DE3835394A1

DE3835394A1 - Tandemhauptzylinder

Info

Publication number: DE3835394A1
Application number: DE3835394A
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Reinartz; Helmut Steffes; Holger Von Hayn; Thomas Meier
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1988-10-18
Filing date: 1988-10-18
Publication date: 1990-04-19
Also published as: GB2225619B; US5005350A; GB8923350D0; FR2637858B1; FR2637858A1; GB2225619A; JPH02151557A

Description

Die Erfindung betrifft einen Tandemhauptzylinder für hydraulische Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen mit Zentral ventilen im Druckstangenkolben und im Schwimmkolben, vorzugsweise mit einem am Schwimmkolben gefesselten Zen tralventil im Druckstangenkolben, wobei die Manschetten des Tandemhauptzylinders und das Zentralventil im Schwimm kolben durch Druckbeaufschlagung des Druckraums des Druck stangenkolbens durch Druckmittel, insbesondere durch den Druckmittelvorratsbehälteranschluß des Druckraums auf Dichtigkeit prüfbar sind.

Durch die deutsche Offenlegungsschrift 36 29 564 wird eine Bremsanlage mit Schlupfregelung, bestehend im wesentlichen aus einem pedalbetätigten, vorzugsweise hilfskraftunter stützten Bremsdruckgeber, an den über Druckleitungen die Radbremsen angeschlossen sind, aus einem hydraulischen Hilfsdruck-Versorgungssystem mit einer Hydraulikpumpe, mit einem Druckausgleichs- und Druckmittel-Vorratsbehälter und mit einem Hilfsdruckregelventil, sowie aus Radsensoren und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Rad drehverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Brems druck-Steuersignalen, mit denen zur Schlupfregelung in die Druckmittelleitungen eingefügte elektromagnetisch betätigbare Druckmittel-Einlaßventile und -Auslaßventile steuerbar sind, beschrieben. Der Gegenstand der genannten Offenlegungsschrift ist gekennzeichnet durch einen in die Druckleitung der Hilfskraftquelle eingeschalteten Schalter, der nach Erreichen eines vorbestimmten hydraulischen Drucks schaltet und damit ein elektrisches Signal an die Signalverarbei tungs- und Verknüpfungsschaltung gibt, die für einen Prüfzyklus ein Ein- bzw. Ausschalten des Motors der Pumpe bewirkt und die damit dem Fahrzeugführer über eine optische oder akustische Anzeige die Funktionsbereitschaft der Motor-Pumpeneinheit signalisieren kann.

Es existiert weiterhin die deutsche Patentanmeldung P 38 23 630.3. Diese deutsche Patentanmeldung gilt nach § 3, Absatz 2, Patentgesetz, als Stand der Technik. In dieser deutschen Patentanmeldung wird ein Verfahren für den Zusammenbau eines Kolben-Zylinderaggregats mit einem Kraftübertragungselement, beispielsweise einem Druckstück, wobei das Aggregat mindestens einen Druckkolben mit einem Ventilelement, das den dem Kolben zugeordneten Druckraum in Abhängigkeit von der Bewegung des Druckkolbens öffnet oder schließt, aufweist, beschrieben.

In der genannten deutschen Patentanmeldung wird vorge schlagen, daß zur Reduzierung des Tothubs des federbe lasteten Schließkörpers und/oder des federbelasteten Ventilsitzes des Ventilelements, der Druckkolben entgegen einer Federkraft mit einer zu messenden Kraft bewegt wird, die aufgrund des Schließvorgangs des Ventilelements eine markante Steigerung erfährt, daß der Weg des Kolbens von seiner Ausgangsposition bis zur markanten Steigerung (Meßweg) als Information für die Dimensionierung eines oder mehrerer Distanzstücke, die zur Reduzierung des Tothubs zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Kolben anzuordnen sind, genutzt wird.

Der Erfindung liegen folgende Aufgaben zugrunde:

Tandemhauptzylinder des Standes der Technik sollen der sogenannten Sondenprüfung zugänglich gemacht werden. Im weitesten Sinne versteht man unter Sondenprüfung die Druckbeaufschlagung des dem Druckstangenkolben zugeord neten Druckraums. Mit dieser Druckbeaufschlagung soll die Dichtigkeit der Manschetten des Tandemhauptzylinders und die Dichtigkeit des Zentralventils im Schwimmkolben des Tandemhauptzylinders in im Fahrzeug eingebautem Zustand des Tandemhauptzylinders geprüft werden. Diese Prüfung soll beispielsweise beim Automobilhersteller möglich sein.

Im einzelnen wird bei der Sondenprüfung wie folgt vorge gangen:

Im eingebauten Zustand wird auf die Vorratsbehälterrück laufbohrung des Druckstangenkolbens eine Prüfsonde aufge preßt. Durch die Rücklaufbohrung und die sich daran anschließenden hydraulischen Passagen wird Druckmittel in den Druckraum des Druckstangenkolbens unter hohem Druck gepreßt. Der Druck im Druckstangenkolben bewirkt, daß der Schwimmkolben sich in Richtung auf den Tandem hauptzylinderboden bewegt, während der Druckstangenkolben stehenbleibt. Bei den Tandemhauptzylindern des Standes der Technik würde das dazu führen, daß der Schließkörper des Zentralventils des Druckstangenkolbens aus dem Druck stangenkolben herausgerissen wird. Dies kann zu Beschädi gungen oder zum völligen Ausfall des Tandemhauptzylinders führen. In jedem Fall ist die Funktion des Tandemhaupt zylinders nicht mehr gewährleistet.

Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, einen Tandemhauptzylinder zu schaffen, der für eine Sondenprüfung geeignet ist. Insbesondere soll ein Tandemhauptzylinder mit am Schwimmkolben gefesseltem Zentralventil im Druckstangenkolben durch die Sondenprü fung prüfbar gemacht werden.

Eine weitere Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, nachdem das Einstellen des Druckstangenkolbens auf den Vakuum bremskraftverstärker zur Reduzierung des Schließwegs des Zentralventils des Druckstangenkolbens auf einfache Weise möglich ist.

Es soll vermieden werden, daß der Zentralventilschließweg des Druckstangenkolbenkreises und der damit verbundene Tothub durch den Zusammenbau von Tandemhauptzylinder und Vakuumbremskraftverstärker zu groß wird. Beim Stand der Technik resultiert dieser zu große Tothub aus den vielen sich addierenden Toleranzen der einzelnen Bauteile des Tandemhauptzylinders. Multipliziert man diesen Tothub mit der Pedalübersetzung, so kommt man zu unvertretbar hohen Leerwegen des Bremspedals.

Die gestellten Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Länge der Bohrung des Zentralventils im Druckstangenkolben so bemessen ist, daß der Ventil schließkörper des Zentralventils im Druckstangenkolben mindestens den Hub des Schwimmkolbens ausführen kann.

Eine besonders kostengünstige Lösung besteht darin, daß das Druckstück für den Druckstangenkolben so ausgebildet ist, daß es während der Dichtigkeitsprüfung als Anschlag für den Druckstangenkolben dient. Hierzu folgende Erläuterung:

Durch die gleichzeitige Einstellung des Anschlags mit dem Druckstück 54, siehe Fig. 4, es liegt Einteiligkeit vor, wird vor allem das Spiel, das zwischen der Anschlagscheibe 56, siehe Fig. 4, beziehungsweise Anschlagscheibe 53, siehe Fig. 2, und dem Druckstangenkolben 55, siehe Fig. 4, beziehungsweise dem Druckstangenkolben 29, siehe Fig. 2, beim Zusammenbau mit dem Bremskraftverstärker auftritt, minimiert.

Bei der Drucksondenprüfung wirkt der Druck auch auf den Druckstangenkolben, der in Richtung Verstärker geschoben wird. Das Spiel ist gleich der Hub. Dies kann zu einer Zerstörung des angeflanschten Vakuumbremskraftverstärkers führen, und zwar infolge der Krafteinleitung über die Druckstange.

Dieser Nachteil wird durch die Erfindung, insbesondere durch die soeben beschriebene Ausführungsform, vermieden.

Zur Einstellung des Druckstangenkolbens eines Tandemhaupt zylinders, insbesondere nach einem oder beiden der voran gegangenen Ansprüche, auf einen Vakuumbremskraftverstärker mit dem Ziel der Reduzierung des Schließwegs des Zentral ventils im Druckstangenkolben, wird ein verfahren vorge schlagen, das sich durch Einfachheit auszeichnet, indem vorgesehen wird, daß man die im Druckraum des Druckstan genkolbens angeordnete Druckfeder so weit expandieren läßt, wie es das Anschlagelement für den Schließkörper des Zentralventils im Druckstangenkolben zuläßt, daß man bei einer so expandierten Feder die Strecke zwischen Flanschfläche des Tandemhauptzylindergehäuses und dem Boden der Druckstückbohrung ermittelt, daß die gemessene Strecke als Bestimmungsgröße für die Anzahl, beziehungsweise Dicke von einem oder mehreren Distanzelementen, vorzugsweise Distanzscheiben, die zwischen dem Druckstück und dem Druckstangenkolben anzuordnen sind, dient.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Vor richtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens vorgeschlagen, bei der es möglich ist, daß eine Montage hülse vorgesehen wird, die die Tandemhauptzylinderbohrung für die Zeit der Einstellung des Druckstangenkolbens axial verlängert.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung zu entnehmen.

Diese Ausführungsbeispiele werden anhand von vier Figuren erläutert:

Fig. 1 zeigt einen Tandemhauptzylinder des Standes der Technik.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines fertig montierten Tandemhauptzylinders.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Verfahren zum Einstellen des Druckstangenkolbens des Tandemhauptzylinders auf den zu montierenden Vakuumbremskraftverstärker.

Der Tandemhauptzylinder nach Fig. 1 ist von einer Bauart, wie sie beispielsweise durch die deutsche Patentanmeldung P 38 23 630.3 bekannt geworden ist.

Wenn vom Unterdruckbremskraftverstärker, oder auch "Vaku umbremskraftverstärker" genannt, in Richtung des Pfeils 1 auf das Druckstück 2 des Tandemhauptzylinders eine Kraft ausgeübt wird, verschiebt sich der Druckstangenkol ben 3 nach links. Im Druckraum 4 baut sich ein Druck auf. Durch diesen Druck wird der Schwimmkolben 5 ebenfalls nach links verschoben.

Bei Beginn der Bewegung nach links setzt sich im Druck stangenkolben der Ventilschließkörper 6 auf den Ventilsitz 7. In gleicher Weise setzt sich der Ventilschließkörper 8 im Schwimmkolben 5, der als Kugel ausgebildet ist, auf den Ventilsitz 9.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß es sich bei dem Zentral ventil im Druckstangenkolben um ein am Schwimmkolben gefesseltes Zentralventil handelt. Der Schließkörper 6 ist mit dem Stift 10 verbunden. Beim Lösen der Bremse bewegt sich der Druckstangenkolben infolge des Drucks der Druckfedern 11, 12 nach rechts. Der über den Stift 10 gehaltene Ventilschließkörper 6 hebt sich vom Ventilsitz 7 ab. Die Fesselung erfolgt durch den als Zugelement wirkenden Stift 10, der an seinem linken Ende mit einem verbreiterten Kopf 13 versehen ist, der an einem Anschlag 14 des Schwimmkolbens anliegt.

Bei gelöster Bremse, das heißt, bei geöffnetem Zentralven til im Druckstangenkolben kann aus dem Druckmittelvorrats behälter über die Nachlaufbohrung 16, den Ringraum 17, die Radialkanäle 18, den Raum 19, und die bei geöffnetem Zentralventil zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilschließkörper gebildete Druckmittelpassage Druckmittel in den Druckraum 4 nachfließen.

Beim Lösen der Bremse bewegt sich der Schwimmkolben 5 unter der Wirkung der Druckfeder 12 nach rechts. Der Stift 20 liegt am Querstift 21 an. Durch den Stift 20 wird der Ventilschließkörper 8 vom Ventilsitz 9 abgehoben. Der Stift 20 wirkt also als Druckelement.

Über eine Nachlaufbohrung gelangt Druckmittel aus dem Vorratsbehälter in den Raum 22. Aus dem Raum 22 kann über die Radialbohrungen 23, den Raum 24 und die Druckmit telpassage, die bei geöffnetem Zentralventil im Schwimm kolben zwischen Ventilsitz und Kugel entsteht, Druckmittel in den Schwimmkolbendruckraum 25 nachfließen.

Der Erfindung liegt, wie eingangs beschrieben, unter anderem die Aufgabe zugrunde, Tandemhauptzylinder mit am Schwimmkolben gefesseltem Zentralventil im Druckstangenkolben durch eine sogenannte "Sondenprüfung" prüfbar zu machen.

Durch die Sondenprüfung wird der Tandemhauptzylinder im eingebauten Zustand auf Dichtigkeit der Manschetten und des Schwimmkolbenzentralventils geprüft.

Bei der Sondenprüfung wird eine Prüfsonde auf die Nach laufbohrung 16, beziehungsweise Behälterrücklaufbohrung gepreßt. Druckmittel gelangt unter hohem Druck, bei spielsweise 100 bar, über die Bohrung 16 und die sich darin anschließenden Druckmittelpassagen in den Druckstangenkolbendruckraum 4. Der Druck im Raum 4 bewirkt, daß der Schwimmkolben 5 sich in Richtung auf den Tandemhauptzylinderboden 26 bewegt. Der Druckstangenkolben bleibt stehen. Das kann dazu führen, daß durch die Fesselung des Schließkörpers 6 des Zentralventils des Druckstangenkolbens am Schwimmkolben der Schließkörper aus dem Druckstangenkolben herausbewegt, eventuell herausgerissen wird. Hierdurch können Teile beschädigt werden. Die Funktion des Tandemhauptzylinders kann nach einer solchen Sondenprüfung nicht mehr gewährleistet sein.

Fig. 2 zeigt eine Bohrung 28 im Druckstangenkolben, die sehr tief in den Druckstangenkolben 29 hineinreicht. Der Schließkörper 27 des Zentralventils des Druckstangen kolbens kann einen bedeutend größeren Hub ausführen, als dies beim Stand der Technik möglich ist.

Wenn bei der Sondenprüfung Druckmittel durch die Bohrung 30, den Ringraum 31, die Radialbohrung 32 und das geöffnete Zentralventil des Druckstangenkolbens in den Druckraum 33 gelangt, verschiebt sich der Schwimmkolben 34 nach links, bis er an den Boden 35 des Tandemhauptzy linders der Fig. 2 anschlägt. Der Schließkörper 27 kann aufgrund des großen Hubs in der verlängerten Bohrung 28 die Bewegung des Schwimmkolbens mitmachen, ohne daß der Schließkörper aus dem Druckstangenkolben herausgeris sen wird. Der Ventilschließkörper 27 ist am Schwimmkolben 34 so gefesselt, wie dies anhand von Fig. 1 erklärt wurde, nämlich durch einen am linken Ende des Stifts 39 angebrachten, verbreiterten Kopf, der an Anschlägen im Schwimmkolben anliegt.

Die Federn 36, 37 sind so aufeinander abgestimmt, daß bei einer Sondenprüfung der Federtopf 38 auf dem Druck stangenkolben bleibt. Andererseits ist durch die Abstim mung der Federn die normale Funktion des Tandemhauptzy linders sichergestellt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird die Zentralventilbohrung mindestens um den erforderlichen Hub während der Sonden prüfung tiefer in den Druckstangenkolben 29 hinein ver legt. Der als Zugelement für den Ventilkörper dienende Stift 39 des Zentralventils des Druckstangenkolbens wird entsprechend verlängert.

Nachfolgend wird anhand von Fig. 3 ein Verfahren zum Einstellen des Druckstangenkolbens auf den Vakuumbrems kraftverstärker beschrieben. Dieses Einstellen ist notwen dig, um den Zentralventilschließweg des Druckstangenkol bens zu reduzieren. Ein zu großer Schließweg oder Leerweg ist unerwünscht, da er durch das Bremspedalwerk multipliziert zu einem großen Leerweg am Bremspedal führt.

Zum Einstellen des Druckstangenkolbens auf den Vakuum bremskraftverstärker zur Erzielung eines optimalen Leer wegs des Zentralventils im Druckstangenkolben wird der Sicherungsring 40, siehe Fig. 2, im Tandemhauptzylinder gehäuse noch nicht montiert, sondern es wird, wie in Fig. 3 gezeigt, vorgegangen.

In Fig. 3 wird am rechten Ende des Tandemhauptzylinderge häuses eine Montagehülse 41 angebracht, die sich am vor handenen Absatz 42 im Tandemhauptzylindergehäuse zen triert. Die Bohrung 43 des Tandemhauptzylindergehäuses 44 wird so künstlich für die Dauer der Einstellungsarbeiten axial verlängert. Die Feder 45 des Druckstangenkolbens ist so weit entspannt, wie es die Hülse 46 zuläßt. Die Hülse schlägt am Federtopf 47 an. Die Feder 45 des Druckstangenkolbens kann also so weit expandieren, bis der Ventilschließkörper 27 die Hülse 46 gegen den Federtopf, der als Anschlag wirkt, bewegt hat. In dieser Situation ist die Hülse 46 zwischen dem überkragenden Ventilschließkörper 27 und dem Federtopf eingespannt. In dieser Situation wird das Maß 15 zwischen Flanschfläche 48 des Tandemhauptzylindergehäuses und dem Boden 49 der Druckstückbohrung ermittelt. Dieses Maß 15 bestimmt die Anzahl und/oder Dicke der Distanzscheiben 50, siehe Fig. 2. Der Flansch trägt die Bezugsziffer 51. Das Druckstück ist mit der Bezugsziffer 52 versehen.

Nach der Einstellung des Druckstangenkolbens wird der Druckstangenkolben in seine normale Position gebracht und durch Anbringung der Anschlagscheibe 53 und des Sicherungsrings 40 gesichert, siehe Fig. 2.

In Fig. 4 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Das Druckstück 54 übernimmt die Funktion der Sicherung des Druckstangenkolbens 55 zusammen mit der Anschlagschei be 56 und dem Sicherungsring 57 bei der Drucksondenprü fung.

Die Einstellung des Druckstangenkolbens auf den Vakuum bremskraftverstärker zur Reduzierung des Zentralventil schließwegs im Druckstangenkolben kann bei dem Tandem hauptzylinder nach Fig. 4 das in der deutschen Patentan meldung P 38 23 630.3 beschriebene Verfahren angewendet werden. Nach diesem bekannten Verfahren wird das Maß ermittelt, bei dem das Zentralventil im Druckstangenkolben gerade geschlossen ist. Anschließend wird anhand dieses Maßes eine Auswahl an Distanzscheiben 58 getroffen, die zwischen dem Druckstück 54 und dem Druckstangenkolben 55 anzuordnen sind.

Liste der Einzelteile:

1 Pfeil, Kraft
2 Druckstück
3 Druckstangenkolben
4 Druckraum
5 Schwimmkolben
6 Ventilschließkörper
7 Ventilsitz
8 Ventilschließkörper, Kugel
9 Ventilsitz
10 Stift
11 Druckfeder
12 Druckfeder
13 Kopf
14 Anschlag
15 Maß, Strecke
16 Nachlaufbohrung
17 Ringraum
18 Radialkanal
19 Raum
20 Stift
21 Querstift
22 Raum
23 Radialbohrung
24 Raum
25 Schwimmkolbendruckraum
26 Boden des Tandemhauptzylinders
27 Schließkörper
28 Bohrung
29 Druckstangenkolben
30 Bohrung
31 Ringraum
32 Radialbohrung
33 Druckraum
34 Schwimmkolben
35 Boden
36 Feder
37 Feder
38 Federtopf
39 Stift
40 Sicherungsring
41 Montagehülse
42 Absatz
43 Bohrung
44 Tandemhauptzylindergehäuse
45 Feder
46 Hülse
47 Federtopf
48 Flanschfläche
49 Boden
50 Distanzscheibe
51 Flansch
52 Druckstück
53 Anschlagscheibe
54 Druckstück
55 Druckstangenkolben
56 Anschlagscheibe
57 Sicherungsring
58 Distanzscheibe

Claims

1. Tandemhauptzylinder für hydraulische Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen mit Zentralventilen im Druckstangen kolben und im Schwimmkolben, vorzugsweise mit einem am Schwimmkolben gefesselten Zentralventil im Druckstangen kolben, wobei die Manschetten des Tandemhauptzylinders und dessen Zentralventil im Schwimmkolben durch Druckbe aufschlagung des Druckraums des Druckstangenkolbens durch Druckmittel, insbesondere durch den Druckmittelvorratsbehälteranschluß des Druckraums, auf Dichtigkeit prüfbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Bohrung (28) des Zentralventils im Druckstangenkolben (29) so bemessen ist, daß der Ventilschließkörper (27) des Zentralventils im Druck stangenkolben (29) mindestens den Hub des Schwimmkolbens (34) ausführen kann.

2. Tandemhauptzylinder, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (54) für den Druckstangenkolben (55) so ausgebildet ist, daß es während der Dichtigkeitsprüfung als Anschlag für den Druckstangen kolben dient.

3. Verfahren zur Einstellung des Druckstangenkolbens eines Tandemhauptzylinders, insbesondere nach einem oder beiden der vorangegangenen Ansprüche, auf einen Vakuum bremskraftverstärker mit dem Ziel der Reduzierung des Schließwegs des Zentralventils im Druckstangenkolben, dadurch gekennzeichnet, daß man die im Druckraum des Druckstangenkolbens angeordnete Druckfeder (45) so weit expandieren läßt, wie es das Anschlagelement (46) für den Schließkörper (27) des Zentralventils im Druckstangen kolben (29) zuläßt, daß man bei einer so expandierten Feder die Strecke (15) zwischen Flanschfläche (48) des Tandemhauptzylindergehäuses (44) und dem Boden (49) der Druckstückbohrung ermittelt, daß die gemessene Strecke (15) als Bestimmungsgröße für die Anzahl, beziehungsweise Dicke von einem oder mehreren Distanzelementen, vorzugs weise Distanzscheiben (50), die zwischen dem Druckstück (52) und dem Druckstangenkolben (29) anzuordnen sind, dient.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Montagehülse (41) vorgesehen ist, die die Tandemhauptzylinderbohrung (43) für die Zeit der Einstellung des Druckstangenkolbens (29) axial verlängert.