DE3932248A1 - Kolben mit zentralventil fuer hydraulische fahrzeug-bremsanlagen - Google Patents
Kolben mit zentralventil fuer hydraulische fahrzeug-bremsanlagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kolben mit Zentralventil für
hydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen, mit
- - einem im Kolben ausgebildeten Hohlraum, der an einem Kolbenende offen ist,
- - einem von dem Hohlraum in Richtung auf das andere Kolbenende ausgehenden zentralen Kanal,
- - einem rings um den Anfang des zentralen Kanals ange ordneten Ventilsitz,
- - einem im Hohlraum angeordneten Ventilkörper, der einen an den Ventilsitz anlegbaren ringförmigen Vorsprung aufweist, und
- - einem Ventilstößel, der sich zum Betätigen des Ven tilkörpers durch den zentralen Kanal hindurcherstreckt.
Aus zahlreichen Druckschriften, beispielsweise der DE-A
34 24 513 und der DE-A-37 15 209, sind Hauptbremszylinder für
Fahrzeug-Bremsanlagen bekannt, die Kolben mit je einem
Zentralventil der im vorstehenden beschriebenen Gattung
aufweisen. Dabei ist der Ventilsitz jeweils vom Boden des
Hohlraums des betreffenden Kolbens gebildet und der Ven
tilkörper hat eine Gummikappe, an welcher der mit dem Ven
tilsitz zusammenwirkende ringförmige Vorsprung ausgebildet
ist. Zu Beginn jeder Bremsbetätigung werden die Zentral
ventile durch Federkraft geschlossen und dann zusätzlich
durch den Bremsdruck geschlossen gehalten, der sich in
einem Raum vor dem betreffenden Kolben aufbaut.
Nach einer Bremsbetätigung soll jedes der Zentralventile
dadurch geöffnet werden, daß bei Rückkehr des zugehörigen
Kolbens in seine Ruhestellung der zugehörige Ventilstößel
gegen einen Anschlag stößt und dadurch den zugehörigen
Ventilkörper gegen den noch vor ihm herrschenden Restdruck
von seinem Ventilsitz abhebt.
Es hat sich herausgestellt, daß die Kolbenstellung, bei
der bekannte Zentralventile öffnen, von Faktoren abhängen,
die nicht von vorneherein für die gesamte Lebensdauer be
kannter Kolben mit Zentralventil beherrschbar sind und
damit zusammenhängen, daß der Ventilkörper gegen einen
Restdruck geöffnet werden muß und dabei seine Gummikappe,
an welcher der gegen den Ventilsitz abdichtende ringförmi
ge Vorsprung ausgebildet ist, sich im Laufe der Zeit immer
mehr verformt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen
Kolben mit Zentralventil für hydraulische Fahrzeug-Brems
anlagen derart weiterzubilden, daß das Zentralventil ein
während seiner gesamten Lebensdauer genauer reproduzier
bares Öffnungsverhalten zeigt.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Kolben mit Zen
tralventil der eingangs beschriebenen Gattung dadurch ge
löst, daß
- - der Ventilsitz aus elastischem Werkstoff besteht und an einem starren Einsatz befestigt ist,
- - der Einsatz im Kolben befestigt und gegen diesen abge dichtet ist und eine axiale Bohrung aufweist, die minde stens einen Teil des zentralen Kanals bildet,
- - der ringförmige Vorsprung des Ventilkörpers starr ist, und
- - der Ventilstößel in der axialen Bohrung des Einsatzes geführt ist.
Mit diesen Maßnahmen wird vermieden, daß elastische Ver
formungen irgendwelcher Dichtungsteile einen nennenswerten
Einfluß auf das Öffnen oder Schließen des Zentralventils
haben. Dessen Öffnungs- und Schließverhalten ist auch des
halb genau reproduzierbar, weil der Ventilstößel in der
axialen Bohrung des Einsatzes geführt ist und dadurch den
Ventilkörper daran hindert, sich in bezug auf den Ventil
sitz schrägzustellen.
Ein Ventilkörper mit einem starren ringförmigen Vorsprung,
der mit einem scheibenförmigen elastischen Ventilsitz zu
sammenwirkt, ist zwar aus der EP-A-02 19 147 bei einem
Regelventil einer hydraulischen Fahrzeug-Bremsanlage
bekannt. Dabei ist der Ventilsitz jedoch nicht an einem
starren Einsatz eines Kolbens befestigt; der Ventilstößel
ist dementsprechend auch nicht an einem solchen Einsatz
geführt, sondern an einem Ventilgehäuse.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Ein Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten der Er
findung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Tandem-Haupt
bremszylinder einer hydraulischen Fahrzeug-
Bremsanlage,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 und
Fig. 3 eine weiter vergrößerte Einzelheit aus Fig. 2.
Der in Fig. 1 dargestellte Tandem-Hauptbremszylinder hat
ein tiefgezogenes Zylinderrohr 10, in dem ein Primärkolben
12 und ein Sekundärkolben 14 hintereinander angeordnet
sind und zwei Druckräume 16 und 18 begrenzen. Die beiden
Druckräume 16 und 18 haben je einen Anschluß 20 bzw. 22
für einen ersten bzw. zweiten Bremskreis; außerdem ist den
beiden Druckräumen je ein Anschluß 24 bzw. 26 für einen
nicht dargestellten Behälter zugeordnet, worin Bremsflüs
sigkeit in Reserve gehalten wird. Zwischen den beiden Kol
ben 12 und 14 ist eine erste Rückstellfeder 28 angeordnet;
der Sekundärkolben 14 stützt sich über eine weitere Rück
stellfeder 30 am geschlossenen, in Fig. 1 linken Ende des
Zylinderrohrs 10 ab.
Jeder der beiden Kolben 12 und 14 hat einen diametralen
Schlitz 32 bzw. 34, der einen Querstift 36 bzw. 38 auf
nimmt. Der Querstift 36 des Primärkolbens 12 liegt in des
sen Ruhestellung, die in Fig. 1 abgebildet ist, an einer
Hülse 40 an, die am rechten Ende des Zylinderrohrs 10
befestigt ist. Der Querstift 38 des Sekundärkolbens 14 ist
von einer geschlitzten Federhülse gebildet. Insoweit ist
der dargestellte Tandem-Hauptbremszylinder von üblicher
Bauart.
Die im folgenden beschriebenen Merkmale sind an beiden
Kolben 12 und 14 in gleicher Weise vorhanden; der Einfach
heit halber wird von diesen Kolben nur noch der erste
ausdrücklich erwähnt.
Der Kolben 12 hat einen einseitig - in Fig. 1 nach links -
offenen, zylindrischen Hohlraum 42, an den sich eine eben
falls zylindrische Vertiefung 44 von etwas geringerem
Durchmesser, und auf diese folgend eine zentrale zylin
drische Bohrung 46 von erheblich geringerem Durchmesser
und schließlich eine noch engere axiale Bohrung 48 an
schließt. In der Vertiefung 44 sind ein starrer Einsatz 50
und eine elastische ringförmige Schürze 52 aufgenommen,
die beide rotationssymmetrisch gestaltet sind. Der Einsatz
50 besteht im dargestellten Beispiel aus hartem Metall und
hat einen Flansch 51 sowie einen von diesem nach vorne, in
den Zeichnungen nach rechts, vorspringenden zentralen
ringförmigen Anschlag 53; die ringförmige Schürze 52 be
steht aus Dichtungsgummi und ist auf den Einsatz 50 derart
aufgespritzt oder aufvulkanisiert, daß er den Flansch 51
umhüllt und nur dessen Rückseite freiläßt.
Ehe der Einsatz 50 samt daran befestigter Schürze 52 in
den Kolben 12 eingebaut wird, hat die Schürze 52 gemäß
Fig. 3 eine wellenförmig profilierte äußere Mantelfläche
54, deren Wellenberge einen etwas größeren und deren Wel
lentäler einen etwas kleineren Durchmesser haben als die
zylindrische Vertiefung 44 im Kolben 12. Gemäß Fig. 1 und
2 ist der Einsatz 50 samt der ringförmigen Schürze 52
derart in die Vertiefung 44 eingepreßt, daß das Wellen
profil der Mantelfläche 54 im wesentlichen flachgedrückt
ist.
Die ringförmige Schürze 52 ist einstückig mit einem aus
demselben Dichtungsgummi bestehenden Ventilsitz 56 ausge
bildet, der die gesamte vordere Stirnseite des Flansches
51 bedeckt und nur den schmalen ringförmigen Anschlag 53
freiläßt. An der entgegengesetzten Seite des Einsatzes 50
ist ein aus dem gleichen Metall wie dieser bestehender, im
wesentlichen zylindrischer Zapfen 58 ausgebildet, der an
seiner äußeren Mantelfläche eine wendelförmige Nut 60
aufweist. Der Zapfen 58 bildet mit der zentralen Bohrung
46 einen engen Paßsitz und ist in axialer Richtung aus
reichend lang bemessen, um den Einsatz 50 bei der Montage
zu zentrieren, ehe dieser die Vertiefung 44 erreicht.
Beim Einpressen des Einsatzes 50 schiebt die Schürze 52,
die gegen den Kolben 12 vollständig abdichtet, die bis
dahin in der Vertiefung 44 enthaltene Luft vor sich her;
die wendelförmige Nut 60 läßt diese Luft entweichen, so
daß sich zwischen der hinteren, in den Zeichnungen rechten
Stirnseite des Flansches 51 und dem Boden der Vertiefung
44 kein Luftpolster bilden kann. Dadurch wird gewährlei
stet, daß der Einsatz 50 die abgebildete Stellung erreicht
und beibehält, in der die hintere Stirnseite des Flansches
51 fest am Boden der Vertiefung 44 anliegt.
Durch den Einsatz 50 und seinen Zapfen 58 erstreckt sich
eine axiale Bohrung 62 hindurch, die zusammen mit dem vom
Zapfen 58 nicht ausgefüllten inneren Abschnitt der zentra
len Bohrung 46 und mit der engeren Bohrung 58 einen zen
tralen Kanal 64 bildet. Dieser Kanal 64 steht ständig mit
dem Anschluß 24 bzw. 26 für den Bremsflüssigkeits-Behälter
in Verbindung.
Vor dem Einsatz 50 ist ein Ventilkörper 66 angeordnet, der
ebenfalls aus hartem Metall besteht und einen einstückig
an ihm ausgebildeten ringförmigen Vorsprung 68 aufweist.
In der Ruhestellung des Kolbens 12 hat der ringförmige
Vorsprung 68 einen axialen Abstand vom Ventilsitz 56, so
daß Bremsflüssigkeit durch den zentralen Kanal 64 in den
vorgelagerten Druckraum 16 bzw. 18 strömen kann.
Am Ventilkörper 66 ist ein Ventilstößel 70 einstückig aus
gebildet, der sich durch den zentralen Kanal 64 hindurch
erstreckt und in üblicher Weise mit dem zugehörigen Quer
stift 36 bzw. 38 zusammenwirkt. Der Ventilstößel 70 ist in
der axialen Bohrung 62 geführt, jedoch derart profiliert,
daß er weder diese axiale Bohrung noch einen anderen Ab
schnitt des zentralen Kanals 64 verschließen kann.
Am offenen, in den Zeichnungen linken Ende des Hohlraums
42 ist ein Flansch 72 befestigt, der an einer im Hohlraum
42 gleichachsig angeordneten Hülse 74 ausgebildet ist.
Zwischen dem Flansch 72 und dem Ventilkörper 66 ist eine
Druckfeder 76 eingespannt, die auf der Hülse 74 und auf
einem Vorsprung 78 des Ventilkörpers 66 zentriert und
ständig bestrebt ist, den Ventilkörper in seiner Schließ
stellung gemäß Fig. 2 zu halten.
Die Wirkungsweise des dargestellten Tandem-Hauptbrems
zylinders ist die übliche und deshalb nicht erläuterungs
bedürftig. Jedes der dargestellten Zentralventile arbeitet
folgendermaßen:
Bei Beginn einer Bremsbetätigung nimmt der Ventilkörper 66
die in Fig. 2 abgebildete Stellung ein, in der sein ring
förmiger Vorsprung 68 dichtend am Ventilsitz 56 anliegt.
In dem Maß, in dem bei weiterer Bremsbetätigung ein Druck
im zugehörigen Druckraum 16 bzw. 18 aufgebaut wird, drückt
sich der ringförmige Vorsprung 68 in den Ventilsitz 56
ein. Im äußersten Fall kann es dazu kommen, daß die vom
ringförmigen Vorsprung 68 umschlossene Fläche des Ventil
körpers 66 sich an den ringförmigen Anschlag 53 des Ein
satzes 50 anlegt. Dadurch ist der ringförmige Vorsprung 68
daran gehindert, weiter in den Ventilsitz 56 einzudringen
und den Flansch 51 des Einsatzes 50 zu erreichen. Der
Ventilsitz 56 ist auf diese Weise zuverlässig vor Beschä
digung geschützt.
Claims (6)
1. Kolben mit Zentralventil für hydraulische Fahrzeug-
Bremsanlagen, mit
- - einem im Kolben (12) ausgebildeten Hohlraum (42), der an einem Kolbenende offen ist,
- - einem von dem Hohlraum (42) in Richtung auf das andere Kolbenende ausgehenden zentralen Kanal (64),
- - einem rings um den Anfang des zentralen Kanals (64) angeordneten Ventilsitz (56) ,
- - einem im Hohlraum (42) angeordneten Ventilkörper (66), der einen an den Ventilsitz (56) anlegbaren ringförmigen Vorsprung (68) aufweist, und
- - einem Ventilstößel (70), der sich zum Betätigen des Ventilkörpers (66) durch den zentralen Kanal (64) hin durcherstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Ventilsitz (56) aus elastischem Werkstoff besteht und an einem starren Einsatz (50) befestigt ist,
- - der Einsatz (50) im Kolben (12) befestigt und gegen diesen abgedichtet ist und eine axiale Bohrung (62) auf weist, die mindestens einen Teil des zentralen Kanals (64) bildet,
- - der ringförmige Vorsprung (68) des Ventilkörpers (66) starr ist, und
- - der Ventilstößel (70) in der axialen Bohrung (62) des Einsatzes (50) geführt ist.
2. Kolben mit Zentralventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil
sitz (56) einstückig an einer ringförmigen Schürze (52)
aus elastischem Werkstoff ausgebildet ist, die den Einsatz
(50) umschließt und gegen den Kolben (12) abdichtet.
3. Kolben mit Zentralventil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die ringför
mige Schürze (52) vor dem Einbau in den Kolben (12) eine
wellenförmige äußere Mantelfläche (54) aufweist und beim
Einbau derart in eine Vertiefung (44) des Hohlraums (42)
eingepreßt ist, daß die Wellenform ihrer Mantelfläche (54)
im wesentlichen flachgedrückt ist.
4. Kolben mit Zentralventil nach einem der Ansprüche
1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz
(50) einen den Ventilsitz (56) tragenden Flansch (51) auf
weist sowie einen von diesem aus in Richtung zum Ventil
körper (66) vorspringenden Anschlag (53), der das Ein
drücken des ringförmigen Vorsprungs (68) in den Ventilsitz
(56) begrenzt.
5. Kolben mit Zentralventil nach einem der Ansprüche
1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz
(50) an seiner vom Ventilsitz (56) abgewandten Seite einen
Zapfen (58) aufweist, der in einer zentralen Bohrung (46)
des Kolbens (12) zentriert ist.
6. Kolben mit Zentralventil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen
(58) an seiner Außenseite eine wendelförmige Nut (60) auf
weist.
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