DE8804934U1

DE8804934U1 - Hauptbremszylinder für eine hydraulische Bremsanlage

Info

Publication number: DE8804934U1
Application number: DE8804934U
Authority: DE
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1988-04-14
Filing date: 1988-04-14
Publication date: 1989-08-24

Description

DIPL.-ING. GEKHARD POLS (1052-1971)

■ EUROPEAN PATENTATTORNEYS dipl.-cheu._Dk.e.f_Reiherr von pechmann

DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING. DIPL₁-VIRTSCH₁-INCXUPERT GOETZ DIPL.-PHYS. DK. AXEL VON HELLFELD Lucas Industries p.l.c. D-8000 MÜNCHEN 90 KOP-8771 SCHWEIGERSTRASSE 2

1G-62 328

telefon: (089) 66 20 51 14. April 1988 Telegramm: protectpatent

TELEX; 524070

Telefax: (089) 66 39 36 (in)

Hauptbremszylinder für eine hydraulische Bremsanlage

Die Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder für eine hydraulische Bremsanlage mit einem pedalbetStigten Steuergehäuse, das einen Primärkolben beaufschlagt, bei dessen Bewegung der Druck zumindest in einer Primärkammer des Hauptbremszylinders erhöht wird, einem Bremskraftverstärker mit einem beweglichen Bauteil, wie <ainem Membranteller, und einer Hilfskammer, deren Volumen mittels eines in sie einschiebbaren Hilfskolbens verringerbar ist, um bei relativ kurzem Pedalweg die Bremsanlage mit Hydraulikflüssigkeit zu füllen.

Bei einer solchen, aus der DE-OS 35 08 753 bekannten hydraulischen Bremsanlage ist der übliche Hauptbremszylinder um einen als solchen ebenfalls bekannten Bremskraftverstärker sowie eine sogenannte Füllstufe ergänzt. Füllstufen für sich sind z.B. aus der US-PS 40 86 770 bekannt. Mit einer Füllstufe wird erreicht, daß bei einer Bremsbetätigung in der Anfangsphase des Pedalweges die Bremsanlage schnell mit Hyctranlikflüssigkeit aufgefüllt wird. Der Fahrer braucht also das Bremspedal nur über einen relativ kurzen Weg zu drücken. Sobald ein bestimmter Druck in der Hydraulikflüssigkeit, der sogenannte Abschaltdruck, erreicht ist, schaltet die Füllstufe ab, d.h. wird unwirksam. Bei weiterem Durchdrücken des Bremspedals wird in der Bremsanlage kaum noch Hydraulikflüssigkeit bewegt, sondern der Pedaldrück setzt sich direkt hydraulisch in Bremsdruck um.

H ·· * * I I· Mil I

«44«··· 4 * 4t

• · ■ · &ogr; · ft a

&bgr; t * · ···■

■, - 2 - 62

i · KOP-8771

I; Bremskraftverstärker, die z.B. aus der DE-OS 24 50 474 und der

&Iacgr; US -PS 31 09 287 bekannt sind, unterstützen die Wirkung des

I Bremspedals und weisen in der Regel zwei Kammern mit einer be-

'; weglichen Trennwand auf, die als Meiabranteller bezeichnet wird.

I Mittels des Motors wird zwischen den Kammern eine Druckdiffe-

iSi renz erzeugt, so daß der Membranteller die Wirkung des vom Fah-

I rer betätigten Bremspedals unterstützt.

I In der eingangs genannten DE-OS 35 08 753 werden die Füllstufe

i und der Bremskraftverstärker in ihrer Funktion voneinander ab- f hängig ausgestaltet, d.h. Füllstufe und Bremskraftverstärker

I funktionieren nicht unabhängig voneinander. Dem liegt die Er- ^h- kenntnis zugrunde, daß bei Ausfall des Bremskraftverstärkers : dadurch erhebliche Probleme entstehen können, daß der Fahrer

f dann (zusätzlich zum normalen Druckaufbau im Hauptbreraszylin-

&xgr; der) die Betätigungskraft für die Füllstufe bis zu dem relativ

hohen Abschaltdruck direkt über das Bremspedal aufbringen muß. j Die dabei auftretende plötzliche Änderung des Pedalwiderstandes während des BreiKsens kann den Fahrer irritieren.

In der DE-OS 35 08 753 wird deshalb vermieden, daß der Fahrer bei einem Ausfall des Bremskraftverstärkers störende Unregelmäßigkeiten im Widerstand des Bremspedals feststeht. Hierzu ist vorgesehen, daß die Hilfskammer der Füllstufe mit einem Reservoir für Hydraulikflüssigkeit über ein Ventil verbindbar ist, welches bei funktionierendem Bremskraftverstärker schließt und bei r.ichtfunktionierendem Bremskraftverstärker öffnet. Zwischen der Hilfskammer und de;r Primarkamsner (also der Hochdruckkammer im Hauptbremszylinder zur Speisung des Primärkreises bei einer Zweikreis-Bremsanlage) ist eine abdichtende Manschette angeordnet, welche Hydraulikflüssigkeit aus der Hilfskammer in die Hochdruckkammer durchläßt, in umgekehrter Richtung aber sperrt.

Der B]Cfindung liegt die Aufgabe zügrundö, einen HauptbremSzylindes¹ SMt eingangs genannten Art derart Weiterzubilden« daß

• ■· ■■ I > ) III I I

« ■ ti a ·· ··

&iacgr;&iacgr; &iacgr; &idigr;&iacgr;&iacgr; i e * 4

< ■ a a · · . ·· a a

, ...a a . &igr; Hi« t J »J J

ill i »a · at «I

- 3 ^m ⁶² 328

&Kgr;&Ogr;&Rgr;-877&Idigr;

bei einfacher Bauweise ein Ausfall des Bremskraftverstärkers ohne schädliche Folgen bleibt und vom Fahrer festgestellt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß der Membranteller des Bremskraftverstärkers zumindest über eine begrenzte Wegstrecke unabhängig vom Steuergehäuse verschiebbar ist und dabei den Hilfskolben bewegt,

Die erfindungsgemäß vorgesehene Hilfskammer und der zugeordnete Hilfskolben weisen eine wesentlich größere hydraulich wirksame Fläche auf als der Primärkolben. Sie erzeugen also (bei funktionierendem Bremskraftverstärker) feit relativ kurzem Hub eine schnelle Erhöhung des Druckes in der Hydraulikflüssigkeit der Bremsanlage.

Dadurch, daß erfindungsgemäß der Membranteller und das Steuergehäuse verschiebbar zueinander angeordnet sind, ist es möglich, den Hauptbremszylinder so auszugestalten, daß bei einem Ausfall des Bremskraftverstärkers (bei z.B. mangelnder Druckdifferenz in dessen Kammern) nur das Steuergehäuse bei Betätigung des Bremspedals bewegt wird, so daß der Primärkolben des HauptbremsZylinders verschoben und Druck in seiner Primärkammer und gegebenenfalls der Sekundärkammer aufgebaut wird. In diesem Fall, also bei nicht funktionierendem Bremskraftverstärker verbleibt der Membranteller zumindest am Anfang der Bewegung des Steuergehäuses in seiner Ausgangslage.

Bei Ausfall des Bremskraftverstärkers kann also der Fahrer nur mit dem Steuergehäuse einen hinreichen großen Bremsdruck erzeugen, wobei der Pedalweg wesentlich verlängert ist, was der Fahrer sofort merkt.

Das Bremspedal wirkt zunächst am Anfang einer Bremsung nicht auf den Hilfskolben der FüIIstuxe. Äsäerersezts wirkt der Bremskraftverstärker, falls er funktioniert, sowohl auf den Hilfskolben als auch auf den Primärkolben.

s* &igr;· ■*■■*

ti tit tits

ti t t · ill«

[ti t i t t it * I

I ItII(I I »HI I I Il I

I I t · « lilt

II I <« 4 · · I*

- 4 - 62 328

KOP-8771

&idigr;&pgr; einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Hilfskammer Über einen permanent offenen Kanal mit der Primärkammer verbunden ist.

In einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß das Steüefgehäuse bei Betätigung des Bremspedals sich eine vorgegebene Wegstrecke unabhängig vom Membranteller bewegt, wobei der Primärkolben in die Primärkammer gedfüekt wird, Wonach das Steuergehäuse an einen mit dem Membranteller verbundenen Anschlag stößt.

Nachfolgend Wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Axialschnitt durch einen Hauptbremszylinder einschließlich eines Bremskraftverstärkers*

Der Hauptbremszylinder 10 steuert eine als solche bekannte Zweikreisbremsanlage und ist mit einem als solchem ebenfalls bekannten Bremskraftverstärker 12 versehen.

Ein Bremspedal (nicht gezeigt) ist bei 14 angeordnet Und beaufschlagt einen Pedalstößel 16. Der Pedalstößel 16 ist mit einem Steuergehäuse 18 verbunden.

über einen weiteren Stößel 20 beaufschlagt das Stsuergehlüss 18 einen Primärkolben 22, bei dessen Bewegung der Druck einer Hydraulikflüssigkeit in einer Prißiärkammer 24 erhcht wird. In ebenfalls bekannter Weise sind ein Sekundärkolben 26 und eine Sekundärkammer für einen zweiten Bremskreis vorgesehen.

Der Hauptbremszylinder 10 ist weiterhin mit einem an sich bekanntem Ausgleichsbehälter 30 versehen, in dem Hydraulikflüssigkeit bereitgehalten wird, um eventuelle Verluste in der Bremsanlage auszugleichen= Der Ausgleich verlorener Hydraulikflüssigkeit erfolgt über ein Ventil 32 mittels eines Schwenkhebels 34, welcher bei Bedarf das Ventil öffnet und so eine

■ 1*1 tfl It • I ItIt I ■ f ·
• t ■ · P * ■ »Pt · ·■ ··

i i &Lgr; * 4 i s 9 e e « e ti ··«*·*· ·* ·

- 5 - 62 328

KOP"8771

leit'ande Verbindung zwischen dein Ausgleichsbehälter 30 und dem Hydraülikkreis der Bremsanlage herstellt. Hierzu ist ein in Axialdichtung verschiebbarer Stempel 36 vorgesehen, der durch zwei Federn 38, 40 in entgegengesetzten Richtungen beaufschlagt wird. Die Feder 40 ist stärker als die Feder 38. Bei Betätigung des Bremspedals bewegt sich der Stempel 36 nach links und der Schwenkhebel 34 kommt frei. Das Ventil 32 bleibt aufgrund einötf Vorspannung geschlossen. Beim Rückhub des Pedalstößels 16 nach einer Bremsung kann der Stempel 36 den Schwenkhebel 34 erfassen und das Ventil 32 öffnen, so daß eine Nachfüllung von Hydraulikflüssigkeit stattfinden kann.

Weiterhin weist der Hauptbremszylinder 10 eine sogenannte Hilfskammer 44 auf, die innenseitig von einer Hülse 42 und außenseitig von einer Hülse 46 sowie Dichtungen 48, 50 abgegrenzt ist.

In die Hilfskaramer 44 ist ein Hilfskolben 52 eindrückbar, der an seinem von der Hilfskammer 44 abgekehrten Ende mittels eines Ringes 54, eines Mitnehmers 56, einss Rückholers 58 Und eines Stützringes 60 mit einem als solchem bekannten Membranteller 62 des Bremskraftverstärkers 12 gekoppelt ist. Eine Feder 63 spannt gemäß der Figur den Hilfskolben 52 nach rechts vor, wobei der Rückholer 58 am Steuergehäuse 18 anschlägt.

Der Bremskraftverstärker 12 weist eine unterdruckkammer 64 und eine Überdruckkammer 66 auf. Mittels des Motors wird in der unterdruckkammer 64 ein Unterdruck erzeugt und über einen Lufteinläß 68 sowie ein Filter 70 strömt Luft in die überdruckkammer 66, so daß der auf einem Führungsstift 72 bewegliche Membranteller 62 in der Figur eine Kraft nach links erfährt.

Ein Kanal 74 verbindet die Hilfskammer 44 und die Primärkammer 24.

GemäS der vorstehenden Beschreibung ist also der Membranteller 62 über die Bauteile 54 bis 60 mit dem Hilfskolben 52 gekoppelt..

• t # * «lit

- 6 - 62 328

XOP-8771

Hingegen ist der Hilfskolben 52 nicht permanent mit dem Steuer" gehäuse 18 gekoppelt * Vielmehr ist das Steuergehäuse 18 eine Wegstrecke "x" unabhängig vom Hilfskolben 52 bewegbar« Die Wegstrecke "x" ist durch Anschläge 76, 76' anl Hilfskolben 52 b?w. Steuergehäüse 18 definiert.

Die Funktion des vorstehend beschriebenen Hauptbremszylinder^ 1*31 wie folgt.

Bei funktionierendem Bremskraftverstärker 12, d.h. bei Erzeugung einer ausreichenden Druckdifferenz zwischen der Unterdruckkammer 64 und der Uberdruckkammer 66 wird bei einer Bremsbetätigung der Pedalstößel 16 in üblicher Weise in der Figur nach links gedrückt und erzeugt Druck in den Primär- und Sekundärkammern 24 bzw. 28. Gleichzeitig drückt der Membranteller 62 über den Stützring 60, den Mitnehmer 56 und eine am Hilfskolben 52 ausgebildete Nase den Hilfskolben ebenfalls nach links, so daß dieser in die Hilfskammer 44 eintaucht und über den Kanal 74 Hydraulikflüssigkeit in die Primärkammer gedrückt wird. Hilfskammer 44 und Hilfskolben 52 bilden also eine sogenannte Füllstufe.

Bei nicht funktionierendem Bremskraftverstärker 12, also dann, wenn zwischen der Unterdruckkammer 64 und der Uberdruckkammer 66 keine hinreichende Druckdifferenz gebildet wird, so daß der Membranteller 62 keine hinreichende Kraft nach links erfährt, was beispielsweise durch Verstopfung der Lufteinlässe 68 der Fall sein kann, funktioniert der Hauptbremszylinder wie folgt.

Da das Steuergehäuse 18 und der Membranteller 62 zu Beginn

einer Bremsung unabhängig voneinander verschiebbar sind, bewegen sich bei Pedalbetätigung zunächst nur der Peda'^tßasl 16 und das Steuergehäuse 18 nach links. Dabei erzeugen Primär- und Sekundärkolben 22 bzw. 26 Druck in den Bremskreisen.

Allerdings bewegt sich in diesem Falle zunächst der Hilfskolben 52 nicht nach links, weil der MembranteHer 62 sich nicht bewegt. Der Fahrer spürt deshalb gegenüber dem oben beschriebe-

# nen Fall eines funktionierenden Bremskraftverstärkers eine

Eft St

I I I C I · ■ C

I I « t

I * ■ «I

- 7 - 62 328

KOP-8771

wesentlich geänderten Pedalwiderstand und auch eine geänderten Pedalweg, was ihm einen Defekt anzeigt. Drückt der Fahrer das Bremspedal soweit durch, daß die Wegstrecke "x" zwischen den Anschlägen 76, 76' des Hilfskolbens 52 bzw. des Steuergehäuses 18 überbrückt wird, so schlägt das Steuergehäuse auch auf den Hilfskolben 52 und bewegt dieses in der Figur nach links. Wegen der nun wesentlich vergrößerten hydraulisch wirksamen Fläche (Primärkolben 22 und Hilfskolben 52} muß der Fahrer beim weiteren Durckdrücken des Bremspedals eine wesentlich größere Kraft aufbringen, um eine weitere Erhöhung des Druckes in der Hydraulikflüssigkeit der Bremsanlage zu erzielen. Der Fahrer spürt auch diesen "Knickpunkt" im Bremskraftverlauf, was ihm ebenfalls einen Defekt anzeigt.

Falls der Bremskraftverstärker 12 während eines Bremsvorganges ausfällt, was denkbar ist, wenn die angesaugte Luft Schmutzpartikel enthält, welche die Einlasse 68 oder das Filter 70 verstopfen, dann wird über den Kanal 74 Hydraulikflüssigkeit aus der Primärkammer 24 in die Hilfskammer 44 gedrückt, wodurch der möglicherweise schon vorgeschobene Hilfskolben 52 zurückgedrückt wird, bis er gegen das Steuergehäuse 18 anschlägt. Der Fahrer kann so zwar einen hinreichenden Bremsdruck aufbringen, merkt aber trotzdem am Verlauf des Pedalwiderstandes, daß ein Defekt vorliegt und kann bei nächster Gelegenheit eine Werkstatt aufsuchen .

Il (J * ·

«•II* »It *#·*!

Claims

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF-v.PECHMANN-B'fiHKENS-'GOETZ " ■«·'««-"»»* ««™off

»IPL.-ING. GERHARD POLS (19J2-1971)

EUROPEAN PATENTATTORNEYS dxpl.-chem.dk. &egr;. «eiherk von pechuann

DK.-ING. DIETER BEHRENS

DIPL.-ING. DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

DIPL.-PHYS. DR. AXEL VON HELLFELD

Lucas Industries p.l.c. D-8000 MÜNCHEN 90

KOP-8771 SCHWEIGERSTRASSE 2

IG-62 328 ,_ew<

telefon: (089) 66 20 ji

14 April 1988 Telegramm: protectpatent

^ TELEX: 524070

telefax: (089} 66 39 3c (in)

S c h u t z an s &rgr; rü c h e

1. Hauptbremszylinder für eine hydraulische Bremsanlage mit einem pedalbetätigten Steuergehäuse (18) , das einen Primärkolben (22) beaufschlagt, bei dessen Bewegung der Druck zumindest in einer Primärkammer (24) des Hauptbremszylinder s (10) erhöht wird,

einem Bremskraftverstärker (12) mit einem beweglichen Bauteil (62) , und

einer Hilfskammer (44), deren Volumen mittels eines in sie einschiebbaren Hilfskolbens (52) verringerbar ist, um bei relativ kurzem Pedalweg die Bremsanlage mit Hydraulikflüssigkeit zu füllen,

dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Bauteil (62) des Bremskraftverstärker (12) zumindest über eine begrenzte Wegstrecke (x) unabhängig vom Steuergehäuse (18) verschiebbar ist und dabei den Hilfskolben (52) bewegt.
2. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Hilfskammer (44) über einen permanent offenen Kanal (74) mit der Primärkammer (24) verbunden ist.
3. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuergehäuse (18) bei Betätigung des Bremspedals (14) eich eine vorgegebene Wegstrecke (x) unabhängig vom beweglichen Bauteil (62) bewegt, wobei der Primärkolben (22) in die Primärkammer (24) gedrückt wird und danach das Steüergehäuse (18) an einen mit dem Hilfskolben (52) verbundenen Anschlag (7o/ stößt*

2053

4t 4* 14 * Il Mt«!

* t » t t Il «I It

II MtIIIII III

t *f · &igr; · * · * &igr; *» t t &agr; 11

&diams; &diams; ti ** t It #1 ·