WO1999048736A1 - Hauptzylinder für eine hydraulische fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Hauptzylinder für eine hydraulische fahrzeugbremsanlage Download PDF

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WO1999048736A1
WO1999048736A1 PCT/EP1999/001925 EP9901925W WO9948736A1 WO 1999048736 A1 WO1999048736 A1 WO 1999048736A1 EP 9901925 W EP9901925 W EP 9901925W WO 9948736 A1 WO9948736 A1 WO 9948736A1
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WO
WIPO (PCT)
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pressure
master cylinder
recess
pressure chamber
throttle element
Prior art date
Application number
PCT/EP1999/001925
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Kaub
Martin Struschka
Original Assignee
Lucas Industries Public Limited Company
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.)
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Publication date
Application filed by Lucas Industries Public Limited Company filed Critical Lucas Industries Public Limited Company
Publication of WO1999048736A1 publication Critical patent/WO1999048736A1/de

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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
    • B60T11/232—Recuperation valves

Definitions

  • the invention relates to a master cylinder according to the preamble of claim 1 and a vehicle brake system equipped with such a master cylinder.
  • Such a master cylinder is known from DE 195 20 671 AI.
  • the problem with this master cylinder is that the free travel to be overcome when the master cylinder is operated is relatively large, i.e. 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 resulting from an actuation is primarily that the pressure pistons in the master cylinder - starting from a rest position in which the pressure pistons are at the start of actuation - have to be moved relatively far in the actuation direction before a fluid connection between the reservoir for hydraulic fluid and the pressure chambers in the master cylinder is interrupted. Before this fluid connection is not interrupted, no appreciable pressure build-up can take place in the pressure chambers of the master cylinder.
  • the invention is therefore based on the object to reduce the free travel in a master cylinder of the type mentioned, which must be overcome when actuated.
  • Master cylinder arranged a throttle element which throttles a follow-up bore present in the pressure piston when the pressure piston is displaced in the pressure-building direction and is part of the fluid connection between the pressure chamber interacting with the pressure piston and a reservoir for hydraulic fluid.
  • the throttle element already counteracts an outflow of hydraulic fluid from the pressure chamber in the initial phase of a displacement of the pressure piston in the direction of actuation, in which the aforementioned fluid connection has not yet been interrupted, and thus enables an appreciable pressure build-up in a very early stage of actuation the pressure chamber.
  • the throttle element is not effective, so that hydraulic fluid can flow unhindered through the trailing bore into the pressure chamber.
  • the solution according to the invention does not lead to the fact that the free travel of the master cylinder is reduced as desired, but also results in a very advantageous response characteristic, i.e. the brake pressure builds up quickly and yet softly.
  • the throttle element is preferably axially movable between two positions in the recess of the pressure piston which is to be attributed to the pressure chamber, it being inactive in a first position, i.e. does not impede a fluid flow through the trailing bore, which extends essentially radially through the wall of the pressure piston delimiting the recess. In a second position, which the throttle element assumes when the pressure piston is displaced in the actuating direction, the throttle element is located in the flow direction of the hydraulic fluid in front of the trailing bore, so that hydraulic fluid can hardly flow out of the pressure chamber through the trailing bore.
  • the throttle element is annular.
  • the ring-shaped design of the throttle element makes it possible to use the same throttle element in the circumferential direction of several - 3 -
  • the throttle element is designed as a ring with an L-shaped cross section.
  • the outer peripheral surface of this ring is in sliding contact with the circumferential wall delimiting the cylindrical recess in the pressure piston, so that the throttle element - lubricated by the hydraulic fluid - is axially displaceable in a floating manner between the two positions mentioned.
  • the throttle element is a ring with a rectangular cross-section, the central longitudinal axis of the rectangular cross-section being inclined to the peripheral wall of the recess of the pressure piston.
  • the throttle element is a ring with a rectangular cross-section, the central longitudinal axis of the rectangular cross-section being inclined to the peripheral wall of the recess of the pressure piston.
  • the second position of the throttle element is defined by a step formed in the peripheral wall of the recess of the pressure piston adjacent to the trailing bore and projecting radially inward, while the first position of the throttle element is defined by a stop axially spaced from this step, which stops in the peripheral wall of the Recess is inserted.
  • Such an embodiment is favorable in terms of production technology and enables simple assembly of a master cylinder according to the invention by first inserting the throttle element into the recess of the pressure piston and then inserting the stop into the peripheral wall of the recess, which prevents the throttle element from falling out of the recess.
  • the abovementioned stop which is inserted into the peripheral wall of the recess is formed by a radially resilient locking ring which engages in an annular groove provided for this purpose in the peripheral wall of the recess.
  • the throttle element and / or the radially inwardly projecting step which is formed in the peripheral wall of the recess in the pressure piston, is preferably provided with a plurality of passages. These passages allow a defined leakage flow out of the pressure chamber of the master cylinder through the trailing bore formed in the pressure piston when the throttle element is in its throttle position. Depending on the number and size of the passages present in the throttle element and / or the radially inwardly projecting step, a desired compromise between sufficient throttling action and relatively rapid pressure release can be found.
  • a master cylinder to which the present invention relates is generally intended for use in a so-called dual-circuit brake system, ie the vehicle brake system has two separate hydraulic circuits. Accordingly, the master cylinder has a first pressure piston, also called a primary piston, which interacts with a first pressure chamber, and a second pressure piston, also a secondary piston - 5 -
  • each pressure piston of the master cylinder therefore has a throttle element.
  • the figure shows a master cylinder 10 for a hydraulic vehicle brake system.
  • Such master cylinders are usually coupled together with a brake booster, not shown here, which delivers the actuating force applied by a driver to the master cylinder in an increased form.
  • the master cylinder 10 has a housing 12 with a longitudinally extending, stepped bore 14, in which a first pressure piston 16 and a second pressure piston 18 are arranged.
  • the first pressure piston 16 projects axially from the bore 14 of the housing 12 - 6 -
  • Radial sealing elements 23, 24 and 25 are arranged on the guide sleeve 22 and seal the guide sleeve 22 with respect to the second pressure piston 18 or with respect to the bore 14.
  • An annular support element 26 also inserted into the bore 14 defines the axial position of the guide sleeve 22.
  • the first pressure piston 16 is also axially displaceably guided by a guide sleeve 28 which concentrically surrounds it and is inserted into the front part of the bore 14.
  • a hollow cylindrical spacer sleeve 30 is arranged axially between the two guide sleeves 22 and 28 and defines the axial position of the guide sleeve 28 with respect to the guide sleeve 22.
  • a closure element 32 which is axially penetrated by the first pressure piston 16, is screwed into the foremost part of the bore 14 and braces the two guide sleeves 22 and 28 and the spacer sleeve 30 against one another, so that their axial position is fixed.
  • Radial sealing elements 34 and 36 seal the first pressure piston 16 against the spacer sleeve 30 and against the closure element 32.
  • the first pressure piston 16 ing delimits, together with the spacer sleeve 30, the second plunger 18 and an axially between the spacer sleeve 30 and the guide sleeve 22 disposed Stützr * 38 a first pressure chamber 40 in the housing 12 of the master cylinder 10.
  • This first pressure chamber 40 which in operation is completely filled with hydraulic fluid, is above outlets 42 and from - 7 -
  • Housing 12 leading hydraulic lines, not shown, in connection with a first brake circuit of the vehicle brake system.
  • Each pressure piston 16, 18 is provided in its end section facing the pressure chamber 40 or 44 with a cylindrical recess 48, 48 'which forms part of the associated pressure chamber 40 or 44. Return springs 50, 50 'bias the two pressure pistons 16 and 18 into the rest position shown in the figure.
  • the housing 12 of the master cylinder 10 is provided on its upper side with two connection openings 52, 54, in which two correspondingly shaped connection pieces of a reservoir for hydraulic fluid (not shown here) engage in a sealing manner during operation.
  • the hydraulic fluid passes from this reservoir through the connection opening 52, a channel 56 formed in the housing 12, an annular space 58 delimited by the bore 14 and the guide sleeve 22, in the guide sleeve
  • the hydraulic fluid passes from the reservoir through the connection opening 54, a channel 66 formed in the housing 12, an adjoining annular space 68, defined between the bore 14 and the spacer sleeve 30, and formed in the guide sleeve 28 - 8th -
  • radial channels 70 an annular space 72 delimited between the guide sleeve 28 and the first pressure piston 16, and finally through a plurality of circumferentially spaced radial trailing bores 64 ′, which connect the annular space 72 to the cylindrical recess 48 in the pressure piston 16, into the first pressure chamber 40.
  • a noteworthy pressure build-up in the pressure chambers 40 and 44 can only take place when the follow-up bores 64 and 64 'have passed over the associated radial sealing elements 23 and 34, because only then is the fluid connection between the pressure chambers 40, 44 and the reservoir for hydraulic fluid interrupted .
  • a throttle element 74 which is annular here, is present in the cylindrical recesses 48 and 48 'of the pressure pistons 16 and 18, respectively. According to a first embodiment, which is shown in detail views A and B -, this throttle element 74 has one
  • the annular throttle element 74 is axially floating between a first position (see detail view A), in which it exposes the trailing bores 64 and 64 ', and a second position (see detail view B), in which it traces the trailing bores 64 or 64 'in the recess 48' or 48 throttled by pushing itself in front of the trailing bores and thereby obstructing or even completely preventing a fluid flow through these bores.
  • the latter, second position of the throttle element 74 is defined by a step 76 of the pressure piston 16 or 18, which is formed adjacent to the follow-up bores 64 and 64 'in the recess 48' and 48 and protrudes radially inwards, against which one is defined by the short one Leg of the L-shaped cross section formed ring flange 78 of the throttle element 74 abuts (see detailed view B).
  • the first position of the throttle element 74 is determined by a locking ring 80 which is axially spaced from the step 76 and which is designed to be radially resilient and is snapped into an annular groove 82 in the peripheral wall of the recess 48 or 48 '.
  • the function of the throttle elements 74 is as follows: when the master cylinder 10 is actuated, ie when the pressure pistons 16 and 18 are displaced into the bore 14, hydraulic fluid is first released from the pressure chambers 40 and 44 through the follow-up bores 64 'and 64 displaced towards the hydraulic fluid reservoir. This fluid flow or the resulting relative negative pressure in the area of the follow-up bores 64 or 64 'leads to each throttle element 74 being shifted from its first position shown in detail view A to its second position according to detail view B, in which it closes the trailing bores 64 and 64 ', however, at least narrows their flow cross-section so much that a fluid flow out of the pressure chambers 40 and 44 would have to overcome a very high flow resistance. Because of the high flow resistance caused by the throttle elements 74, there is an outflow of hydraulic fluid - 10 -
  • the throttle elements 74 essentially maintain their second position until the pressure chambers 40 and 44 are completely relieved of pressure after a release of the master cylinder 10 following an actuation, i.e. return to their rest position shown in the figure. If, in this state, the hydraulic fluid volume in one of the brake circuits has to be supplemented, for example due to increasing wear of the friction linings of the wheel brakes, a relative negative pressure arises in the pressure chambers 40 and 44 compared to the atmospheric pressure acting on the reservoir for hydraulic fluid.
  • This pressure difference acts on the throttle elements 74 and shifts them back into their first position, in which the flow cross section of the follow-up bores 64 or 64 'is not restricted, so that hydraulic fluid from the reservoir through the follow-up bores 64 or 64' is unhindered into the pressure chamber 40 and / or 44 can flow.
  • the detailed views C and D show a second exemplary embodiment of an annular throttle element 74 'which, in contrast to the previously described throttle element 74, has a rectangular cross section.
  • the central longitudinal axis of the rectangular cross section is inclined to the peripheral wall of the recess 48 or 48 'in such a way that the radially inner part of the annular
  • Throttle element 74 abuts the step 76 in its second position. There is only a circular contact between the throttle element 74 'and the peripheral wall of the recess 48 or 48'. The frictional resistance between the throttle element 74 'and the peripheral wall of the cylindrical recess 48 or 48' is reduced in this way, as a result of which the throttle element 74 'is already on it even smaller - 11 -

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Abstract

Ein Hauptzylinder (10) für eine hydraulische Bremsanlage hat ein Gehäuse (12) und einen darin verschiebbar geführten Druckkolben (16), der in dem Gehäuse (12) eine Druckkammer (40) für Hydraulikfluid begrenzt. In seinem der Druckkammer (40) zugewandten Endabschnitt weist der Druckkolben (16) eine mit der Druckkammer (40) in Fluidverbindung stehende, vorzugsweise zylindrische Ausnehmung (48) auf, die durch wenigstens eine Nachlaufbohrung (64') mit der Außenumfangsfläche des Druckkolbens (16) verbunden ist. Um den für einen Bremsdruckaufbau nutzlosen Leerweg des Hauptzylinders (10) zu verringern, ist in der Ausnehmung (48) des Druckkolbens (16) ein Drosselelement (74, 74') angeordnet, das bei einer Verschiebung des Druckkolbens (16) in druckaufbauender Richtung die Nachlaufbohrung (64') bedrosselt, um einen durch diese Nachlaufbohrung erfolgenden Abstrom von Hydraulikfluid aus der Druckkammer (40) umindest zu behindern. Bei druckentlasteter Druckkammer (40) gestattet das Drosselelement (74, 74') einen ungehinderten Zustrom von Hydraulikfluid durch die Nachlaufbohrung (64') in die Druckkammer (40).

Description

- 1 -
Hauptzylinder für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage
Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine mit einem solchen Hauptzylinder ausgestattete Fahrzeugbremsanlage.
Ein solcher Hauptzylinder ist aus der DE 195 20 671 AI bekannt. Bei diesem Hauptzylinder 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 die Druckkolben in dem Hauptzylinder - ausgehend von einer Ruhestellung, in der sich die Druckkolben bei Betätigungsbeginn befinden - relativ weit in Betätigungsrichtung verschoben werden müssen, bevor eine Fluidverbindung zwischen dem Vorratsbehälter für Hydraulikfluid und den im Hauptzylinder vorhandenen Druckkammern unterbrochen wird. Bevor diese Fluidverbindung nicht unterbrochen ist, kann in den Druckkammern des Hauptzylinders kein nennenswerter Druckaufbau stattfinden.
Grundsätzlich ist jedoch ein möglichst geringer Leerweg erwünscht, denn damit wird ein schnelles Ansprechen der Fahrzeugbremsanlage sichergestellt und dem Fahrer wird das Gefühl vermittelt, daß seine Bremsanlage gut funktioniert.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem Hauptzylinder der genannten Art den Leerweg zu verringern, der bei einer Betätigung überwunden werden muß.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Hauptzylinder gelöst, der die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Demnach ist vorzugsweise in jedem Druckkolben des - 2 -
Hauptzylinders ein Drosselelement angeordnet, das bei einer Verschiebung des Druckkolbens in druckaufbauender Richtung eine im Druckkolben vorhandene Nachlaufbohrung bedrosselt, die Teil der Fluidverbindung zwischen der mit dem Druckkolben zusammen- wirkenden Druckkammer und einem Vorratsbehälter für Hydraulikfluid ist. Das Drosselelement wirkt bereits in der Anfangsphase einer in Betätigungsrichtung erfolgenden Verschiebung des Druckkolbens, in der die vorgenannte Fluidverbindung noch nicht unterbrochen ist, einem Abstrom von Hydraulikfluid aus der Druckkammer entgegen und ermöglicht auf diese Weise schon in einem sehr frühen Stadium der Betätigung einen nennenswerten Druckaufbau in der Druckkammer. Bei druckentlasteter Druckkammer hingegen ist das Drosselelement nicht wirksam, so daß Hydraulikfluid ungehindert durch die Nachlaufbohrung in die Druckkammer einströmen kann. Die erfindungsgemäße Lösung führt nicht zur dazu, daß der Leerweg des Hauptzylinders wie gewünscht verringert ist, sondern hat darüber hinaus eine sehr vorteilhafte Ansprechcharakteristik zur Folge, d.h. der Bremsdruckaufbau setzt schnell und dennoch weich ein.
Vorzugsweise ist das Drosselelement in der der Druckkammer zuzurechnenden Ausnehmung des Druckkolbens axial zwischen zwei Stellungen beweglich, wobei es in einer ersten Stellung inaktiv ist, d.h. einen Fluidstrom durch die Nachlaufbohrung, die sich im wesentlichen radial durch die die Ausnehmung begrenzende Wand des Druckkolbens erstreckt, nicht behindert. In einer zweiten Stellung, die das Drosselelement bei einer Verschiebung des Druckkolbens in Betätigungsrichtung einnimmt, befindet sich das Drosselelement in Strömungsrichtung des Hydraulikfluids gesehen vor der Nachlaufbohrung, so daß kaum noch Hydraulikfluid aus der Druckkammer durch die Nachlaufbohrung abströmen kann.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Hauptzylinders ist das Drosselelement ringförmig. Die ringförmige Ausgestaltung des Drosselelementes ermöglicht es, mit ein und demselben Drosselelement mehrere in Umfangsrichtung vonein- - 3 -
ander beabstandete Nachlaufbohrungen im Druckkolben zu bedros- seln oder freizugeben.
Bei einer Ausführungsform ist das Drosselelement als Ring mit L-förmigem Querschnitt ausgeführt. Die Außenumfangsflache dieses Rings steht dabei in Gleitberührung mit der die zylindrische Ausnehmung im Druckkolben begrenzenden Umfangswandung, so daß das Drosselelement - geschmiert durch das Hydraulikfluid - schwimmend zwischen den beiden genannten Stellungen axial verschiebbar ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Drosselelement ein Ring mit rechteckigem Querschnitt, wobei die Mittellängsachse des rechteckigen Querschnitts zur Umfangswandung der Ausnehmung des Druckkolbens geneigt verläuft. Auf diese Weise besteht zwischen dem Drosselelement und der die Ausnehmung des Druckkolbens begrenzenden Umfangswandung nur ein im wesentlichen linienförmiger, genauer kreislinienförmiger Kontakt. Die Reibung zwischen dem Drosselelement und der Umfangswandung der Ausnehmung ist gegenüber der zuvor erwähnten Ausführungsform herabgesetzt, so daß bereits sehr geringe auf das Drosselelement wirkende Druckdifferenzen dazu ausreichen, es von der ersten in die zweite Stellung und umgekehrt zu bewegen.
Vorzugsweise wird die zweite Stellung des Drosselelementes durch eine in der Umfangswandung der Ausnehmung des Druckkolbens benachbart zur Nachlaufbohrung ausgebildete und radial nach innen vorspringende Stufe definiert, während die erste Stellung des Drosselelementes durch einen von dieser Stufe axial beabstandeten Anschlag festgelegt ist, der in die Umfangswandung der Ausnehmung eingesetzt ist. Eine solche Ausführungsform ist fertigungstechnisch günstig und ermöglicht einen einfachen Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders, indem zunächst das Drosselelement in die Ausnehmung des Druck- kolbens eingeführt und danach der Anschlag in die Umfangswandung der Ausnehmung eingesetzt wird, der ein Herausfallen des Drosselelementes aus der Ausnehmung verhindert. Im Betriebszu- - 4 -
stand ist das Drosselelement dann zwischen der Stufe und dem Anschlag axial schwimmend verschiebbar.
Bei einer konstruktiven vorteilhaften Ausführungsform eines er indungsgemäßen Hauptzylinders ist der soeben erwähnte, in die Umfangswandung der Ausnehmung eingesetzte Anschlag durch einen radial federnden Sicherungsring gebildet, der in eine hierfür vorgesehene Ringnut in der Umfangswandung der Ausnehmung einrastet.
Unter bestimmten Umständen kann es erwünscht sein, die Drosselwirkung des Drosselelementes bzw. der Drosselelemente zu begrenzen, damit ein sich am Ende eines Bremslösevorganges, d.h. wenn der oder die Druckkolben wieder in ihre Ruheposition zurückgekehrt sind, noch in den Druckkammern des HauptZylinders befindlicher Überdruck relativ schnell abgebaut werden kann. Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen HauptZylinders ist hierzu das Drosselelement und/oder die radial nach innen vorspringende Stufe, die in der Umfangswan- düng der Ausnehmung des Druckkolbens ausgebildet ist, mit vorzugsweise mehreren Durchlässen versehen. Diese Durchlässe gestatten einen definierten Leckstrom aus der Druckkammer des Hauptzylinders heraus durch die im Druckkolben ausgebildete Nachlaufbohrung dann, wenn sich das Drosselelement in seiner Drosselstellung befindet. Je nach Anzahl und Größe der in dem Drosselelement und/oder der radial nach innen vorspringenden Stufe vorhandenen Durchlässe kann ein gewünschter Kompromiß zwischen ausreichender Drosselwirkung und relativ schneller Druckentspannung gefunden werden.
Ein Hauptzylinder, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist in aller Regel zum Einsatz in einer sogenannten Zweikreisbremsanlage bestimmt, d.h. die Fahrzeugbremsanlage weist zwei voneinander getrennte Hydraulikkreise auf. De ent?- sprechend hat der Hauptzylinder einen ersten Druckkolben, auch Primärkolben genannt, der mit einer ersten Druckkammer zusammenwirkt, und einen zweiten Druckkolben, auch Sekundärkolben - 5 -
genannt, der mit einer zweiten Druckkammer im Hauptzylinder zusammenwirkt. Obwohl die erfindungsgemäß angestrebte Wirkung großteils bereits eintritt, wenn nur der Druckkolben mit einem Drosselelement versehen wird, der mit derjenigen Druckkammer zusammenwirkt, die Hydraulikdruck zu den vorderen Radbremsen eines Fahrzeuges leitet, ist es doch vorteilhaft, jeden Druckkolben des Hauptzylinders mit einem wie beschrieben funktionierenden Drosselelement auszustatten. Bei bevorzugten Ausführungsformen erfindungsgemäßer Hauptzylinder weist deshalb jeder Druckkolben ein Drosselelement auf.
Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders werden im folgenden anhand der beigefügten, einzigen Figur mit ihren verschiedenen Detailansichten näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen erfindungsgemäßen
Hauptzylinder im Längsschnitt, wobei die Detailansicht A ein Drosselelement gemäß einer ersten Ausführungsform in seiner ersten Stellung zeigt, in der es eine im Druckkolben vorhandene, radiale Nachlaufbohrung nicht behindert, und wobei die Detailansicht B das Drosselelement gemäß der ersten Ausführungsform in seiner zweiten Stellung wiedergibt, in der es die Nachlaufbohrung bedrosselt. Die Detailansicht C zeigt ein Drosselelement gemäß einer zweiten Ausführungsform in seiner ersten Stellung, während die Detailansicht D das Drosselelement gemäß der zweiten Ausführungsform in seiner zweiten Stellung wiedergibt.
Die Figur zeigt einen Hauptzylinder 10 für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage. Solche Hauptzylinder sind üblicherweise mit einem hier nicht dargestellten Bremskraftverstärker zusammengekoppelt, der die von einem Fahrer aufgebrachte Betätigungskraft in verstärkter Form an den Hauptzylinder abgibt.
Der Hauptzylinder 10 hat ein Gehäuse 12 mit einer längsverlä - fenden, gestuften Bohrung 14, in der ein erster Druckkolben 16 und ein zweiter Druckkolben 18 angeordnet sind. Der erste Druckkolben 16 ragt aus der Bohrung 14 des Gehäuses 12 axial - 6 -
heraus und ist zur Verbindung mit einem nicht dargestellten Kraftabgabeglied des bereits erwähnten Bremskraftverstärkers ausgebildet, das hierzu in ein Sackloch 20 des Druckkolbens 16 eingreift.
Der zweite Druckkolben 18, dessen Außendurchmesser im gezeigten Ausführungsbeispiel kleiner als der Außendurchmesser des ersten Druckkolbens 16 ist, wird von einer ihn konzentrisch umgebenden Führungshülse 22 axial verschieblich geführt, die in den hinte- ren Teil der Bohrung 14 eingesetzt ist. An der Führungshülse 22 sind Radialdichtelemente 23, 24 und 25 angeordnet, die die Führungshülse 22 gegenüber dem zweiten Druckkolben 18 bzw. gegenüber der Bohrung 14 abdichten. Ein ebenfalls in die Bohrung 14 eingesetztes, ringförmiges Stützelement 26 definiert die axiale Lage der Führungshülse 22.
Analog zum zweiten Druckkolben 18 wird auch der erste Druckkolben 16 von einer ihn konzentrisch umgebenden Führungshülse 28 axial verschieblich geführt, die in den vorderen Teil der Bohrung 14 eingesetzt ist. Axial zwischen den beiden Führungshülsen 22 und 28 ist eine hohlzylindrische Distanzhülse 30 angeordnet, die die axiale Lage der Führungshülse 28 in bezug auf die Führungshülse 22 festlegt. Ein Verschlußelement 32, das von dem ersten Druckkolben 16 axial durchsetzt wird, ist in den vordersten Teil der Bohrung 14 geschraubt und verspannt die beiden Führungshülsen 22 und 28 sowie die Distanzhülse 30 gegeneinander, so daß deren axiale Position fixiert ist. Radialdichtelemente 34 und 36 dichten den ersten Druckkolben 16 gegenüber der Distanzhülse 30 bzw. gegenüber dem Verschluß- element 32 ab.
Der erste Druckkolben 16 begrenzt zusammen mit der Distanzhülse 30, dem zweiten Druckkolben 18 und einem axial zwischen der Distanzhülse 30 und der Führungshülse 22 angeordneten Stützr*ing 38 eine erste Druckkammer 40 im Gehäuse 12 des Hauptzylinders 10. Diese erste Druckkammer 40, die im Betrieb vollständig mit Hydraulikfluid gefüllt ist, steht über Auslässe 42 und vom - 7 -
Gehäuse 12 wegführende, nicht dargestellte Hydraulikleitungen in Verbindung mit einem ersten Bremskreis der Fahrzeugbremsanlage.
Der zweite Druckkolben 18 begrenzt zusammen mit dem Stützelement 26 und dem hintersten Teil der Bohrung 14 eine zweite Druckkammer 44, die über einen Auslaß 46 und eine ebenfalls nicht dargestellte Hydraulikleitung in Verbindung mit einem zweiten Bremskreis der Fahrzeugbremsanlage steht.
Jeder Druckkolben 16, 18 ist in seinem der Druckkammer 40 bzw. 44 zugewandten Endabschnitt mit einer zylindrischen Ausnehmung 48, 48' versehen, die einen Teil der zugehörigen Druckkammer 40 bzw. 44 bildet. Rückstellfedern 50, 50' spannen die beiden Druckkolben 16 und 18 in die in der Figur wiedergegebene Ruhestellung vor.
Das Gehäuse 12 des Hauptzylinders 10 ist auf seiner Oberseite mit zwei Anschlußöffnungen 52, 54 versehen, in die im Betrieb zwei entsprechend geformte Anschlußstutzen eines hier nicht dargestellten Vorratsbehälters für Hydraulikfluid dichtend eingreifen. Aus diesem Vorratsbehälter gelangt das Hydraulikfluid durch die Anschlußöffnung 52, einen im Gehäuse 12 ausgebildeten Kanal 56, einen durch die Bohrung 14 und die Führungshülse 22 begrenzten Ringraum 58, in der Führungshülse
22 ausgebildete radiale Kanäle 60, einen zwischen der Führungshülse 22 und dem zweiten Druckkolben 18 begrenzten Ringraum 62 und schließlich durch mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, radial verlaufende Nachlaufbohrungen 64, die den Ringraum 62 mit der zylindrischen Ausnehmung 48' im Druckkolben 18 verbinden, in die zweite Druckkammer 44.
Auf analoge Weise gelangt das Hydraulikfluid aus dem Vorratsbehälter durch die Anschlußöffnung 54, einen im Gehäuse 12 ausge- bildeten Kanal 66, einen sich daran anschließenden, zwischen der Bohrung 14 und der Distanzhülse 30 begrenzten und axial verlaufenden Ringraum 68, in der Führungshülse 28 ausgebildete - 8 -
radiale Kanäle 70, einen zwischen der Führungshülse 28 und dem ersten Druckkolben 16 begrenzten Ringraum 72, und schließlich durch mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, radiale Nachlaufbohrungen 64', die den Ringraum 72 mit der zylindrischen Ausnehmung 48 im Druckkolben 16 verbinden, in die erste Druckkammer 40.
In der gezeigten Ruhestellung der Druckkolben 16 und 18 ist die angegebene Verbindung zwischen der ersten Druckkammer 40 bzw. der zweiten Druckkammer 44 und dem Vorratsbehälter für Hydraulikfluid geöffnet. Bei einer Betätigung des Hauptzylinders 10 werden jedoch sowohl der erste Druckkolben 16 als auch der zweite Druckkolben 18 in üblicher und daher nicht weiter erläuterter Weise in die Bohrung 14 hinein verschoben, wobei nach einem gewissen Betätigungsweg die in den Druckkolben 16 und 18 vorhandenen Nachlaufbohrungen 64 und 64 ' die Radialdichtelemente 23 bzw. 34 passieren. Üblicherweise kann ein nennenswerter Druckaufbau in den Druckkammern 40 und 44 erst dann stattfinden, wenn die Nachlaufbohrungen 64 und 64' die zugehörigen Radialdichtelemente 23 bzw. 34 überfahren haben, denn erst dann ist die Fluidverbindung zwischen den Druckkammern 40, 44 und dem Vorratsbehälter für Hydraulikfluid unterbrochen. Dies bedeutet jedoch, daß der Betätigungsweg, der durchlaufen werden muß, bis die Nachlaufbohrungen 64 und 64' die entsprechenden Radialdichtelemente 23 und 34 überfahren haben, zur eigentlichen Bremsdruckerzeugung nicht zur Verfügung steht. Dieser Weg wird deshalb auch als Leerweg bezeichnet.
Um diesen Leerweg möglichst kurz zu halten und den Betätigungs- weg der Druckkolben 16 und 18 möglichst vollständig für einen Bremsdruckaufbau verwenden zu können, ist in den zylindrischen Ausnehmungen 48 bzw. 48' der Druckkolben 16 und 18 jeweils ein hier ringförmiges Drosselelement 74 vorhanden. Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in den Detailansichten A und B - wiedergegeben ist, hat dieses Drosselelement 74 einen
L-förmigen Querschnitt und steht mit seiner Außenumfangsflache in Gleitberührung mit der Umfangswandung der Ausnehmung 48 bzw. - 9 -
48 ' . Das ringförmige Drosselelement 74 ist dabei axial schwimmend zwischen einer ersten Stellung (sh. Detailansicht A) , in der es die Nachlaufbohrungen 64 bzw. 64' freigibt, und einer zweiten Stellung (sh. Detailansicht B) axial bewegbar, in der es die Nachlaufbohrungen 64 bzw. 64' in der Ausnehmung 48' bzw. 48 bedrosselt, indem es sich vor die Nachlaufbohrungen schiebt und dadurch einen Fluidstrom durch diese Bohrungen behindert oder sogar gänzlich unterbindet. Die letztgenannte, zweite Stellung des Drosselelementes 74 ist durch eine benachbart zu den Nachlaufbohrungen 64 bzw. 64' in der Ausnehmung 48' bzw. 48 ausgebildete und radial nach innen vorspringende Stufe 76 des Druckkolbens 16 bzw. 18 definiert, gegen die ein durch den kurzen Schenkel des L-förmigen Querschnitts gebildeter Ringflansch 78 des Drosselelementes 74 stößt (sh. Detailansicht B) .
Die erste Stellung des Drosselelementes 74 ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen durch einen axial von der Stufe 76 beab- standeten Sicherungsring 80 festgelegt, der radial federnd ausgebildet und in eine Ringnut 82 der Umfangswandung der Ausnehmung 48 bzw. 48' eingeschnappt ist.
Die Funktion der Drosselelemente 74 ist wie folgt: Bei einer Betätigung des Hauptzylinders 10, d.h. bei einer Verschiebung der Druckkolben 16 und 18 in die Bohrung 14 hinein, wird zu- nächst Hydraulikfluid aus den Druckkammern 40 und 44 durch die Nachlaufbohrungen 64' bzw. 64 hinaus in Richtung zum Vorratsbehälter für Hydraulikfluid verdrängt. Dieser Fluidstrom bzw. der sich durch ihn ergebende, relative Unterdruck im Bereich der Nachlaufbohrungen 64 bzw. 64' führt dazu, daß jedes Drossel- element 74 aus seiner in der Detailansicht A gezeigten ersten Stellung in seine zweite Stellung gemäß der Detailansicht B verschoben wird, in der es die Nachlaufbohrungen 64 bzw. 64' verschließt, zumindest jedoch ihren Strömungsquerschnitt so stark verengt, daß ein Fluidstrom aus den Druckkammern 40 und 44 heraus einen sehr hohen Strömungswiderstand überwinden müßte. Aufgrund des durch die Drosselelemente 74 bewirkten, hohen Strömungswiderstandes wird ein Abstrom von Hydraulikfluid - 10 -
aus den Druckkammern 40 und 44 durch die Nachlaufbohrungen 64' bzw. 64 bereits in der Anfangsphase einer Betätigung des Hauptzylinders 10 stark reduziert, so daß sich bereits kurz nach Betätigungsbeginn ein nennenswerter Bremsdruck in den Druckkammern 40 und 44 aufbauen kann.
Die Drosselelemente 74 behalten ihre zweite Stellung im wesentlichen solange bei, bis die Druckkammern 40 und 44 - nach einem auf eine Betätigung folgenden Lösen des Hauptzylinders 10 - wieder vollständig druckentlastet sind, d.h. wieder ihre in der Figur wiedergegebene Ruhestellung einnehmen. Ist in diesem Zustand eine Ergänzung des Hydraulikfluidvolumens in einem der Bremskreise erforderlich, beispielsweise aufgrund einer zunehmenden Abnutzung der Reibbeläge der Radbremsen, entsteht in den Druckkammern 40 und 44 ein relativer Unterdruck gegenüber dem auf den Vorratsbehälter für Hydraulikfluid wirkenden Atmosphärendruck. Diese Druckdifferenz wirkt auf die Drosselelemente 74 und verschiebt sie zurück in ihre erste Stellung, in der der Strömungsquerschnitt der Nachlaufbohrungen 64 bzw. 64' nicht eingeengt ist, so daß Hydraulikfluid aus dem Vorratsbehälter durch die Nachlaufbohrungen 64 bzw. 64' ungehindert in die Druckkammer 40 und/oder 44 einströmen kann.
Die Detailansichten C und D zeigen ein zweites Ausführungsbei- spiel eines ringförmigen Drosselelementes 74', das im Gegensatz zum zuvor beschriebenen Drosselelement 74 einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Wie aus den Detailansichten C und D hervorgeht, verläuft die Mittellängsachse des rechteckigen Querschnitts zur Umfangswandung der Ausnehmung 48 bzw. 48' derart geneigt, daß der radial innere Teil des ringförmigen
Drosselelementes 74' in dessen zweiter Stellung gegen die Stufe 76 stößt. Zwischen dem Drosselelement 74' und der Umfangswandung der Ausnehmung 48 bzw. 48' besteht lediglich eine kreis- linienför ige Berührung. Der Reibungswiderstand zwischen dem Drosselelement 74' und der Umfangswandung der zylindrischen Ausnehmung 48 bzw. 48' ist auf diese Weise herabgesetzt, wodurch das Drosselelement 74' bereits bei noch kleineren auf es - 11 -
wirkenden Druckdifferenzen seine axiale Lage verändert. Die Funktion des Drosselelementes 74' entspricht der des Drossel elementes 74.

Claims

- 12 -Patentansprüche
1. Hauptzylinder (10) für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, mit einem Gehäuse (12) und einem darin verschiebbar geführten Druckkolben (16) , der in dem Gehäuse (12) eine Druckkammer (40) für Hydraulikfluid begrenzt und in seinem der Druckkammer (40) zugewandten Endabschnitt eine mit der Druck- kammer (40) in Fluidverbindung stehende, vorzugsweise zylindrische Ausnehmung (48) aufweist, die durch wenigstens eine Nachlaufbohrung (64') mit der Außenumfangsflache des Druckkolbens (16) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (48) des Druck- kolbens (16) ein Drosselelement angeordnet ist, das bei einer
Verschiebung des Druckkolbens (16) in druckaufbauender Richtung die Nachlaufbohrung (64') bedrosselt, um einen durch die Nachlaufbohrung (64*) erfolgenden Abstrom von Hydraulikfluid aus der Druckkammer (40) zumindest zu behindern, und das bei druck- entlasteter Druckkammer (40) einen ungehinderten Zustrom von Hydraulikfluid durch die Nachlaufbohrung (64') in die Druckkammer (40) gestattet.
2. HauptZylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement axial beweglich ist.
3. Hauptzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement ein Ring (74) mit L-förmigem Querschnitt ist, dessen Außenumfangsflache mit der Umfangswandung der Ausnehmung (48) in Gleitberührung steht.
4. Hauptzylinder nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement ein Ring (744) mit rechteckigem Querschnitt ist, wobei die Mittellängsachse des rechteckigen Querschnitts zur Umfangswandung der Ausnehmung (48) geneigt verläuft, so daß zwischem dem Ring (74') und der - 13 -
Umfangswandung der Ausnehmung (48) lediglich eine Linienberührung besteht.
5. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement (74, 74') zwischen einer in der Umfangswandung der Ausnehmung (48) benachbart zur Nachlaufbohrung (64') ausgebildeten, radial nach innen vorspringenden Stufe (76) und einem davon beabstandeten Anschlag, der in die Umfangswandung der Ausnehmung (48) einge- setzt ist, axial schwimmend verschiebbar ist.
6. Hauptzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch einen Sicherungsring (80) gebildet ist.
7. Hauptzylinder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement (74, 74') und/oder die radial nach innen vorspringende Stufe (76) mit vorzugsweise mehreren Durchlässen versehen ist, die in der Drosselstellung des Drosselelementes (74, 74') einen definierten Leckstrom aus der Druckkammer (40) heraus durch die Nachlaufbohrung (64') gestatten.
8. Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Druckkolben (18) in dem Gehäuse (12) verschiebbar geführt ist, der darin eine weitere Druckkammer (44) für Hydraulikfluid begrenzt und der analog zum ersten Druckkolben (16) in seinem der weiteren Druckkammer (44) zugewandten Endabschnitt eine mit der weiteren Druckkammer (44) in Fluidverbindung stehende, vorzugsweise zylindrische Ausnehmung (48') aufweist, die durch wenigstens eine Nachlaufbohrung (64) mit der Außenumfangsflache des weiteren Druckkolbens (18) verbunden ist, wobei in der Ausnehmung (48') des weiteren Druckkolbens (18) ein weiteres Drossel- - element angeordnet ist, das wie das Drosselelement in der Ausnehmung (48) des ersten Druckkolbens (16) funktioniert. - 14 -
9. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage, gekennzeichnet durch einen Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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