DE4241786A1 - Hauptzylinder mit Zentralventil - Google Patents
Hauptzylinder mit ZentralventilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder mit Zentralventil
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Hauptzylinder sind bereits aus der DE-C2-30 01 186
und der DE-A1-31 16 584 bekannt. Beide weisen einen
Hauptzylinder mit Zentralventil auf, welches in Ruhestellung
des Kolbens von einem Übertragungselement in einer
geöffneten Stellung gehalten wird.
Dabei besteht das aus der DE-C2-30 01 186 bekannte
Übertragungselement aus einem Stift, der in einem mit zwei
sich gegenüberliegenden Bohrungen versehenen Ring gehalten
wird.
Nachteilig an dieser Version eines Übertragungselements ist,
daß zu dessen Montage zunächst der Ring über den
Kolbenschaft bis über eine schlitzförmige Ausnehmung oder
Bohrung geschoben werden muß, worauf dann der Stift durch
die beiden Bohrungen des Rings und die Ausnehmung oder
Bohrung gesteckt werden kann. Diese Vorgehensweise ist
aufwendig, da mehrere Arbeitsschritte auszuführen sind,
sowie mit einer hohen Fehlerquote belastet, da zum
Einspannen des Stifts im Ring
entweder der Stift in die Bohrung des Rings gepreßt werden
muß, was nur unter großem Kraftaufwand erfolgen kann, oder
eine Bearbeitung des kompletten Kolbens zum Verbinden von
Stift und Ring aneinander erfolgen muß. Desweiteren kann der
Ring die Oberfläche des Kolbenschafts beim Überschieben
beschädigen, wodurch eine in diesem Bereich angebrachte
Dichtung in ihrer Wirkung beeinträchtigt bzw. im Extremfall
zerstört werden kann.
Das aus der DE-A1-31 16 584 bekannte Übertragungselement ist
einstückig aus einem Federdraht gebogen und wird durch
seitliches Aufschieben auf den Kolben angebracht, wobei ein
dem Stift entsprechender Zentralteil des Übertragungsglieds
in eine Bohrung oder Ausnehmung des Kolbens eingeführt wird,
und zwei Federteile den Kolben umgreifen und das
Übertragungselement somit fixieren.
Nachteilig an dieser Lösung ist zum einen der
Fertigungsaufwand zum Biegen des Übertragungselements und
zum anderen die geringe Belastbarkeit des Federdrahts in
radialer Richtung, d. h. der Zentralteil kann sich bei
häufiger Betätigung des Zentralventilstößels verformen, so
daß unter Umständen das sichere Öffnen des Zentralventils
bei unbetätigtem Kolben nicht gewährleistet sein kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen gattungsgemäßen
Hauptzylinder mit Übertragungselement vorzuschlagen, der
sowohl kostengünstig herzustellen und zu montieren ist, als
auch eine hohe Zuverlässigkeit im Dauerbetrieb gewährleistet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 angegebene Merkmalskombination. Die
Verwendung eines Stiftes hoher Stabilität im
Übertragungselement des Hauptzylinders gewährleistet ein
sicheres Betätigen des Zentralventils, da keine Verformung
des Stifts erfolgt, während die Haltefunktion des
Übertragungselements auf dem Kolben über die als Federn
wirkenden elastischen Klammern gewährleistet ist. Der Stift
ist dabei vorzugsweise aus Stahl gefertigt, er kann sowohl
ein Drehteil als auch ein geschlagenes Teil sein. Als
Material für die Klammern ist Blech vorgesehen.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Hauptzylinders sind,
daß das Übertragungselement leicht demontierbar ist und daß
bei der Montage des Übertragungselements keine Beschädigung
des Kolbens in dessen zur Abdichtung dienendem Bereich
auftritt, was eine sichere Abdichtung des Kolbenschafts
ermöglicht und daß das Übertragungselement leicht
demontierbar ist.
Eine besonders kostengünstige Herstellung des
Übertragungselements wird durch das in Anspruch 2
vorgeschlagene Vernieten von Stift und Klammer erreicht.
Dabei wirkt sich zum einen die Einfachheit und Sicherheit
des Nietvorgangs, der prozeßsicher automatisiert werden
kann, positiv aus. Zum anderen besteht die Möglichkeit,
eventuell fehlerhaft verbundene Teile schon vor der Montage
am Kolben aussondern zu können (frühzeitige
Qualitätssicherung), wobei sich der mögliche Ausschuß auf
einzelne Übertragungselemente und nicht auf komplett
montierte Kolben bezieht.
Die in Anspruch 3 beschriebene Maßnahme garantiert eine
definierte Ausrichtung des Übertragungselements beim
gehäuseseitigen Anschlag. Eine definierte Ausrichtung des
Stifts senkrecht zur Achse des Hauptzylinders ist
erforderlich, um einen definierten Schließweg des
Zentralventils und einen sicheren Anschlag des
Zentralventilstößels zu gewährleisten. Dies ist erwünscht,
da der Schließweg einerseits möglichst klein sein soll, um
den Totweg bis zum Druckaufbau beim Betätigen des Kolbens
möglichst gering zu halten, andererseits muß das
Zentralventil bei unbetätigtem Kolben weit genug öffnen
können, um ein eventuelles Nachlaufen von Hydraulikmedium zu
ermöglichen.
Werden die Klammern des Übertragungselements nach Anspruch 4
schmaler als die zum definierten Anschlag dienenden
Abschnitte von Stift und Verbindungsbereich gestaltet, kann
es zu keinem undefinierten frühzeitigen Anschlagen bei
eventueller Schieflage des Übertragungselements kommen.
In Anspruch 5 wird eine bevorzugte Verwendung des
erfindungsgemäßen Hauptzylinders in Kraftfahrzeugen
angegeben. Dabei kann er als Hauptzylinder einer
hydraulischen Bremsanlage vorgesehen sein, was sich
insbesondere in Kombination mit Antiblockier- oder
Antriebsschlupfregelsystemen empfehlen kann, bei denen
oftmals Zentralventile im direkt von der Druckstange
betätigten Kolben zum Einsatz kommen. Aber auch andere
Anwendungen, z. B. als Geberzylinder für eine Kupplung, sind
denkbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und deren
Wirkungsweise ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung anhand der Zeichnungen.
Dabei zeigen
Fig. 1 eine Teilansicht eines Hauptzylinders im
Längsschnitt mit erfindungsgemäßem
Übertragungselement,
Fig. 2 eine um 90° gedrehte vergrößerte Ansicht des
Übertragungselements aus Fig. 1.
Der in Fig. 1 teilweise dargestellte Hauptzylinder 1 weist
ein Zylindergehäuse 2 auf, in dem ein mittels einer
Druckstange 3 betätigbarer Kolben 4 angeordnet ist. Eine in
der Gehäusewandung vorgesehene Ausgleichsbohrung 5 verbindet
einen (hier nicht dargestellten) Ausgleichsbehälter über
einen Nachlaufraum 25 mit einem Druckraum 6. Der
Nachlaufraum 25 ist gegenüber dem Außenraum über eine
Dichtmanschette 26 abgedichtet, die zwischen Zylindergehäuse
2 und Kolben 4 angeordnet ist.
Die Dichtwirkung der Dichtmanschette 26 ist um so höher, je
exakter die geometrische Form des Kolbens 4 auf die
Dichtmanschette abgestimmt ist, und je weniger Abweichungen
von der Idealform auftreten. Solche Abweichungen können
nicht nur Undichtigkeiten, sondern bei einer Axialbewegung
des Kolbens 4 gegenüber der Dichtmanschette 26 sogar deren
Beschädigung bewirken. Es ist daher erwünscht, daß die
Oberfläche des Kolbens 4 möglichst nicht beschädigt wird,
z. B. bei der Montage. Dies wird durch die Eigenschaften des
weiter unten beschriebene erfindungsgemäße
Übertragungselement 13 erreicht.
Gegenüber dem Druckraum 6 ist der Nachlaufraum 25 über die
Dichtmanschette 27 und bei betätigtem Zylinder über das dann
geschlossene, im folgenden beschriebene Zentralventil
abgedichtet.
Im Kolben 4 ist ein Zentralventil angeordnet, welches im
nicht betätigten Zustand geöffnet ist, um zu gewährleisten,
daß der Druckraum 6 in diesem Fall im wesentlichen drucklos
ist.
Das Zentralventil besteht aus einem in einer zentralen
Ausnehmung 7 des Kolbens 4 angeordneten Ventilelement 8 mit
einem Ventilstößel 9, der in einer durchgehenden zentralen
Längsbohrung 11 im Kolben 4 angeordnet ist. Das
Ventilelement 8 ist durch eine Ventilfeder 10 in
Schließrichtung belastet. In der geschlossenen Stellung, in
welcher die zentrale Längsbohrung 11 vom Kopf 17 des
Ventilelements 8 verschlossen wird, ragt der Ventilstößel 9
auf der dem Kopf 17 gegenüberliegenden Seite aus der
zentralen Längsbohrung 11 heraus in eine quer zur
Längsbohrung 11 verlaufende durchgehende Ausnehmung 12 im
Kolben 4.
In dieser durchgehenden Ausnehmung 12 ist das
Übertragungselement 13 angebracht. Dabei befindet sich der
Übertragungsstift 14 des Übertragungselements 13 in der
Ausnehmung 12, während dessen Endbereiche 15, 16 aus der
Ausnehmung 12 herausragen. Der untere Endbereich 15 des
Übertragungsstifts 14 weist eine zylindrische Gestalt auf,
wobei die Symmetrieachse des unteren Endbereichs 15 mit
derjenigen des Übertragungsstifts 14 zusammenfällt, während
der Durchmesser des Endbereichs 15 größer als derjenige des
Übertragungsstifts 14 ist. Am oberen Endbereich 16 des
Übertragungsstifts 14 ist die Klammer 18 mit ihrem
Verbindungsbereich 19 angebracht. An den Verbindungsbereich
19 schließen sich oberhalb und unterhalb der Zeichenebene
die Schenkel 20 an. Verbindungsbereich 19 und oberer
Endbereich 16 des Übertragungsstifts sind durch einen
Nietvorgang miteinander verbunden. Man erkennt, daß die
Ausdehnung des Verbindungsbereichs 19 in Richtung der
Hauptzylinderlängsachse gleich groß ist wie der Durchmesser
des unteren Endbereichs 15. Bei unbetätigtem Kolben 4 liegt
das Übertragungselement 13 einerseits an einem am
Zylindergehäuse 2 befestigten Federring 23 an, und stützt
andererseits den Ventilstößel 9 ab, der wiederum über das
Ventilelement 8 und die Ventilfeder 10 am Kolben 4
abgestützt ist.
In Fig. 2 erkennt man das Übertragungselement 13, wobei die
Zeichenebene senkrecht zur Längsachse des hier nicht
dargestellten Hauptzylinders 1 liegt. Man erkennt den schon
zuvor beschriebenen Übertragungsstift 14 mit seinem unteren
Endbereich 15. Der obere Endbereich 16, der mit dem
Verbindungsbereich 19 der Klammer 18 verbunden ist, weist in
seinem zum unteren Endbereich 15 hinweisenden Ende einen
umlaufenden Vorsprung 24 auf, und einen durch eine Öffnung
des Verbindungsbereichs 19 ragende, nach dem Nietvorgang den
Verbindungsbereich 19 befestigende Verlängerung auf. Die
sich an den Verbindungsbereich 19 der Klammer 18
anschließenden Schenkel 20 sind im wesentlichen
kreisbogenförmig gekrümmt, so daß sie den Kolben 4 im
Bereich der Ausnehmung 12 umfassen können. An den Enden der
Schenkel 20 sind Aufbiegungen 21 angebracht, die ein
sicheres und kolbenschonendes Aufspreizen der Schenkel 20
beim Montieren des Übertragungselements 13 auf den Kolben 4
ermöglichen.
Der Hauptzylinder 1 und insbesondere das Zentralventil
arbeiten wie folgt:
Bei Betätigung der Druckstange 3 wird der Kolben 4 in
gleicher Richtung bewegt, wobei das Übertragungselement 13
durch die Wirkung der Ventilfeder 10 auf Ventilelement 8 und
Ventilstößel 9 zunächst am Federring 23 angelegt bleibt,
d. h. relativ zum Zylindergehäuse 2 unbewegt ist, bzw. sich
relativ zum Kolben 4 in der Ausnehmung 12 in Richtung
Druckstange 3 bewegt. Ventilelement 8 und Ventilstößel 9
machen diese Bewegung mit, bis sich der Kopf 17 an den
Kolben 4 anlegt, d. h. bis die zentrale Längsbohrung 11
gegenüber dem Druckraum 6 abgedichtet ist. Das Zentralventil
wird also bei dieser Bewegung mittels der Ventilfeder 10
verschlossen, so daß sich im Druckraum 6 ein von dem Kolben
4 übermittelter Überdruck aufbauen kann.
Am Ende des Betätigungsvorgangs wird die Druckstange 3 und
damit der Kolben 4 durch eine Druckfeder 22 in umgekehrter
Richtung zurückbewegt. In der Endphase dieser Bewegung
schlägt das Übertragungselement 13 gegen den als Anschlag
wirkenden Federring 23, wodurch das Übertragungselement 13
mit dem Übertragungsstift 14 in der Ausnehmung 12 relativ
zum Kolben 4 bewegt wird. Infolge dieser Relativbewegung
drückt der Übertragungsstift 14 gegen den Ventilstößel 9 des
Ventilelements 8, wodurch dieses axial verschoben wird und
dadurch die Längsbohrung 11 freigibt, so daß über die
Ausgleichsbohrung 5 ein Druckausgleich zwischen dem
Druckraum 6 und dem Ausgleichsbehälter erfolgen kann.
Die Herstellung des Übertragungselements 13 und dessen
Montage an den Kolben 4 läuft wie folgt ab:
Auf den Übertragungsstift 14, dessen oberer Endbereich 16
vor der Montage oberhalb des umlaufenden Vorsprungs 24 einen
zylindrischen Ansatz geringeren Durchmessers hat, wird eine
speziell geformte Klammer 18 mit einer Bohrung im
Verbindungsbereich 19 aufgesteckt und anschließend vernietet.
Das Übertragungselement 13 wird mit dem freien Ende des
Übertragungsstifts 14 (unterer Endbereich 15) in die
Ausnehmung 12 des Kolbens 4 eingesteckt, und durch leichten
Druck (z. B. von Hand oder automatisch) in seine
Sollposition (siehe Fig. 1) gebracht. Der leicht Druck
bewirkt ein federndes Aufspreizen der beiden Schenkel 20 am
Schaft des Kolbens 4 und ein Einschnappen der Klammern 18
nach Überschreiten des größten Durchmessers des Kolbens 4.
Die ursprüngliche Form der Klammern 18 wird dabei wieder
erreicht, so daß das Übertragungselement 13 in
Radialrichtung des Kolbens 4 nur minimal beweglich ist.
Dabei kann die freie axiale Beweglichkeit durch geeignete
Abstimmung der Durchmesser der einzelnen Bauteile
sichergestellt werden.
Die Kraftübertragung des hauptzylinderseitigen Anschlags des
Übertragungselements 13 am Federring 23 erfolgt einerseits
über die breite Stelle der Klammer 18 im Verbindungsbereich
19 und den verbreiterten Bund an dem gegenüberliegenden
unteren Endbereich 15 des Übertragungsstifts 14. Eine
parallele Ausrichtung des Übertragungselements 13 beim
Anschlagen wird durch die gleiche Breite von Endbereich 15
und breitester Stelle des Verbindungsbereichs 19 erreicht.
Die Kraftübertragung vom Übertragungselement 13 auf das
Zentralventil erfolgt durch Anlegen des Ventilstößels 9 an
den Übertragungsstifts 14 des Übertragungselements 13. Die
Verjüngung der Klammern 18 bezogen auf den
Verbindungsbereich 19 verhindert ein undefiniertes
frühzeitiges Anschlagen bei eventueller Schiefstellung des
Übertragungselements 13. Die Aufbiegungen 21 der Schenkel 20
dienen der sicheren und kolbenschonenden Aufspreizung der
Schenkel 20 beim Montieren.
Bezugszeichenliste
1 Hauptzylinder
2 Zylindergehäuse
3 Druckstange
4 Kolben
5 Ausgleichsbohrung
6 Druckraum
7 zentrale Ausnehmung
8 Ventilelement
9 Ventilstößel
10 Ventilfeder
11 zentrale Längsbohrung
12 Ausnehmung
13 Übertragungselement
14 Übertragungsstift
15 unterer Endbereich
16 oberer Endbereich
17 Kopf
18 Klammer
19 Verbindungsbereich
20 Schenkel
21 Aufbiegung
22 Druckfeder
23 Federring
24 umlaufender Vorsprung
25 Nachlaufraum
26 Dichtmanschette
27 Dichtmanschette
2 Zylindergehäuse
3 Druckstange
4 Kolben
5 Ausgleichsbohrung
6 Druckraum
7 zentrale Ausnehmung
8 Ventilelement
9 Ventilstößel
10 Ventilfeder
11 zentrale Längsbohrung
12 Ausnehmung
13 Übertragungselement
14 Übertragungsstift
15 unterer Endbereich
16 oberer Endbereich
17 Kopf
18 Klammer
19 Verbindungsbereich
20 Schenkel
21 Aufbiegung
22 Druckfeder
23 Federring
24 umlaufender Vorsprung
25 Nachlaufraum
26 Dichtmanschette
27 Dichtmanschette
Claims (5)
1. Hauptzylinder (1) mit einem in einem Kolben (4)
angeordneten Zentralventil für einen Druckausgleich
zwischen einem durch den Kolben (4) begrenzten
Druckraum (6) und einem Ausgleichsbehälter, wobei das
Zentralventil ein in Schließrichtung federbelastetes
Ventilelement mit einem in einer durchgehenden, zum
Ausgleichsbehälter führenden zentralen Längsbohrung
(11) des Kolbens (4) angeordneten Stößel (9) aufweist,
der in eine sich an die Längsbohrung (11)
anschließende, senkrecht zur Kolbenmittellinie
verlaufende, schlitzförmige Ausnehmung (12) im Kolben
(4) ragt, und wobei ein gehäusefester Anschlag zur
Betätigung des Stößels (9) über ein in der Ausnehmung
(12) angeordnetes und vom Kolben (4) mitnehmbares
Übertragungselement (13) vorgesehen ist, dessen axiale
Bewegbarkeit wenigstens dem Ventilhub des
Ventilelements (8) entspricht und das in
Betätigungsrichtung des Hauptzylinders (1) an den
Kolben (4) und in Löserichtung mit einem radial aus der
Ausnehmung (12) hervorragenden Teil (15, 19) an den
gehäusefesten Anschlag anlegbar ist, wobei ein Teil des
Übertragungselements (13) ein Stift (14) ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stift (14) mit
einer Klammer (18) verbunden ist, wobei Stift (14) und
Klammer (18) das Übertragungselement (13) bilden und
die Klammer (18) aus zwei den Kolben (4) umgreifenden
Schenkeln (20) und einem zwischen diesen angeordneten
Verbindungsbereich (19) besteht.
2. Hauptzylinder nach Anspruch 1 dadurch
gekennzeichnet, daß Stift (14) und
Verbindungsbereich (19) der Klammer miteinander
vernietet sind.
3. Hauptzylinder nach Anspruch 1 oder 2 dadurch
gekennzeichnet, daß der
Verbindungsbereich (19) und der dem Verbindungsbereich
(19) abgewandte Endbereich (15) des Stifts (14) die
gleiche Ausdehnung in Axialrichtung des Hauptzylinders
(1) aufweisen.
4. Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel
(20) der Klammer (18) eine geringere maximale
Ausdehnung in Axialrichtung des Hauptzylinders (1) als
der Verbindungsbereich (19) aufweisen.
5. Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß der
Hauptzylinder (1) als Hauptzylinder in einer
hydraulischen Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs
eingesetzt ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924241786 DE4241786A1 (de) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | Hauptzylinder mit Zentralventil |
PCT/EP1993/003466 WO1994013520A1 (de) | 1992-12-11 | 1993-12-09 | Hauptzylinder mit zentralventil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19924241786 DE4241786A1 (de) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | Hauptzylinder mit Zentralventil |
Publications (1)
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ID=6475001
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DE (1) | DE4241786A1 (de) |
WO (1) | WO1994013520A1 (de) |
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Also Published As
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WO1994013520A1 (de) | 1994-06-23 |
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Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8141 | Disposal/no request for examination | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, D |