DE8812281U1

DE8812281U1 - Kolben mit Zentralventil für hydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen

Info

Publication number: DE8812281U1
Application number: DE8812281U
Authority: DE
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1988-09-28
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1990-01-25
Anticipated expiration: 1998-09-29
Also published as: DE3932248C3; DE3932248C2; DE3932248A1

Description

DIPL.-ING. CEKHAKD PULS (1J52-IJ71)

Lucas KOP-8737CB D-8000 MÜNCHEN 90

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28.09.1988 telegkamm: pkotectpatent

TELEX: 514070
telefax: {0X9)66 39 3« (in)

Kolben mit Zentralventil für hydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen

Die Erfindung betrifft einen Kolben mit Zentralventil für hydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen, mit

- einem im Kolben ausgebildeten Hohlraum, der an einem tolbenende offen ist,

- einem vow dem Hohlraum in Richtung auf das andere Kolbenenäe usgehenden zentralen Kanal,

- einem ringe um den Anfang des zentralen Kanals angeordneten Ventilsitz,

- einem im Hohlraum angeordneten Ventilkörper, der einen an den Ventilsitz anlegbaren ringförmigen Vorsprung aufweist, und

- einem Ventilstößel, der sich zum Betätigen des Ventilkörpers durch den zentralen Kanal hindurcherstreckt.

Aus zahlreichen Druckschriften, beispielsweise der DE-A-3424513 und der DE-A-3715209, 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 dee betreffenden Kolbens gebildet und der Ventilkörper hat eine Gummikappe, an welcher der mit dem Ventilsitz zusammenwirkende ringförmige Vorsprung ausgebildet ist. Zu Beginn jeder BremsbetStigung werden die Zentralventile durch Federkraft geschlossen und dann zusätzlich

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durch den Bremsdruck geschlossen gehalten, der sich in einem Raum vor dem betreffenden Kolben aufbaut.

Nach einer Bremebetätigung 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, IaB die Kolbenstellung, bei der bekannte Zentralventile öffnen, von Faktoren abhängen, die nicht von vorneherein für die gesamte Lebensdauer bekannter 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 ringförmige 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-Bremsanlagen derart weiterzubilden, daß das Zentralventil ein während seiner gesamten Lebensdauer genauer reproduzierbares Öffnungsverhalten zeigt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Kolben mit Zentralventil der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß

- der Ventilsitz aus elastischem Werkstoff besteht und en einem starren Einsatz befestigt ist,

- der Einsatz im Kolben befestigt und gegen di«««n abgedichtet ist und eine axiale Bohrung aufweist, die mindestens einen Teil des zentralen Kam I &bgr; bildet,

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- der ringförmige Vorsprung des Ventilkörpere starr ist, und

- der Ventilstößel in der axialen Bohrung des Einsatzes geführt ist.

Mit diesen Maßnahmen wird vermieden, daß elastische Verforüiungsn irgendwelcher Dichtungeteile einen nennenswerten Einfluß auf das Offnen oder Schließen des Zentralventils haben. Dessen öffnungs- und Schließverhalten ist auch deshalb genau reproduzierbar, weil der Ventilstößel in der axialen Bohrung des Einsatzes geführt ist und dadurch den Ventilkörper daran hindert, Rieh in bezug auf den Ventilsitz Bchrägzusteilen.

Ein Ventilkörper mit einem starren ringförmigen Vorsprung, der mit einem scheibenförmigen elastischen Ventilsitz zusammenwirkt, ist zwar aus der EP-A-0219147 bei einem Regelventil einer hydraulischen Fahrzeug-Bremsanlage bekannt. Dabei ist der Ventilsitz jedoch nicht an einem stsrrsii Einsatz sinss Kolbens i?e£eefei^afes 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 Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnunger erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Tandem-Hauptbremszylinder einer hydraulischen Fahrzeug-Bremsanlage,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 und Fig. 3 eine weiter vergrößerte Einzelheit aus Fig. 2.

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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 bsidsn Druckräussn ^s sin Anschluß 24 b?z*?i 26 für sinsn nicht dargestellten Behälter zugeordnet, worin Bremsflüssigkeit in Reserve gehalten wird. Zwischen den beiden Kolben 12 und 14 ist eine erste Rückstellfeder 28 angeordnet; der Sekundärkolben 14 stützt eich über eine weitere Rückstellfeder 30 am geschlossenen, in Fig. 1 linken Ende des Zylinderrohre 10 ab.

Jeder der beiden Kolben 12 und 14 hat einen diametralen Schlitz 32 bzw. 34, der einen Querstift 36 bzw. 38 aufnimmt. Der Querstift 36 des Primärkolbens 12 liegt in dessen 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 Sekundärkolben« 14 iet 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 Einfachheit 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 ebenfalls zylindrische Vertiefung 44 von etwas geringerem Durchmesser, und auf diese folgend eine zentrale zylindrische Bohrung 46 von erheblich geringeren Durchmesser und schließlich eine noch engere axiale Bohrung 48 an-

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schließt. In der Vertiefung 44 sind ein starrer Einsatz und eine elastische ringförmige SchUrze 52 aufgenommen, die beide rotationssymmetriech 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 Anechleg 53? die ringförroige 5chy.r?-e 52 besteht 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 SchUrze 52 gemäß Fig. 3 eine wellenförmig profilierte äußere Mantelfläche 54, deren Wellenberge einen etwas größeren und deren Wellentäler einen etwas kleineren Durchmesser haben ale die zylindrische Vertiefung 44 im Kolben 12. Gemäß Fig. 1 und 2 ist der Eineatz 50 samt der ringförmigen Schürze 52 derart in die Vertiefung 44 eingepreßt, daß das Wellennrnf i 1 Her Mangel fl Mrha Rd im wesentlichen flachoeieOckf:

Die ringförmige Schürze 52 ist einstückig mit einem aus demselben Dichtungsgummi bestehenden Ventilsitz 56 ausgebildet, der die gesamte vordere Stirnseite des Flansches

51 bedeckt und nur den schmalen ringförmigen Anschlag 53 freiläßt. An der entgegengesetzten Seite des Einsatzes ist ein aus dem gleichen Metall wie dieser bestehender, im wesentlichen zylindrischer Zapfen 58 ausgebildet, der an seiner äußeren Mantelfläche eine wendeiförmige Nut 60 aufweist. Der Zapfen 58 bildet mit der zentralen Bohrung 46 einen engen PaBsitz und ist in axialer Richtung ausreichend lang bemessen, um den Einsatz 50 bei der Montage zu zentrieren, ehe dieser die Vertiefung 44 erreicht.

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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 wendeIförmige Nut 6G 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 gewährleistet, daß der Einsatz 50 die abgebildete Stellung erreicht und beibehält, in der die hintere Stirnseite des Flansches 51 fest ein 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 zentralen Bohrung 46 und mit der engeren Bohrung 58 einen zentralen 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 ausgebildet, der sich durch das zentralen Kanal 64 hlndc. ierstreckt und in üblicher Weise mit dem zug&hF^xae Qu^rstift 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 Abschnitt des zentralen Kanals 64 verschließen kann.

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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 Schließstellung gemäß Fig. 2 zu halten.

Die Wirkungsweise des dargestellten Tandem-Hauptbremszylinders ist die übliche und deshalb nicht erläuterungsbedürftig. Jedes der dargestellten Zentralventile arbeitet folgendermaßen:

Bei Beginn einer Bremsbetätigung nimmt der Ventilkörper die in Fig. 2 abgebildete Stellung ein, in der sein ringförmiger 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 Ventilkörpers 66 eich an den ringförmigen Anschlag 53 des Einsatzes 50 anlegt. Dadurch ist der ringförmige Vorsprung 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 Beschädigung geschützt.

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telefax: (089)663936 (Hi)

Schutzansprüche

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) hindurcherstreckt ,

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

alesen abgedichtet ist und eine axiale Bohrung (62) aufweist, 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.

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2. Kolben mit Zentralventil nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilsitz (56) einstückig an einer ringföraigen 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 ringförmige 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) aufweist sowie einen von diesem aus in Richtung zum Ventilkörper (66) vorspringenden Anschlag (53) , der das Eindrücken 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 wendeiförmige Nut (60) aufweist.