SE421399B - Hydraulisk huvudcylinder - Google Patents

Description

_7711555-8 ytorna av den runda tätningsringen, vars periferiyta är i tätande kontakt med loppets innervägg.

Det har observerats att om fordonets bromsar ansättes ryokigt, med partiell frigöring av bromspedalen, efterföljd av en snabb återan- sättning av pedalen, en väsentlig förlust uppkommer i kolvens slag- längd, emedan under kolvens returslag den runda ringen kan frigöras något från kolvens radiella ansats. Även om trycket i bromsarna bibehâlles vid en relativt hög nivå, uppträder minskning eller t.o.m förlust av fluidtäthet mellan tryck- och tillförselkamrarna oftare, när den partiella frigöringen av bromspedalen är snabb och när frik- tionskrafterna mellan ringens periferiyta och loppets innervägg är stora.

För att övervinna denna nackdel har en första lösning föreslagits i den franska patentskriften l 440 394 enligt vilken en bladfjäder tvingar ringen mot den radiella ansatsen för att undvika för tidig öppning av fluidkommunikation mellan behållaren och tryckkammaren.

Denna lösning har emellertid icke visat sig tillfredsställande av följande skäl, nämligen att bladfjäderns kraft måste vara förenlig med två motsatta krav: för det första måste denna kraft ha ett tillräckligt stort värde för att motbalansera de krafter som orsakas av friktion mellan ringen och husets lopp för det andra måste denna kraft ha ett tillräckligt lågt värde för att tillåta snabb fluid- tillförsel mot tryckkammaren i händelse av fluidtömning i tryck- kammaren.

Det har även konstaterats att, när föroreningar av olika slag finnes i fluiden i den hydrauliska kretsen, fluidtäthet mellan elastomer- ringen och kolvansatsen icke alltid kan perfekt säkerställas och att fluidläckage uppkommer från tryckkammaren mot tillförselkammaren, vilket medför minskning av kolvslaget. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att övervinna de ovan nämnda nackdelarna. Enligt uppfinningen omfattar den hydrauliska huvudcylindern närmare bestämt ett hus, innehållande ett lopp, en kolv, som är glidbart anbragt i loppet och särskiljer en tillförsel- kammare, avsedd att förbindas med en fluidbehâllare, från en tryck- kammare, avsedd att förbindas med en hydraulisk utnyttjningsanordning, vilken kolv har ett huvud invid tryokkammaren och en radiell ansats, en ventil, som är utformad av en rund elastomerring, monterad med 7711555-8 radiellt spelrum kring kolvhuvudet, varvid ringen är glidbart och tätande monterad i loppet samt anbragt med axiellt spelrum mellan den radiella ansatsen och stopporgan, varjämte ringen är avsedd att, genom fluidtät samverkan mellan en av dess radiella sidokontakt- ytor och den radiella ansatsen, styra fluidkommunikation mellan tillförselkammaren och tryckkammaren, vilken kommunikation medges, när kolven intar sitt viloläge, och normalt avbrytes, när kolven förflyttas från sitt viloläge, och kännetecknas av att ringen har en ringformig, fjädrande läpp, som utskjuter från ringen mot den radiella ansatsen till bildande av en backventil, vilken tillåter fluidtillförsel mot tryckkammaren men hindrar fluidflöde från tryck- kammaren mot tillförselkammaren, när kolven intar ett läge på avstånd från sitt viloläge.

Uppfinningen beskrives nu genom exempel och andra fördelar framgår av följande beskrivning, som hänvisar till bifiogade ritningar, på vilka fig. l är en längdsektion av en första utföringsform av en hydraulisk huvudcylinder enligt uppfinningen, vilken huvudcylinder visas i sitt viloläge, fig. 2 en bild i större skala av det parti som begränsas av streckade linjer av huvudcylindern enligt fig. l, utvisande respektive lägen hos olika element av huvudcylindern, när denna intar sitt viloläge, fig. 3 en bild i större skala av det parti som begränsas av streckade linjer av den i fig. l visade huvud- cylindern, utvisande respektive lägen för olika element av huvud- cylindern, när denna drives under kolvens framslag, fig. 4 en bild i större skala av det parti som begränsas med streckade linjer av den i fig. l visade huvudcylindern, utvisande respektive lägen av olika element av huvudcylindern, motsvarande en fluidtillförselfas under kolvens returslag, fig. 5 en längsektion av en andra utförings- form av en hydraulisk huvudcylinder enligt uppfinningen, vilken visas i sitt viloläge, samt fig. 6 en bild i större skala av det parti som begränsas med streckade linjer av huvudcylindern enligt fig. 5.

I fig. 1 och 2 betecknar 10 en hudraulisk huvudcylinder, som är av- sedd att användas i bromskretsen hos ett motorfordon. Huvudcylindern 10 har ett hus 12, som innehåller ett lopp 14. En kolv 16 är glid- bart anbragt i loppet l4 och är avsedd att särskilja detta i en tillförselkammare l8 i kommunikation med en fluidbehållare (ej visad på ritningarna) samt en tryckkammare 24 i kommunikation genom en utloppsöppning 32 med en utnyttjningsanordning, som här bildas av åtminntone ett bromsmanöverdon (ej visat) i förbindelse med for- 7711555-se donets hjul. Tillförselkammaren 18 bildas normalt av en längsriktad slits, vilken är anbragt i kolven, och även av det ringformiga ut- rymme som begränsas mellan husets lopp och ett första parti med reducerad diameter hos kolven. Detta ringformiga utrymme överlappar delvis den längsriktade slitsen 18, som beskrivits ovan och begrän- sas av en första radiell ansats 26, vilken är belägen i ett plan, som skär den längsriktade slitsen. Den längsriktade slitsen kommu- nicerar med en fluidbehållare genom förlängningen 20 av en påfyll- ningspropp, som är inskruvad i en sidomynning i huset 12. Den yta av kolven 16 som är belägen invid tryckkammaren 24 innefattar i följande ordning den första radiella ansatsen 26, en cylindrisk yta 28, med en diameter dl, vilken är mindre än loppets 14 diameter, och en andra ansats 30 invid den cylindriska ytan 28.

En sqv distansring 34 är glidbart anbragt i det ringformiga utrymme som ovan beskrivits. Ett visst spelrum finnes emellertid mellan ringen 34 och kolven 16 för att tillåta fri fluidkommunikation mellan tillförselkammaren 18 och tryckkammaren 24. Kolven 16 har även ett huvud 40, som har reducerad diameter i förhållande till cylinderytans 28. Huvudet 40 utskjuter från den yta som bildas av den radiella ansatsen 30 mot tryckkammaren 24. En rund ring 42 av elastomermaterial är monterad invid distansringen 34 i tryckkamaren.

Ringen 42 omfattar en första och en andra plan sidoyta 41 respektive 43, vilka är riktade mot tillförselkammaren 18 respektive tryck- kammaren 24. Den första sidoytan 41, i det följande betecknad kon- taktyta, är avsedd att bringas till kontakt mot kolvens 16 ansats 30 för att avbryta fluidkommunikation mellan tillförselkammaren 18 och tryckkammaren 24. Enligt uppfinningen är en läpp 54 förbunden med ringen 42 så att den är anbragt invid ringens inre parti och utskjuter från sidoytan 41 mot ansatsen 30. i den beskrivna utför- ingsformen är läppen 54 utförd i ett stycke (genom exempelvis form- sprutning) med ringen 42 men en dylik konstruktion är icke nödvändig och läppen 54 kan likaväl vara framställd av ett annat material än ringen 42. Läppen 54 är avsedd att samverka med ansatsen 30, för att bilda en backventil, när kolven är utanför sitt viloläge. Så- som framgår av fig. 2, är läppen 54 i sitt odeformerade läge nedvikt mot elastomerringens 42 centrum och dess fria ände utskjuter mot ansatsen 30 utöver kontaktytan 41.

Returf fjädern 44, som är anbragt i tryckkanlnxaren, tvingar kolven 16 mot dess viloläge genom en skål 46, som anligger mot en ansats 60, 7711555-8 anordnad i närheten av huvudets 40 fria ände. En annan fjäder 48, med en ände anliggande mot skålen 46, tvingar ringen 42 i den radi- ella ansatsens 30 riktning medelst en styv bricka 50, som anligger mot ringens 42 andra, radiella sidoyta 43. Huvudet 40 har även en andra ansats 62 för att begränsa den styva brickans 50 rörelse i ansatsens 30 riktning så att, när kolven är förskjuten utanför sitt viloläge, det axiella avstånd som särskiljer brickans 50 högra ändyta och ansatsen 30 är något större än det axiella avståndet mellan sidoytorna 41 och 43. Såsom framgår av ritningarna, bestämmer skillnaden mellan dessa två avstånd ett axiellt spelrum, som är mindre än det maximala avståndet mellan läppens 54 fria ände och planet genom kontaktsidoytan 41, när läppen 54in&u'áft odeformerade läge. Under normala driftförhållanden för huvudcylindern är därför läppens 54 fria ände i tätande kontakt med ansatsen 30.

Vid närmare studium av fig. 2 på ritningarna framgår att distans- ringen 34 anligger mot den ände av proppen 20 som intränger i kam- maren 18. Kolven 16 förflyttas maximalt åt höger på ritningarna under verkan av fjädern 44, medan ringen 42 nu är i kontakt med an- slagsringen 34. Ett utrymme alstras sålunda mellan ringens 42 kon- taktyta 41 och ansatsen 30, så att fluidkommunikation är fri mellan tillförselkammaren 18 och tryckkammaren 24. Ringens 34 axiella längd är tillräcklig för att frigöra kontaktytan 41 och läppens 54 fria ände.från ansatsen 30.

Fig. 3 visar de relativa lägena för olika element av huvudcylindern under ansättning av bromsarna, motsvarande ett framslag av kolven 16. Kolven 16 förflyttas åt vänster, så att-den radiella ansatsen 30 kommer i kontakt med ringens 42 kontaktyta 41, för att avbryta fluid- kommunikation mellan tillförselkammaren 18 och tryckkammaren 24.

För någon ytterligare förflyttning av kolven 16 åt vänster förflyt- tas ringen 42 tillsammans med kolven 16 för att komprimera den fluid som innehålles i tryckkammaren 24. Det axiella avståndet "e" mellan ansatsen 26 och ansatsen 30 är helst lika med ringens 34 axiella längd, så att under kompressionsfasen elastomerringens 42 periferi- parti även är stött av distansringen 34.

För riktig funktion av huvudcylindern måste i varje fall avståndet "e" vara lika med eller mindre än distansringens 34 axiella längd för att undvika en parasitisk särskiljning av elastomerringen 42 7v11sss-a 2 6 från ansatsen 30. Vidare framgår att, även när kontakten mellan ringen 42 och kolven 16 är oregelbunden, på grund av förslitning av ringen eller föroreningar, som innehålles i fluiden, fluidtäthet dock säkerställes av läppen 54, som vilar på ansatsen 30 och tvingas mot denna genom det tryck som råder i tryckkammaren 24. Detta tryck pressar dessutom ringen 42 mot husets inre yta för att säkerställa god periferitäthet, även i händelse av lätt försämring av ringens yttre yta.

När kolven l6 återgår mot sitt viloläge, är de friktionskrafter som verkar på ringen 42 sådana att ytan 41 är fri från ansatsen 30 till dess ytan 43 kommer till anslag mot den styva ringen 50. Efter upp- trädande av denna lilla _ relativrörelse mellan ringen 42 och kolv- huvudet 40 är fjädern 48 tillräckligt stark för att förskjuta ringen 42 tillsammans med kolven 16. I detta fall, så länge det tryck som råder i tryckkammaren 24 är högre än det som råder i tillföselkamma- ren 18, kommer läppen 54 att förbli i kontakt med ansatsen 30 för att säkerställa fluidtäthet. Därigenom undvikes eventuell för tidig påverkan av kommunikationen mellan kamrarna 24 och 18.

Fig. 4 visar de relativa lägena för olika element av huvudcylindern under tillförselfasen, motsvarande kolvens 16 returslag i tryckkam- maren 24. I detta fall förflyttas kolven 16, som ännu icke nått sitt viloläge enligt fig. 2, åt höger under inverkan av fjädern 44, medan ringen 42 tvingas av fjädern och den styva ringen 50.

Läppen 54 deformeras därvid fjädrande under inverkan av tryckskill- naden mellan tillförselkammaren 18 och tryckkammaren 24 för att med- ge fluidtillförsel mot tryckkammaren. Detta trycksänkningsfenomen inträffar exempelvis i händelse av att fluid återgår från broms- manöverdonen, eller även på grund av läckage i utnyttjningskretsen eller efter en avtappningsoperation.

För det följande hänvisas till fig. 5, på vilken ll0 betecknar en huvudcylinder med ett hus 112, som i sig begränsar ett lopp ll4, med en kolv ll6 glidbart anbragt i loppet. Kolven 116 särskiljer loppet ll4 på vanligt sätt i ett ringformigt utrymme 118 och en tryckkammare 124. Huvudcylindern har även en nippel 122, som är avsedd att förbindas med en fluidbehållare. Det ringformiga utrym- met ll8 är även permanent förbundet med nippeln 122 genom en radiell mynning lll. Tryckkammaren 124 är förbunden med åtminstone ett broms- 7711555-8 manöverdon (ej visat) genom en utloppsmynning 132. Kolvhuvudet, vilket särskiljer det ringformiga utrymme 118 som bildar en till- förselkammare från tryckkammaren 124, har även ett ringformigt spår 113, i vilket en rund ring 142 är monterad med axiellt spelrum, och är avsett att samverka på i och för sig känt sätt med en kompensa- tionsmynning 115, som är förbunden med fluidbehållaren (ej visad) för att styra fluidkommunikation mellan behållarexoch tryckkammaren 124 under kolvens 116 förflyttning. Det framgår även att kolven 116 tvingas till sitt viloläge av en fjäder 144, som är anbragt i tryckkammaren och anligger mot dennas ändyta. Kolvens slag åt höger begränsas dessutom av ett stopporgan 117, som bildas av en hållare vilken hålles i huset av en snäppring.

Såsom framgår av fig. 6, har spåret 113 radiella ytor 121, 123, av vilka en bildar en ansats, som hålles något bort från den mötande kontaktytan på ringen 142, när kolven intar sitt viloläge. Den andra, radiella ytan 123 bildar ett stopp, mot vilket ringens 142 andra, radiella yta bringas i kontakt. En läpp 154 utskjuter radi- ellt från ringens 142 parti vid innerdiametern för att bringas i kontakt med den radiella ansatsen 121 i ändamål att samverka med denna till bildande av en backventil, som tillåter fluidtillförsel till tryckkammaren men hindrar fluidflöde från tryckkammaren 124 mot det ringformiga utrymmet 118, när kolven förflyttas ut ur sitt viloläge. För att fullborda beskrivningen bör det noteras att i kolvens 116 viloläge fluidkommunikation mellan kompensationsmyn- ningen 115 och tryckkammaren 124 inträffar genom en passage, som bildas av ett utrymme mellan ringen 142 och en ansats 125 på ytan 123 och genom en passage 127 i kolven.

Funktionen av den anordning som beskrivits ovan är följande.

När kolven 116 tvingas till sitt viloläge, medför verkan av fjädern 144 att ringen 142 slår an mot den radiella ytan 123 men fluidkom- munikation mellan nippeln 122, dvs. fluidbehållaren (ej visad) och tryckkammaren 124 medges genom kompensationsmynningen 115.

När bromsarna ansättes, avbrytes denna kommunikation praktiskt taget omedelbart efter det att fordonets förare har nedtryckt bromspedalen, så snart den runda ringen 142 har förflyttats förbi kompensationsmynningen 115. I själva verket har den radiella ytan 121 kommit i kontakt med ringem 142 kontaktyta och denna förflyttas 7711555-8 därefter åt vänster tillsammans med kolven 116. Till följd härav ökas det tryck som råder i tryckkammaren 124.

Under kolvens returslag kan det inträffa att de friktionskrafter som verkar på ringen 142 är så starka att den radiella ytan 121 frigöres från den motsvarande kontaktytan på ringen 142. Så länge de tryck som råder i tryckkammaren 124 är högre än det tryck som råder i det ringformiga utrymmet ll8, hindras emellertid kommuni- kation av returfluid av läppen 154, som förblir i kontakt med an- satsen 121.

Om kolven ännu icke har nått sitt viloläge och en trycksänkning in- träffar i tryckkammaren, orsakad exempelvis av en fördröjning i återvändande av fluid från bromsmanöverdonen eller genom fluid- läckage, som inträffat under bromsning eller efter en avtappnings- operation, deformeras läppen 154 under inverkan av den tryckskill- nad som har alstrats mellan tillförselkammaren och tryckkammaren för att medge ytterligare fluidtillförsel till tryckkammaren.

Det bör även noteras att uppfinningen har beskrivits i förbindelse med en enkel huvudcylinder men det är uppenbart att uppfinningen likaväl kan utföras i tillämpning vid en tandemhuvudcylinder, som har två tryckkammaren, åtskilda av en flytande kolv. I detta fall skulle varje kolv i huvudcylindern vara försedd med en ring, 1 som innefattar en läpp.

Claims (7)

7711555-8 Patentkrav

1. l. Hydraulisk huvudcylinder, med ett hus, som innehåller ett lopp (l4,l14), en kolv (16,116), som är glidbart anbragt 1 loppet och särskiljer en tillförselkammare (l8,l18), avsedd att förbindas med en fluidbehållare, från en tryckkammare (24,124), avsedd att förbindas med en hydraulisk utnyttjnings- anordning, vilken kolv (l6,l16) har ett huvud invid tryckkammaren och inne- fattar en radiell ansats (30,12l), en ventil (42,l42), utformad av en rund elastomerring, som är anbragt med radiellt spelrum kring kolvhuvudet, varvid ringen (42,l42) är glidbart och tätande anbragt i loppet (16,1l6) och belägen med axiellt spelrum mellan den radiella ansatsen (30,121) och stopporgan (50), varjämte ringen är avsedd att, genom fluidtät samverkan med en av sina radiella kontaktsidoytor (4l,l4l) med den radiella ansatsen, styra fluidkommunikation mellan tillförselkammaren (l8,l18) och tryckkammaren (l4,124), vilken kommuni- kation medges, när kolven intar sitt viloläge, och normalt är avbruten, när kolven förflyttas från sitt viloläge, k ä n n e t e c k n a d av att ringen (42,l42) har en ringformig, fjädrande läpp (54,lS4), som utskjuter från ringen (42,l42) mot den radiella ansatsen till bildande av en hackventil, vilken till- låter fluidtillförsel mot tryckkammaren men hindrar fluidflöde från tryckkamma- ren mot tillförselkammaren, när kolven intar ett läge utanför sitt viloläge.

2. Huvudcylinder enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att läppen (54,lS4) är belägen invid en av kontaktsidoytorna (4l,14l) och utskjuter mot den radiella ansatsen utanför planet för nämnda ena av kontaktsidoytorna.

3. Huvudcylinder enligt något av kraven 1 och 2, k ä n n e t e c k n a d av att läppen (54,lS4), när den är i sitt odeformerade läge är nedvikt mot elastomerringene (42) centrumaxel.

4. Huvudcylinder enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att läppen (54,154) är utförd i ett stycke med elastomerringen.

5. Huvudcylinder enligt något av kraven l-4, k ä n n e t e c k n a d av att kolvhuvudet innefattar ett ringformigt spår (113), i vilket den runda ringen (142) av elastomermaterial är anbragt med axlellt spelrum, varvid en av spårets radiella ytor (121) bildar den radiella ansatsen, medan dess andra radiella yta (123) bildar den stoppanordning mot vilken den runda ringen (142) normalt anligger, när kolven intar sitt viloläge, samt ringen av elastomer- material samverkar med en kompensationsmynning (115) och med den radiella an- satsen (121) för att styra fluidkommunikation mot tryckkammaren (124). 1711555-3 10

6. Huvudcylinder enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda ena kontaktsidoyta på elastomerringen är åtskild från den radiella ansatsen (121), när kolven intar sitt viloläge, varvid läppen (154) invid nämnda sidoyta anligger mot den radiella ansatsen (121).

7. Huvudcylinder enligt något av kraven 1-4,- k ä n n e t e t k n a d av att stopporganen (50) är utformade såsom en styv bricka, vilken är glidbart monterad på kolvhuvudet invid den andra kontaktsidoytan på elastomerringen (42) samt är fjädrande påverkad till kontakt med ett anslag som är utformat på kolv- huvudet, i vilket tillstånd det axiella avståndet mellan den radiella avsatsen (30) och motsvarande yta på den styva brickan (50) är större än det axiella av- ståndet mellan de båda kontaktsidoytorna på elastomerringen (42), för att där- igenom definiera det axiella spelrummet, vilket spelrum är mindre än det axiella avståndet mellan den nämnda ena kontaktsidoytan (41) och den fria änden på läppen (54) när den senare intar sitt odeformerade tillstånd. ANFöRDA PUBLIKATIONER: Tyskland 2 647 ses (ßóoï-n/ns) us s 165 896 (ao-saz)