-
Diese
Erfindung betrifft einen Hauptzylinder, wie er zum Beispiel bei
Fahrzeugen benutzt wird, vorzugsweise in einem Bremssystem mit einer
Antirutsch-Steuervorrichtung mit Fluiddruck, wobei die Vorrichtung
eine hydraulische Druckpumpe aufweist, um das Bremsfluid unter Druck
zu setzen, welches aus dem Radzylinder abfließen gelassen wird, und um dieses
in den Hauptzylinder zurückzuführen.
-
Als
Stand der Technik konventioneller Art ist ein Hauptzylinder bekannt
mit: (a) einem Zylinderkörper
mit einer zylindrischen Bohrung und einer Öffnung, die in der Umfangswand
für einen
Entlastungsanschluß für das Verbinden
mit dem Inneren des Hydraulikbehälters
hergestellt ist; (b) einem gleitbar in die zylindrische Bohrung
eingefügten
Kolben zur Bildung einer Kammer für die Erzeugung von Hydraulikdruck
in der zylindrischen Bohrung; und (c) einer Außenringdichtung, die einen
inneren Umfangslippenabschnitt, welcher den Kolben berührt, einen äußeren Umfangslippenabschnitt,
welcher mit der inneren Umfangswand der zylindrischen Bohrung Gleitberührung hat,
und einen Basisabschnitt hat, welcher die Lippenabschnitte verbindet,
die so angeordnet sind, daß sie
der Kammer zur Erzeugung des hydraulischen Druckes gegenüberstehen,
wobei die Außenringdichtung
die Verbindung zwischen der Kammer für die Erzeugung des hydraulischen
Druckes und dem hydraulischen Behälter durch den Entlastungsanschluß abschneidet,
wenn das obere Ende des äußeren Umfangslippenabschnittes
an dem Entlastungsanschluß vorbeigeht.
(Zum Beispiel ist dies in der Registration Official Opening Gazette
Nr. 32127/1987 und Nr. 8931/1996 für japanische Gebrauchsmuster
offenbart.)
-
Obwohl
der Hauptzylinder der konventionellen Art einen einfachen Aufbau
hat, ist er doch im Vergleich mit einem Hauptzylinder des Typs mit
Mittelventil nachteilig insofern, als die Außenringdichtung zur Beschädigung neigt.
-
Im
Betrieb des konventionellen Hauptzylinders unterliegt der Außenumfangslippenabschnitt
der Außenringdichtung
oder der Umfangsabschnitt des Basisabschnittes der Außenringdichtung
einem hohen Druck aus der Kammer für die Erzeugung von Hydraulikdruck
an der Position der Öffnung
des Entlastungsanschlusses. Es hat sich der Vorgang herausgestellt,
daß der
Umfangsabschnitt der Außenringdichtung örtlich in
die Öffnung
des Entlastungsanschlusses hineingestoßen wird. Wenn der Vorgang in
derselben Position des Umfangsabschnittes der Außenringabdichtung wiederholt
wird, unterliegt der Teil der Außenringabdichtung einer solchen
Beschädigung
wie beim Festfressen. Eine große
Beschädigung
führt zu
einer Dichtungsschädigung.
-
Das
Auftreten der oben beschriebenen Beschädigung der Außenringdichtung
ist merklich bei einem Bremssystem mit einer Antirutsch-Steuervorrichtung
mit Bremsfluid (ABS-Anti-Blockiersystem, zum Beispiel offenbart
in der japanischen Opening Gazette Nr. 150915/1996), die eine Pumpe
für Fluiddruck
aufweist, um das Bremsfluid, welches aus dem Radzylinder abgeführt wurde,
unter Druck zu setzen und es in den Hauptzylinder zurückzuführen, und
bei welcher ein hoher pulsierender Druck auf die Außenringdichtung
aufgebracht wird. Unbeachtlich des ABS wird, wenn der Hauptzylinder
panikartig oder schnell betätigt
wird, um den Fluiddruck der Kammer für die Herstellung von Fluiddruck
steil anzuheben, das obige Ereignis beachtlich.
-
Andererseits
wurde in der japanischen amtlichen Patentgazette Nr. 42873/1976
(US-3,740,938 A) der Hauptzylinder offenbart, bei welchem die Außenringdichtung
relativ zu der inneren Wand der Zylinderbohrung nicht gedreht wird,
um denselben Teil der äußeren Umfangsfläche der
Außenringdichtung in
die Öffnung
des Entlastungsanschlusses zu stoßen, wobei schräge Nuten
in der äußeren Umfangsfläche der
Außenringdichtung
gebildet sind.
-
Bei
dem obigen Hauptzylinder neigt jedoch ein Teil der schrägen Nut
zu einem Eingriff mit der Öffnung
des Entlastungsanschlusses. Wenn ein hoher Druck von der Kammer
zur Erzeugung von Hydraulikdruck auf den in Eingriff stehenden Teil
der Außenringdichtung
aufgebracht wird, gibt es eine große Druckdifferenz zwischen
der Außenseite
und der Innenseite der in Eingriff stehenden Nut, und das Teil wird
durch die Öffnung
des Entlastungsanschlusses wie beim Festfressen deformiert. Somit
hat sich erwiesen, daß der äußere Umfangsteil
der Außenringdichtung
zur Beschädigung
neigt.
-
Dementsprechend
ist es Aufgabe dieser Erfindung, einen Hauptzylinder vorzusehen,
bei welchem eine Außenringdichtung
in wirksamer Weise daran gehindert werden kann, der örtlichen
oder konzentrischen Beschädigung
ausgesetzt zu werden.
-
Eine
andere Aufgabe ist die Schaffung eines Hauptzylinders, der dauertest
ist und eine lange Lebensdauer hat.
-
Gemäß einem
Aspekt dieser Erfindung weist ein Hauptzylinder auf:
- (a) einen Zylinderkörper
mit einer zylindrischen Bohrung und einer Öffnung, die in der Umfangswand
für einen
Entlastungsanschluß unter
Verbinden mit dem Inneren eines Hydraulikbehälters hergestellt ist;
- (b) einen gleitbar in die zylindrische Bohrung eingefügten Kolben
zur Bildung einer Kammer für
die Erzeugung von Hydraulikdruck in der zylindrischen Bohrung; und
- (c) eine Außenringdichtung,
die einen inneren Umfangslippenabschnitt, welcher den Kolben berührt, einen äußeren Umfangslippenabschnitt, welcher
die innere Umfangswand der inne ren Bohrung gleitend berührt, und
einen Basisabschnitt hat, welcher die Lippenabschnitte verbindet,
die so angeordnet sind, daß sie
der Kammer zur Erzeugung des hydraulischen Druckes gegenüberstehen,
wobei die Außenringdichtung
die Verbindung zwischen der Kammer für die Erzeugung des hydraulischen
Druckes und dem hydraulischen Behälter durch den Entlastungsanschluß abschneidet,
wenn das obere Ende des äußeren Umfangslippenabschnittes
an dem Entlastungsanschluß vorbeigeht,
wobei als Verbesserung ein Mittel zum Drehen der Außenringdichtung
relativ zu einer zylindrischen Bohrung mit der Bewegung des Kolbens
an irgendeinem Abschnitt außer
an einem Abschnitt der Außenringdichtung
vorgesehen ist, welcher der inneren Wand der zylindrischen Bohrung
gegenübersteht.
-
Der
Hauptzylinder weist auf:
Eine Außenringdichtung mit einem Basisabschnitt, der
auf der Rückseite
von einem Flanschabschnitt des Kolbens gehalten ist, wobei der Innendurchmesser
des Basisabschnittes so konfiguriert ist, daß zwischen der inneren Umfangsoberfläche des
Basisabschnittes und der äußeren Umfangsoberfläche des axialen
Abschnittes des sich in den Basisabschnitt einfügenden Kolbens ein Spalt bzw.
eine Lücke
gebildet ist, wobei das Mittel zum Drehen der Außenringdichtung relativ zu
der zylindrischen Bohrung auf der Außenringdichtung in einem beliebigen
Abschnitt außer
der äußeren Umfangsfläche des
Basisabschnittes und des äußeren Lippenabschnittes
vorgesehen ist.
-
Die
Erfindung wird nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die
anliegenden Zeichnungen beschrieben, durch welche ähnliche
Teile mit ähnlichen
Bezugszahlen bezeichnet sind und bei denen ist:
-
1 eine
Querschnittsansicht eines Hauptzylinders gemäß einer ersten Ausführungsform
dieser Erfindung;
-
2 eine
vergrößerte Querschnittsansicht eines
wichtigen Teils des Hauptzylinders;
-
3 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht eines Eingriffteils in dem Hauptzylinder;
-
4 eine
vergrößerte Querschnittsansicht zur
Erläuterung
des Betriebes des wichtigen Teils einer Abweichung der Außenringdichtung
und des Eingriffteils;
-
5 eine
vergrößerte Querschnittsansicht eines
wichtigen Teils eines Hauptzylinders gemäß einer zweiten Ausführungsform
dieser Erfindung;
-
6 eine
Draufsicht auf die Außenringdichtung,
die in 5 gezeigt ist;
-
7 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht einer Außenringdichtung
der 6;
-
8A eine
vergrößerte Querschnittsansicht
einer Außenringdichtung
gemäß einer
dritten Ausführungsform
dieser Erfindung;
-
8B eine
Seitenansicht der Außenringdichtung
der 8A;
-
9A eine
vergrößerte Querschnittsansicht
einer Außenringdichtung
gemäß einer
vierten Ausführungsform
dieser Erfindung;
-
9B eine
Seitenansicht der Außenringdichtung
der 9A;
-
10A eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer Außenringdichtung
gemäß einer
fünften Ausführungsform
dieser Erfindung; und
-
10B eine Seitenansicht der Außenringdichtung der 10A.
-
1 zeigt
einen Hauptzylinder gemäß einer
ersten Ausführungsform
dieser Erfindung. Bei einem Hauptzylinder 1 dieser Ausführungsform
sind ein Primärkolben 4 und
ein Sekundärkolben 5,
die nachfolgend einfach „Kolben" genannt werden,
gleitbar in eine zylindrische Bohrung 3 eines Zylinderkörpers 2 eingefügt. Zwei
Kammern 6 und 7 zur Erzeugung von Fluiddruck werden
durch die Kolben 4 und 5 und den zylindrischen
Körper 2 gebildet,
und sie sind mit nicht gezeigten Radzylindern verbunden, um Bremsflüssigkeitsdruck
auf diese aufzubringen. Somit ist ein Reihen- bzw. Tandemhauptzylinder
aufgebaut.
-
Ringförmige Außenringdichtungen 8, 9, 10 und 11 aus
Gummi sind an den Abschnitten des Kolbens 4 bzw. 5 mit
reduziertem Umfang eingebaut. Eine Kammer 6 der Kammern 6 und 7 zur
Erzeugung von Fluiddruck ist zwischen den zwei Kolben 4 und 5 gebildet.
Die andere Kammer 7 der Kammern 6 und 7 zur
Erzeugung von Fluiddruck wird zwischen dem Kolben 5 und
dem geschlossenen Ende der zylindrischen Bohrung 3 gebildet.
-
Die
Außenringdichtung 8 teilt
die zylindrische Bohrung 3 in die Kammer 6 für die Erzeugung
von Fluiddruck und die Fluidzufuhr- oder Kompensationskammer 22 und
ist durch einen Flanschabschnitt 4a des Kolbens 4 und
ein Eingriffsteil 25 positioniert, welches ein Ende einer
Schraubenfeder 18 haltert. Ein anderes Ende der Schraubenfeder 18 wird
durch eine Rückhalteeinrichtung 27 abgestützt, die
mit einem Kopf eines Bolzenteils 26 in Eingriff steht,
welches mit dem Kolben 4 kombiniert ist. Die Schraubenfeder 18 drückt den
Kolben 4 nach rechts in die gezeigte Ruheposition des Hauptzylinders.
Die Fluiddruckkammer 6 steht über einen Entlastungsanschluß 12 mit
dem Inneren eines Hydraulikbehälters in
Verbindung.
-
Als
nächstes
wird eine Außenringdichtung 10 der
Sekundärseite
beschrieben für
das Aufteilen der zylindrischen Bohrung 3 in die Kammer 7 für die Erzeugung
von Fluiddruck und eine Kammer für
die Zufuhr von Fluid oder eine Kompensationskammer 23 unter
Bezugnahme auf 2, welche eine vergrößerte Ansicht
eines wichtigen Teils der 1 zeigt.
-
Die
Außenringdichtung 10 besteht
aus einem äußeren Umfangslippenabschnitt 31 und
einem inneren Umfangslippenabschnitt 32, die sich beide zu
der Kammer 7 für
die Erzeugung von Fluiddruck erstrecken, und aus einem Basisabschnitt 30,
welcher den äußeren und
inneren Umfangslippenabschnitt 31 und 32 verbindet.
-
Ein
Ende des äußeren Umfangslippenabschnittes 31 berührt elastisch
die innere Oberfläche der
zylindrischen Bohrung 3. Der innere Umfangslippenabschnitt 32 und
der Basisabschnitt 30 berühren elastisch einen axialen
Abschnitt 5a des Kolbens 5. Die Rückseite
des Basisabschnittes 30 berührt den Flanschabschnitt 5b des
Kolbens 5. Die Außenringdichtung 8 der
Primärseite
ist im Aufbau ähnlich
der Außenringdichtung 10.
-
Ein
Eingriffsteil 40 ist an dem Axialabschnitt 5a des
Kolbens 5 eingebaut, um die Außenringdichtung 10 daran
zu hindern, von dem Kolben 5 abzufallen.
-
3 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Eingriffsteils 40. Es
hat die allgemeine Form eines Bechers und besteht aus einem ringförmigen Federaufnahmeabschnitt 40a,
welcher das eine Ende der Schraubenfeder 19 aufnimmt, und
einem Umfangsabschnitt 40b, der einstückig mit dem Federaufnahmeabschnitt 40a gebildet
ist und dem inneren Umfangslippenabschnitt 32 der Außenringdichtung 10 zugeneigt
ist.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, berührt das eine Ende der Schraubenfeder 19 bei
Kompression elastisch die ringförmige
Oberfläche 40a des
Eingriffsteils 40, und das andere Ende der Schraubenfeder 19 wird
von dem geschlossenen Ende 3a der zylindrischen Bohrung 3 gestützt. Der
Kolben 5 wird nach rechts in die Ruheposition gemäß Darstellung
in 1 gedrückt.
Die Kammer 7 für
die Erzeugung von Fluiddruck steht über den Entlastungsanschluß 13 mit
dem Inneren des Hydraulikbehälters
in Verbindung. Das eine Ende der Schraubenfeder 19 steht mit
der äußeren Umfangsoberfläche des
axialen Abschnittes 5a des Kolbens 5 an seiner
inneren Umfangsfläche
in Berührung.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, ist der zylindrische Abschnitt 40b des
Eingriffsteils 40 in einen Raum s eingefügt, welcher
durch den inneren Lippenabschnitt 32, den äußeren Lippenabschnitt 31 und
den Basisabschnitt der Außenringdichtung 10 gebildet
ist, und somit ist er an den axialen Abschnitt 5a des Kolbens 5 eingebaut.
Der Umfangsabschnitt 40b des Eingriffsteils 40 ist
dem inneren Lippenabschnitt 32 der Außenringdichtung 10 zugewandt,
wobei ein kleiner Spalt diese voneinander im Abstand hält. Somit sind
sie aufeinander überlappend
angeordnet. Ihr Überlappungsbetrag
ist so groß,
daß das
obere Ende des Umfangsabschnittes 40b des Eingriffsteils 40 nicht
den Basisabschnitt 30 der Außenringdichtung 10 berührt, und
sie sind einander an dem Zuwendungsbereich zugewandt, der größer ist
als die Hälfte einer äußeren Umfangsfläche 32a des
inneren Lippenabschnittes 32 der Außenringdichtung 10.
Damit ist mit Sicherheit verhindert, daß die Außenringdichtung 10 nicht
von dem Kolben 5 herausfällt. Eine innere Oberfläche 40c steht
mit dem oberen Ende des inneren Lippenabschnittes 32 in
Berührung,
um die Axialbewegung der Außenringdichtung 10 zu
regulieren. Als nächstes
wird nun der Betrieb des oben beschriebenen Hauptzylinders 1 beschrieben.
-
Die
Kammern 6 und 7 für die Erzeugung von Fluiddruck
stehen über
die Entlastungsanschlüsse 12 und 13 mit
dem Inneren des Hydraulikbehälters
in Verbindung, von welchem in 1 nur Stutzen abschnitte 16 und 17 gezeigt
sind und der mit vorstehenden Abschnitten 14 und 15 des
zylindrischen Körpers 2 kombiniert
ist. Ein nicht gezeigtes Bremspedal wird von dem Fahrer getreten,
um die Räder
abzubremsen. Der Kolben 4 wird durch eine Ausgangsstange 35 eines
nicht gezeigten Verstärkers
nach links gestoßen,
welcher durch eine Ausnehmung 4b aufgenommen ist, die in
dem Kolben 4 gebildet ist. Auch der Kolben 5,
welcher durch die Schraubenfeder 18 mit dem Kolben 4 verbunden
ist, wird nach links bewegt. Wenn die äußeren Lippenabschnitte der
Außenringdichtungen 8 und 10 über die
Entlastungsanschlüsse 12 und 13 in
der zylindrischen Bohrung 3 hinausgleiten, wird die Fluidverbindung
zwischen den Kammern 6 und 7 für die Erzeugung von Fluiddruck
und dem Inneren des Hydraulikbehälters abgeschnitten.
Bei weiteren Bewegungen der Kolben 4 und 5 wird
Bremsfluiddruck in den Kammern 6 und 7 zur Erzeugung
von Fluiddruck erzeugt.
-
Bei
dieser Ausführungsform
ist zwischen dem Hauptzylinder 1 und dem nicht gezeigten
Radzylinder eine Antirutsch-Steuervorrichtung mit Fluiddruck (ABS-Vorrichtung)
vorgesehen. Wenn die ABS-Vorrichtung
betrieben wird, um die Radblockierung zu verhindern, wird in bekannter
Weise Bremsfluid, welches aus dem Radzylinder freigesetzt wird, unter
Druck gesetzt und durch eine Fluiddruckpumpe der ABS-Vorrichtung
zu den Kammern 6 und 7 zur Erzeugung von Fluiddruck
zurückgeführt.
-
Wenn
man den Druck vom Bremspedal freigibt, werden die Kolben 4 und 5 in
die Ruhepositionen gemäß Darstellung
in 1 bewegt, und zwar mittels der Federkräfte der
Schraubenfedern 18 und 19. Der Fluiddruck der
Kammern 6 und 7 zur Erzeugung von Fluiddruck wird
vorübergehend
kleiner als der Atmosphärendruck,
der gleich jenem des Inneren des Hydraulikbehälters ist, und zwar mit den
Rückbewegungen
der Kolben 4 und 5. Dementsprechend werden die äußeren Lippenabschnitte
der Außenringdichtungen 10 und 8 einwärts geneigt
oder gebogen, so daß sie
sich von der inneren Wandoberfläche der
zylindrischen Bohrung 3 trennen. In die Fluiddruckkammern 6 und 7 fließt Bremsflüssigkeit
aus den Zuführkammern 22 und 23,
die um die den Durchmesser reduzierenden Abschnitte der Kolben 4 und 5 gebildet
sind und durch die Zuführanschlüsse 20 und 21 mit
dem Inneren des Hydraulikbehälters
in Verbindung stehen.
-
Die
obige Reihe von Tätigkeiten
wird ausführlicher
insbesondere unter Bezugnahme auf die Sekundärseite beschrieben.
-
Mit
dem Treten des Pedals wird der Kolben 5 in die Betriebsposition
bewegt, um die Schraubenfeder 19 zu komprimieren. Dann
wird der Kolben 5 in Wickelrichtung der Schraubenfeder 19 schwach
gedreht. Der Kolben 5 wird aus der ursprünglichen
Position in der Umfangsrichtung leicht verschoben.
-
Wenn
der Kolben 5 in die Betriebsposition bewegt wird und so
der Fluiddruck in der Fluiddruckkammer 7 erzeugt wird,
wird der äußere Lippenabschnitt 31 mit
dem Fluiddruck nach außen
gestoßen, und
er berührt
elastisch die Innenwand der zylindrischen Bohrung 3. In
diesem Augenblick wird der zylindrische Abschnitt 40b des
Eingriffsteils 40 von dem inneren Lippenabschnitt 32 und
dem Basisabschnitt 30 durch den Spalt getrennt. Somit steht
die Außenringdichtung 10 mit
dem Kolben 5 nicht in enger Berührung. Der Berührungsdruck
zwischen dem äußeren Lippenabschnitt 31 und
der inneren Wand der zylindrischen Bohrung 3 ist höher als
der Kontaktdruck zwischen dem inneren Lippenabschnitt 32 und
der äußeren Umfangsoberfläche des
axialen Abschnittes 5a des Kolbens 5. Entsprechend
folgt die Außenringdichtung 10 nicht
der Drehung des Kolbens 5. Die Umfangsposition der Außenringdichtung ändert sich nicht,
aber die Außenringdichtung 10 gleitet
auf der inneren Wand der zylindrischen Bohrung nach links. Da der
Kolben 5 zwischen die Schraubenfedern 18 und 19 gebracht
wird oder zwischen diesen eingeklemmt wird, wobei die Wickelrichtung
der einen gleich der anderen ist, ist er auf der inneren Wand der zylindrischen
Bohrung 3 drehbar.
-
Wenn
der Kolben 5 in die Ruheposition zurückbewegt wird, wird er entgegen
der Wickelrichtung der Schraubenfeder 19 gedreht. Somit
wird die Drehung mit der Bewegung in die Ruheposition zurückgeführt in die
Bewegung in die Ruheposition hinein. Wie oben beschrieben, wird
der äußere Lippenabschnitt 31 der
Außenringdichtung
nach einwärts geneigt,
und so fließt
das Bremsfluid aus den Zuführkammern 22 und 23 durch
den Spalt zwischen den äußeren Umfangsflächen und
der Innenwand der zylindrischen Bohrung 3 in die Kammern 6 und 7 für die Erzeugung
von Fluiddruck. Deshalb ist in diesem Augenblick der Kontaktdruck
zwischen dem inneren Lippenabschnitt 32 und dem Kolben 5 höher als
der Kontaktdruck zwischen dem äußeren Lippenabschnitt 31 und
der inneren Wandoberfläche
der Bohrung 3. Deshalb wird die Außenringdichtung 10 zusammen
mit dem Kolben 5 in die entgegengesetzte Richtung der Wickelrichtung
der Schraubenfeder 19 gedreht.
-
Die
Erfinder machten den Versuch, daß der Kolben 5 bei
Raumtemperatur bestimmte Male rückwärts und
vorwärts
bewegt wurde. Das erhaltene Versuchsergebnis besagte, daß die Außenringdichtung 10 um
10 bis 30 Grad in derselben Richtung gedreht wurde. Wenn ein ähnlicher
Versuch bei einer höheren
Temperatur als der Raumtemperatur durchgeführt wurde, war der Drehwinkel
der Außenringdichtung
größer.
-
Diese
Drehung der Außenringdichtung
erfolgt immer dann, wenn die Bremse getreten und losgelassen wird,
und zwar bei der Rückwärtsbewegung des
Kolbens 5. Eine Position des äußeren Lippenabschnittes 31,
welcher der Öffnung
des Entlastungsanschlusses 13 zugewandt ist, ändert sich
ganz allmählich.
Sehr reduziert wird die Frequenz, daß dieselbe Position auf dem äußeren Lippenabschnitt 31 oder
dem Basisabschnitt 30 durch den Fluiddruck der Kammer 7 zur
Erzeugung von Fluiddruck in die Öffnung
des Entlastungsanschlusses hineingestoßen wird. Somit kann verhindert
werden, daß dieselbe Position
der äußeren Lippe
der Außenringdichtung 10 örtlich und
konzentrisch beschädigt
wird.
-
Eine ähnliche
Drehkraft wird immer dann auf den Primärkolben 4 aufgebracht,
wenn die Schraubenfeder komprimiert und zurückgesetzt wird. Der Basisabschnitt
der Außenringdichtung 8 wird
jedoch zwischen den Umfangsabschnitt 25a des Eingriffsteils 25 und
den Flanschabschnitt 4a des Kolbens 4 eingeklemmt.
Sie stehen in engerem Kontakt miteinander als die Sekundärseite.
Deshalb neigt die Außenringdichtung 8 dazu,
zusammen mit dem Kolben 4 zu drehen, wenn der Kolben 4 in
die Betriebsposition bewegt wird. Sie wird in der entgegengesetzten Richtung
gedreht, wenn der Kolben 4 in die Ruheposition bewegt wird.
Im Ergebnis ändert
sich die relative Position der Außenringdichtung 8 zu
der inneren Wand der zylindrischen Bohrung 3 in der Umfangsrichtung
nicht.
-
In
dem Hauptzylinder, in welchem sowohl die primäre als auch die sekundäre Seite
konventionell sind, hat sich erwiesen, daß der äußere Lippenabschnitt der Außenringdichtung 10 mehr
dazu neigt, durch den steil ansteigenden Fluiddruck nahe dem entsprechenden
Entlastungsanschluß 13 oder
den pulsierenden Fluiddruck aus der ABS-Vorrichtung in die Öffnung des
Entlastungsanschlusses 13 gestoßen zu werden. Dementsprechend
wird bei dieser Ausführungsform
die oben beschriebene Anordnung des Eingriffsteils 40 und
die Außenringdichtung 10 nur
auf die Sekundärseite
angewandt. Wenn die Wickelrichtungen der Schraubenfedern 18 und 19 einander
gleich sind, hat sich gezeigt, daß der Kolben 5 leichter
gedreht werden kann.
-
4 zeigt
eine Abweichung der oben beschriebenen Anordnung der Außenringdichtung 10 und
des Eingriffsteils 40.
-
Der
Spalt zwischen dem oberen Ende des Umfangsabschnittes 40b des
Eingriffsteils 40 und der Vorderfläche der Außenringdichtung 10 ist
kleiner gestaltet. Wenn bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens 5 der äußere Lippenabschnitt 31 der
Außenringdichtung 10 geneigt
bzw. gekippt wird, wie durch die strichpunktierte Linie gezeigt
ist, berührt
das obere Ende des Umfangsabschnittes 40b des Eingriffsteils 40 die
vordere Fläche
des Basisabschnittes 30 der Außenringdichtung 10.
Somit kann der Berührungsdruck
der Außenringdichtung 10 auf
den Kolben 5 höher
sein. Dementsprechend kann bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens 5 die
Außenringdichtung 10 leichter
mit dem Kolben 5 zusammen gedreht werden.
-
Als
nächstes
wird ein Hauptzylinder 1' gemäß einer
zweiten Ausführungsform
dieser Erfindung unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
-
Der
Hauptzylinder 1' dieser
Ausführungsform
unterscheidet sich von dem obigen Hauptzylinder 1 nur in
den Außenringdichtungen 8' (in 5 nicht
gezeigt) und 10'.
Die anderen Umstände
sind gleich denen des Hauptzylinders 1. Die entsprechenden
Abschnitte bzw. Teile werden mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.
-
Die
Außenringdichtungen 8' und 10' sind einander
im Aufbau und Betrieb gleich. Dementsprechend wird nur die eine 10' von ihnen nachfolgend beschrieben.
-
5 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer Außenringdichtung 10', die an dem
Kolben 5 angeordnet ist, welcher in den zylindrischen Körper montiert
ist. In der gezeigten Lage wird in der Fluiderzeugungskammer 7 kein
Fluiddruck erzeugt. Die Außenringdichtung 10' ist in dem
freien Zustand vor dem Einbau durch die strichpunktierte Linie gezeigt.
Sie besteht aus einem äußeren Lippenabschnitt 31', einem inneren
Lippenabschnitt 32',
die beide zu der Kammer 7 für die Erzeugung von Fluiddruck
hin verlaufen, und einem Basisabschnitt, welcher die äußeren und
inneren Lippenabschnitte 31' und 32' einstückig verbindet.
-
Eine äußere Umfangsoberfläche des äußeren Lippenabschnittes 31' besteht aus
einer ersten geneigten Oberfläche 31a', die sich von der
Umfangsoberfläche
des Basisabschnittes 30' kontinuierlich
nach außen
erstreckt, und einer zweiten geneigten Oberfläche 31b', die sich von der
ersten geneigten Oberfläche 31a' kontinuierlich
einwärts
erstreckt. In dem montierten Zustand, wie in 5 gezeigt
ist, ist der äußere Lippenabschnitt 31' elastisch einwärts verformt,
und so wird der Grenzabschnitt zwischen der ersten und zweiten geneigten
Oberfläche 31a' und 31b' mit stärkster Kraft
elastisch in Berührung
mit der Innenwand der zylindrischen Bohrung 3 gestoßen.
-
Der
innere Durchmesser des Basisabschnittes 30' ist größer als der Durchmesser des
axialen Abschnittes 5a des Kolbens 5. Eine innere
Umfangsoberfläche 30b' des Basisabschnittes 30' ist der äußeren Umfangsoberfläche des
axialen Abschnittes 5a zugewandt, welche durch einen Spalt
voneinander im Abstand angeordnet sind, wobei der Spalt beispielsweise
gleich 0,1 bis 0,2 mm beträgt.
-
Die
innere Umfangsoberfläche 32a' des inneren
Lippenabschnittes 32' ist
so geformt, daß sie von
der inneren Umfangsoberfläche 30b' des Basisabschnittes 30' einwärts gebogen
wird. In dem gezeigten, montierten Zustand ist der innere Lippenabschnitt 32' elastisch nach
außen
verformt, und der obere Endabschnitt der inneren Umfangsoberfläche 32a' wird auf die äußere Umfangsoberfläche des
axialen Abschnittes 5a des Kolbens 5 gedrückt.
-
6 zeigt
eine Rückansicht
der Außenringdichtung 10'. 7 zeigt
eine perspektivische Rückansicht
der Außenringdichtung 10'. Eine ringförmige Oberfläche 30a' ist an dem äußeren Ende
der Rückseite
der Außenringdichtung 30 gebildet.
Acht Propellerschaufeln 33' sind
stufenweise am Umfang innerhalb der ringförmigen Oberfläche 30a' gebildet und
zu der Vorderseite der Außenringdichtung 10', in Uhrzeigerrichtung,
geneigt. Sie dienen als Unterstützungsmittel
für das
Induzieren der Drehung der Außenringdichtung 10'. Sie sind in
die Tiefe hinein geneigt, welche etwa gleich einem Achtel bis einem Sechstel
der Dicke des Basisabschnittes 30' in der axialen Richtung ist. Ferner
ist der innere Abschnitt der Rückseite
des Basisabschnittes 30' so
verjüngt, daß er von
dem Flanschabschnitt 5b des Kolbens 5 gemäß Darstellung
in 5 allmählich
separiert wird bzw. sich trennt. Der verjüngte Abschnitt wirkt als Unterstützungsmittel
zur Förderung
der Drehung der Außenringdichtung 10'. In der Ruheposition
gemäß Darstellung
in 5 ist ein Spalt s2 zwischen dem Flanschabschnitt 5b des
Kolbens 5 und der rückseitigen
Oberfläche
des Basisabschnittes 30' ein schließlich der
Propellerschaufeln 33 gebildet. Nur die ringförmige Oberfläche 30a' berührt den
Flanschabschnitt 5b des Kolbens 5.
-
Mit
der Rücklaufbewegung
des Kolbens 5 wird der Druck der Kammer 7 für die Erzeugung
von Fluiddruck kleiner als der der Zuführkammer 23'. Dementsprechend
wird der äußere Lippenabschnitt 31' der Außenringdichtung 10' von der inneren
Wand der Zylinderbohrung 3 getrennt und dann einwärts zu der
Mitte der Zylinderbohrung 3 hin geneigt oder gekippt. Das
Bremsfluid wird aus der Zuführkammer 23 durch
den Spalt s3 zwischen dem Flanschabschnitt 5b des Kolbens 5 und
der Innenwand der zylindrischen Bohrung 3 sowie den Spalt
zwischen dem verformten äußeren Lippenabschnitt 31' und der Innenwand
der Zylinderbohrung 3 in die Kammer 7 für die Erzeugung
von Fluiddruck fließen
gelassen. Bei der Einwärtsneigung
des äußeren Lippenabschnittes 31' ist zwischen
der ringförmigen
Oberfläche 30a' und dem Flanschabschnitt 5b des
Kolbens 5 ein Spalt gebildet. Demgemäß wird ein Teil des Bremsfluids
aus der Zuführkammer 23 auf
die Propellerschaufeln 33 der Außenringdichtung 10 fließen gelassen.
Die Strömung
des Bremsfluids auf den Propellerschaufeln 33 erzeugt eine
Drehkraft auf die Außenringdichtung 10.
-
Zu
dieser Zeit gibt es den Spalt s1 zwischen der inneren Umfangsoberfläche 30b' des Basisabschnittes 30' und der äußeren Umfangsoberfläche der
axialen Position 5b des Kolbens 5, und ferner wird
wieder der Spalt s2, der mit dem Fluiddruck der Kammer 8 zur
Erzeugung von Fluiddruck auf null reduziert wurde, zwischen dem
Flanschabschnitt 5b des Kolbens 5 und der Rückseite
der Außenringdichtung 10 gebildet.
Der Kontaktbereich (Kontaktdruck) ist zwischen der Außenringdichtung 10 und
dem Kolben 5 reduziert. Unter der Fließwirkung auf die Propellerschaufeln 33 kann
demgemäß die Außenringdichtung 10 relativ
zu dem Flanschabschnitt 5b des Kolbens 5 leicht
gedreht werden.
-
Immer
wenn der Kolben 5 in die Ruheposition zurückgeführt wird, ändert sich
die Position der Umfangsoberfläche
der Außenringdichtung 10 allmählich, um
der Öffnung
des Entlastungsanschlusses 13 zugewandt zu werden. Dementsprechend kann
vermieden werden, daß dieselbe
Position der Umfangsoberfläche
der Außenringdichtung 10 mit dem
Fluiddruck der Kammer 7 zur Erzeugung von Fluiddruck in
die Öffnung
des Entlastungsanschlusses 13 immer dann hineingestoßen wird,
wenn gebremst wird. Die konzentrische Beschädigung der Außenringdichtung 10 kann
somit vermieden werden.
-
8 zeigt eine Außenringdichtung 35' gemäß einer
dritten Ausführungsform
dieser Erfindung.
-
8A ist
eine Querschnittsansicht der Außenringdichtung 35', und 9B ist
eine Rückseitenansicht
der Außenringdichtung 35'. Anstelle der
obigen Außenringdichtung 10' ist die Außenringdichtung 35' an den Kolben 5 in 5 montiert.
-
Bei
der obigen Ausführungsform
sind die Propellerschaufeln 33' als Unterstützungsmittel für die Induzierung
einer Drehkraft auf der rückseitigen Oberfläche der
Außenringdichtung 10' gebildet. Bei dieser
Ausführungsform
ist das Unterstützungsmittel auf
einer inneren Umfangsoberfläche
eines Basisabschnittes 36' der
Außenringdichtung 35' gebildet.
-
Wie
in 8B gezeigt ist, sind mehrfache (sechs) dreieckige
Ausnehmungen 37' auf
der inneren Umfangsoberfläche
des Basisabschnittes 36 der Außenringdichtung 35' gebildet. Die
Ausnehmungen 37' sind
so verjüngt
ausgebildet, daß der
Spalt zwischen der inneren Umfangsoberfläche des Basisabschnittes 36 und
der äußeren Umfangsoberfläche dieses
axialen Abschnittes 5a des Kolbens 5 in Uhrzeigerrichtung
in 8B vergrößert ist.
Die Ausnehmungen 37' sind
stufenweise in der Uhrzeigerrichtung gebildet. Der kleinste Innendurchmesser
der inneren Umfangsoberfläche
des Basisabschnittes 36', in
welchem die dreieckigen Ausnehmungen 37' gebildet sind, ist so groß, daß der Spalt
s1 wie bei der obigen Ausführungsform
gebildet wird.
-
Bei
der Rückführbewegung
des Kolbens 5 wird ein Teil des Bremsfluids aus der Zuführkammer 23 in
den Spalt zwischen der Rückseite
des Basisabschnittes 36' und
dem Flanschabschnitt 5b des Kolbens 5 und in die
Ausnehmungen 37' hineinfließen gelassen.
Es ist Sache der schrägen
Teile der Ausnehmungen 37',
der Außenringdichtung 35' eine Drehkraft
zu erteilen. Ein Spalt wird zwischen der inneren Umfangsoberfläche des
Basisabschnittes 36' und
der äußeren Umfangsoberfläche des
axialen Abschnittes 5a des Kolbens 5 gebildet.
Die Kontaktfläche
zwischen der Außenringdichtung 35' und dem Flanschabschnitt 5b des
Kolbens 5 ist verringert. Deshalb kann die Außenringdichtung 35' relativ zu dem
Flanschabschnitten 5b des Kolbens 5 leicht gedreht
werden. Der Abschnitt der Umfangsoberfläche, welche der Öffnung des
Entlastungsanschlusses 13 zugewandt ist, ändert sich
allmählich.
-
Als
nächstes
wird eine Außenringdichtung 40' gemäß der vierten
Ausführungsform
dieser Erfindung beschrieben.
-
9A ist
eine Querschnittsansicht der Außenringdichtung 40' in freiem Zustand
vor der Montage, und 9B ist eine Rückseitenansicht
der Außenringdichtung 40'. Sie wird an
den Kolben 5 gemäß Darstellung
in 5 angepaßt
anstelle der Außenringdichtung 10'.
-
Der
Innendurchmesser des Basisabschnittes 41' der Außenringdichtung 40' ist größer als
der Durchmesser des axialen Abschnittes 5a des Kolbens 5,
um zwischen diesen einen Spalt zu bilden.
-
Die
hintere Oberfläche 41c' der Außenringdichtung 40' ist von der
Außenseite 41b' in Richtung auf
die Innenseite 41a' verjüngt zulaufend,
um eine allmähliche
Trennung von dem Flanschabschnitt 5b des Kolbens 5 vorzusehen.
Somit wird ein schwach konischer Spalt zwischen der hinteren Oberflä che 41c' des Basisabschnittes 41' und dem Flanschabschnitt 5b des
Kolbens 5 gebildet. Die Kontaktfläche zwischen dem Kolben 5 und
der Außenringdichtung 40 ist
so verringert.
-
Ein
Kompensations- bzw. Ausgleichsanschluß 21 ist an der Wand
der zylindrischen Bohrung gebildet, welche der ringförmigen Kompensations- oder
Zuführkammer 23 zugewandt
ist. Dementsprechend wird Bremsfluid aus der Zuführkammer 23 nicht
immer gleichmäßig zu der
hinteren Oberfläche 41c' der Außenringdichtung 41' fließen gelassen.
Allgemein wird das Bremsfluid einseitig zu der hinteren Oberfläche 41' der Außenringdichtung 40' hin fließen gelassen.
Somit wird eine Drehkraft erzeugt. Wie oben beschrieben, wird der
Kontaktdruck zwischen dem Kolben 5 und der Außenringdichtung 40' verringert.
Die Außenringdichtung 40' neigt zum Drehen. Sie
wird durch die einseitige Strömung
des Bremsfluids zu der rückseitigen
Oberfläche 41c' gedreht. Die der Öffnung des
Entlastungsanschlusses 13 zugewandte Position ändert sich
in der äußeren Umfangsoberfläche der
Anschlußdichtung 40'.
-
10 zeigt eine Außenringdichtung 45' gemäß der fünften Ausführungsform
dieser Erfindung. Eine ringförmige
Nut 47' ist
einseitig zur Mitte der hinteren Oberfläche 46' der Außenringdichtung 45' hin gebildet,
um die Kontaktfläche
zwischen der Außenringdichtung 45' und dem Kolben 5 zu
verringern und um die Drehung zu fördern. Der Innendurchmesser des
Basisabschnittes 46' ist
größer als
der Durchmesser des axialen Abschnittes 5a des Kolbens 5. Die
Tiefe der ringförmigen
Nut 47' ist
gleich etwa ein Achtel bis ein Sechstel der Dicke des Basisabschnittes 46' in der axialen
Richtung. Bei der Rückführbewegung
des Kolbens 5 kann die Kontaktfläche ausreichend verringert
werden.
-
Die
Drehkräfte
der Außenringdichtungen
der vierten und fünften
Ausführungsformen
sind nicht so große
wie jene der Außenringdichtungen
der zweiten und dritten Ausführungsformen.
Die der Öffnung
des Entlastungsanschlusses zugewandte Position kann jedoch ausreichend
auch bei der vierten und fünften Ausführungsform
verändert
werden.
-
Es
ist bevorzugt, daß die
oben beschriebenen Außenringdichtungen
aus Ethylen-Propylen-Copolimerisationsgummi
(EPDM) mit einer Härte
von 75 bis 85 Hs, 100% Modul, mehr als 10 MPa hergestellt werden.
Eine Alterungsschädigung
des Materials kann sehr verringert werden. Da die Härte so hoch
ist und die elastische Grenze erhöht werden kann, kann es kaum
in den Entlastungsanschluß hineingestoßen werden.
Selbst wenn es in den Entlastungsanschluß hineingestoßen wird,
kann das Material elastisch zurückgesetzt
werden. Die Beschädigung
der Außenringdichtung
kann in wirksamer Weise vermieden werden. Die Lebensdauer des Hauptzylinders
selbst kann verlängert
werden. „100%
Modul" bedeutet
die Zugspannung des Gummimaterials, wenn es 100% verlängert wird
(auf die doppelte Länge).
-
Vorzugsweise
wird eine Außenringdichtung durch
ein Spritzgießverfahren
unter Verwendung von zwei Formwerkzeugen hergestellt. Nach dem Formen
werden die zwei Formwerkzeuge in der axia len Richtung (siehe 1)
voneinander getrennt. Die Außenringdichtung
befindet sich direkt nach dem Formen bei einer höheren Temperatur als 180°C. Die mechanische
Festigkeit einer solchen heißen
Außenringdichtung
ist gering. Sie neigt zum Brechen oder Platzen. Deshalb sollte sie
so sorgfältig
aus den Formwerkzeugen herausgenommen werden, damit sie nicht bricht.
Besondere Sorgfalt ist für
die Außenringdichtung
hoher Härte
und eines hohen Moduls erforderlich. Die Außenringdichtung, die in dem
Abschnitt „Beschreibung
des Standes der Technik" beschrieben
wurde, bei welcher die schrägen
Nuten für das
Einführen
einer Drehung in der äußeren Umfangsoberfläche des
Basisabschnittes geformt sind, ist schwierig von den Formwerkzeugen
zu lösen,
weil die schrägen
Nuten bezüglich
der axialen Richtung abgeschrägt
sind, welche die Löserichtung
ist. Die Außenringdichtungen
gemäß den Ausführungsformen
dieser Erfindung sind nicht so ausgestaltet, daß sie das Lösen der Formwerkzeuge verhindern.
Die Ablösemöglichkeit
der Außenringdichtungen
ist gut. Sie werden nicht beansprucht, wenn sie gelöst werden.
Es kann verhindert werden, daß die
Risse oder Brüche
in den Außenringdichtungen
auftreten.
-
Ausnehmungen,
Nuten oder geneigte Flächen
werden auf der Rückseite
der Basisabschnitte der Außenringdichtungen
gebildet. Dementsprechend sind die Oberflächen vertikal zu der Axialrichtung
im allgemeinen nicht flach bzw. eben. Wenn also die Außenringdichtungen
von einer Vibrationsmaschine transportiert werden, wie zum Beispiel
einer Fördereinrichtung
für Teile
bei dem automatischen Anordnungsverfahren, kann verhindert werden,
daß die
Außenringdichtungen
an die Transportfläche
gesaugt werden, und sie können
dann gleichmäßig der nächsten Stufe
zugeführt
werden. Somit kann der automatische Zusammenbau leicht erfolgen.
-
Zwar
sind bevorzugte Ausführungsformen beschrieben
worden, Abwandlungen derselben ergeben sich aber für den Fachmann
im Rahmen der Konzepte der vorliegenden Erfindung, die sich aus den
folgenden Ansprüchen
ableiten.
-
Zum
Beispiel ist die Rückseite
des Basisabschnittes bei der zweiten Ausführungsform geneigt. Jedoch
können
ohne Neigung die Propellerschaufeln 33 gebildet sein. Die
Anzahl der Schaufeln 33 ist nicht auf acht beschränkt, sondern
kann zum Beispiel auch vier sein.
-
Weiterhin
ist eine Ausgestaltung einer Außenringdichtung
nicht auf die Formen der oben genannten Außenringdichtungen beschränkt. Sie
kann wie eine Formenkombination gemäß den dritten und vierten Ausführungsformen
ausgestaltet sein oder kann wie eine Kombination der Formen gemäß den dritten
und fünften
Ausführungsformen
gestaltet sein.
-
Weiterhin
ist bei der ersten Ausführungsform der
zylindrische Abschnitt 40b des Eingriffsteils 40, welches
dem inneren Lippenabschnitt 32 zugewandt ist, fortlaufend
einstückig
mit dem Federaufnahmeabschnitt 40a gebildet. Er kann in
Vielfachstücke
aufgeteilt sein. In diesem Fall sollten sie in regelmäßigen Intervallen
angeordnet sein, so daß sie
mit dem inneren Lippenabschnitt mit dem Fluiddruck bei der Betriebsbewegung
des Kolbens 5 in Berührung
sein können.