EP1532031A1 - Hauptzylinder - Google Patents

Hauptzylinder

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Publication number
EP1532031A1
EP1532031A1 EP03766364A EP03766364A EP1532031A1 EP 1532031 A1 EP1532031 A1 EP 1532031A1 EP 03766364 A EP03766364 A EP 03766364A EP 03766364 A EP03766364 A EP 03766364A EP 1532031 A1 EP1532031 A1 EP 1532031A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure medium
closing body
master cylinder
valve
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03766364A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Holger Von Hayn
Jürgen Schonlau
Manfred Rüffer
Wolfgang Ritter
Milan Klimes
Torsten Queisser
Ralf Jakobi
Michael Vogt
Dieter Merkel
Bernhard Hammes
Hans-Jörg Feigel
Jose Gonzalez
Stephan Krebs
Oliver Kugland
Thomas Sellinger
Guido Schell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE2002134541 external-priority patent/DE10234541A1/de
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP1532031A1 publication Critical patent/EP1532031A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T11/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
    • B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
    • B60T11/16—Master control, e.g. master cylinders
    • B60T11/228—Pressure-maintaining arrangements, e.g. for replenishing the master cylinder chamber with fluid from a reservoir
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/005—Filling or draining of fluid systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T11/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
    • B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
    • B60T11/16—Master control, e.g. master cylinders
    • B60T11/232—Recuperation valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T11/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
    • B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
    • B60T11/28—Valves specially adapted therefor
    • B60T11/30—Bleed valves for hydraulic brake systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices

Definitions

  • the invention relates to a master cylinder, in particular for a hydraulic brake system, with at least one pressure chamber formed in a housing of the master cylinder and at least one container bore for receiving a pressure medium container, a valve having a closing body being provided which, as a result of an applied pressure difference between the pressure chamber and the pressure medium container is movable into an open position or a closed position, the valve in the open position permitting a pressure medium flow from the pressure medium container into the pressure chamber and in the closed position throttling or preventing a pressure medium flow from the pressure chamber into the pressure medium container that is opposite to the pressure medium flow.
  • the problem with master cylinders is that the free travel to be overcome when the master cylinder is actuated is relatively large, ie the driver of a vehicle must depress the brake pedal relatively far before there is an increase in pressure in the brake system and thus the desired braking.
  • the reason for this relatively long free travel which results from an actuation is primarily that, starting from a rest position in which the pressure pistons are when actuation begins, pressure pistons in the master cylinder have to be displaced relatively far in the actuation direction before the pressure medium connection between the pressure medium container and the pressure chambers present in the master cylinder is interrupted. Before this pressure medium connection is not interrupted, the can Pressure chambers of the master cylinder no significant pressure can be built up.
  • the vehicle manufacturer initially fills the brake system with pressure medium by means of a vacuum. This means that the system evacuates before filling with pressure medium, i.e. all air is removed from the brake system. After the evacuation, the brake system is filled with pressure medium under pressure. The evacuation eliminates the need to vent the brake system at a later date.
  • a filling head is attached to the pressure medium container for evacuation and vacuum filling.
  • evacuation it is necessary to keep the valve closing body in the open position so that the air can escape unhindered from the brake system through the container.
  • a master cylinder with a valve arrangement for shortening the free travel having a closing body arranged in a container bore, the valve seat of which is formed by a container connecting piece and which due to an applied pressure difference between the pressure chamber and the pressure medium container into an open position or a closed position is movable. In the closed position there is a throttled pressure medium connection between the pressure chamber and the pressure medium container.
  • a disadvantage of this valve arrangement is that the closing body is arranged directly on the pressure medium container, as a result of which large tolerances can occur, which have a negative effect on the shortening of the free travel.
  • the closing body is not in the open position due to the pressure difference that arises when the brake system is evacuated, but is moved into the closed position and thus prevents the air from escaping from the brake system.
  • the object is achieved in that means are provided which hold the closing body, which has a closing pressure difference as a result of an evacuation for the purpose of vacuuming the braking system, in the open position and, when the brake is actuated, enable the closing body to move into the closed position.
  • the valve enables a very short free travel, since the pressure build-up in the pressure chamber occurs from the start when the pressure piston moves.On the other hand, the escape of air is not impeded when the brake system is evacuated, so that the air is not throttled can flow out of the brake system.
  • the valve for contacting the closing body in the closed position has a first contact element arranged in the container bore, the closing body between the contact element and a bottom of the Container bore is movably arranged, and the contact element on a bottom side facing the closing body has a circumferential sealing bead which is arranged in such a way that a radially outer region of an upper side of the closing body in the closed position bears sealingly on the sealing bead.
  • the arrangement of the first contact element in the container bore takes place, for example, by caulking. Other fastening options are conceivable, such as screwing in, pressing on using a screw ring, or fastening using a snap ring.
  • the closing body of the valve is not arranged on a pin of the pressure medium container, as a result of which small tolerances can be maintained.
  • the closing body is designed as a disc which, in order to ensure the flow of pressure medium from the pressure medium container into the pressure chamber, has webs formed in the direction of the bottom of the container bore, the webs resting on the floor in the open position.
  • a further possibility for ensuring the pressure medium flow from the pressure medium container into the pressure chamber is that the disc has webs on its periphery, which in the open position allow the disc to rest on a circumferential shoulder of the container bore.
  • the valve opens in the closed position from a certain pressure difference and enables the unrestricted flow of pressure medium from the pressure chamber into the pressure medium container.
  • this makes it possible to reduce excess pressure medium volume or residual pressure in certain operating states
  • This is particularly important at low temperatures where the flow resistance is quite high without it.
  • the structure according to the invention thus gives a braking system with a very small free travel, which is also suitable for regulating the braking system in which the driver does not actuate the brake pedal.
  • the contact element on its underside has elevations which serve the closing body in the closed position from the pressure difference opening the valve as lever points, the closing body deflecting and the radially outer region of the upper side of the closing body lifting off the sealing bead and the unthrottled pressure medium flow from the pressure chamber into the pressure medium container.
  • the closing body can be designed as a disk, which is dimensioned in such a way that bending is possible without damage. It is thereby achieved that an excess pressure medium volume or a residual pressure can be reduced without a complicated structure of the valve.
  • the valve has a second contact element provided with channels, which adjoins the first contact element in the container bore in the direction of the bottom, the second contact element serving to support the closing body in the open position.
  • the channels ensure that pressure medium flow into the pressure chamber is not prevented.
  • the two contact elements form an assembly unit.
  • an adhesive holds the closing body in the open position when the brake system is evacuated, the adhesive detaching when the vacuum is applied to the pressure medium, as a result of which no additional components are necessary.
  • a clamping element holds the closing body in the open position, which releases when pressure is applied to the vacuum.
  • a sleeve-shaped tensioning element is provided in the first contact element, which, when the brake system is evacuated, protrudes so far out of the first contact element in the direction of the closing body that it keeps the closing body in the open position, with a result of the first-time brake actuation Valve-closing pressure difference moves the closing body into the closed position, the closing body pushing the clamping element back into the first contact element, so that the closing body can be moved into the closed position when the brake is actuated.
  • the clamping ring is pushed even further into the first contact element by the deflection of the closing body, it not being able to detach from the contact element.
  • the clamping ring enables very simple assembly, since it is inserted into a bore of the first contact element from the side facing the container can be .
  • the closing body has on its circumference
  • Locking elements which hold the closing body in the open position by means of a mechanical lock when the brake system is evacuated, the mechanical lock being releasable during the vacuuming by filling in the pressure medium.
  • the closing body is again conceivable here.
  • the closing body is again conceivable here.
  • Pins Have locking elements in the form of pins, which are arranged on its circumference or its underside.
  • the pins are arranged in grooves for evacuation of the brake system, with a spring ensuring this open position. If the brake system is then filled with pressure medium, the pins are released from the grooves by the pressure difference applied to the closing body and a closing position of the closing body when the brake is actuated is possible again.
  • the circumference of the closing body can be provided with shovel-like elements which turn the closing body out of the mechanical lock due to the pressure medium filling.
  • Pins can also be used for mechanical locking, which are arranged, for example, on the connecting piece of the pressure medium container and hold the closing body in the open position during the evacuation process.
  • an external magnetic field holds the closing body in the open position.
  • the material of the closing body and the contact elements is selected such that when the brake system is evacuated as a result of the Applied magnetic field, which is generated for example by means of a yoke and a coil outside the master cylinder, the closing body is repelled by the first contact element and is thus held in the open position, so that an unimpeded air flow from the pressure chamber into the pressure medium container and thus a ventilation of the brake system is possible.
  • the generation of the magnetic field is possible in different ways. For example, generation using permanent magnets is conceivable.
  • a weight is fastened to the closing body when the brake system is evacuated, which holds the closing body in the open position and whose material is selected such that the weight in the pressure medium is almost neutralized when the brake is actuated.
  • the valve is preferably provided with a throttled pressure medium connection which, in the closed position of the closing body, enables throttled pressure medium flow from the pressure chamber into the pressure medium container. As a result, a back pressure reduction on the valve can take place without actuation of the closing body.
  • the throttled pressure medium connection can be designed, for example, as a parallel path or as an orifice arranged on the first contact element.
  • the valve is inserted in a connection area between the master cylinder and the pressure medium container.
  • the reason for this is that several paths lead from the pressure chamber to the pressure medium container, such as the sniffer hole and the trailing bore. If necessary, the connection runs via a central valve in the piston and the follow-up bore.
  • the valve is effective regardless of the way in which the pressure medium flows. It is particularly expedient to arrange the valve in a connecting piece of the pressure medium container. The invention is therefore also well suited as a leakage protection for the container.
  • the valve preferably has a valve housing, in which a valve seat is arranged to be longitudinally displaceable, a second channel being connectable through the valve seat. From a certain pressure difference, the second channel enables, for example, a rapid reduction in the residual pressure in the pressure chamber.
  • the valve seat can serve to receive the throttled pressure medium connection or at least limit the throttled path in part, for example by inserting a groove in the edge or a bore along the center line of the valve seat, which results in a particularly simple construction of the valve.
  • valve comprises a valve body, a sealing element with a sealing lip and a leaf spring, the sealing lip counteracting the flow of pressure medium from the pressure medium container into the pressure chamber and the leaf spring starting from a certain pressure difference Pressure fluid flow enables.
  • the sealing element instead of the leaf spring, can have a second sealing lip, the first sealing lip permitting the pressure medium flow from the pressure medium container into the pressure chamber and the second sealing lip allowing the oppositely directed pressure medium flow from a certain pressure difference.
  • the valve body is preferably provided with a permeable membrane, which enables the throttled flow of pressure medium from the pressure chamber into the pressure medium container.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an inventive
  • Fig. 2 shows an enlarged section X of the first
  • FIG. 1 shows a detail of a second exemplary embodiment of a master cylinder according to the invention
  • 4 shows a detail of a third exemplary embodiment of a master cylinder according to the invention
  • 5 to 7 a fourth embodiment of a master cylinder according to the invention in different
  • FIG. 20 shows a seventh embodiment of an inventive
  • Fig. 21 shows an eighth embodiment of an inventive
  • Fig. 22 shows a ninth embodiment of an inventive
  • Fig. 23 shows a tenth embodiment of an inventive
  • FIG. 25 in a broken-away representation a top view of the exemplary embodiment according to FIG. 24.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a master cylinder 1 for a hydraulic brake system with two pressure chambers 3, not shown, formed in a housing 2 of the master cylinder 1 and two container bores 4 for receiving a
  • a valve 6 is provided in the container bore 4, which enables a shortening of the free travel and a vacuum supply to the brake system.
  • FIG. 2 shows an enlarged section X of the master cylinder 1 shown in FIG. 1.
  • the pressure medium container 5 is arranged in the container bores 4 of the master cylinder 1 by means of connecting pieces 28 and sealing elements 29.
  • the valve 6 comprises an annular first contact element 8 arranged in the container bore 4 and a closing body 7 which is designed as a thin disc and is arranged between the contact element 8 and a bottom 9 of the container bore 4.
  • the valve 6 can be moved into an open position or a closed position due to an applied pressure difference between the pressure chamber 3 and the pressure medium container 5.
  • a pressure medium flow S1 from the pressure medium container 5 via the pressure medium channel 30 into the pressure chamber 3 is possible.
  • a pressure medium flow S2 directed opposite the pressure medium flow S1 is throttled or prevented by the pressure chamber 3 into the pressure medium container 5.
  • the disk 7 does not rest on the bottom 9 of the container bore 4 in the open position shown in FIG. 2 and thus cannot close the pressure medium channel 30, the disk 7 has integrally formed webs 12 on its outer circumference in the direction of the bottom 9, through which the pressure medium can flow.
  • the valve 6 blocks the pressure medium flow S2 before the closing path is crossed and the pressure medium is displaced into the brake system.
  • the first contact element 8 can be fastened in the container bore 4 as shown in FIG. 2 by caulking. However, more are also conceivable
  • Fig. 3 shows a section of a second embodiment of a master cylinder 1.
  • the closing body 7 of the valve 6 is also designed as a disc and is provided with webs 31 formed on its circumference, which in the open position for supporting the disc 7 on a circumferential Paragraph 32 of the container bore 4 serve.
  • the webs 31 are distributed on the circumference of the disk in such a way that the pressure medium flow S1 into the pressure chamber 3 is ensured by an intermediate space between two webs 31.
  • FIG. 4 A third exemplary embodiment of a master cylinder 1 with a valve 6 is shown in FIG. 4.
  • a second contact element 14 is provided, which on the shoulder 32 of the Container bore 4 rests.
  • the first contact element 8 bears against the second contact element 14, both contact elements 8, 14 being held securely in this position by fastening the first contact element 8 in the container bore 4.
  • the closing body 7, which is designed as a disk, is located between the two contact elements 8, 14, which serve the latter as a contact in the closed position and the open position.
  • the second contact element 14 has contact surfaces 35 for the disc 7 and is formed with channels 13 which, when the disc 7 is placed on the contact element 14 in the open position, enable the first pressure medium flow S1 from the pressure medium container 5 into the pressure chamber 3 and through which the disc 7 does not rest with its entire circumference on the second contact element 14.
  • the first contact element 8 is provided with the sealing bead 10, against which the disc 7 lies in a sealing manner in the closed position.
  • 5 to 7 show sections of a fourth exemplary embodiment of a master cylinder 1 in three different operating states, this exemplary embodiment relating to that The third exemplary embodiment shown in FIG. 4 differs only in the fastening of the first contact element 8 in the container bore 4.
  • 5 shows the valve 6 in the open position, in which pressure medium is sucked in from the pressure medium container 5 into the pressure chamber 3 by the piston return movement (first pressure medium flow S1).
  • the disc 7 is moved the resulting pressure difference in the direction of the second contact element 14 and rests thereon on the support surfaces 35, the channels 13 therein allowing the pressure medium flow S1.
  • FIG. 6 shows the valve when the master cylinder 1 is actuated.
  • the piston movement displaces pressure medium from the pressure chamber 3 and the disk 7 is moved upwards into the closed position, so that the top 11 of the disk 7 rests on the sealing bead 10 and one Pressure medium flow S2 in the direction of the pressure medium container 5 is prevented.
  • the elevations 15, which are arranged in a circle inside the sealing bead 10, are no higher than the sealing bead 10, as a result of which the sealing contact of the disk 7 with the first contact element 8 is ensured.
  • the valve 6 In order to reduce a residual pressure in the pressure chamber 3, for example, the valve 6 must open in the closed position from a certain pressure difference and allow an unrestricted flow of pressure medium S2 from the pressure chamber 3 into the pressure medium container 5.
  • the elevations 15, which serve as lever points H from a certain pressure difference of the disk 7, the disk 7, as shown in FIG. 7, bending in the middle in the direction of the pressure medium container 5 rests at the lever points H and is thus lifted off the sealing bead 10.
  • the vehicle manufacturer initially fills the brake system with pressure medium by means of a vacuum.
  • the system is evacuated before filling with pressure medium, ie all the air is removed from the brake system. After the evacuation, the brake system is filled with pressure medium under pressure. The evacuation eliminates the need to vent the brake system at a later date.
  • the pressure medium container 5 is used for evacuation and
  • Vacuum application a filling head attached. During the evacuation, it is necessary to close the closing body 7 of the valve 6 in the
  • Brake system can escape through the container.
  • the valve 6 thus fulfills the following four functions:
  • FIG. 8 and 9 show the third exemplary embodiment according to FIG. 4 when the brake system is evacuated.
  • the disc 7 must be held in the open position on the second contact element 14 during this process in order to enable and ensure an air flow L from the pressure chamber 3 into the pressure medium container 5 through the channels 13 of the second contact element 14.
  • the disk 7 is glued to the support surfaces 35 of the second contact element 14 for this purpose.
  • the adhesive K dissolves on contact with the pressure medium when the brake system is filled, so that the disk 7 can again be moved between the two contact elements 8, 14 and the valve 6 fulfills the required functions when the brake is actuated.
  • FIG. 9 shows a further possible solution for holding the pane 7 in its open position for evacuation.
  • a clamping element 16 is clamped between the disc 7 and the first contact element 8 and thus holds the disc 7 in the lower position. If the brake system is filled with pressure medium, the clamping element 16 is released and the disk 7 is movable again.
  • the clamping element 16 is designed and positioned in the valve 6 such that the air flow L is not hindered during the evacuation.
  • a fifth embodiment of a master cylinder 1 is shown.
  • a sleeve-shaped clamping element 17 is inserted into a bore 36 of the first contact element 8 during assembly.
  • the tensioning element 17 becomes so deeply depressed that the disc 7 is pressed against the second contact element 14 in the open position.
  • the clamping element 17 is dimensioned such that the disc 7 does not come out of this position during the evacuation.
  • the air flow L takes place through the pressure medium channel 30 via the channels 13 of the second contact element 14 and the through bores 34 of the first contact element 8 into the pressure medium container 5.
  • Fig. 11 shows the valve 6 after a first brake application.
  • the disc 7 is moved into the closed position by a pressure difference that arises from a first brake application, in which the disc 7 bears against the first contact element 8.
  • the tensioning element 17 is also displaced in this direction and the valve 6 is fully functional.
  • FIG. 12 shows the valve 6 when the residual pressure is reduced, the disk 7 bending in the closed position as described in FIG. 7, lifting off the sealing bead 10 and thus allowing the residual pressure to be reduced.
  • the clamping element 17 is pushed back further by the bending of the disc 7 into the first contact element 8, it not being released from the contact element 8.
  • FIG. 13 shows the first contact element 8 with the tensioning element 17 mounted in the bore 36.
  • the circumferential sealing bead 10 is arranged on the underside 50 of the contact element 8 outside the circularly arranged elevations 15, which serve the disc 7 as lever points H when the residual pressure is reduced.
  • the through bores 34 are arranged with the elevations 15 in such a way that the pressure medium flow S2 into the pressure medium container 5 through the contact of the disc 7 the lever points H is not hindered.
  • FIGS. 14 to 19 show a sixth embodiment of a master cylinder 1 with the valve 6 for shortening the free travel and vacuuming.
  • a mechanical lock holds the disk 7 in the open position, the disk 7 being unlocked by the filling pressure during the vacuum application.
  • locking elements 18 designed as pins are attached to the periphery of the disc 7 on the disc 7, which are either integrally formed during the manufacture of the disc 7 (FIG. 14) or subsequently by suitable methods such as, for example can be attached by welding (Fig. 15). 16 that the locking elements 18 can also be molded onto an underside of the disk 7. 17 shows the valve 6 during the evacuation.
  • the pins 18 engage in grooves 37 which are arranged obliquely in the second contact element 14, the grooves 37 being closed at an upper end and open at a lower end in the tangential direction.
  • the grooves 37 are, as can be seen from FIGS. 18 and 19, made in projections 38 which protrude radially inward from an inner wall 39 of the second contact element 14.
  • the projections 38 can be molded on during the manufacture of the contact element 14, but also subsequently. 19 shows projections 38, which are designed as pins and are fastened to the inner wall 39 of the contact element 14.
  • the disc 7 By means of a spring 40 acting on the disc 7 from below, the disc 7 is held in the open position in the sketched position (FIG. 17) and cannot be released from the master cylinder 1 to the pressure medium container 5 by the air flow L even during evacuation. If the disc 7 is now acted upon by the pressure of the pressure medium counteracting the spring 40 when filling the brake system, the disc 7 moves out of the grooves 37 against the pressure of the spring 40 with a minimal rotation. The disc 7 can now freely move upwards into the firing position when the brake is actuated and shut off the pressure medium flow S2 from the pressure chamber 3 by contacting the first contact element 8.
  • the valve 6 has a first contact element 8, a closing body 7 and a second contact element 14.
  • the material of the closing body 7 and of the first contact element 8 is selected such that the closing body 7 is held in the open position by means of a magnetic field M during the evacuation.
  • the magnetic field M is applied to the master cylinder 1 from the outside by means of a yoke 41 and a coil 42 during the evacuation of the brake system.
  • the first contact element 8 and the closing body 7 consist of ferromagnetic materials and are magnetized in the same direction by the magnetic field M. As a result, they repel each other and the closing body 7 is pressed into the open position on the second contact element 14, which consists of a non-ferromagnetic material.
  • a suitable choice of materials can prevent the magnetized components from sticking.
  • the entire structure for generating the magnetic field M can also be integrated in the filling system of the vehicle manufacturer.
  • the following embodiments, not shown, are conceivable:
  • the density of the material is selected such that the weight in pressure medium is almost neutralized.
  • a weight acts on the closing body 7 from above via a pin and presses it onto the support element 14.
  • the weight should not act in pressure medium (float).
  • a locking pin enables locking, which is actuated by the filling pressure, pressed into a bore and thereby releases the closing body 7.
  • valve 21 shows a valve 6 of an eighth exemplary embodiment of a master cylinder 1, which can be used in the container bore 4 of the master cylinder 2, but also in the connecting piece 28 of the pressure medium container 5.
  • a displaceable valve seat 21 is arranged in a valve housing 20 of the valve 6 under pretension of a spring 43.
  • the valve seat 21 is provided with through openings 44, which can be closed by a closing body 7 even at a small pressure difference (closed position) and prevent a pressure medium flow S2 from the pressure chamber 3 into the pressure medium container 5.
  • the closing body 7 opens (open position) and allows pressure medium to flow in the suction direction (pressure medium flow S1), so that pressure medium into the pump when the brake system intervenes independently of the driver can reach.
  • An additional pressure medium connection 19 is provided as a throttle bore in the valve seat 21 and is chosen so closely that only a throttled pressure medium flow D can flow from the pressure chamber 3 to the pressure medium container 5 when pressure builds up in the pressure chamber 3.
  • valve seat 21 is raised to such an extent that pressure medium can flow via an inlet 45 and a groove channel 46 in the valve housing 20 in order, for example, to be able to quickly remove the pressure from the wheel brakes (ABS ).
  • the throttled pressure medium connection 19 is placed on an outer lateral surface of the valve seat 21 by inserting a suitable groove there.
  • the closing body 7 allows a first pressure medium flow S1 from the pressure medium container 5 into the pressure chamber 3 (open position) and closes the second pressure medium flow S2 from the pressure chamber 3 into the pressure medium container 5 (closed position).
  • a plunger 47 is lifted from the valve seat 21 against the force of a spring 48 that prestresses the plunger 47, and thus enables a pressure medium flow S2 via an access 51.
  • a second sealing lip 23 shows a tenth embodiment of a master cylinder 1 with a valve 6, which is arranged in the connecting piece 28 of the pressure medium container 5.
  • the throttle function is formed by a permeable membrane 49, which is arranged in a valve body 27 and has a large flow resistance.
  • the closing body 7 is formed by a sealing element 24 with a first sealing lip 22, which the pressure medium flow S2 from the pressure chamber 3 into the pressure medium container 5 through passages 26 in the The valve body 27 is blocked and the pressure medium flow S 1 into the pressure chamber 3 is permitted.
  • a second sealing lip 23 can also block a pressure medium flow S1 and allow a pressure medium flow S2, as is shown for example in FIG. 24 in an eleventh embodiment.
  • the passages 26 of the valve body 27 are closed by a first sealing lip 22 and a leaf spring 25.
  • the first sealing lip 22 and leaf spring 25 are now designed and arranged such that some of the passages 26 are freely accessible from above and another part of the passages 26 from below, while the other end of these passages are each accessible through the leaf spring 25 or the sealing lip 22 is closed.
  • the spring constant, or the pressure required for opening, is very much larger in the direction of the pressure medium container 5 than in the direction of the pressure chamber 3.
  • FIGS. 24 and 25 This principle can be seen in FIGS. 24 and 25. It can be seen that the lower sealing lip 22 is much thinner and longer than the upper sealing lip 23. The upper sealing lip 23 is thus much stiffer than the lower sealing lip 22, as a result of which the associated passages 26 are opened at different pressures.
  • valve 25 shows a top view of the permeable membrane 49, which is arranged in the valve body 27.
  • FIGS. 21 to 25 The exemplary embodiments according to FIGS. 21 to 25 can thus be briefly described as follows.
  • valve 6 which is preferably arranged between the pressure medium container 5 and the master cylinder 1.
  • the valve 6 must enable the master cylinder 1 to be sucked in, generate a certain pressure when it starts quickly and, on the other hand, connect the master cylinder 1 to the pressure medium container 5, so that no residual pressure remains in the brake system.
  • Embodiment according to FIG. 21 The closing body 7 enables suction, the valve seat 21, which is biased by a spring 43, opens the way to one or more channels 46 from a certain pressure.
  • a throttled pressure medium connection (throttle bore) 19 enables pressure equalization of the brake system in the unactuated state.
  • the plunger 47 is provided here, which enables a pressure medium flow S2 into the pressure medium container 5 from a certain pressure.
  • Embodiments according to FIGS. 23, 24 The valve body 27 with a built-in permeable membrane 49 offers a space-saving design with a simple mode of action. By means of a corresponding stiffening and the interaction with the
  • Pressure medium container contour enable the sealing lips 22, 23 or the sealing lip 22 and the leaf spring 25 to perform the required functions.
  • valve 6 is fixed in the pressure medium container in a sealing manner.
  • the permeable membrane 49 ensures the residual pressure reduction in the Brake system with the advantage that it is less sensitive to dirt and less dependent on consistency than a throttle bore.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder 1, insbesondere für eine hydraulische Bremsanlage, mit mindestens einer in einem Gehäuse 2 des Hauptzylinders 1 ausgebildeten Druckkammer 3 und mindestens einer Behälterbohrung 4 zur Aufnahme eines Druckmittelbehälters 5, wobei ein Ventil 6 mit einem Schliesskörper 7,24 vorgesehen ist, welcher infolge einer anliegenden Druckdifferenz zwischen der Druckkammer 3 und dem Druckmittelbehälter 5 in eine Öffnungsstellung oder eine Schliessstellung bewegbar ist, wobei das Ventil 6 in der Öffnungsstellung eine Druckmittelströmung S1 von dem Druckmittelbehälter 5 in die Druckkammer 3 ermöglicht und in der Schliessstellung eine der Druckmittelströmung S1 entgegengesetzt gerichtete Druckmittelströmung S2 von der Druckkammer 3 in den Druckmittelbehälter 5 drosselt oder verhindert.Um neben einer Leerwegverkürzung des Hauptzylinders auch eine Vakuumbefüllung der Bremsanlage zu ermöglichen, sind Mittel vorgesehen sind, welche den, mit einer schliessenden Druckdifferenz infolge einer Evakuierung zwecks Vakuumbefüllung der Bremsanlage beaufschlagten Schliesskörper 7,24 in der Öffnungsstellung halten und bei einer Bremsbetätigung eine Bewegung des Schliesskörpers 7,24 in die Schliessstellung ermöglichen.

Description

Hauptzylindβr
Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder, insbesondere für eine hydraulische Bremsanlage, mit mindestens einer, in einem Gehäuse des Hauptzylinders ausgebildeten Druckkammer und mindestens einer Behälterbohrung zur Aufnahme eines Druckmittelbehälters, wobei ein Ventil mit einem Schließkörper vorgesehen ist, welcher infolge einer anliegenden Druckdifferenz zwischen der Druckkammer und dem Druckmittelbehälter in eine Öffnungsstellung oder eine Schließstellung bewegbar ist, wobei das Ventil in der Öffnungsstellung eine Druckmittelstromung von dem Druckmittelbehälter in die Druckkammer ermöglicht und in der Schließstellung eine der Druckmittelstromung entgegengesetzt gerichtete Druckmittelstromung von der Druckkammer in den Druckmittelbehälter drosselt oder verhindert.
Bei Hauptzylindern tritt das Problem auf, dass der beim Betätigen des Hauptzylinders zu überwindende Leerweg relativ groß ist, d.h. der Fahrer eines Fahrzeuges muss das Bremspedal relativ weit niederdrücken, bevor es zu einer Druckerhöhung in der Bremsanlage und damit zur gewünschten Bremsung kommt. Der Grund für diesen sich bei einer Betätigung ergebenden, relativ langen Leerweg liegt vor allem darin, dass Druckkolben in dem Hauptzylinder, ausgehend von einer Ruhestellung, in der sich die Druckkolben bei beginnender Betätigung befinden, relativ weit in Betätigungsrichtung verschoben werden müssen, bevor die Druckmittelverbindung zwischen dem Druckmittelbehälter und den im Hauptzylinder vorhandenen Druckkammern unterbrochen wird. Bevor diese Druckmittelverbindung nicht unterbrochen ist, kann in den Druckkammern des Hauptzylinders kein nennenswerter Druck aufgebaut werden.
Grundsätzlich ist jedoch ein möglichst geringer Leerweg erwünscht, denn damit wird ein schnelles Ansprechen der Bremsanlage sichergestellt und dem Fahrer wird das Gefühl vermittelt, dass seine Bremsanlage gut funktioniert.
Die Erstbefüllung der Bremsanlage mit Druckmittel erfolgt bei dem Fahrzeughersteller durch VakuumbefüUung. Dies bedeutet, dass die Anlage vor der Befüllung mit Druckmittel evakuiert d.h. die gesamte Luft aus der Bremsanlage entfernt wird. Nach der Evakuierung wird die Bremsanlage unter Druck mit Druckmittel befüllt. Durch die Evakuierung entfällt eine aufwendige, nachträgliche Entlüftung der Bremsanlage.
Auf den Druckmittelbehälter wird für die Evakuierung und VakuumbefüUung ein Füllkopf angebracht. Bei der Evakuierung ist es notwendig, den Schließkörper des Ventils in der Öffnungsstellung zu halten, damit die Luft ungehindert aus der Bremsanlage durch den Behälter entweichen kann.
Aus der US 6,438,955 Bl ist ein Hauptzylinder mit einer Ventilanordnung zur Leerwegverkurzung bekannt, wobei die Ventilanordnung einen, in einer Behälterbohrung angeordneten Schließkörper aufweist, dessen Ventilsitz durch einen Behälteranschlussstutzen gebildet wird und welcher infolge einer anliegenden Druckdifferenz zwischen der Druckkammer und dem Druckmittelbehälter in eine Öffnungsstellung oder eine Schließstellung bewegbar ist. In der Schließstellung ist eine gedrosselte Druckmittelverbindung zwischen der Druckkammer und dem Druckmittelbehälter vorhanden. Ein Nachteil dieser Ventilanordnung ist, dass der Schließkörper direkt an dem Druckmittelbehälter angeordnet ist, wodurch große Toleranzen auftreten können, welche sich negativ auf die Verkürzung des Leerweges auswirken.
Besonders nachteilig ist jedoch, dass der Schließkörper durch die bei der Evakuierung der Bremsanlage entstehende Druckdifferenz sich nicht in der Öffnungsstellung befindet, sondern in die Schließstellung bewegt wird und somit das Entweichen der Luft aus der Bremsanlage behindert.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hauptzylinder derart weiterzubilden, dass das Ventil eine Leerwegverkurzung sowie eine VakuumbefüUung der Bremsanlage ermöglicht.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass Mittel vorgesehen sind, welche den, mit einer schließenden Druckdifferenz infolge einer Evakuierung zwecks VakuumbefüUung der Bremsanlage beaufschlagten Schließkörper in der Öffnungsstellung halten und bei einer Bremsbetätigung eine Bewegung des Schließkörpers in die Schließstellung ermöglichen. Dadurch wird erreicht, dass das Ventil zum einen sehr kurzen Leerweg ermöglicht, da der Druckaufbau in der Druckkammer bei einer Bewegung des Druckkolbens von Anfang an erfolgt, zum anderen wird das Entweichen der Luft bei der Evakuierung der Bremsanlage nicht behindert, so dass die Luft ungedrosselt aus der Bremsanlage ausströmen kann.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist das Ventil zur Anlage des Schließkörpers in der Schließstellung ein, in der Behälterbohrung angeordnetes erstes Anlageelement auf, wobei der Schließkörper zwischen dem Anlageelement und einem Boden der Behälterbohrung bewegbar angeordnet ist, und das Anlageelement auf einer dem Schließkörper zugewandten Unterseite eine umlaufende Dichtwulst aufweist, welche derart angeordnet ist, dass ein radial äußerer Bereich einer Oberseite des Schließkörpers in der Schließstellung dichtend an der Dichtwulst anliegt. Die Anordnung des ersten Anlageelementes in der Behälterbohrung erfolgt beispielsweise durch Einstemmen. Denkbar sind weitere Befestigungsmöglichkeiten wie beispielsweise Einschrauben, Anpressen mittels eines Schraubringes oder Befestigen mittels eines Sprengringes. Der Schließkörper des Ventils ist nicht an einem Zapfen des Druckmittelbehälters angeordnet, wodurch geringe Toleranzen eingehalten werden können.
Der Schließkörper ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung als Scheibe ausgeführt, die zur Gewährleistung der Druckmittelstromung von dem Druckmittelbehälter in die Druckkammer in Richtung des Bodens der Behälterbohrung angeformte Stege aufweist, wobei die Stege in der Öffnungsstellung auf dem Boden aufliegen.
Eine weitere Möglichkeit zur Gewährleistung der Druckmittelstromung von dem Druckmittelbehälter in die Druckkammer besteht darin, dass die Scheibe an ihrem Umfang Stege aufweist, welche in der Öffnungsstellung ein Aufliegen der Scheibe auf einem umlaufenden Absatz der Behälterbohrung ermöglichen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung öffnet das Ventil in der Schließstellung ab einer bestimmten Druckdifferenz und ermöglicht die ungedrosselte Druckmittelstromung von der Druckkammer in den Druckmittelbehälter. Damit wird einerseits in bestimmten Betriebszuständen ein Abbau eines überschüssigen Druckmittelvolumens bzw. Restdruckes möglich, andererseits wird das Ansaugen vom Druckmittelbehälter durch eine Pumpe für den Fall eines geregelten Bremseneingriffs (ohne Betätigung der Fußkraft) , beispielsweise bei dem Eingreifen von ASR oder ESP nicht behindert, da in diesem Fall das Ventil ebenfalls öffnet. Das ist besonders wichtig bei niedrigen Temperaturen, bei denen der Strömungswiderstand ohne dies recht hoch ist. Man erhält durch den erfindungsgemäßen Aufbau also ein Bremssystem mit sehr kleinem Leerweg, welches darüber hinaus für eine Regelung des Bremssystems geeignet ist, bei der der Fahrer das Bremspedal nicht betätigt.
Vorzugsweise weist das Anlageelement auf seiner Unterseite Erhebungen auf, welche dem Schließkörper in der Schließstellung ab der, das Ventil öffnende Druckdifferenz als Hebelpunkte dienen, wobei sich der Schließkörper durchbiegt und der radial äußere Bereich der Oberseite des Schließkörpers von der Dichtwulst abhebt und die ungedrosselte Druckmittelstromung von der Druckkammer in den Druckmittelbehälter erfolgt. Der Schließkörper kann hierzu als Scheibe ausgebildet sein, welche derart dimensioniert ist, dass ein Durchbiegen ohne eine Beschädigung möglich ist. Dadurch wird erreicht, dass der Abbau eines überschüssigen Druckmittelvolumens bzw. eines Restdruckes ohne einen komplizierten Aufbau des Ventils möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Ventil ein mit Kanälen versehenes zweites Anlageelement auf, welches sich in der Behälterbohrung in Richtung des Bodens an das erste Anlageelement anschließt, wobei das zweite Anlageelement zur Auflage des Schließkörpers in der Öffnungsstellung dient. Die Kanäle stellen dabei sicher, dass eine Druckmittelstromung in die Druckkammer nicht verhindert wird. Gleichzeitig bilden die zwei Anlageelemente eine Montageeinheit. Die vorliegende Erfindung offenbart mehrere verschiedene Lösungsmöglichkeiten des Offenhaltens des Schließelementes während des Evakuiervorganges .
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform hält eine Klebung den Schließkörper bei Evakuierung der Bremsanlage in der Öffnungsstellung, wobei sich die Klebung bei der VakuumbefüUung bei Kontakt mit dem Druckmittel löst, wodurch keine zusätzlichen Bauteile notwendig sind.
Ein Klemmelement hält gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bei Evakuierung der Bremsanlage den Schließkörper in der Öffnungsstellung, welches sich bei der VakuumbefüUung mit Druckmittel löst.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein hülsenförmiges Spannelement in dem ersten Anlageelement vorgesehen, welches bei Evakuierung der Bremsanlage so weit aus dem ersten Anlageelement in Richtung des Schließkörpers herausragt, dass es den Schließkörper in der Öffnungsstellung hält, wobei eine, durch erstmalige Bremsbetätigung entstehende, das Ventil schließende Druckdifferenz den Schließkörper in die Schließstellung bewegt, wobei der Schließkörper das Spannelement in das erste Anlageelement zurückschiebt, so dass eine Bewegung des Schließkörpers bei Bremsbetätigung in die Schließstellung möglich ist. Bei einem Restdruckabbau wird der Spannring durch die Durchbiegung des Schließkörpers noch weiter in das erste Anlageelement hineingeschoben, wobei es sich nicht aus dem Anlageelement herauslösen kann. Der Spannring ermöglicht eine sehr einfache Montage, da er von der, dem Behälter zugewandten Seite in eine Bohrung des ersten Anlageelementes eingeschoben werden kann .
Der Schließkörper weist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung an seinem Umfang
Verriegelungselemente auf, welche den Schließkörper durch eine mechanische Verriegelung bei Evakuierung der Bremsanlage in der Öffnungsstellung halten, wobei die mechanische Verriegelung bei der VakuumbefüUung durch das Einfüllen des Druckmittels lösbar ist. Hierbei sind wiederum verschiedene Ausführungsformen denkbar. Beispielsweise kann der Schließkörper
Verriegelungselemente in Form von Stiften aufweisen, welche an seinem Umfang oder seiner Unterseite angeordnet sind. Die Stifte sind zur Evakuierung der Bremsanlage in Nuten angeordnet, wobei eine Feder diese Öffnungsstellung gewährleistet. Wird die Bremsanlage dann mit Druckmittel befüllt, werden die Stifte durch die, an dem Schließkörper anliegende Druckdifferenz aus den Nuten gelöst und eine Schließstellung des Schließkörpers bei Bremsbetätigung ist wieder möglich.
Der Schließkörper kann am Umfang mit schaufelartigen Elementen versehen sein, welche den Schließkörper durch die Druckmittelbefüllung aus der mechanischen Verriegelung herausdrehen.
Weiter können zur mechanischen Verrieglung auch Stifte verwendet werden, welche beispielsweise am Anschlussstutzen des Druckmittelbehälters angeordnet, sind und den Schließkörper während des Evakuiervorganges in der Öffnungsstellung halten.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung und ein Verfahren hierzu ergibt dadurch, dass ein von außen wirkendes Magnetfeld den Schließköper in der Öffnungsstellung hält. Der Werkstoff des Schließkörpers und der Anlageelemente ist derart gewählt, dass bei Evakuierung der Bremsanlage infolge des angelegten Magnetfeldes, welches beispielsweise mittels eines Jochs und einer Spule außerhalb des Hauptzylinders erzeugt wird, der Schließkörper von dem ersten Anlageelement abgestoßen wird und so in der Öffnungsstellung gehalten wird, so dass eine ungehinderte Luftströmung von der Druckkammer in den Druckmittelbehälter und somit eine Entlüftung der Bremsanlage möglich ist. Die Erzeugung des Magnetfeldes ist dabei auf verschiedene Weise möglich. Denkbar ist beispielsweise eine Erzeugung mittels Dauermagneten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Schließkörper bei Evakuierung der Bremsanlage ein Gewicht befestigt, welches den Schließkörper in der Öffnungsstellung hält und dessen Werkstoff derart gewählt ist, dass das Gewicht bei der Bremsbetätigung in dem Druckmittel nahezu neutralisiert ist.
Vorzugsweise ist das Ventil mit einer mit einer gedrosselten Druckmittelverbindung versehen, welche in Schließstellung des Schließkörpers eine gedrosselte Druckmittelstromung von der Druckkammer in den Druckmittelbehälter ermöglicht. Dadurch kann ein Staudruckabbau am Ventil ohne eine Betätigung des Schließkörpers erfolgen. Die gedrosselte Druckmittelverbindung kann beispielsweise als Parallelweg oder als eine, an dem ersten Anlageelement angeordnete Blende ausgebildet sein.
Das Ventil ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung in einem Anschlussbereich zwischen dem Hauptzylinder und dem Druckmittelbehälter eingefügt. Der Grund hierfür liegt darin, dass von der Druckkammer mehrere Wege zu dem Druckmittelbehälter führen, etwa das Schnüffelloch und die Nachlaufbohrung. Gegebenenfalls läuft die Verbindung über ein Zentralventil im Kolben und die Nachlaufbohrung. In dem Anschlussbereich zwischen Hauptzylinder und Behälter laufen diese Wege zusammen, so dass das Ventil auf jeden Fall wirksam ist, unabhängig über welchen Weg die Druckmittelstromung verläuft. Dabei ist es besonders zweckmäßig, das Ventil in einem Anschlussstutzen des Druckmittelbehälters anzuordnen. Die Erfindung ist dadurch auch als Auslaufschütz für den Behälter gut geeignet.
Das Ventil weist vorzugsweise ein Ventilgehäuse auf, in dem ein Ventilsitz längs verschiebbar angeordnet ist, wobei durch den Ventilsitz ein zweiter Kanal zuschaltbar ist. Der zweite Kanal ermöglicht ab einer bestimmten Druckdifferenz beispielsweise einen schnellen Restdruckabbau der Druckkammer. Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Ventilsitz zur Aufnahme der gedrosselten Druckmittelverbindung dienen oder zumindest den gedrosselten Weg zum Teil begrenzen, etwa indem eine Nut in den Rand oder eine Bohrung längs der Mittellinie des Ventilsitzes eingefügt ist, wodurch sich ein besonders einfacher Aufbau des Ventils ergibt.
Eine besonders flache Bauweise des Ventils ergibt sich in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung, indem das Ventil einen Ventilkörper, ein Dichtelement mit einer Dichtlippe und eine Blattfeder umfasst, wobei die Dichtlippe die Druckmittelstromung vom Druckmittelbehälter in die Druckkammer und die Blattfeder ab einer bestimmten Druckdifferenz die entgegengesetzt gerichtete Druckmittelstromung ermöglicht. Anstatt der Blattfeder kann das Dichtelement gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung eine zweite Dichtlippe aufweisen, wobei die erste Dichtlippe die Druckmittelstromung vom Druckmittelbehälter in die Druckkammer und die zweite Dichtlippe ab einer bestimmten Druckdifferenz die entgegengesetzt gerichtete Druckmittelstromung ermöglicht. Vorzugsweise ist der Ventilkörper mit einer permeablen Membran versehen, welche die gedrosselte Druckmittelstromung von der Druckkammer in den Druckmittelbehälter ermöglicht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen stark schematisiert sowie teilweise im Schnitt
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Hauptzylinders mit einem Druckmittelbehälter; Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt X des ersten
Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1; Fig. 3 ein Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen HauptZylinders; Fig. 4 ein Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders; Fig. 5 bis 7 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders in verschiedenen
Betriebszuständen; Fig. 8 und 9 ein Hauptzylinder gemäß Fig. 4 während einer
Evakuierung der Bremsanlage; Fig. 10 bis 13 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders in verschiedenen
Betriebszuständen; Fig. 14 bis 19 ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen HauptZylinders; Fig. 20 ein siebtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
HauptZylinders; Fig. 21 ein achten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
HauptZylinders ; Fig. 22 ein neuntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
HauptZylinders; Fig. 23 ein zehntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
HauptZylinders; Fig. 24 ein elftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Hauptzylinders und Fig. 25 in herausgebrochener Darstellung eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 24.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Hauptzylinders 1 für eine hydraulische Bremsanlage mit zwei, in einem Gehäuse 2 des Hauptzylinders 1 ausgebildeten, nicht gezeigten Druckkammern 3 und zwei Behälterbohrungen 4 zur Aufnahme eines
Druckmittelbehälters 5. In der Behälterbohrung 4 ist ein Ventil 6 vorgesehen, das eine Leerwegverkurzung sowie eine VakuumbefüUung der Bremsanlage ermöglicht. Die Arbeitsweise eines derartigen Hauptzylinders 1 ist bekannt, so dass diese nur soweit beschrieben wird, wie dies für die Erfindung wesentlich ist. Die Arbeitsweise eines Hauptzylinders 1 kann auch aus dem aufgeführten Stand der Technik entnommen werden.
Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt X des in Fig. 1 dargestellten Hauptzylinders 1. Der Druckmittelbehälter 5 ist mittels Anschlussstutzen 28 und Dichtelementen 29 in den Behälterbohrungen 4 des Hauptzylinders 1 angeordnet. Das Ventil 6 umfasst ein in der Behälterbohrung 4 angeordnetes, ringförmiges erstes Anlageelement 8.und ein Schließkörper 7, welcher als dünne Scheibe ausgebildet ist und zwischen dem Anlageelement 8 und einem Boden 9 der Behälterbohrung 4 angeordnet ist.
Das Ventil 6 ist infolge einer anliegenden Druckdifferenz zwischen der Druckkammer 3 und dem Druckmittelbehälter 5 in eine Öffnungsstellung oder eine Schließstellung bewegbar. In der Öffnungsstellung des Ventils, in der sich die Scheibe 7 in einer unteren Position befindet, ist eine Druckmittelstromung Sl von dem Druckmittelbehälter 5 über den Druckmittelkanal 30 in die Druckkammer 3 möglich. In der Schließstellung, in der die Scheibe 7 durch die Druckdifferenz an dem ersten Anlageelement 8 anliegt, wird eine der Druckmittelstromung Sl entgegengesetzt gerichtete Druckmittelstromung S2 von der Druckkammer 3 in den Druckmittelbehälter 5 gedrosselt oder verhindert.
Damit die Scheibe 7 in der in Fig. 2 gezeigten Öffnungsstellung nicht auf dem Boden 9 der Behälterbohrung 4 aufliegt und somit den Druckmittelkanal 30 nicht verschließen kann, weist die Scheibe 7 an ihrem äußeren Umfang in Richtung des Bodens 9 angeformte Stege 12 auf, durch welche das Druckmittel strömen kann.
Bei bekannten Hauptzylindern wird bei einer Betätigung des Hauptzylinders bis zum Überfahren eines Schießweges durch eine Kolbenbewegung Druckmittel über den Druckmittelkanal 30 in den Druckmittelbehälter 5 (zweite Druckmittelstromung S2 von der Druckkammer '3 in den Druckmittelbehälter 5) zurückgefördert. Um die Druckmittelverbindung in Richtung des Druckmittelbehälters 5 bei einer Bremsbetätigung gleich bei Anfang der Kolbenbewegung zu sperren und somit den Leerweg des Hauptzylinders 1 zu verkürzen, wird die Scheibe 7 durch die entstehende Druckdifferenz zwischen der Druckkammer.3 und .dem Druckmittelbehälter 5 in die Schließstellung bewegt. Das erste Anlageelement 8 ist an einer, dem Scheibe 7 zugewandten Unterseite 50 mit einer umlaufenden Dichtwulst 10 versehen, an der sich die Scheibe 7 in der Schließstellung mit einer Oberseite 11 dichtend anlegt. Das Ventil 6 sperrt die Druckmittelstromung S2 noch vor dem Überfahren des Schließweges und das Druckmittel wird in die Bremsanlage verdrängt. In bestimmten Betriebszuständen des Bremssystems ist es notwendig, überschüssiges Druckmittel bzw. einen Restdruck in der Druckkammer 3 abzubauen. Dies kann durch eine nicht dargestellte Blende 33, die beispielsweise in der Scheibe 7 oder in der Dichtwulst 10 des ersten Anlageelementes 8 angeordnet ist, erfolgen, wodurch ein Restdruckabbau in der Schließstellung des Ventils 6 ohne eine Betätigung des Schließkörpers als gedrosselte Druckmittelstromung D erfolgen kann.
Die Befestigung des ersten Anlageelementes 8 in der Behälterbohrung 4 kann wie Fig. 2 zeigt durch Einstemmen erfolgen. Denkbar sind jedoch auch weitere
Befestigungsmöglichkeiten wie beispielsweise Einschrauben, Anpressen mittels eines Schraubringes oder Befestigen mittels eines Sprengringes. Das Ventil 6 ist so nicht an dem Anschlussstutzen 28 des Druckmittelbehälters angeordnet, wodurch kleine Toleranzen eingehalten werden können.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform eines Hauptzylinders 1. Der Schließkörper 7 des Ventils 6 ist dabei ebenfalls als Scheibe ausgebildet und ist mit an seinem Umfang nach außen angeformten Stegen 31 versehen, welche in der Öffnungsstellung zur Auflage der Scheibe 7 auf einem umlaufenden Absatz 32 der Behälterbohrung 4 dienen. Die Stege 31 sind an dem Umfang der Scheibe derart verteilt, dass die Druckmittelstromung Sl in die Druckkammer 3 durch einen Zwischenraum zwischen zwei Stegen 31 gewährleistet ist.
Ein drittes Ausführungsbeispiel eines Hauptzylinders 1 mit einem Ventil 6 ist in Fig. 4 dargestellt. Hierbei ist ein zweites Anlageelement 14 vorgesehen, welches auf dem Absatz 32 der Behälterbohrung 4 aufliegt. Das erste Anlageelement 8 liegt an dem zweiten Anlageelement 14 an, wobei beide Anlageelemente 8,14 durch die Befestigung des ersten Anlageelementes 8 in der Behälterbohrung 4 sicher in dieser Lage gehalten werden. Der als Scheibe ausgebildete Schließkörper 7 befindet sich zwischen den beiden Anlageelementen 8,14, welche diesem als Anlage in Schließstellung und der Öffnungsstellung dienen. Das zweite Anlageelement 14 weist Auflageflächen 35 für die Scheibe 7 auf und ist mit Kanälen 13 ausgebildet, welche bei Auflage der Scheibe 7 auf dem Anlageelement 14 in der Öffnungsstellung die erste Druckmittelstromung Sl von dem Druckmittelbehälter 5 in die Druckkammer 3 ermöglichen und durch welche die Scheibe 7 nicht mit ihrem gesamten Umfang auf dem zweiten Anlageelement 14 aufliegt. Das erste Anlageelement 8 ist wie in Fig. 2 beschrieben mit der Dichtwulst 10 versehen, an welche sich die Scheibe 7 in der Schließstellung dichtend anlegt.
Um überschüssiges Druckmittel bzw. einen Restdruck in der Druckkammer 3 abzubauen, sind an dem ersten Anlageelement 8 zusätzlich zu Durchgangsbohrungen 34 und der umlaufenden Dichtwulst 10 mehrere Erhebungen 15 vorgesehen, die kreisförmig innerhalb der Dichtwulst 10 angeordnet sind und der Scheibe 7 als Hebelpunkte H dienen. Befindet sich das Ventil 6 in der Schließstellung, biegt sich die Scheibe 7 ab einer bestimmten Druckdifferenz durch, so dass sich der radial äußere Bereich der Oberseite 11 der Scheibe 7 von der Dichtwulst 10 abhebt und das Ventil 6 so geöffnet wird. Die Funktion wird bei einem vierten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 5 bis 7 näher erläutert.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen in Ausschnitten ein viertes Ausführungsbeispiel eines Hauptzylinders 1 in drei verschiedenen Betriebszuständen, wobei sich dieses Ausführungsbeispiel zu dem in Fig. 4 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel nur in der Befestigung des ersten Anlageelementes 8 in der Behälterbohrung 4 unterscheidet. Fig. 5 zeigt das Ventil 6 in der Öffnungsstellung, in der eine Nachsaugung von Druckmittel aus dem Druckmittelbehälter 5 in die Druckkammer 3 durch die Kolbenrückbewegung erfolgt (erste Druckmittelstromung Sl) . Die Scheibe 7 wird die dadurch entstehende Druckdifferenz in Richtung des zweiten Anlageelementes 14 bewegt und liegt auf diesem auf den Auflageflächen 35 auf, wobei die sich darin befindlichen Kanäle 13 die Druckmittelstromung Sl ermöglichen.
Fig. 6 zeigt das Ventil bei der Betätigung des HauptZylinders 1. Durch die Kolbenbewegung wird Druckmittel aus der Druckkammer 3 verdrängt und die Scheibe 7 wird nach oben in die Schließstellung bewegt, so dass die Oberseite 11 der Scheibe 7 an der Dichtwulst 10 anliegt und eine Druckmittelstromung S2 in Richtung des Druckmittelbehälters 5 verhindert wird. Die Erhebungen 15, die kreisförmig innerhalb der Dichtwulst 10 angeordnet sind, sind nicht höher als die Dichtwulst 10, wodurch die dichtende Anlage der Scheibe 7 an dem ersten Anlageelement 8 gewährleistet ist.
Um beispielsweise einen Restdruck in der Druckkammer 3 abzubauen, muss sich das Ventil 6 in der Schließstellung ab einer bestimmten Druckdifferenz öffnen und eine ungedrosselte Druckmittelstromung S2 von der Druckkammer 3 in den Druckmittelbehälter 5 zulassen. Hierzu dienen, wie bereits bei Fig. 4 beschieben, die Erhebungen 15, welche ab einer bestimmten Druckdifferenz der Scheibe 7 als Hebelpunkte H dienen, wobei sich die Scheibe 7, wie in Fig. 7 dargestellt, in der Mitte in Richtung des Druckmittelbehälters 5 durchbiegt, an den Hebelpunkten H aufliegt und somit von der Dichtwulst 10 abgehoben wird. Die Erstbefüllung der Bremsanlage mit Druckmittel erfolgt bei dem Fahrzeughersteller durch VakuumbefüUung. Die Anlage wird hierfür vor der Befüllung mit Druckmittel evakuiert d.h. die gesamte Luft wird aus der Bremsanlage entfernt. Nach der Evakuierung wird die Bremsanlage unter Druck mit Druckmittel befüllt. Durch die Evakuierung entfällt eine aufwendige, nachträgliche Entlüftung der Bremsanlage.
Auf den Druckmittelbehälter 5 wird für die Evakuierung und
VakuumbefüUung ein Füllkopf angebracht. Bei der Evakuierung ist es notwendig, den Schließkörper 7 des Ventils 6 in der
Öffnungsstellung zu halten, damit die Luft ungehindert aus der
Bremsanlage durch den Behälter entweichen kann.
Dies wird dadurch sichergestellt, dass der Schließkörper 7 bei dem Evakuiervorgang in seiner Öffnungsstellung fixiert wird, ohne dass eine Luftströmung L den Schließkörper 7 mitreißen und in die
Schließstellung bewegen kann.
Das Ventil 6 erfüllt so folgende vier Funktionen:
1. Freier Durchgang für Luft vom Hauptzylinder 1 zu dem Druckmittelbehälter 5 bei der Evakuierung der Bremsanlage. Diese Funktion ist für die VakuumbefüUung der Bremsanlage beim Fahrzeughersteller erforderlich und muss nur ein einziges Mal sicher gewährleistet sein.
2. Freier Durchgang für Druckmittel vom Druckmittelbehälter 5 zum HauptZylinder 1, wenn die. Anlage beim Fahrzeughersteller mit Flüssigkeit gefüllt wird.
3. Absperren eines Druckmittelstromes S2, der vom Hauptzylinder 1 kommt bis ca. 3 bar. Bei mehr als 3 bar öffnet das Ventil 6.
4. Nachsaugen von Druckmittel in den Hauptzylinder 1.
Die Fig. 8 bis 20 zeigen verschiedenen Ausführungsformen eines Hauptzylinders 1 mit einem Ventil 6 zur Leerwegverkurzung, welches auch eine VakuumbefüUung ermöglicht und der Hauptzylinder 1 somit die vier genannten Anforderungen erfüllt.
Fig. 8 und Fig. 9 zeigen das dritte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 beim Evakuieren der Bremsanlage. Wie bereits erläutert muss die Scheibe 7 während dieses Vorganges in der Öffnungsstellung auf dem zweiten Anlageelement 14 gehalten werden, um eine Luftströmung L vom der Druckkammer 3 in den Druckmittelbehälter 5 durch die Kanäle 13 des zweiten Anlageelementes 14 zu ermöglichen und sicherzustellen. In Fig. 8 wird die Scheibe 7 hierzu an die Auflageflächen 35 des zweiten Anlageelementes 14 angeklebt. Die Klebung K löst sich bei Kontakt mit dem Druckmittel bei einem Befüllen der Bremsanlage auf, so dass die Scheibe 7 wieder zwischen den zwei Anlageelementen 8,14 bewegbar ist und das Ventil 6 bei der Bremsbetätigung die geforderten Funktionen erfüllt.
In Fig. 9 ist eine weitere Lösungsmöglichkeit dargestellt, die Scheibe 7 zur Evakuierung in ihrer Öffnungsstellung zu halten. Ein Klemmelement 16 ist zwischen der Scheibe 7 und dem ersten Anlageelement 8 eingeklemmt und hält so die Scheibe 7 in der unteren Position. Wird die Bremsanlage mit Druckmittel befüllt, löst sich das Klemmelement 16 und die Scheibe 7 ist wieder beweglich. Das Klemmelement 16 ist derart ausgebildet und in dem Ventil 6 positioniert, dass die Luftströmung L während des Evakuierens nicht behindert wird.
In den Fig. 10 bis 13 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Hauptzylinders 1 dargestellt. Um die VakuumbefüUung durchführen zu können, wird bei der Montage ein hülsenförmiges Spannelement 17 in eine Bohrung 36 des ersten Anlageelements 8 eingesetzt. Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, wird das Spannelement 17 dabei so weit eingedrückt, dass die Scheibe 7 an das zweite Anlageelement 14 in die Öffnungsstellung gedrückt wird. Das Spannelement 17 ist derart dimensioniert, dass sich die Scheibe 7 während des Evakuierens nicht aus dieser Position löst. Der Luftstrom L erfolgt durch den Druckmittelkanal 30 über die Kanäle 13 des zweiten Anlageelementes 14 und die Durchgangsbohrungen 34 des ersten Anlageelementes 8 in den Druckmittelbehälter 5.
Fig. 11 zeigt das Ventil 6 nach einer erstmaligen Bremsbetätigung. Die Scheibe 7 wird durch eine Druckdifferenz, die durch eine erstmalige Bremsbetätigung entsteht, in die Schließstellung bewegt, in welcher die Scheibe 7 an dem ersten Anlageelement 8 anliegt. Dadurch wird auch das Spannelement 17 in diese Richtung verschoben und das Ventil 6 ist voll funktionsfähig .
Fig. 12 zeigt das Ventil 6 beim Restdruckabbau, wobei sich die Scheibe 7 in der Schließstellung wie gemäß Fig. 7 beschrieben durchbiegt, sich von der Dichtwulst 10 abhebt und so den Restdruckabbau ermöglicht. Das Spannelement 17 wird durch das Durchbiegen der Scheibe 7 noch weiter in das erste Anlageele ent 8 zurückgeschoben, wobei es sich nicht aus dem Anlageelement 8 herauslöst.
In Fig. 13 ist das erste Anlageelement 8 mit dem in der Bohrung 36 montierten Spannelement 17 dargestellt. Hier ist ersichtlich, dass auf der Unterseite 50 des Anlageelementes 8 die umlaufende Dichtwulst 10 außerhalb der kreisförmig angeordneten Erhebungen 15, welche der Scheibe 7 als Hebelpunkte H beim Restdruckabbau dienen, angeordnet ist. Die Durchgangsbohrungen 34 sind mit den Erhebungen 15 derart angeordnet, dass die Druckmittelstromung S2 in den Druckmittelbehälter 5 durch die Anlage der Scheibe 7 an den Hebelpunkten H nicht behindert wird.
Die Fig. 14 bis 19 zeigen eine sechste Ausführungsform eines Hauptzylinders 1 mit dem Ventil 6 zur Leerwegverkurzung und VakuumbefüUung. Eine mechanische Verriegelung hält die Scheibe 7 in der Öffnungsstellung, wobei die Scheibe 7 durch den Befülldruck bei der VakuumbefüUung entriegelt wird. Wie aus den Fig. 14 bis 16 ersichtlich ist, sind hierfür an der Scheibe 7 als Zapfen ausgeführte Verriegelungselemente 18 am Umfang der Scheibe 7 angebracht, welche entweder bei der Herstellung der Scheibe 7 angeformt (Fig. 14) oder nachträglich durch geeignete Verfahren wie beispielsweise durch Schweißen angebracht werden können (Fig. 15) . Aus Fig. 16 ist ersichtlicht, dass die Verrieglungselemente 18 auch an einer Unterseite der Scheibe 7 angeformt werden können. Fig. 17 zeigt das Ventil 6 während des Evakuierens. Die Zapfen 18 greifen in Nuten 37 ein, die in dem zweiten Anlageelement 14 schräg angeordnet sind, wobei die Nuten 37 an einem oberen Ende geschlossen und an einem unteren Ende in tangentialer Richtung offen sind. Die Nuten 37 sind, wie aus den Fig. 18 und Fig. 19 ersichtlich ist, in Vorsprüngen 38, welche von einer Innenwand 39 des zweiten Anlageelementes 14 radial nach innen vorstehen, eingebracht. Dabei können die Vorsprünge 38 bei der Herstellung des Anlageelementes 14, aber auch nachträglich angeformt werden. Fig. 19 zeigt Vorsprünge 38, welche als Stifte ausgebildet und an der Innenwand 39 des Anlageelementes 14 befestigt sind.
Durch eine von unten auf die Scheibe 7 wirkende Feder 40 wird die Scheibe 7 in der Öffnungsstellung in der skizzierten Lage gehalten (Fig. 17) und kann auch bei der Evakuierung nicht durch die Luftströmung L vom Hauptzylinder 1 zum Druckmittelbehälter 5 gelöst werden. Wird nun die Scheibe 7 durch den, der Feder 40 entgegenwirkende Druck des Druckmittels beim Befüllen der Bremsanlage beaufschlagt, bewegt sich die Scheibe 7 entgegen dem Druck der Feder 40 unter einer minimalen Drehung aus den Nuten 37 heraus. Die Scheibe 7 kann sich jetzt bei Bremsbetätigung frei nach oben in die Schießstellung bewegen und den Druckmittelstrom S2 von der Druckkammer 3 durch Anlage an dem ersten Anlageelement 8 absperren.
Fig. 20 zeigt stark schematisiert ein weiteres, siebtes Ausführungsbeispiel eines Hauptzylinders 1. Das Ventil 6 weist ein erstes Anlageelement 8, einen Schließkörper 7 und eine zweites Anlageelement 14 auf. Der Werkstoff des Schließkörpers 7 und des ersten Anlageelementes 8 ist so gewählt, dass der Schließkörper 7 während der Evakuierung mittels eines Magnetfeldes M in der Öffnungsstellung gehalten wird.
Das Magnetfeld M, dessen Feldlinien parallel zu dem Schließkörper 7 verlaufen, wird mittels eines Joches 41 und einer Spule 42 von außen an den Hauptzylinder 1 während des Evakuierens der Bremsanlage angelegt. Das erste Anlageelement 8 und der Schließkörper 7 bestehen aus ferromagnetischen Werkstoffen und werden durch das Magnetfeld M gleichsinnig magnetisiert. Dadurch stoßen sie sich gegenseitig voneinander ab und der Schließkörper 7 wird in die Öffnungsstellung auf das zweite Anlageelement 14 gedrückt, welches aus einem nicht ferromagnetischen Werkstoff besteht. Durch eine geeignete Werkstoffauswahl lässt sich ein Kleben der magnetisierten Bauteile vermeiden.
Der gesamte Aufbau zur Erzeugung des Magnetfeldes M kann auch in der Befüllungsanlage des Fahrzeugherstellers integriert werden. Um den Schließkörper 7 bei der Evakuierung der Bremsanlage in der Öffnungsstellung zu halten, sind beispielsweise die folgenden, nicht dargestellten Ausführungsformen denkbar:
Ein Gewicht hängt an dem Schließkörper 7 und drückt diesen in seine Öffnungsstellung an das Auflageelement 14. Die Dichte des Werkstoffes ist derart gewählt, dass das Gewicht in Druckmittel nahezu neutralisiert wird.
Ein Gewicht wirkt über einen Stift von oben auf den Schließkörper 7 und drückt diese auf das Auflageelement 14. Dabei soll das Gewicht in Druckmittel nicht wirken (Schwimmer) .
Durch einen Sperrstift wird eine Verriegelung ermöglicht, der durch den Befülldruck betätigt, in eine Bohrung gedrückt wird und dadurch den Schließkörper 7 freigibt.
In Fig. 21 ist ein Ventil 6 eines achten Ausführungsbeispieles eines Hauptzylinders 1 gezeigt, welches in der Behälterbohrung 4 des Hauptzylinders 2, aber auch in dem Anschlussstutzen 28 des Druckmittelbehälters 5 eingesetzt werden kann. In einem Ventilgehäuse 20 des Ventils 6 ist unter Vorspannung einer Feder 43 ein verschiebbarer Ventilsitz 21 angeordnet. Der Ventilsitz 21 ist mit Durchgangsöffnungen 44 versehen, die durch einen Schließkörper 7 schon bei einer geringen Druckdifferenz verschließbar sind (Schließstellung) und eine Druckmittelstromung S2 von der Druckkammer 3 in den Druckmittelbehälter 5 verhindern. Bei einer Druckmittelstromung Sl von dem Druckmittelbehälter 5 in die Druckkammer 3 öffnet sich der Schließkörper 7 (Öffnungsstellung) und lässt Druckmittel in Saugrichtung (Druckmittelstromung Sl) strömen, so dass beim vom Fahrer unabhängigen Eingriff des Bremssystems Druckmittel in die Pumpe gelangen kann. Eine zusätzliche Druckmittelverbindung 19 ist als Drosselbohrung in dem Ventilsitz 21 vorgesehen und ist so eng gewählt, dass beim Druckaufbau in der Druckkammer 3 nur eine gedrosselte Druckmittelstromung D von der Druckkammer 3 zum Druckmittelbehälter 5 strömen kann. Ab einem bestimmten Druck von der Druckkammer 3 in Richtung des Pfeils D wird der Ventilsitz 21 so weit angehoben, dass Druckmittel über einen Zugang 45 und einen Nutkanal 46 im Ventilgehäuse 20 strömen kann, um beispielsweise schnell den Druck von den Radbremsen nehmen zu können (ABS) .
In Fig. 22 ist die gedrosselte Druckmittelverbindung 19 an eine äußere Mantelfläche des Ventilsitzes 21 gelegt, indem dort eine geeignete Nut eingefügt ist. Der Schließkörper 7 lässt eine erste Druckmittelstromung Sl von dem Druckmittelbehälter 5 in die Druckkammer 3 zu (Öffnungsstellung) und verschließt die zweite Druckmittelstromung S2 von der Druckkammer 3 in den Druckmittelbehälter 5 (Schließstellung) . Ab einem bestimmten Druck von der Druckkammer 3 wird ein Stößel 47 entgegen der Kraft einer, den Stößel 47 vorspannenden Feder 48 von dem Ventilsitz 21 abgehoben und ermöglicht so eine Druckmittelstromung S2 über einen Zugang 51.
Fig. 23 zeigt ein zehntes Ausführungsbeispiel eines Hauptzylinders 1 mit einem Ventil 6, welches in dem Anschlussstutzen 28 des Druckmittelbehälters 5 angeordnet ist. Die Drosselfunktion wird durch eine permeable Membran 49 gebildet, welche in einem Ventilköper 27 angeordnet ist und einen großen Strömungswiderstand aufweist. Der Schließkörper 7 wird durch ein Dichtelement 24 mit einer ersten Dichtlippe 22 gebildet, welche die Druckmittelstromung S2 von der Druckkammer 3 in den Druckmittelbehälter 5 durch Durchgänge 26 in dem Ventilkörper 27 versperrt und die Druckmittelstromung Sl in die Druckkammer 3 zulässt. In umgekehrter Richtung kann ebenfalls eine zweite Dichtlippe 23 eine Druckmittelstromung Sl sperren und eine Druckmittelstromung S2 zulassen wie beispielsweise in Fig. 24 in einem elften Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 23 werden die Durchgänge 26 des Ventilkörpers 27 durch erste Dichtlippe 22 und eine Blattfeder 25 verschlossen. Die erste Dichtlippe 22 und Blattfeder 25 sind nun derart ausgebildet und angeordnet, dass ein Teil der Durchgänge 26 von oben und ein anderer Teil der Durchgänge 26 von unten frei zugänglich ist, während das andere Ende dieser Durchgänge jeweils durch die Blattfeder 25 oder die Dichtlippe 22 verschlossen ist. Die Federkonstanten, beziehungsweise der zur Öffnung benötigte Druck, ist in Richtung des Druckmittelbehälters 5 sehr viel größer als in Richtung der Druckkammer 3.
Dieses Prinzip ist in den Fig. 24 und Fig. 25 erkennbar. Es ist ersichtlich, dass die untere Dichtlippe 22 sehr viel dünner und länger ist, als die obere Dichtlippe 23. Damit ist die obere Dichtlippe 23 sehr viel steifer als die untere Dichtlippe 22, wodurch die zugeordneten Durchgänge 26 bei unterschiedlichem Druck geöffnet werden.
Fig. 25 zeigt eine Draufsicht auf die permeable Membran 49, die in dem Ventilkörper 27 angeordnet ist.
Die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 21 bis 25 lassen sich somit kurz wie folgt beschreiben.
Gewünscht wird die Erzeugung eines Überdrucks im Hauptzylinder 1 bevor die Zentralventile durch entsprechenden Hub geschlossen werden mit der Folge, dass während diesen Hubes das Druckmittelvolumen für die Bremsanlage zur Verfügung steht und nicht ungenutzt in den Druckmittelbehälter 5 strömt. Der Vorteil ist eine Leerwegsverkürzung am Bremspedal. Dies geschieht mittels eines Ventils 6, das vorzugsweise zwischen Druckmittelbehälter 5 und Hauptzylinder 1 angeordnet ist. Das Ventil 6 muss einerseits das Nachsaugen des Hauptzylinders 1 ermöglichen, einen gewissen Druck bei schnellem Antritt erzeugen und andererseits den Hauptzylinder 1 mit dem Druckmittelbehälter 5 verbinden, sodass kein Restdruck in der Bremsanlage verbleibt.
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 21: Der Schließkörper 7 ermöglicht das Nachsaugen, der durch eine Feder 43 vorgespannte Ventilsitz 21 gibt ab einem bestimmten Druck den Weg zu einem oder mehren Kanälen 46 frei. Eine gedrosselte Druckmittelverbindung (Drosselbohrung) 19 ermöglicht einen Druckausgleich der Bremsanlage in unbetätigtem Zustand.
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 22: Anstelle des Ventilsitzes 21 ist hier der Stößel 47 vorgesehen, welcher ab einem bestimmen Druck eine Druckmittelstromung S2 in den Druckmittelbehälter 5 ermöglicht .
Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 23,24: Eine platzsparende Bauform mit einfacher Wirkweise bietet der Ventilkörper 27. mit einer integrierten permeablem Membran 49. Durch eine entsprechende Aussteifung und dem Zusammenspiel mit der
Druckmittelbehälterkontur ermöglichen die Dichtlippen 22,23 bzw. die Dichtlippe 22 und die Blattfeder 25 die erforderlichen Funktionen. Gleichzeitig ist das Ventil 6 dichtend im Druckmittelbehälter fixiert. Die permeable Membran 49 sorgt für den Restdruckabbau in der Bremsanlage mit dem Vorteil das diese schmutzunempfindlicher und konsistenzunabhängiger ist als eine Drosselbohrung.
Die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 21 bis 25 haben folgende Vorteile:
• Leerwegverkurzung
• Keine Packagingprobleme
• Kostengünstiges, sicheres Konzept
• Erprobte Zentralventile werden weitgehend beibehalten (ABS- fähig)
• Zentralventil-Schließweg ohne Auswirkung auf den Pedalhub
Bezugszeic βnllstθ
1 Hauptzylinder
2 Gehäuse
3 Druckkammer
4 Behälterbohrung
5 Druckmittelbehälter
6 Ventil
7 Schließkörper
8 erstes Anlageelement
9 Boden
10 Dichtwulst
11 Oberseite
12 Steg
13 Kanal
14 zweites Anlageelement
15 Erhebung
16 Klemmelement
17 Spannelement
18 Verriegelungselement
19 Druckmittelverbindung
20 Ventilgehäuse
21 Ventilsitz
22 erste Dichtlippe
23 zweite Dichtlippe
24 Dichtelement
25 Blattfeder 26 Durchgang
27 Ventilkörper
28 Anschlussstutzen
29 Dichtelement
30 Druckmittelkanal 04/012974
- 27 -
1 Steg 2 Absatz 3 Blende 4 Durchgangsbohrung 5 Auflagefläche 6 Bohrung 7 Nut 8 Vorsprung 9 Innenwand 0 Feder 1 Joch 2 Spule 3 Feder 4 Durchgangsöffnung
45 Zugang 46 Kanal
47 Stößel
48 Feder
49 Membran
50 Unterseite
51 Zugang
D gedrosselte Druckmittelstromung
H Hebelpunkt
K Klebung
L Luftströmung
M Magnetfeld
51 Druckmittelstromung
52 Druckmittelstromung

Claims

Patentansprüche:
1. Hauptzylinder (1), insbesondere für eine hydraulische Bremsanlage, mit mindestens einer, in einem Gehäuse (2) des Hauptzylinders (1) ausgebildeten Druckkammer (3) und mindestens einer Behälterbohrung (4) zur Aufnahme eines Druckmittelbehälters (5), wobei ein Ventil (6) mit einem Schließkörper (7,24) vorgesehen ist, welcher infolge einer anliegenden Druckdifferenz zwischen der Druckkammer (3) und dem Druckmittelbehälter (5) in eine Öffnungsstellung oder eine Schließstellung bewegbar ist, wobei das Ventil (6) in der Öffnungsstellung eine Druckmittelstromung (Sl) von dem Druckmittelbehälter (5) in die Druckkammer (3) ermöglicht und in der Schließstellung eine der Druckmittelstromung (Sl) entgegengesetzt gerichtete Druckmittelstromung (S2) von der Druckkammer (3) in den Druckmittelbehälter (5) drosselt oder verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, welche den, mit einer schließenden Druckdifferenz infolge einer Evakuierung zwecks VakuumbefüUung der Bremsanlage beaufschlagten Schließkörper (7,24) in der Öffnungsstellung halten und bei einer Bremsbetätigung eine Bewegung des Schließkörpers (7,24) in die Schließstellung ermöglichen.
2. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Ventil (6) zur Anlage des Schließkörpers (7) in der Schließstellung ein, in der Behälterbohrung (4) angeordnetes erstes Anlageelement (8) aufweist, wobei der Schließkörper (7) zwischen dem Anlageelement (8) und einem Boden (9) der Behälterbohrung (4) bewegbar angeordnet ist, und das Anlageelement (8) auf einer, dem Schließkörper (7) zugewandten Unterseite (50) eine umlaufende Dichtwulst (10) aufweist, welche derart angeordnet ist, dass ein radial äußerer Bereich einer Oberseite (11) des Schließkörpers (7) in der Schließstellung dichtend an der Dichtwulst (10) anliegt .
3. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (7) als Scheibe ausgebildet ist und in Richtung des Bodens (9) der Behälterbohrung (4) angeformte Stege (12) aufweist, wobei die Stege (12) in der Öffnungsstellung auf dem Boden (9) aufliegen und die Druckmittelstromung (Sl) von dem Druckmittelbehälter (5) in die Druckkammer (3) gewährleisten.
4. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (7) als Scheibe ausgebildet ist und an seinem Umfang Stege (31) aufweist, welche in der Öffnungsstellung ein Aufliegen der Scheibe (7) auf einem umlaufenden Absatz (32) der Behälterbohrung (4) ermöglichen und die Druckmittelstromung (Sl) von dem Druckmittelbehälter (5) in die Druckkammer (3) gewährleisten.
5. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) in der Schließstellung ab einer bestimmten Druckdifferenz öffnet und die Druckmittelstromung (S2) von der Druckkammer (3) in den Druckmittelbehälter (5) ungedrosselt ermöglicht.
6. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (8) auf seiner Unterseite (50) Erhebungen (15) aufweist, welche dem Schließkörper (7) in der Schließstellung ab der, das Ventil (6) öffnende , _„„,
WO 2004/012974
- 30 -
Druckdifferenz als Hebelpunkte (H) dienen, wobei sich der Schließkörper (7) durchbiegt und der radial äußere Bereich der Oberseite (11) des Schließkörpers (7) von der Dichtwulst (10) abhebt und die ungedrosselte Druckmittelstromung (S2) von der Druckkammer (3) in den Druckmittelbehälter (5) erfolgt.
7. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) ein mit Kanälen (13) versehenes zweites Anlageelement (14) aufweist, welches sich in der Behälterbohrung (4) in Richtung des Bodens (9) an das erste Anlageelement (8) anschließt, wobei das zweite Anlageelement (14) zur Auflage des Schließkörpers (7) in der Öffnungsstellung dient.
8. Hauptzylinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klebung (K) den Schließkörper (7) bei Evakuierung der Bremsanlage in der Öffnungsstellung hält, wobei sich die Klebung (K) bei der VakuumbefüUung bei Kontakt mit dem Druckmittel löst.
9. Hauptzylinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Evakuierung der Bremsanlage ein Klemmelement (16) den Schließkörper (7) in der Öffnungsstellung hält, welches sich bei der VakuumbefüUung mit Druckmittel löst.
10. Hauptzylinder (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein hülsenförmiges Spannelement (17) in dem ersten Anlageelement (8) vorgesehen, welches bei Evakuierung der Bremsanlage so weit aus dem ersten Anlageelement (8) in Richtung des Schließkörpers (7) herausragt, dass es den Schließkörper (7) in der Öffnungsstellung hält, wobei eine, durch erstmalige Bremsbetätigung entstehende, das Ventil (6) schließende Druckdifferenz den Schließkörper (7) in die Schließstellung bewegt, wobei der Schließkörper (7) das Spannelement (17) in das erste Anlageelement (8) zurückschiebt, so dass eine Bewegung des Schließkörpers (7) bei Bremsbetätigung in die Schließstellung möglich ist.
11. Hauptzylinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (7) an seinem Umfang Verriegelungselemente (18) aufweist, welche den Schließkörper
(7) durch eine mechanische Verriegelung bei Evakuierung der Bremsanlage in der Öffnungsstellung halten, wobei die mechanische Verriegelung bei der VakuumbefüUung durch das Einfüllen des Druckmittels lösbar ist.
12. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Schließkörpers (7) und der Anlageelemente (8,14) derart gewählt ist, dass bei Evakuierung der Bremsanlage ein von außen wirkendes Magnetfeld (M) den Schließköper (7) in der Öffnungsstellung hält.
13. Hauptzylinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Evakuierung der Bremsanlage an dem Schließkörper (7) ein Gewicht befestigt ist, welches den Schließkörper (7) in der Öffnungsstellung hält und dessen Werkstoff derart gewählt ist, dass das Gewicht bei der Bremsbetätigung in dem Druckmittel nahezu neutralisiert ist.
4. Verfahren zum Vakuumbefüllen einer Bremsanlage, insbesondere unter Verwendung eines HauptZylinders nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnetfeld (M) , welches außerhalb des Hauptzylinders (1) erzeugt wird, den Schließkörper (7) des Ventils (6) während des Evakuierens der Bremsanlage in der Öffnungsstellung hält, so dass eine ungehinderte Luftströmung (L) von der Druckkammer (3) in den Druckmittelbehälter (5) und somit eine Entlüftung der Bremsanlage möglich ist.
15. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) mit einer gedrosselten Druckmittelverbindung (19,33) versehen ist, welche in Schließstellung des Schließkörpers (7,24) eine gedrosselte Druckmittelstromung (D) von der Druckkammer (3) in den Druckmittelbehälter (5) ermöglicht.
16. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) in einem Anschlussbereich zwischen dem Hauptzylinder (1) und dem Druckmittelbehälter (5) eingefügt ist .
17. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) in einem Anschlussstutzen (28) des Druckmittelbehälters (5) angeordnet ist.
18. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptzylinder (1) mit einem Zentralventil und/oder einer Nachlaufbohrung versehen ist und dass das Ventil (6) in einem Verbindungsweg zwischen Zentralventil beziehungsweise Nachlaufbohrung und Druckmittelbehälter (5) geschaltet ist.
19. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) ein Ventilgehäuse (20) aufweist, in dem ein Ventilsitz (21) längs verschiebbar angeordnet ist und dass durch den Ventilsitz (21) ein zweiter Kanal (46) zuschaltbar ist.
20. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (21) die gedrosselte Druckmittelverbindung (19) zumindest teilweise begrenzt.
21. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) einen Ventilkörper (27), ein Dichtelement (24) mit einer Dichtlippe (22) und eine Blattfeder (25) umfasst, wobei die Dichtlippe (22) die Druckmittelstromung _ (Sl) vom Druckmittelbehälter (5) in die Druckkammer (3) und die Blattfeder (25) ab einer bestimmten Druckdifferenz die entgegengesetzt gerichtete Druckmittelstromung (S2) ermöglicht .
22. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) einen Ventilkörper (27) und ein Dichtelement (24) mit zwei Dichtlippen (22,23) umfasst, wobei die erste Dichtlippe (22) die Druckmittelstromung (Sl) vom Druckmittelbehälter (5) in die Druckkammer (3) und die zweite Dichtlippe (23) ab einer bestimmten Druckdifferenz die entgegengesetzte Druckmittelstromung (S2) ermöglicht.
23. Hauptzylinder (1) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (27) mit einer permeablen Membran (49) versehen ist, welche die gedrosselte Druckmittelstromung (D) von der Druckkammer (3) in den Druckmittelbehälter (5) ermöglicht.
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