WO2003099624A1 - Master cylinder - Google Patents

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WO2003099624A1
WO2003099624A1 PCT/EP2003/005193 EP0305193W WO03099624A1 WO 2003099624 A1 WO2003099624 A1 WO 2003099624A1 EP 0305193 W EP0305193 W EP 0305193W WO 03099624 A1 WO03099624 A1 WO 03099624A1
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WO
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master cylinder
piston
valve
section
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2003/005193
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Schlüter
Original Assignee
Lucas Automotive Gmbh
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
Application filed by Lucas Automotive Gmbh filed Critical Lucas Automotive Gmbh
Priority to AU2003240264A priority Critical patent/AU2003240264A1/en
Publication of WO2003099624A1 publication Critical patent/WO2003099624A1/en

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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 for a hydraulic vehicle brake system having a master cylinder housing which delimits a longitudinal bore in which a first piston is sealingly and axially guided to form a first pressure chamber, and a first valve which is axially displaceable between an open position and a closed position. in its open position enables a fluid connection between a fluid reservoir and the first pressure chamber and is held in its open position in a rest position of the first piston.
  • a master cylinder of the type mentioned is known from DE 196 10 834 Cl.
  • Such master cylinders are mainly used in vehicles together with brake pressure control systems, such as. B. an anti-lock braking system (ABS) or traction control (ASR) are used and usually have a central valve arranged in a pressure piston.
  • the central valve comprises a valve seat, a valve body which is resiliently biased towards the valve seat and a pin-shaped extension which extends through a bore formed in the pressure piston.
  • the pin-shaped extension when the pressure piston is in its rest position, the pin-shaped extension is supported on a system component connected to the central valve, whereby the central valve is held in its open position, in which it releases a fluid connection between a fluid reservoir and a pressure chamber.
  • the pressure piston is driven by an actuator of the vehicle brake system, e.g. B. a brake pedal, force introduced, so that the pin-shaped extension detaches from the system component and the central valve closes.
  • the fluid connection between the fluid reservoir and the pressure chamber is interrupted and a hydraulic pressure can be built up in the pressure chamber.
  • the central valve In such a master brake cylinder equipped with a central valve, the central valve must have a certain minimum flow cross-section, in particular for performing automatic braking functions, such as ESP or traction control.
  • master brake cylinders should be built as compactly as possible today, because less and less installation space is available in modern vehicles.
  • the invention has for its object to provide a compact brake master cylinder which is suitable for performing automatic braking functions.
  • a master brake cylinder which has a master cylinder housing which is cross-divided with respect to the longitudinal bore and has a first section and a second section, the first valve being arranged radially outside the longitudinal bore in the first section of the master cylinder housing.
  • the inventive design of the master cylinder allows the flow cross-section of the first valve and the diameter of the first piston to be selected as required and independently of one another.
  • the valve Since the first valve is no longer arranged in the first piston, but rather in the master cylinder housing radially outside the longitudinal bore, the valve, which can be assembled in the master cylinder housing in a simple manner due to the multi-part design of the master cylinder housing, can be easily and automatically, for example, for the execution Braking function, such as ESP or traction control flow cross section can be designed.
  • the execution Braking function such as ESP or traction control flow cross section
  • a large flow cross section for the hydraulic fluid flowing from the fluid reservoir into the first pressure chamber or from the first pressure chamber into the fluid reservoir is released even with a small valve lift.
  • the small valve lift enables the brake to respond quickly.
  • a compact piston with a small diameter can be used.
  • the master cylinder according to the invention is therefore characterized by simple assembly and a very compact design with high functionality.
  • the first valve arranged in the first housing section preferably closes a first trailing bore formed in the second section of the master cylinder housing.
  • a master cylinder is particularly simple and inexpensive to manufacture and assemble.
  • the first valve is preferably arranged axially displaceable in the first section of the master cylinder housing with respect to the longitudinal bore of the master cylinder.
  • the individual sections of the master cylinder housing can be clamped to one another by at least one fastening element passing through them in the longitudinal direction.
  • the fastening element can, for example, be a screw which is screwed into a thread which is in one or more section (s) of the Master cylinder housing is formed. Alternatively, however, a screw / nut arrangement or the like can also be used.
  • a shell of a brake booster housing is clamped between the first and the second section of the master cylinder housing. This creates a simple and secure connection of the master cylinder to the brake booster housing. Furthermore, the master cylinder with the shell of the amplifier housing can be preassembled into a separate assembly, which can then be combined with the other components of the in a simple and therefore inexpensive manner
  • Brake booster can be connected.
  • the first section of the master cylinder housing is then arranged in a space-saving manner inside the brake booster housing.
  • the thickness of the shell preferably defines an axial distance between the first and the second section of the master cylinder housing.
  • the axial distance between the first and the second section of the master cylinder housing can be sealed off from the environment by means of a first sealing element which is vulcanized onto an end face of the first or second section of the master cylinder housing in a cost-effective manner.
  • the sealing element can also be vulcanized onto an edge surface of the booster housing shell clamped between the first and the second section of the master cylinder housing.
  • the first piston is preferably hollow-cylindrical and, in the normal case, can only be actuated indirectly by a force output member of a brake booster upstream of the master brake cylinder.
  • an actuating piston can be guided axially displaceably in the first piston.
  • normal case is meant here that the first piston is actuated exclusively by the brake booster upstream of the master brake cylinder if the latter works properly and is not fully controlled during braking.
  • the master cylinder according to the invention is designed as a master cylinder with a purely hydraulic reaction, the actuation of which takes place without an interposed, rubber-elastic reaction disk.
  • an essentially hollow cylindrical sleeve is guided axially displaceably between the first piston and the actuating piston.
  • the sleeve supports against the actuating direction on the actuating piston when the pressure in the first pressure chamber exceeds a predetermined value. It is thereby achieved that the pressure building up in the first pressure chamber as a result of the displacement of the first piston reacts on the actuating member via the actuating piston at the beginning of the braking process.
  • the hydraulic reaction force to be perceived by the driver on the brake pedal thus essentially depends on the hydraulically effective diameter of the actuating piston in this braking phase, so that the hydraulic pressure in the first pressure chamber can be increased rapidly. Only when the pressure in the first pressure chamber exceeds the predetermined value does the sleeve support itself against the direction of actuation
  • Actuating piston which creates a mechanical coupling between the sleeve and the actuating piston. After the mechanical coupling between the actuating piston and the sleeve has been established, the sleeve moves together with the actuating piston in its actuating direction. The hydraulic reaction force now felt by the driver on the brake pedal therefore settles in this
  • Phase of the braking process essentially from the sum of the force acting on the hydraulic active surface of the actuating piston and the force acting on the hydraulic active surface of the sleeve.
  • the driver thus receives stronger feedback about the pressure actually prevailing in the first pressure chamber.
  • the sleeve can be resiliently biased in the actuating direction and, after having overcome a predetermined distance in the opposite actuating direction, can be supported on the actuating piston if the pressure in the pressure chamber exceeds the predetermined value. In this arrangement, the sleeve shifts as a result of
  • the resilient bias of the sleeve determines the predetermined value of the pressure in the first pressure chamber, at which the sleeve can move against its resilient bias and can produce the mechanical coupling with the actuating piston.
  • the sleeve on its side facing the actuating element of the vehicle brake system has a flange which extends radially outward.
  • the flange of the sleeve In a rest position of the master cylinder at the beginning of braking, the flange of the sleeve is supported in the actuating direction on a step formed in the first piston from, so that a mechanical coupling between the sleeve and the first piston is produced.
  • the radially outwardly extending flange of the sleeve detaches from the step and, after having overcome the predetermined distance, abuts a projection formed on the actuating piston, as a result of which the mechanical coupling between the sleeve and the actuating piston is established.
  • a first radially outwardly extending stop element is axially resiliently biased in the direction of a stop present on the actuating piston and, in a rest position of the actuating piston, interacts with a second stop element arranged on the first valve and extending radially inward.
  • the first valve is held in its open position by the interaction of the first and second stop elements.
  • the first and the second stop element initially move together to the left until the closing path of the first valve has been overcome.
  • the first stop element then releases from the second stop element of the first valve and the first valve, which can be resiliently biased, for example, into its closed position, is closed.
  • the rest position of the actuating piston is defined by a shoulder formed in the longitudinal bore, which cooperates with the first stop element in the rest position of the actuating piston. If the master cylinder designed in this way is connected in the usual way to a brake booster, the rest position of a control valve housing of the brake booster functionally connected upstream of the master cylinder is also defined by the determination of the rest position of the actuating piston. By suitably positioning the projection formed on the master cylinder housing, the control valve housing can be in its
  • the design of the master cylinder according to the invention thus makes it possible to dispense with a previously used cross bar, which was used to set the “lost travel free” position of the control valve housing, and was arranged on the control valve housing and cooperated with a stop formed on a wall of a brake booster housing.
  • the use of such a crossbar had the disadvantage that the shells of the brake booster housing had to be positioned very precisely, since the positioning of the shells due to the stop formed on them for determining the "lost travel free” position of the control valve housing and thus for the proper function of the brake booster was crucial.
  • two-part brake booster housings it was therefore imperative to staple the housing shells together in a complex manner in order to ensure the correct positioning of the housing.
  • this complex and costly assembly step can be dispensed with and the housing shells of the brake booster can instead be connected to one another, for example, by means of a pull bolt.
  • a hydraulic fluid passage is preferably formed in the first stop element.
  • the passage can be formed, for example, by a radially extending first groove and an axially extending second groove in fluid communication with the first groove.
  • a substantially hollow cylindrical extension of the main cylinder housing which extends the longitudinal bore in the direction of its free end, can axially guide the first piston according to one embodiment.
  • the master cylinder according to the invention is mounted with a brake booster to form a master cylinder / brake booster unit
  • the hollow cylindrical extension is preferably arranged completely inside the brake booster housing and provides a guide for the first piston, the first piston in turn possibly providing a guide function for the Actuating piston and the sleeve takes over. In this way, the guidance of all pistons required for the actuation of the master cylinder is ensured in a structurally simple manner.
  • a second piston acting on a second pressure chamber is preferably guided in a sealing and axially displaceable manner, while a second valve is axially displaceable between an open position and a closed position, in its open position enables a fluid connection between the fluid reservoir and the second pressure chamber and in a rest position of the second piston is held in its open position.
  • the master cylinder housing is then divided into two cross sections with respect to the longitudinal bore and comprises three sections, the second valve being arranged radially outside the longitudinal bore in the second section of the master cylinder housing.
  • the flow cross-section of the second valve can be selected independently of the diameter of the second piston due to its arrangement in the master cylinder housing radially outside the longitudinal bore.
  • a compact second piston with a small diameter can be used, so that the further development according to the invention provides a simple and inexpensive to assemble, compact tandem master cylinder with high functionality.
  • the second valve In its closed position, the second valve can close a second trailing bore formed in a third section of the master cylinder housing.
  • a radially outwardly projecting flange can be formed on the second piston, which in a rest position of the second piston interacts with a third stop element arranged on the second valve and extending radially inward.
  • the interaction of the radially outwardly projecting flange with the third stop element keeps the second valve in its open position.
  • a master cylinder 10 for a hydraulic vehicle brake system is shown in its rest position.
  • the master cylinder 10 is functionally connected upstream of a vacuum brake booster 12 of a known type which is therefore not explained in detail here.
  • the brake booster 12 has a housing, in the interior of which a movable wall 14 separates a vacuum chamber 16 from a working chamber 18.
  • the vacuum chamber 16 is constantly connected to a vacuum source, for example to the intake tract of an internal combustion engine or to a vacuum pump.
  • a control valve is provided to selectively establish a connection between the working chamber 18 and the vacuum chamber 16 so that the working chamber 18 is also evacuated, or to establish a connection between the evacuated working chamber 18 and the ambient atmosphere, ie the ambient pressure, in order to be able to then to provide a support force on the movable wall resulting differential pressure.
  • the master cylinder 10 and the brake booster 12 are actuated by means of a rod-shaped input member 22 projecting into a housing 20 of the control valve.
  • the input member 22 is fastened with its spherical end 24 in an actuating piston 26.
  • the input member 22 is connected to an actuator, not shown, of the vehicle brake system, for example to a brake pedal, so that an axial force can be exerted on the input member 22 via the actuator, not shown, which is indicated in the figure by an arrow F.
  • the master cylinder 10 which is functionally connected to the brake booster 12, has a housing 28 with a longitudinal bore 30, in which a hollow cylindrical first piston 32 is guided axially displaceably and is sealed by means of a first seal 34.
  • the first piston 32 acts on a first pressure chamber 36, which is also referred to as the primary pressure chamber and is delimited axially in the bore 30 of the master cylinder housing 28 axially between the first piston 32 and a second piston 38 floating in the bore 30.
  • the second piston 38 is sealed off from the master cylinder housing 28 by means of a second and a third seal 40, 42 and acts on a second pressure chamber 46, also referred to as a secondary pressure chamber, which is limited between the second piston 38 and an end wall 44 of the master cylinder housing 28
  • a second pressure chamber 46 also referred to as a secondary pressure chamber
  • the first pressure chamber 36 is connected to a first brake circuit of the vehicle brake system
  • the second pressure chamber 46 is connected to a second brake circuit of the vehicle brake system.
  • the actuating piston 26 passes through the first piston 32 and is axially displaceably guided in the first piston 32 by means of a radially outwardly extending annular collar 48.
  • the actuating piston 26 has a rod-shaped extension 50 of reduced diameter that projects into the first pressure chamber 36.
  • a hollow cylindrical sleeve 52 is arranged axially displaceably, which has a radially outwardly projecting flange 54 at its end facing the input member 22, which is on the right in the figure.
  • the sleeve 52 is sealed from the actuating piston 26 by means of a first O-ring seal 56 and from the first piston 32 by means of a second O-ring seal 58.
  • the flange 54 formed on the sleeve 52 is pressed by a first helical spring 60, the ends of which are supported on the flange 54 or on the annular collar 48 of the actuating piston 26, against an end face 62 of a step 64 facing the input member 22 and shown on the right in the figure. which is formed in the first piston 32 and extends into a central bore 66.
  • An annular stop disk 68 is fastened in the first pressure chamber 36 on the rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26 projecting into the first pressure chamber 36.
  • An annular first stop element 72 which is arranged on the rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26 by means of a hollow cylindrical extension 70, is supported by a second coil spring 74, the ends of which are supported on the first stop element 72 or a support disk 76 fastened on the rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26 , pressed against the stop disk 68.
  • the second piston 38 is biased into its rest position by a third helical spring 78, the ends of which are supported on the end wall 44 of the master cylinder housing or on a piston head 80. At its end facing away from the input member 22 and on the left in the figure, the second piston 38 has a radially outwardly projecting flange 82.
  • the main cylinder housing 38 is divided with respect to the longitudinal bore 30 into three sections 84, 86, 88, which are clamped together by two screws passing through them in the longitudinal direction, not shown in the figure, between the first section 84 shown on the right in the figure and the a shell 90 of a brake booster housing is clamped to the second section 86 adjacent to the first section 84 of the master cylinder housing 28.
  • the thickness of the shell 90 sets an axial distance between the first portion 84 and the second portion 86 of the master cylinder housing 28.
  • a hollow cylindrical extension 92 protruding into the brake booster 12 for guiding the first piston 32 in the master cylinder housing 28 is formed on the first section 84.
  • a first valve 94 with a valve body 96 and a pin-shaped extension 98 is arranged in the first section 84 of the master cylinder housing 28 radially outside the longitudinal bore 30, a second stop element 100 projecting radially inwards being formed on the pin-shaped extension 98.
  • the second stop element 100 interacts with the first stop element 72, which is arranged on the rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26, in order to hold the first valve 94, which is biased into its closed position by a fourth spring 102, in its open position ,
  • the first stop element 72 arranged on the rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26 also rests in the rest position of the master brake cylinder 10 against a step-shaped shoulder 104 which is formed on the first section 84 of the master cylinder housing 28.
  • the first valve 94 closes a first trailing bore 106 which is formed in the second section 86 of the master cylinder housing 28 and is connected in a fluid-conducting manner to a hydraulic fluid container, not shown.
  • the distance defined by the thickness of the amplifier housing shell 90 between the first and second sections 84, 86 of the master cylinder housing 28 is sealed by means of a first sealing element 110 vulcanized onto an end face 109 of the first housing section 84.
  • a hydraulic fluid passage 112 is formed in the first stop element 72.
  • a second valve 94 ′′ which is biased into its firing position by means of a fifth spring 102 ′, with a valve body 96 ′, a pin-shaped extension 98 ′ and a pin 98-shaped extension 98 ′ third stop element 100 'projecting in the rest position of the master brake cylinder 10, the third stop element 100' cooperates with the radially outwardly projecting flange 82 of the second piston 38 in order to hold the second valve 94 'in its open position
  • the second valve 94 ' closes a second follow-up bore 106' formed in the third section 88 of the master cylinder housing 28, which, like the first follow-up bore 106, is fluid-conducting with the not shown hydraulic fluid tank is connected.
  • a second sealing element 110 ' is vulcanized onto an end face 111 of the third housing section 88.
  • the function of the master brake cylinder 10 is explained in more detail below.
  • a force F is applied to the input member 22 via the actuator, not shown, of the vehicle brake system, the input member 22 transmits this force to the actuating piston 26, whereby the latter acts against the force of the first coil spring 60 relative to the first piston 32 and the sleeve 52 in FIG Figure moves to the left.
  • the rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26 is immersed in the first pressure chamber 36.
  • the displacement of the actuating piston 26 to the left leads to the control valve of the brake booster 12 releasing a connection between the working chamber 18 and the ambient atmosphere.
  • a pressure difference then arises on the movable wall 14, which causes the movable wall 14 to shift to the left, so that the control valve housing 20, which is firmly connected to the movable wall 14 via a diaphragm plate 114, also shifts to the left.
  • the additional force generated by the brake booster 12 is transmitted via a force output surface 116 formed on the diaphragm plate 114 to an opposite end surface 118 of a flange 120 formed on the first piston 32 and projecting radially outward, so that the first piston 32 begins to follow to the left and thus into the first pressure chamber 36.
  • the first valve 94 By moving the actuating piston 26 to the left, the first valve 94 is moved into its closed position due to its resilient bias, in which it closes the first trailing bore 106.
  • the first and the second stop element 72, 100 initially shift to the left together until the closing path of the first valve 94 has been overcome, whereupon the first stop element 72 separates from the second stop element 100 of the first valve 94.
  • a hydraulic pressure builds up in the first pressure chamber 36. Due to the pressure building up in the first pressure chamber 36, the second piston 38 also shifts to the left, as a result of which the second valve 94 'is displaced into its closed position due to its resilient bias.
  • the hydraulic pressure building up in the course of the displacement of the actuating piston 26 and the first piston 36 to the left in the first pressure chamber 36 acts both on the hydraulically effective surface of the actuating piston 26 and on the hydraulically active surface of the sleeve 52
  • Piston 32 acting reaction force via the diaphragm plate 114 and the control valve housing 20 is introduced into the brake booster 12 and is therefore not noticeable on the brake pedal, are for feedback of the hydraulic pressure building up in the first pressure chamber 36 to the brake pedal and thus to the vehicle driver hydraulically effective surfaces of the actuating piston 26 and the sleeve 52 are decisive.
  • Several phases can be distinguished with regard to the reaction force felt by the driver when the brake is actuated on the brake pedal.
  • the fluid connection between the first pressure chamber 36 and the hydraulic fluid container is still open, so that the reaction force corresponds to the spring force of the first coil spring 60 (phase 1).
  • the response behavior of the brake system can therefore be adjusted in the desired manner by a suitable choice of the spring stiffness of the spring 60.
  • the sleeve 52 is displaced relative to the first piston 32 and the actuating piston 26 against the force of the first spring 60 to the right until the flange 54 of the sleeve 52 after covering a distance S comes into contact with a projection 122 formed on the actuating piston 26.
  • This creates a mechanical coupling between the sleeve 52 and the actuating piston 26, so that the sleeve 52 is displaced to the left together with the actuating piston 26 when the actuating piston 26 is moved further to the left.
  • the sum of the hydraulically effective surfaces of the actuating piston 26 and the sleeve 52 is then decisive for the hydraulic portion of the reaction force felt on the brake pedal (phase 3).
  • the ratio in which a vehicle driver feels the increase in hydraulic pressure in the first pressure chamber 36 as an increase in the counterforce to be overcome on the brake pedal is referred to as the transmission ratio.
  • the actuating piston 26 can shift further to the left relative to the control valve housing 20 with the same actuation force F than with a smaller transmission ratio.
  • a larger transmission ratio leads to a larger opening stroke of the control valve of the brake booster 12 and thus to a stronger response of the brake booster 12.
  • the phases described above are carried out in reverse order.
  • the flange 82 formed on the second piston 38 again comes into contact with the third stop element 100 'formed on the pin-shaped extension 98' of the second valve 94 ', so that the second valve 94' establishes the fluid connection between the second pressure chamber 46 and the second trailing bore 106 'releases.
  • the first valve 94 is also opened again when the first stop element 72 abuts the second stop element 100 formed on the pin-shaped extension 98 of the first valve 94 as a result of the actuation piston 26 being moved back to the right.
  • Paragraph 104 defines the rest position of the actuating piston 26 and thus the rest position of the control valve housing 20 of the brake booster 12 upstream of the master cylinder 10 in a so-called “lost travel free” position, which enables the brake booster 12 to be activated almost without loss from its release position.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Of Braking Force In Braking Systems (AREA)

Abstract

The invention relates to a master cylinder (10) for a hydraulic vehicle brake system comprising a master cylinder housing (28) which defines a longitudinal boring (30) in which a first piston (32) is guided in a sealing and in an axially displaceable manner in order to form a first pressure chamber (36), and a first valve (94) which can be axially displaced between an open position and a closed position, enabling a fluidic connection between a fluid reservoir and the first pressure chamber (36) in the open position thereof and being maintained in an idle position of the first piston (32) in the open position thereof. The master cylinder housing (28) is transversally distributed in relation to the longitudinal bore (30) and comprises a first section (84) and a second section (86). The first valve (94) is arranged in a radial manner outside the longitudinal bore (30) in the first section (84) of the master cylinder housing (28).

Description

Hauptzylinder master cylinder
Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Hauptzylindergehause, das eine Längsbohrung begrenzt, in der zur Ausbildung einer ersten Druckkammer ein erster Kolben abdichtend und axial geführt ist, und einem ersten Ventil, das axial zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verschiebbar ist, in seiner Offenstellung eine Fluidverbindung zwi- sehen einem Fluidreservoir und der ersten Druckkammer ermöglicht und in einer Ruhestellung des ersten Kolbens in seiner Offenstellung gehalten ist.The invention relates to a master cylinder for a hydraulic vehicle brake system having a master cylinder housing which delimits a longitudinal bore in which a first piston is sealingly and axially guided to form a first pressure chamber, and a first valve which is axially displaceable between an open position and a closed position. in its open position enables a fluid connection between a fluid reservoir and the first pressure chamber and is held in its open position in a rest position of the first piston.
Ein Hauptzylinder der genannten Art ist aus der DE 196 10 834 Cl bekannt. Derartige Hauptzylinder werden in Fahrzeugen vor allem zusammen mit Bremsdruck- regelsystemen, wie z. B. einem Antiblockiersystem (ABS) oder einer Antriebsschlupfregelung (ASR) eingesetzt und weisen üblicherweise ein in einem Druckkolben angeordnetes Zentralventil auf. Das Zentralventil umfasst einen Ventilsitz, einen federnd in Richtung auf den Ventilsitz vorgespannten Ventilkörper und einen sich durch eine in dem Druckkolben ausgebildete Bohrung erstreckenden stiftförmigen Fortsatz. Im unbetätigten Zustand des Hauptzylinders, d. h. wenn sich der Druckkolben in seiner Ruhestellung befindet, stützt sich der stiftförmige Fortsatz an einem mit dem Zentralventil verbundenen Anlagebauteil ab, wodurch das Zentralventil in seiner geöffneten Stellung gehalten wird, in der es eine Fluidverbindung zwischen einem Fluidreservoir und einer Druckkammer freigibt. Bei einer Bremsbetätigung wird der Druckkolben aufgrund der über ein Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage, z. B. ein Bremspedal, eingeleiteten Kraft verschoben, so dass sich der stiftförmige Fortsatz von dem Anlagebauteil löst und sich das Zentralventil schließt. Dadurch wird die Fluidverbindung zwischen dem Fluidreservoir und der Druckkammer unterbrochen und in der Druckkammer kann ein Hydraulikdruck aufgebaut werden.A master cylinder of the type mentioned is known from DE 196 10 834 Cl. Such master cylinders are mainly used in vehicles together with brake pressure control systems, such as. B. an anti-lock braking system (ABS) or traction control (ASR) are used and usually have a central valve arranged in a pressure piston. The central valve comprises a valve seat, a valve body which is resiliently biased towards the valve seat and a pin-shaped extension which extends through a bore formed in the pressure piston. In the unactuated state of the master cylinder, i.e. H. when the pressure piston is in its rest position, the pin-shaped extension is supported on a system component connected to the central valve, whereby the central valve is held in its open position, in which it releases a fluid connection between a fluid reservoir and a pressure chamber. When the brake is actuated, the pressure piston is driven by an actuator of the vehicle brake system, e.g. B. a brake pedal, force introduced, so that the pin-shaped extension detaches from the system component and the central valve closes. As a result, the fluid connection between the fluid reservoir and the pressure chamber is interrupted and a hydraulic pressure can be built up in the pressure chamber.
Bei einem derartigen, mit einem Zentralventil ausgestatteten Hauptbremszylinder muss das Zentralventil insbesondere zur Ausführung automatischer Bremsfunktionen, wie z.B. ESP oder Traction Control (Antriebsschlupfregelung) einen bestimmten Mindestdurchflussquerschnitt aufweisen. Zudem sollen Hauptbremszylinder heutzu- tage möglichst kompakt gebaut sein, weil in modernen Fahrzeugen immer weniger Einbauraum zur Verfügung steht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kompakter bauenden und zur Ausführung automatischer Bremsfunktionen geeigneten Hauptbremszylinder bereitzustellen.In such a master brake cylinder equipped with a central valve, the central valve must have a certain minimum flow cross-section, in particular for performing automatic braking functions, such as ESP or traction control. In addition, master brake cylinders should be built as compactly as possible today, because less and less installation space is available in modern vehicles. The invention has for its object to provide a compact brake master cylinder which is suitable for performing automatic braking functions.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch einen Hauptbremszylinder gelöst, der ein bezüglich der Längsbohrung quergeteiltes Hauptzylindergehause mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt aufweist, wobei das erste Ventil radial außerhalb der Längsbohrung in dem ersten Abschnitt des Hauptzylindergehäuses angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Hauptzylinders können der Durchflussquerschnitt des ersten Ventils und der Durchmesser des ersten Kolbens nach Bedarf und unabhängig voneinander gewählt werden. Da das erste Ventil nicht mehr im ersten Kolben, sondern im Hauptzylindergehause radial außerhalb der Längsbohrung angeordnet ist, kann das Ventil, das durch die mehrteilige Ausgestaltung des Hauptzylindergehäuses in einfacher Weise im Hauptzylindergehause mon- tierbar ist, problemlos mit dem, beispielsweise für die Ausführung automatischer Bremsfunktion, wie ESP oder Traction Control erforderlichen Durchflussquerschnitt gestaltet werden. Dadurch wird bereits bei geringem Ventilhub ein großer Strömungsquerschnitt für die vom Fluidreservoir in die erste Druckkammer oder von der ersten Druckkammer in das Fluidreservoir strömende Hydraulikflüssigkeit freigege- ben. Durch den geringen Ventilhub wird ein rasches Ansprechen der Bremse erreicht. Gleichzeitig kann ein kompakter Kolben mit einem geringen Durchmesser verwendet werden. Der erfindungsgemäße Hauptzylinder zeichnet sich demzufolge durch eine einfache Montierbarkeit und eine sehr kompakte Bauweise bei gleichzeitig hoher Funktionalität aus.This object is achieved according to the invention by a master brake cylinder which has a master cylinder housing which is cross-divided with respect to the longitudinal bore and has a first section and a second section, the first valve being arranged radially outside the longitudinal bore in the first section of the master cylinder housing. The inventive design of the master cylinder allows the flow cross-section of the first valve and the diameter of the first piston to be selected as required and independently of one another. Since the first valve is no longer arranged in the first piston, but rather in the master cylinder housing radially outside the longitudinal bore, the valve, which can be assembled in the master cylinder housing in a simple manner due to the multi-part design of the master cylinder housing, can be easily and automatically, for example, for the execution Braking function, such as ESP or traction control flow cross section can be designed. As a result, a large flow cross section for the hydraulic fluid flowing from the fluid reservoir into the first pressure chamber or from the first pressure chamber into the fluid reservoir is released even with a small valve lift. The small valve lift enables the brake to respond quickly. At the same time, a compact piston with a small diameter can be used. The master cylinder according to the invention is therefore characterized by simple assembly and a very compact design with high functionality.
Vorzugsweise verschließt das in dem ersten Gehäuseabschnitt angeordnete erste Ventil in seiner Schließstellung eine in dem zweiten Abschnitt des Hauptzylindergehäuses ausgebildete erste Nachlaufbohrung. Ein derartig ausgestalteter Hauptzylinder ist besonders einfach und kostengünstig zu fertigen und zu montieren. Vorzugsweise ist ferner das erste Ventil bezüglich der Längsbohrung des Hauptzylinders axial verschiebbar in dem ersten Abschnitt des Hauptzylindergehäuses angeordnet.In its closed position, the first valve arranged in the first housing section preferably closes a first trailing bore formed in the second section of the master cylinder housing. Such a master cylinder is particularly simple and inexpensive to manufacture and assemble. Furthermore, the first valve is preferably arranged axially displaceable in the first section of the master cylinder housing with respect to the longitudinal bore of the master cylinder.
Die einzelnen Abschnitte des Hauptzylindergehäuses können durch mindestens ein sie in Längsrichtung durchsetzendes Befestigungselement miteinander verspannt sein. Das Befestigungselement kann beispielsweise eine Schraube sein, die in einem Gewinde verschraubt wird, welches in einem oder mehreren Abschnitt(en) des Hauptzylindergehäuses ausgebildet ist. Alternativ dazu kann jedoch auch eine Schrauben/Mutter-Anordnung oder dergleichen verwendet werden.The individual sections of the master cylinder housing can be clamped to one another by at least one fastening element passing through them in the longitudinal direction. The fastening element can, for example, be a screw which is screwed into a thread which is in one or more section (s) of the Master cylinder housing is formed. Alternatively, however, a screw / nut arrangement or the like can also be used.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hauptzylinders ist eine Schale eines Bremskraftverstärkergehäuses zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Hauptzylindergehäuses eingespannt. Dadurch wird eine einfache und sichere Verbindung des Hauptzylinders mit dem Bremskraftverstärkergehäuse hergestellt. Ferner kann der Hauptzylinder mit der Schale des Verstärkergehäuses zu einer separaten Baugruppe vormontiert werden, die anschließend auf einfache und damit kostengünstige Art und Weise mit den übrigen Bauteilen desIn a preferred embodiment of the master cylinder according to the invention, a shell of a brake booster housing is clamped between the first and the second section of the master cylinder housing. This creates a simple and secure connection of the master cylinder to the brake booster housing. Furthermore, the master cylinder with the shell of the amplifier housing can be preassembled into a separate assembly, which can then be combined with the other components of the in a simple and therefore inexpensive manner
Bremskraftverstärkers verbunden werden kann. Im montierten Zustand der Hauptzylinder/Bremskraftverstärker-Einheit ist der erste Abschnitt des Hauptzylindergehäuses dann platzsparend im Inneren des Bremskraftverstärkergehäuses angeordnet. Die Dicke der Schale legt vorzugsweise einen axialen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Hauptzylindergehäuses fest.Brake booster can be connected. In the assembled state of the master cylinder / brake booster unit, the first section of the master cylinder housing is then arranged in a space-saving manner inside the brake booster housing. The thickness of the shell preferably defines an axial distance between the first and the second section of the master cylinder housing.
Der axiale Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Hauptzylindergehäuses kann mittels eines ersten Dichtelements gegenüber der Umgebung abgedichtet sein, das auf kostengünstige Art und Weise auf eine Stirnfläche des ersten oder zweiten Abschnitts des Hauptzylindergehäuses aufvulkanisiert ist. Alternativ dazu kann das Dichtelement auch auf eine Randfläche der zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Hauptzylindergehäuses eingespannten Verstärkergehäuseschale aufvulkanisiert sein.The axial distance between the first and the second section of the master cylinder housing can be sealed off from the environment by means of a first sealing element which is vulcanized onto an end face of the first or second section of the master cylinder housing in a cost-effective manner. As an alternative to this, the sealing element can also be vulcanized onto an edge surface of the booster housing shell clamped between the first and the second section of the master cylinder housing.
Vorzugsweise ist der erste Kolben hohlzylindrisch ausgebildet und im Normalfall nur mittelbar von einem Kraftabgabeglied eines dem Hauptbremszylinder vorgeschalteten Bremskraftverstärkers betätigbar. Zur unmittelbaren Betätigung des ersten Kolbens kann ein Betätigungskolben axial verschiebbar in dem ersten Kolben geführt sein. Mit "Normalfall" ist hier gemeint, dass der erste Kolben immer dann ausschließlich durch den dem Hauptbremszylinder vorgeschalteten Bremskraftverstärker betätigt wird, wenn letzterer ordnungsgemäß funktioniert und bei einer Bremsung nicht voll ausgesteuert ist. Bei dieser Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Hauptzylinder als Hauptzylinder mit rein hydraulischer Rückwirkung ausgebildet, dessen Betätigung ohne eine zwischengeschaltete, gummielastische Reaktionsscheibe erfolgt.The first piston is preferably hollow-cylindrical and, in the normal case, can only be actuated indirectly by a force output member of a brake booster upstream of the master brake cylinder. For direct actuation of the first piston, an actuating piston can be guided axially displaceably in the first piston. By "normal case" is meant here that the first piston is actuated exclusively by the brake booster upstream of the master brake cylinder if the latter works properly and is not fully controlled during braking. In this embodiment, the master cylinder according to the invention is designed as a master cylinder with a purely hydraulic reaction, the actuation of which takes place without an interposed, rubber-elastic reaction disk.
Vorzugsweise ist eine im wesentlichen hohlzylindrische Hülse axial verschiebbar zwischen dem ersten Kolben und dem Betätigungskolben geführt. Die Hülse stützt sich entgegen der Betätigungsrichtung am Betätigungskolben ab, wenn der Druck in der ersten Druckkammer einen vorbestimmten Wert überschreitet. Dadurch wird erreicht, dass der sich in der ersten Druckkammer infolge der Verschiebung des ersten Kolbens aufbauende Druck zu Beginn des Bremsvorgangs über den Betäti- gungskolben auf das Betätigungsglied zurückwirkt. Die vom Fahrer am Bremspedal wahrzunehmende hydraulische Reaktionskraft hängt in dieser Phase der Bremsung also im wesentlichen vom hydraulisch wirksamen Durchmesser des Betätigungskolbens ab, so dass der Hydraulikdruck in der ersten Druckkammer rasch erhöht werden kann. Erst wenn der Druck in der ersten Druckkammer den vorbestimmten Wert überschreitet, stützt sich die Hülse entgegen der Betätigungsrichtung amPreferably, an essentially hollow cylindrical sleeve is guided axially displaceably between the first piston and the actuating piston. The sleeve supports against the actuating direction on the actuating piston when the pressure in the first pressure chamber exceeds a predetermined value. It is thereby achieved that the pressure building up in the first pressure chamber as a result of the displacement of the first piston reacts on the actuating member via the actuating piston at the beginning of the braking process. The hydraulic reaction force to be perceived by the driver on the brake pedal thus essentially depends on the hydraulically effective diameter of the actuating piston in this braking phase, so that the hydraulic pressure in the first pressure chamber can be increased rapidly. Only when the pressure in the first pressure chamber exceeds the predetermined value does the sleeve support itself against the direction of actuation
Betätigungskolben ab, wodurch eine mechanische Kopplung zwischen der Hülse und dem Betätigungskolben entsteht. Nach der Herstellung der mechanischen Kopplung zwischen dem Betätigungskolben und der Hülse, verschiebt sich die Hülse gemeinsam mit dem Betätigungskolben in dessen Betätigungsrichtung. Die nun vom Fahrer am Bremspedal verspürte hydraulische Reaktionskraft setzt sich daher in dieserActuating piston, which creates a mechanical coupling between the sleeve and the actuating piston. After the mechanical coupling between the actuating piston and the sleeve has been established, the sleeve moves together with the actuating piston in its actuating direction. The hydraulic reaction force now felt by the driver on the brake pedal therefore settles in this
Phase des Bremsvorgangs im wesentlichen aus der Summe der auf die hydraulische Wirkfläche des Betätigungskolbens wirkenden Kraft und der auf die hydraulische Wirkfläche der Hülse wirkenden Kraft zusammen. Der Fahrer erhält somit eine stärkere Rückmeldung über den tatsächlich in der ersten Druckkammer vorherr- sehenden Druck.Phase of the braking process essentially from the sum of the force acting on the hydraulic active surface of the actuating piston and the force acting on the hydraulic active surface of the sleeve. The driver thus receives stronger feedback about the pressure actually prevailing in the first pressure chamber.
Die Hülse kann federnd in Betätigungsrichtung vorgespannt sein und sich nach Überwindung einer vorbestimmten Strecke in Betätigungsgegenrichtung am Betätigungskolben abstützen, wenn der Druck in der Druckkammer den vorbestimmten Wert überschreitet. Bei dieser Anordnung verschiebt sich die Hülse infolge desThe sleeve can be resiliently biased in the actuating direction and, after having overcome a predetermined distance in the opposite actuating direction, can be supported on the actuating piston if the pressure in the pressure chamber exceeds the predetermined value. In this arrangement, the sleeve shifts as a result of
Drucks in der ersten Druckkammer gegen die auf sie wirkende Vorspannung relativ zum Betätigungskolben, bis sie die vorbestimmte Strecke überwunden hat und sich am Betätigungskolben abstützt. Die federnde Vorspannung der Hülse bestimmt dann den vorbestimmten Wert des Drucks in der ersten Druckkammer, bei dem sich die Hülse entgegen ihrer federnden Vorspannung verschieben und die mechanische Kopplung mit dem Betätigungskolben herstellen kann.Pressure in the first pressure chamber against the bias acting on it relative to the actuating piston until it has overcome the predetermined distance and is supported on the actuating piston. The resilient bias of the sleeve then determines the predetermined value of the pressure in the first pressure chamber, at which the sleeve can move against its resilient bias and can produce the mechanical coupling with the actuating piston.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hauptzylinders weist die Hülse auf ihrer dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage zugewandten Seite einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch auf. In einer zu Beginn einer Bremsung vorliegenden Ruhestellung des Hauptzylinders stützt sich der Flansch der Hülse in Betätigungsrichtung an einer in dem ersten Kolben ausgebildeten Stufe ab, so dass eine mechanische Kopplung zwischen der Hülse und dem ersten Kolben hergestellt wird.In a preferred embodiment of the master cylinder according to the invention, the sleeve on its side facing the actuating element of the vehicle brake system has a flange which extends radially outward. In a rest position of the master cylinder at the beginning of braking, the flange of the sleeve is supported in the actuating direction on a step formed in the first piston from, so that a mechanical coupling between the sleeve and the first piston is produced.
Im Verlauf einer Bremsung löst sich der sich radial nach außen erstreckende Flansch der Hülse von der Stufe und stößt nach Überwindung der vorbestimmten Strecke gegen einen am Betätigungskolben ausgebildeten Vorsprung, wodurch die mechanische Kopplung zwischen der Hülse und dem Betätigungskolben hergestellt wird.In the course of braking, the radially outwardly extending flange of the sleeve detaches from the step and, after having overcome the predetermined distance, abuts a projection formed on the actuating piston, as a result of which the mechanical coupling between the sleeve and the actuating piston is established.
Vorzugsweise ist ein erstes sich radial nach außen erstreckendes Anschlagelement axial federnd in Richtung auf einen am Betätigungskolben vorhandenen Anschlag vorgespannt und wirkt in einer Ruhestellung des Betätigungskolbens mit einem an dem ersten Ventil angeordneten, sich radial nach innen erstreckenden zweiten Anschlagelement zusammen. Durch das Zusammenwirken des ersten und zweiten Anschlagelements wird das erste Ventil in seiner geöffneten Stellung gehalten. Bei einer Verschiebung des Betätigungskolbens in seine Betätigungsrichtung verschieben sich das erste und das zweite Anschlagelement zunächst gemeinsam nach links bis der Schließweg des ersten Ventils überwunden ist. Anschließend löst sich das erste Anschlagelement von dem zweiten Anschlagelement des ersten Ventils und das erste Ventil, das beispielsweise federnd in seine Schließstellung vorgespannt sein kann, wird geschlossen.Preferably, a first radially outwardly extending stop element is axially resiliently biased in the direction of a stop present on the actuating piston and, in a rest position of the actuating piston, interacts with a second stop element arranged on the first valve and extending radially inward. The first valve is held in its open position by the interaction of the first and second stop elements. When the actuating piston is displaced in its actuating direction, the first and the second stop element initially move together to the left until the closing path of the first valve has been overcome. The first stop element then releases from the second stop element of the first valve and the first valve, which can be resiliently biased, for example, into its closed position, is closed.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hauptzylinders ist die Ruhestellung des Betätigungskolbens durch einen in der Längsbohrung ausgebildeten Absatz definiert, der in der Ruhestellung des Betätigungskolbens mit dem ersten Anschlagelement zusammenwirkt. Wenn der derart gestaltete Hauptzylinder in üblicher Weise mit einem Bremskraftverstärker verbunden ist, ist durch die Festlegung der Ruhestellung des Betätigungskolbens auch die Ruhestellung eines Steuerventilgehäuses des dem Hauptzylinder funktionell vorgeschalteten Bremskraftverstärkers definiert. Durch geeignete Positionierung des an dem Hauptzylinderge- häuse ausgebildeten Vorsprungs kann das Steuerventilgehäuse in seinerIn a particularly preferred embodiment of the master cylinder according to the invention, the rest position of the actuating piston is defined by a shoulder formed in the longitudinal bore, which cooperates with the first stop element in the rest position of the actuating piston. If the master cylinder designed in this way is connected in the usual way to a brake booster, the rest position of a control valve housing of the brake booster functionally connected upstream of the master cylinder is also defined by the determination of the rest position of the actuating piston. By suitably positioning the projection formed on the master cylinder housing, the control valve housing can be in its
Ruhestellung in eine sogenannte "Lost Travel Free"-Position gebracht werden, wodurch eine annähernd verlustwegfreie Aktivierung des Bremskraftverstärkers und somit ein rasches Ansprechen des Bremssystems erreicht werden kann.Rest position in a so-called "lost travel free" position, whereby an almost loss-free activation of the brake booster and thus a quick response of the brake system can be achieved.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Hauptzylinders erlaubt somit den Verzicht auf einen bisher üblichen, der Einstellung der "Lost Travel Free"-Stellung des Steuerventilgehäuses dienenden Querriegel, der am Steuerventilgehäuse angeordnet war und mit einem an einer Wand eines Bremskraftverstärkergehäuses ausgebildeten Anschlag zusammmenwirkte. Die Verwendung eines derartigen Querriegels hatte den Nachteil, dass die Schalen des Bremskraftverstärkergehäuses sehr exakt positioniert werden mußten, da die Positionierung der Schalen aufgrund des an ihnen ausgebil- deten Anschlags für die Festlegung der "Lost Travel Free"-Stellung des Steuerventilgehäuses und somit für die ordnungsgemäße Funktion des Bremskraftverstärkers von entscheidender Bedeutung war. Bei den üblicherweise eingesetzten, zweiteilig ausbildeten Bremskraftverstärkergehäusen war es daher zur Sicherstellung der ordnungsgemäßen Positionierung des Gehäuses zwingend erforderlich, die Gehäuse- schalen in aufwendiger Weise miteinander zu verstemmen. Durch die Festlegung der "Lost Travel Free"-Stellung des Steuententilgehäuses mittels eines im Hauptzylindergehause ausgebildeten Vorsprungs kann auf diesen aufwendigen und kostenintensiven Montageschritt verzichtet werden und die Gehäuseschalen des Bremskraftverstärkers können statt dessen beispielsweise mittels eines Zugbolzens miteinander verbunden werden.The design of the master cylinder according to the invention thus makes it possible to dispense with a previously used cross bar, which was used to set the “lost travel free” position of the control valve housing, and was arranged on the control valve housing and cooperated with a stop formed on a wall of a brake booster housing. The use of such a crossbar had the disadvantage that the shells of the brake booster housing had to be positioned very precisely, since the positioning of the shells due to the stop formed on them for determining the "lost travel free" position of the control valve housing and thus for the proper function of the brake booster was crucial. In the commonly used, two-part brake booster housings, it was therefore imperative to staple the housing shells together in a complex manner in order to ensure the correct positioning of the housing. By determining the "Lost Travel Free" position of the control valve housing by means of a projection formed in the master cylinder housing, this complex and costly assembly step can be dispensed with and the housing shells of the brake booster can instead be connected to one another, for example, by means of a pull bolt.
In dem ersten Anschlagelement ist vorzugsweise ein Hydraulikfluiddurchlass ausgebildet. Der Durchlass kann beispielsweise durch eine sich radial erstreckende erste Nut und eine mit der ersten Nut in Fluidverbindung stehende, sich axial erstreckende zweite Nut gebildet werden.A hydraulic fluid passage is preferably formed in the first stop element. The passage can be formed, for example, by a radially extending first groove and an axially extending second groove in fluid communication with the first groove.
Ein die Längsbohrung in Richtung ihres freien Endes verlängernder, im wesentlichen hohlzylindrischer Fortsatz des Hauptzylindergehäuses kann gemäß einer Ausführungsform den ersten Kolben axial führen. Wenn der erfindungsgemäße Hauptzylin- der mit einem Bremskraftverstärker zu einer Hauptzylinder/Bremskrafrverstärker- Einheit montiert ist, ist der hohlzylindrische Fortsatz vorzugsweise vollständig im Inneren des Bremskraftverstärkergehäuses angeordnet und stellt eine Führung für den ersten Kolben bereit, wobei der erste Kolben seinerseits gegebenenfalls eine Führungsfunktion für den Betätigungskolben und die Hülse übernimmt. Aus diese Weise wird die Führung aller für die Betätigung des Hauptzylinders erforderlichen Kolben auf konstruktiv einfache Weise sichergestellt.A substantially hollow cylindrical extension of the main cylinder housing, which extends the longitudinal bore in the direction of its free end, can axially guide the first piston according to one embodiment. If the master cylinder according to the invention is mounted with a brake booster to form a master cylinder / brake booster unit, the hollow cylindrical extension is preferably arranged completely inside the brake booster housing and provides a guide for the first piston, the first piston in turn possibly providing a guide function for the Actuating piston and the sleeve takes over. In this way, the guidance of all pistons required for the actuation of the master cylinder is ensured in a structurally simple manner.
In der Längsbohrung des Hauptzylindergehäuses ist vorzugsweise ein auf eine zweite Druckkammer wirkender zweiter Kolben abdichtend und axial verschiebbar geführt, während ein zweites Ventil axial zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verschiebbar ist, in seiner Offenstellung eine Fluidverbindung zwischen dem Fluidreservoir und der zweiten Druckkammer ermöglicht und in einer Ruhestellung des zweiten Kolbens in seiner Offenstellung gehalten ist. Das Hauptzylindergehause ist dann bezüglich der Längsbohrung zweifach quergeteilt und umfasst drei Abschnitte, wobei das zweite Ventil radial außerhalb der Längsbohrung in dem zweiten Abschnitt des Hauptzylindergehäuses angeordnet ist. Wie bei dem ersten Ventil kann der Durchflussquerschnitt des zweiten Ventils aufgrund seiner Anordnung im Hauptzylindergehause radial außerhalb der Längsbohrung unabhängig vom Durchmesser des zweiten Kolbens gewählt werden. Gleichzeitig kann ein kompakter zweiter Kolben mit einem geringen Durchmesser verwendet werden, so dass durch die erfindungsgemäße Weiterbildung ein einfach und kostengünstig zu montierender, kompakter Tandemhauptzylinder mit hoher Funktionalität bereitgestellt wird.In the longitudinal bore of the master cylinder housing, a second piston acting on a second pressure chamber is preferably guided in a sealing and axially displaceable manner, while a second valve is axially displaceable between an open position and a closed position, in its open position enables a fluid connection between the fluid reservoir and the second pressure chamber and in a rest position of the second piston is held in its open position. The master cylinder housing is then divided into two cross sections with respect to the longitudinal bore and comprises three sections, the second valve being arranged radially outside the longitudinal bore in the second section of the master cylinder housing. As with the first valve, the flow cross-section of the second valve can be selected independently of the diameter of the second piston due to its arrangement in the master cylinder housing radially outside the longitudinal bore. At the same time, a compact second piston with a small diameter can be used, so that the further development according to the invention provides a simple and inexpensive to assemble, compact tandem master cylinder with high functionality.
Das zweite Ventil kann in seiner Schließstellung eine in einem dritten Abschnitt des Hauptzylindergehäuses ausgebildete zweite Nachlaufbohrung verschließen.In its closed position, the second valve can close a second trailing bore formed in a third section of the master cylinder housing.
An dem zweiten Kolben kann ein radial nach außen ragender Flansch ausgebildet sein, der in einer Ruhestellung des zweiten Kolbens mit einem an dem zweiten Ventil angeordneten, sich radial nach innen erstreckenden dritten Anschlagelement zusammenwirkt. Durch das Zusammenwirken des radial nach außen ragender Flansches mit dem dritten Anschlagelement wird das zweite Ventil in seiner geöffneten Stellung gehalten. Bei einer Verschiebung des zweiten Kolbens in Richtung der zweiten Druckkammer verschieben sich der Flansch des zweiten Kolbens und das dritte Anschlagelement zunächst gemeinsam nach links bis der Schließweg des zweiten Ventils überwunden ist. Anschließend löst sich der an dem zweiten Kolben ausgebildete Flansch von dem dritten Anschlagelement des zweiten Ventils und das zweite Ventil, das beispielsweise federnd in seine Schließstellung vorgespannt sein kann, wird geschlossen.A radially outwardly projecting flange can be formed on the second piston, which in a rest position of the second piston interacts with a third stop element arranged on the second valve and extending radially inward. The interaction of the radially outwardly projecting flange with the third stop element keeps the second valve in its open position. When the second piston is moved in the direction of the second pressure chamber, the flange of the second piston and the third stop element initially move together to the left until the closing path of the second valve has been overcome. The flange formed on the second piston then detaches from the third stop element of the second valve and the second valve, which can be resiliently biased, for example, into its closed position, is closed.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten schematischen Figur näher erläutert, die einen Längsschnitt eines mit einem Brems- kraftverstärker verbundenen, erfindungsgemäßen Hauptbremszylinders zeigt.An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the attached schematic figure, which shows a longitudinal section of a master brake cylinder according to the invention connected to a brake booster.
In der Figur ist ein Hauptzylinder 10 für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage in seiner Ruhestellung dargestellt. Dem Hauptzylinder 10 ist funktioneil ein Unterdruckbremskraftverstärker 12 bekannter und deshalb hier nicht detailliert erläuterter Bauart vorgeschaltet. Der Bremskraftverstärker 12 hat ein Gehäuse, in dessen Innenraum eine bewegliche Wand 14 eine Unterdruckkammer 16 von einer Arbeitskammer 18 trennt. Die Unterdruckkammer 16 steht im Betrieb des Bremskraftverstärkers 12 ständig mit einer Unterdruckquelle in Verbindung, beispielsweise mit dem Ansaugtrakt eines Verbren- nungsmotors oder mit einer Unterdruckpumpe. Ein nicht weiter veranschaulichtes Steuerventil ist dazu vorgesehen, wahlweise eine Verbindung der Arbeitskammer 18, mit der Unterdruckkammer 16 herzustellen, damit auch die Arbeitskammer 18 evakuiert wird, oder eine Verbindung zwischen der evakuierten Arbeitskammer 18 und der Umgebungsatmosphäre, d.h. dem Umgebungsdruck herzustellen, um durch den dann an der beweglichen Wand entstehenden Differenzdruck eine Unterstützungskraft bereitzustellen.In the figure, a master cylinder 10 for a hydraulic vehicle brake system is shown in its rest position. The master cylinder 10 is functionally connected upstream of a vacuum brake booster 12 of a known type which is therefore not explained in detail here. The brake booster 12 has a housing, in the interior of which a movable wall 14 separates a vacuum chamber 16 from a working chamber 18. When the brake booster 12 is operating, the vacuum chamber 16 is constantly connected to a vacuum source, for example to the intake tract of an internal combustion engine or to a vacuum pump. A control valve, not further illustrated, is provided to selectively establish a connection between the working chamber 18 and the vacuum chamber 16 so that the working chamber 18 is also evacuated, or to establish a connection between the evacuated working chamber 18 and the ambient atmosphere, ie the ambient pressure, in order to be able to then to provide a support force on the movable wall resulting differential pressure.
Der Hauptzylinder 10 und der Bremskraftverstärker 12 werden mittels eines in ein Gehäuse 20 des Steuerventils ragenden stangenförmigen Eingangsgliedes 22 betä- tigt. Das Eingangsglied 22 ist mit seinem kugelig ausgeführten Ende 24 in einem Betätigungskolben 26 befestigt. An seinem anderen Ende ist das Eingangsglied 22 mit einem nicht gezeigten Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage verbunden, beispielsweise mit einem Bremspedal, so dass über das nicht gezeigte Betätigungsglied eine Axialkraft auf das Eingangsglied 22 ausgeübt werden kann, die in der Figur mit einem Pfeil F angedeutet ist.The master cylinder 10 and the brake booster 12 are actuated by means of a rod-shaped input member 22 projecting into a housing 20 of the control valve. The input member 22 is fastened with its spherical end 24 in an actuating piston 26. At its other end, the input member 22 is connected to an actuator, not shown, of the vehicle brake system, for example to a brake pedal, so that an axial force can be exerted on the input member 22 via the actuator, not shown, which is indicated in the figure by an arrow F.
Der dem Bremskraftverstärker 12 funktionell nachgeschaltete Hauptzylinder 10 hat ein Gehäuse 28 mit einer Längsbohrung 30, in der ein hohizylindrischer erster Kolben 32 axial verschiebbar geführt und mittels einer ersten Dichtung 34 abgedichtet ist. Der erste Kolben 32 wirkt auf eine erste Druckkammer 36, die auch als Primärdruckkammer bezeichnet wird und in der Bohrung 30 des Hauptzylindergehäuses 28 axial zwischen dem ersten Kolben 32 und einem schwimmend in der Bohrung 30 angeordneten zweiten Kolben 38 begrenzt ist. Der zweite Kolben 38 ist mittels einer zweiten und einer dritten Dichtung 40, 42 gegenüber dem Hauptzylindergehause 28 abge- dichtet und wirkt auf eine zwischen dem zweiten Kolben 38 und einer Stirnwand 44 des Hauptzylindergehäuses 28 begrenzte, auch als Sekundärdruckkammer bezeichnete zweite Druckkammer 46. Im eingebauten Zustand des Hauptzylinders 10 ist die erste Druckkammer 36 mit einem ersten Bremskreis der Fahrzeugbremsanlage verbunden, während die zweite Druckkammer 46 mit einem zweiten Bremskreis der Fahrzeugbremsanlage in Verbindung steht. Der Betätigungskolben 26 durchsetzt den ersten Kolben 32 und ist mittels eines sich radial nach außen erstreckenden Ringbundes 48 axial verschiebbar in dem ersten Kolben 32 geführt. An seinem von dem Eingangsglied 22 abgewandten, in der Figur linken Ende weist der Betätigungskolben 26 einen in die erste Druckkammer 36 ragenden stabförmigen Fortsatz 50 verringerten Durchmessers auf. Auf diesem stabförmigen Fortsatz 50 des Betätigungskolbens 26 ist eine hohlzylindrische Hülse 52 axial verschiebbar angeordnet, die an ihrem dem Eingangsglied 22 zugewandten, in der Figur rechten Ende einen radial nach außen ragenden Flansch 54 aufweist. Die Hülse 52 ist mittels einer ersten O-Ringdichtung 56 gegenüber dem Betätigungskol- ben 26 und mittels einer zweiten O-Ringdichtung 58 gegenüber dem ersten Kolben 32 abgedichtet. Der an der Hülse 52 ausgebildete Flansch 54 wird von einer ersten Schraubenfeder 60, deren Enden sich an dem Flansch 54 bzw. am Ringbund 48 des Betätigungskolbens 26 abstützen, gegen eine dem Eingangsglied 22 zugewandte, in der Figur rechte Stirnfläche 62 einer Stufe 64 gedrückt, die in dem ersten Kolben 32 ausgebildet ist und sich in eine Zentralbohrung 66 erstreckt.The master cylinder 10, which is functionally connected to the brake booster 12, has a housing 28 with a longitudinal bore 30, in which a hollow cylindrical first piston 32 is guided axially displaceably and is sealed by means of a first seal 34. The first piston 32 acts on a first pressure chamber 36, which is also referred to as the primary pressure chamber and is delimited axially in the bore 30 of the master cylinder housing 28 axially between the first piston 32 and a second piston 38 floating in the bore 30. The second piston 38 is sealed off from the master cylinder housing 28 by means of a second and a third seal 40, 42 and acts on a second pressure chamber 46, also referred to as a secondary pressure chamber, which is limited between the second piston 38 and an end wall 44 of the master cylinder housing 28 State of the master cylinder 10, the first pressure chamber 36 is connected to a first brake circuit of the vehicle brake system, while the second pressure chamber 46 is connected to a second brake circuit of the vehicle brake system. The actuating piston 26 passes through the first piston 32 and is axially displaceably guided in the first piston 32 by means of a radially outwardly extending annular collar 48. At its end facing away from the input member 22 and on the left in the figure, the actuating piston 26 has a rod-shaped extension 50 of reduced diameter that projects into the first pressure chamber 36. On this rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26, a hollow cylindrical sleeve 52 is arranged axially displaceably, which has a radially outwardly projecting flange 54 at its end facing the input member 22, which is on the right in the figure. The sleeve 52 is sealed from the actuating piston 26 by means of a first O-ring seal 56 and from the first piston 32 by means of a second O-ring seal 58. The flange 54 formed on the sleeve 52 is pressed by a first helical spring 60, the ends of which are supported on the flange 54 or on the annular collar 48 of the actuating piston 26, against an end face 62 of a step 64 facing the input member 22 and shown on the right in the figure. which is formed in the first piston 32 and extends into a central bore 66.
In der ersten Druckkammer 36 ist auf dem in die erste Druckkammer 36 ragenden stabförmigen Fortsatz 50 des Betätigungskolbens 26 eine kreisringförmige Anschlagscheibe 68 befestigt. Ein kreisringförmiges und mittels eines hohlzylindrischen Fortsatzes 70 auf dem stabförmigen Fortsatz 50 des Betätigungskolbens 26 angeordnetes erstes Anschlagelement 72 wird von einer zweiten Schraubenfeder 74, deren Enden sich an dem ersten Anschlagelement 72 bzw. einer auf dem stabförmigen Fortsatz 50 des Betätigungskolbens 26 befestigten Stützscheibe 76 abstützen, gegen die Anschlagscheibe 68 gedrückt.An annular stop disk 68 is fastened in the first pressure chamber 36 on the rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26 projecting into the first pressure chamber 36. An annular first stop element 72, which is arranged on the rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26 by means of a hollow cylindrical extension 70, is supported by a second coil spring 74, the ends of which are supported on the first stop element 72 or a support disk 76 fastened on the rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26 , pressed against the stop disk 68.
Der zweite Kolben 38 wird von einer dritten Schraubenfeder 78, deren Enden sich an der Stirnwand 44 des Hauptzylindergehäuses bzw. an einem Kolbenboden 80 abstützen in seine Ruhestellung vorgespannt. An seinem von dem Eingangsglied 22 abgewandten, in der Figur linken Ende weist der zweite Kolben 38 einen radial nach außen ragenden Flansch 82 auf.The second piston 38 is biased into its rest position by a third helical spring 78, the ends of which are supported on the end wall 44 of the master cylinder housing or on a piston head 80. At its end facing away from the input member 22 and on the left in the figure, the second piston 38 has a radially outwardly projecting flange 82.
Das Hauptzylindergehause 38 ist bezüglich der Längsbohrung 30 in drei Abschnitte 84, 86, 88 quergeteilt, die durch zwei sie in Längsrichtung durchsetzende, in der Figur nicht dargestellte Schrauben miteinander verspannt sind, wobei zwischen dem ersten, in der Figur rechts dargestellten Abschnitt 84 und dem zum ersten Abschnitt 84 benachbarten zweiten Abschnitt 86 des Hauptzylindergehäuses 28 eine Schale 90 eines Bremskraftverstärkergehäuses eingespannt ist. Die Dicke der Schale 90 legt einen axialen Abstand zwischen dem ersten Abschnitt 84 und dem zweiten Abschnitt 86 des Hauptzylindergehäuses 28 fest. An dem ersten Abschnitt 84 ist ein in den Bremskraftverstärker 12 hineinragender hohizylindrischer Fortsatz 92 zur Führung des ersten Kolbens 32 in dem Hauptzylindergehause 28 ausgebildet. Ein erstes Ventil 94 mit einem Ventilkörper 96 sowie einem stiftförmigen Fortsatz 98 ist in dem ersten Abschnitt 84 des Hauptzylindergehause 28 radial außerhalb der Längsbohrung 30 angeordnet, wobei an dem stiftförmigen Fortsatz 98 ein radial nach innen ragendes zweites Anschlagelement 100 ausgebildet ist. In der Ruhestellung des Hauptbremszylinders 10 wirkt das zweite Anschlagelement 100 mit dem ersten Anschlagelement 72 zusammen, das auf dem stabförmigen Fortsatz 50 des Betätigungskolbens 26 angeordnet ist, um das mittels einer vierten Feder 102 in seine Schließstellung vorgespannte erste Ventil 94 in seiner geöffneten Stellung zu halten. Das auf dem stabförmigen Fortsatz 50 des Betätigungskolbens 26 angeordnete erste Anschlagelement 72 liegt in der Ruhestellung des Hauptbremszylinders 10 ferner an einem stufenförmigen Absatz 104 an, der am ersten Abschnitt 84 des Hauptzylindergehäuses 28 ausgebildet ist.The main cylinder housing 38 is divided with respect to the longitudinal bore 30 into three sections 84, 86, 88, which are clamped together by two screws passing through them in the longitudinal direction, not shown in the figure, between the first section 84 shown on the right in the figure and the a shell 90 of a brake booster housing is clamped to the second section 86 adjacent to the first section 84 of the master cylinder housing 28. The thickness of the shell 90 sets an axial distance between the first portion 84 and the second portion 86 of the master cylinder housing 28. On the first section 84, a hollow cylindrical extension 92 protruding into the brake booster 12 for guiding the first piston 32 in the master cylinder housing 28 is formed. A first valve 94 with a valve body 96 and a pin-shaped extension 98 is arranged in the first section 84 of the master cylinder housing 28 radially outside the longitudinal bore 30, a second stop element 100 projecting radially inwards being formed on the pin-shaped extension 98. In the rest position of the master cylinder 10, the second stop element 100 interacts with the first stop element 72, which is arranged on the rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26, in order to hold the first valve 94, which is biased into its closed position by a fourth spring 102, in its open position , The first stop element 72 arranged on the rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26 also rests in the rest position of the master brake cylinder 10 against a step-shaped shoulder 104 which is formed on the first section 84 of the master cylinder housing 28.
In seiner Schließstellung verschließt das erste Ventil 94 eine in dem zweiten Abschnitt 86 des Hauptzylindergehäuses 28 ausgebildete erste Nachlaufbohrung 106, die fluidleitend mit einem nicht gezeigten Hydraulikfluidbehälter verbunden ist. Der durch die Dicke der Verstärkergehäuseschale 90 festgelegte Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 84, 86 des Hauptzylindergehäuses 28 ist mittels eines ersten, auf eine Stirnfläche 109 des ersten Gehäuseabschnitts 84 aufvulkanisierten Dichtelements 110 abgedichtet. Ferner ist in dem ersten Anschlagelement 72 ein Hydraulikfluiddurchlass 112 ausgebildet.In its closed position, the first valve 94 closes a first trailing bore 106 which is formed in the second section 86 of the master cylinder housing 28 and is connected in a fluid-conducting manner to a hydraulic fluid container, not shown. The distance defined by the thickness of the amplifier housing shell 90 between the first and second sections 84, 86 of the master cylinder housing 28 is sealed by means of a first sealing element 110 vulcanized onto an end face 109 of the first housing section 84. Furthermore, a hydraulic fluid passage 112 is formed in the first stop element 72.
In dem zweiten Abschnitt 86 des Hauptzylindergehäuses 28 ist ferner ein mittels einer fünften Feder 102' in seine Schießstellung vorgespanntes zweites Ventil 94" mit einem Ventilkörper 96', einem stiftförmigen Fortsatz 98' sowie einem an dem stift- förmigen Fortsatz 98' ausgebildeten, radial nach innen ragenden dritten Anschlagelement 100' angeordnet. In der Ruhestellung des Hauptbremszylinders 10 wirkt das dritte Anschlagelement 100' mit dem radial nach außen ragenden Flansch 82 des zweiten Kolbens 38 zusammen, um das zweite Ventil 94' in seiner geöffneten Stellung zu halten. In seiner Schließstellung verschließt das zweite Ventil 94' eine in dem dritten Abschnitt 88 des Hauptzylindergehäuses 28 ausgebildete zweite Nachlaufbohrung 106', die wie die erste Nachlaufbohrung 106 fluidleitend mit dem nicht gezeig- ten Hydraulikfluidbehälter verbunden ist. Ein zweites Dichtelement 110' ist auf eine Stirnfläche 111 des dritten Gehäuseabschnitts 88 aufvulkanisiert.In the second section 86 of the master cylinder housing 28 there is also a second valve 94 ″, which is biased into its firing position by means of a fifth spring 102 ′, with a valve body 96 ′, a pin-shaped extension 98 ′ and a pin 98-shaped extension 98 ′ third stop element 100 'projecting in the rest position of the master brake cylinder 10, the third stop element 100' cooperates with the radially outwardly projecting flange 82 of the second piston 38 in order to hold the second valve 94 'in its open position The second valve 94 'closes a second follow-up bore 106' formed in the third section 88 of the master cylinder housing 28, which, like the first follow-up bore 106, is fluid-conducting with the not shown hydraulic fluid tank is connected. A second sealing element 110 'is vulcanized onto an end face 111 of the third housing section 88.
Im folgenden wird die Funktion des Hauptbremszylinders 10 näher erläutert. Wenn über das nicht gezeigte Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage eine Kraft F auf das Eingangsglied 22 aufgebracht wird, überträgt das Eingangsglied 22 diese Kraft auf den Betätigungskolben 26, wodurch sich dieser gegen die Kraft der ersten Schraubenfeder 60 relativ zum ersten Kolben 32 und zur Hülse 52 in der Figur nach links verschiebt. Dabei taucht der stabförmige Fortsatz 50 des Betätigungskolbens 26 in die erste Druckkammer 36 ein.The function of the master brake cylinder 10 is explained in more detail below. When a force F is applied to the input member 22 via the actuator, not shown, of the vehicle brake system, the input member 22 transmits this force to the actuating piston 26, whereby the latter acts against the force of the first coil spring 60 relative to the first piston 32 and the sleeve 52 in FIG Figure moves to the left. The rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26 is immersed in the first pressure chamber 36.
Gleichzeitig führt die Verschiebung des Betätigungskolbens 26 nach links dazu, dass das Steuerventil des Bremskraftverstärkers 12 eine Verbindung der Arbeitskammer 18 mit der Umgebungsatmosphäre freigibt. An der beweglichen Wand 14 entsteht daraufhin eine Druckdifferenz, die eine Verschiebung der beweglichen Wand 14 nach links bewirkt, so dass sich das über einen Membranteller 114 fest mit der beweglichen Wand 14 verbundene Steuerventilgehäuse 20 ebenfalls nach links verschiebt. Die zusätzliche, vom Bremskraftverstärker 12 erzeugte Kraft wird über eine an dem Membranteller 114 ausgebildete Kraftabgabefläche 116 auf eine gegenüberliegende Stirnfläche 118 eines an dem ersten Kolben 32 ausgebildeten, radial nach außen ragenden Flansches 120 übertragen, so dass der erste Kolben 32 beginnt, sich ebenfalls nach links und somit in die erste Druckkammer 36 hinein zu verschieben.At the same time, the displacement of the actuating piston 26 to the left leads to the control valve of the brake booster 12 releasing a connection between the working chamber 18 and the ambient atmosphere. A pressure difference then arises on the movable wall 14, which causes the movable wall 14 to shift to the left, so that the control valve housing 20, which is firmly connected to the movable wall 14 via a diaphragm plate 114, also shifts to the left. The additional force generated by the brake booster 12 is transmitted via a force output surface 116 formed on the diaphragm plate 114 to an opposite end surface 118 of a flange 120 formed on the first piston 32 and projecting radially outward, so that the first piston 32 begins to follow to the left and thus into the first pressure chamber 36.
Durch die Verschiebung des Betätungskolbens 26 nach links wird das erste Ventil 94 infolge seiner federnden Vorspannung in seine Schließstellung verschoben, in der es die erste Nachlaufbohrung 106 verschließt. Dabei verschieben sich das erste und das zweite Anschlagelement 72, 100 zunächst gemeinsam nach links bis der Schließweg des ersten Ventils 94 überwunden ist, woraufhin sich das erste Anschlagelement 72 von dem zweiten Anschlagelement 100 des ersten Ventils 94 löst. Wenn die Fluidver- bindung zwischen dem Hydraulikfluidbehälter und der ersten Druckkammer 36 unterbrochen ist, baut sich in der ersten Druckkammer 36 ein Hydraulikdruck auf. Aufgrund des sich in der ersten Druckkammer 36 aufbauenden Drucks verschiebt sich der zweite Kolben 38 ebenfalls nach links, wodurch das zweite Ventil 94' infolge seiner federnden Vorspannung in seine Schließstellung verschoben wird. Dabei verschieben sich der am zweiten Kolben 38 ausgebildete Flansch 82 und das dritte Anschlagelement 100' zunächst gemeinsam nach links bis der Schließweg des zweiten Ventils 94' überwunden ist, woraufhin sich der Flansch 82 des zweiten Kolbens 38 von dem dritten Anschlagelement 100' des zweiten Ventils 94' löst. Wenn auch die Fluidverbindung zwischen der mit dem Hydraulikfluidbehälter in fluidleitender Verbindung stehenden zweiten Nachlaufbohrung 106' und der zweiten Druckkammer 46 unterbrochen ist, baut sich in der zweiten Druckkammer 46 ebenfalls ein Hydraulik- druck auf.By moving the actuating piston 26 to the left, the first valve 94 is moved into its closed position due to its resilient bias, in which it closes the first trailing bore 106. The first and the second stop element 72, 100 initially shift to the left together until the closing path of the first valve 94 has been overcome, whereupon the first stop element 72 separates from the second stop element 100 of the first valve 94. When the fluid connection between the hydraulic fluid container and the first pressure chamber 36 is interrupted, a hydraulic pressure builds up in the first pressure chamber 36. Due to the pressure building up in the first pressure chamber 36, the second piston 38 also shifts to the left, as a result of which the second valve 94 'is displaced into its closed position due to its resilient bias. The flange 82 formed on the second piston 38 and the third stop element 100 'initially move together to the left until the closing path of the second valve 94' is overcome, whereupon the flange 82 of the second piston 38 from the third stop element 100 'of the second valve 94'. If the fluid connection between the second follow-up bore 106 ′, which is in fluid-conducting connection with the hydraulic fluid container, and the second pressure chamber 46 is also interrupted, a hydraulic pressure likewise builds up in the second pressure chamber 46.
Der sich im Zuge der Verschiebung des Betätigungskolbens 26 und des ersten Kolbens 36 nach links in der ersten Druckkammer 36 aufbauende Hydraulikdruck wirkt sowohl auf die hydraulisch wirksame Fläche des Betätigungskolbens 26, als auch auf die hydraulisch wirksame Fläche der Hülse 52. Da die auf den ersten Kolben 32 wirkende Reaktionskraft über den Membranteller 114 und das Steuerventilgehäu- se 20 in den Bremskraftverstärker 12 eingeleitet wird und daher am Bremspedal nicht spürbar ist, sind für eine Rückmeldung des sich in der ersten Druckkammer 36 aufbauenden Hydraulikdrucks an das Bremspedal und damit an den Fahrzeugführer die hydraulisch wirksamen Flächen des Betätigungskolbens 26 und der Hülse 52 maßgeblich. Bezüglich der vom Fahrer bei einer Betätigung der Bremse am Bremspedal verspürten Reaktionskraft lassen sich mehrere Phasen unterscheiden. Zu Beginn der Bremsbetätigung ist die Fluidverbindung zwischen der ersten Druckkammer 36 und dem Hydraulikfluidbehälter noch geöffnet, so dass die Reaktionskraft der Feder- kraft der ersten Schraubenfeder 60 entspricht (Phase 1). Das Ansprechverhalten des Bremssystems kann daher durch geeignete Wahl der Federsteifigkeit der Feder 60 in der gewünschten Weise eingestellt werden.The hydraulic pressure building up in the course of the displacement of the actuating piston 26 and the first piston 36 to the left in the first pressure chamber 36 acts both on the hydraulically effective surface of the actuating piston 26 and on the hydraulically active surface of the sleeve 52 Piston 32 acting reaction force via the diaphragm plate 114 and the control valve housing 20 is introduced into the brake booster 12 and is therefore not noticeable on the brake pedal, are for feedback of the hydraulic pressure building up in the first pressure chamber 36 to the brake pedal and thus to the vehicle driver hydraulically effective surfaces of the actuating piston 26 and the sleeve 52 are decisive. Several phases can be distinguished with regard to the reaction force felt by the driver when the brake is actuated on the brake pedal. At the beginning of the brake application, the fluid connection between the first pressure chamber 36 and the hydraulic fluid container is still open, so that the reaction force corresponds to the spring force of the first coil spring 60 (phase 1). The response behavior of the brake system can therefore be adjusted in the desired manner by a suitable choice of the spring stiffness of the spring 60.
Sobald die Fluidverbindung zwischen der ersten Druckkammer 36 und dem Hydrau- likfluidbehälter unterbrochen ist und sich infolgedessen in der ersten Druckkammer 36 ein Hydraulikdruck aufbaut, wird zusätzlich eine hydraulische Reaktionskraft erzeugt, die über eine Stirnfläche des stabförmigen Fortsatzes 50 des Betätigungskolbens 26 auf das Bremspedal zurückwirkt. Demzufolge setzt sich dann die am Bremspedal verspürte Reaktionskraft aus der auf die Stirnfläche des stabförmigen Fortsatzes 50 wirkenden Hydraulikkraft und der Federkraft der ersten Schraubenfeder 60 zusammen (Phase 2).As soon as the fluid connection between the first pressure chamber 36 and the hydraulic fluid container is interrupted and, as a result, hydraulic pressure builds up in the first pressure chamber 36, a hydraulic reaction force is additionally generated, which reacts on the brake pedal via an end face of the rod-shaped extension 50 of the actuating piston 26. As a result, the reaction force felt on the brake pedal is composed of the hydraulic force acting on the end face of the rod-shaped extension 50 and the spring force of the first coil spring 60 (phase 2).
Wenn der Druck in der ersten Druckkammer 36 im Verlauf des Bremsvorgangs weiter ansteigt und einen Wert D überschreitet, wird die Hülse 52 relativ zum ersten Kolben 32 und zum Betätigungskolben 26 gegen die Kraft der ersten Feder 60 nach rechts verschoben, bis der Flansch 54 der Hülse 52 nach Überwinden einer Strecke S in Anlage an einen am Betätigungskolben 26 ausgebildeten Vorsprung 122 gerät. Dadurch entsteht eine mechanische Kopplung zwischen der Hülse 52 und dem Betätigungskolben 26, so dass die Hülse 52 bei einer weiteren Verschiebung des Betätigungskolbens 26 nach links gemeinsam mit dem Betätigungskolben 26 nach links verschoben wird. Für den hydraulischen Anteil der am Bremspedal verspürten Reaktionskraft ist dann die Summe der hydraulisch wirksamen Flächen des Betätigungskolbens 26 und der Hülse 52 maßgeblich (Phase 3).If the pressure in the first pressure chamber 36 continues to increase during the braking process and exceeds a value D, the sleeve 52 is displaced relative to the first piston 32 and the actuating piston 26 against the force of the first spring 60 to the right until the flange 54 of the sleeve 52 after covering a distance S comes into contact with a projection 122 formed on the actuating piston 26. This creates a mechanical coupling between the sleeve 52 and the actuating piston 26, so that the sleeve 52 is displaced to the left together with the actuating piston 26 when the actuating piston 26 is moved further to the left. The sum of the hydraulically effective surfaces of the actuating piston 26 and the sleeve 52 is then decisive for the hydraulic portion of the reaction force felt on the brake pedal (phase 3).
Das Verhältnis, in dem ein Fahrzeugführer den Anstieg des Hydraulikdrucks in der ersten Druckkammer 36 als Anstieg der zu überwindenden Gegenkraft am Bremspe- dal verspürt, wird als Übersetzungsverhältnis bezeichnet. Bei einem großen Übersetzungsverhältnis kann sich der Betätigungskolben 26 bei gleicher Betätigungskraft F relativ zum Steueπtentilgehäuse 20 weiter nach links verschieben, als bei einem kleineren Übersetzungsverhältnis. Gleichzeitig führt ein größeres Übersetzungsverhältnis zu einem größeren Öffnungshub des Steuerventils des Bremskraftverstärkers 12 und damit zu einem stärkeres Ansprechen des Bremskraftverstärkers 12.The ratio in which a vehicle driver feels the increase in hydraulic pressure in the first pressure chamber 36 as an increase in the counterforce to be overcome on the brake pedal is referred to as the transmission ratio. With a large transmission ratio, the actuating piston 26 can shift further to the left relative to the control valve housing 20 with the same actuation force F than with a smaller transmission ratio. At the same time, a larger transmission ratio leads to a larger opening stroke of the control valve of the brake booster 12 and thus to a stronger response of the brake booster 12.
Bei Beendung des Bremsvorgangs durch Freigeben des Bremspedals werden die oben beschriebenen Phasen in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen. Infolge der Rückverschiebung des zweiten Kolbens 38 nach rechts gerät der am zweiten Kolben 38 ausgebildete Flansch 82 wieder in Anlage mit dem am stiftförmigen Fortsatz 98' des zweiten Ventils 94' ausgebildeten dritten Anschlagelement 100', so dass das zweite Ventil 94' die Fluidverbindung zwischen der zweiten Druckkammer 46 und der zweiten Nachlaufbohrung 106' freigibt. Das erste Ventil 94 wird ebenfalls wieder geöffnet, wenn das erste Anschlagelement 72 infolge der Rückverschiebung des Betätigungskolbens 26 nach rechts gegen das am stiftförmigen Fortsatz 98 des ersten Ventils 94 ausgebildete zweite Anschlagelement 100 stößt. Die Rückbewegung des Betätigungskolbens 26 nach rechts wird begrenzt, indem das erste Anschlagelement 72 an den am ersten Abschnitt 84 des Hauptzylindergehäuses 28 ausgebildeten Absatz 104 anstößt. Der Absatz 104 definiert die Ruhestellung des Betätigungskol- bens 26 und damit die Ruhestellung des Steuerventilgehäuses 20 des dem Hauptzylinder 10 vorgeschalteten Bremskraftverstärkers 12 in einer sogenannten "Lost Travel Free"-Position, die eine annähernd verlustwegfreie Aktivierung des Bremskraftverstärkers 12 aus seiner Lösestellung heraus ermöglicht. When the braking process is ended by releasing the brake pedal, the phases described above are carried out in reverse order. As a result of the backward displacement of the second piston 38 to the right, the flange 82 formed on the second piston 38 again comes into contact with the third stop element 100 'formed on the pin-shaped extension 98' of the second valve 94 ', so that the second valve 94' establishes the fluid connection between the second pressure chamber 46 and the second trailing bore 106 'releases. The first valve 94 is also opened again when the first stop element 72 abuts the second stop element 100 formed on the pin-shaped extension 98 of the first valve 94 as a result of the actuation piston 26 being moved back to the right. The return movement of the actuating piston 26 to the right is limited by the first stop element 72 abutting the shoulder 104 formed on the first section 84 of the master cylinder housing 28. Paragraph 104 defines the rest position of the actuating piston 26 and thus the rest position of the control valve housing 20 of the brake booster 12 upstream of the master cylinder 10 in a so-called “lost travel free” position, which enables the brake booster 12 to be activated almost without loss from its release position.

Claims

Patentansprüche claims
s 1. Hauptzylinder (10) für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, mit' s 1st master cylinder (10) for a hydraulic vehicle brake system, with '
- einem Hauptzylindergehause (28), das eine Längsbohrung (30) begrenzt, in der zur Ausbildung einer ersten Druckkammer (36) ein erster Kolben (32) abdichtend und axial verschiebbar geführt ist, und- A master cylinder housing (28) which delimits a longitudinal bore (30) in which a first piston (32) is sealingly and axially displaceable to form a first pressure chamber (36), and
- einem ersten Ventil (94), das axial zwischen einer Offenstellung und einer Schließ- o Stellung verschiebbar ist, in seiner Offenstellung eine Fluidverbindung zwischen einem Fluidreservoir und der ersten Druckkammer (36) ermöglicht und in einer Ruhestellung des ersten Kolbens (32) in seiner Offenstellung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass- A first valve (94) which is axially displaceable between an open position and a closed position, in its open position enables a fluid connection between a fluid reservoir and the first pressure chamber (36) and in a rest position of the first piston (32) in it Open position is held, characterized in that
- das Hauptzylindergehause (28) bezüglich der Längsbohrung (30) quergeteilt ist und s einen ersten Abschnitt (84) und einen zweiten Abschnitt (86) umfasst, und dass- The master cylinder housing (28) is cross-divided with respect to the longitudinal bore (30) and s comprises a first section (84) and a second section (86), and that
- das erste Ventil (94) radial außerhalb der Längsbohrung (30) in dem ersten Abschnitt (84) des Hauptzylindergehäuses (28) angeordnet ist.- The first valve (94) is arranged radially outside of the longitudinal bore (30) in the first section (84) of the master cylinder housing (28).
2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, 0 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (94) in seiner Schließstellung eine in dem zweiten Abschnitt (86) des Hauptzylindergehäuses (28) ausgebildete erste Nachlaufbohrung (106) verschließt.2. Master cylinder according to claim 1, 0 characterized in that the first valve (94) in its closed position closes a first trailing bore (106) formed in the second section (86) of the master cylinder housing (28).
3. Hauptzylinder nach Anspruch 1 oder 2, 5 dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Abschnitte (84, 86, 88) des Hauptzylindergehäuses (28) durch mindestens ein sie in Längsrichtung durchsetzendes Befestigungselement miteinander verspannt sind.3. Master cylinder according to claim 1 or 2, 5, characterized in that the individual sections (84, 86, 88) of the master cylinder housing (28) are clamped together by at least one fastening element penetrating them in the longitudinal direction.
4. Hauptzylinder nach Anspruch 2 oder 3, 0 dadurch gekennzeichnet, dass eine Schale (90) eines Bremskraftverstärkergehäuses zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt (84, 86) des Hauptzylindergehäuses (28) eingespannt ist, wobei eine Dicke der Schale (90) einen axialen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt (84, 86) des Hauptzylindergehäuses (28) festlegt. 54. Master cylinder according to claim 2 or 3, 0 characterized in that a shell (90) of a brake booster housing between the first and the second section (84, 86) of the master cylinder housing (28) is clamped, wherein a thickness of the shell (90) one defines the axial distance between the first and the second section (84, 86) of the master cylinder housing (28). 5
5. Hauptzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der axialen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt (84, 86) des Hauptzylindergehäuses (28) mittels eines ersten Dichtelements (110), das auf einen Abschnitt (84, 86) des Hauptzylinders aufvulkanisiert ist, gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.5. Master cylinder according to claim 4, characterized in that the axial distance between the first and the second section (84, 86) of the master cylinder housing (28) is sealed from the environment by means of a first sealing element (110) which is vulcanized onto a section (84, 86) of the master cylinder.
6. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (32) hohlzylindrisch ausgebildet und im Normalfall nur mittelbar von einem Kraftabgabeglied (114) eines dem Hauptbremszylinder (10) vorgeschalteten Bremskraftverstärkers (12) betätigbar ist, und dass zur unmittelbaren Betätigung des ersten Kolbens (32) ein Betätigungskolben (26) axial verschiebbar in dem ersten Kolben (32) geführt ist.6. Master cylinder according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first piston (32) is hollow-cylindrical and can only be actuated normally indirectly by a force output member (114) of a brake booster (12) connected upstream of the master cylinder (10), and in that For direct actuation of the first piston (32), an actuating piston (26) is guided axially displaceably in the first piston (32).
7. Hauptzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine im wesentlichen hohizylindrische Hülse (52) axial verschiebbar zwischen dem ersten Kolben (32) und dem Betätigungskolben (26) geführt ist, und dass sich die Hülse (52) entgegen der Betätigungsrichtung am7. Master cylinder according to claim 6, characterized in that a substantially hollow cylindrical sleeve (52) is axially displaceable between the first piston (32) and the actuating piston (26), and that the sleeve (52) against the actuating direction on
Betätigungskolben (26) abstützt, wenn der Druck in der ersten Druckkammer (36) einen vorbestimmten Wert (D) überschreitet.Actuating piston (26) supports when the pressure in the first pressure chamber (36) exceeds a predetermined value (D).
8. Hauptzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (52) federnd in Betätigungsrichtung vorgespannt ist und sich nach Überwindung einer vorbestimmten Strecke (S) in Betätigungsrichtung am Betätigungskolben (26) abstützt, wenn der Druck in der ersten Druckkammer (36) den vorbestimmten Wert (D) überschreitet.8. Master cylinder according to claim 7, characterized in that the sleeve (52) is resiliently biased in the actuating direction and, after having overcome a predetermined distance (S) in the actuating direction, is supported on the actuating piston (26) when the pressure in the first pressure chamber (36) exceeds the predetermined value (D).
9. Hauptzylinder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (52) auf ihrer dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage zugewandten Seite einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch (54) aufweist, der sich in einer zu Beginn einer Bremsung vorliegenden Ruhestellung des Hauptzylinders (10) in Betätigungsrichtung an einer in dem ersten Kolben (32) ausgebildeten Stufe (64) abstützt.9. Master cylinder according to claim 7 or 8, characterized in that the sleeve (52) on its side facing the actuator of the vehicle brake system has a radially outwardly extending flange (54) which is in a rest position of the master cylinder at the beginning of braking (10) is supported in the actuating direction on a step (64) formed in the first piston (32).
10. Hauptzylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der sich radial nach außen erstreckende Flansch (54) der Hülse (52) sich im Verlauf einer Bremsung von der Stufe (64) löst und nach Überwindung der vorbestimmten Strecke (S) gegen einen am Betätigungskolben (26) ausgebildeten Vorsprung (122) stößt. 10. Master cylinder according to claim 9, characterized in that the radially outwardly extending flange (54) of the sleeve (52) is released in the course of braking from the step (64) and after overcoming the predetermined distance (S) against a Actuating piston (26) formed projection (122).
11. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes sich radial nach außen erstreckendes Anschlagelement (72) axial federnd in Richtung auf einen am Betätigungskolben (26) vorhandenen Anschlag (68) vorgespannt ist und in einer Ruhestellung des Betäti- gungskolbens (26) mit einem an dem ersten Ventil (94) angeordneten, sich radial nach innen erstreckenden zweiten Anschlagelement (100) zusammenwirkt.11. Master cylinder according to one of claims 6 to 10, characterized in that a first radially outwardly extending stop element (72) is axially resiliently biased towards an existing on the actuating piston (26) stop (68) and in a rest position of the actuator - Supply piston (26) cooperates with a second stop element (100) arranged on the first valve (94) and extending radially inwards.
12. Hauptzylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruhestellung des Betätigungskolbens (26) durch einen in der Längsbohrung (30) ausgebildeten Absatz (104) definiert ist, der in der Ruhestellung des Betätigungskolbens (26) mit dem ersten Anschlagelement (72) zusammenwirkt.12. Master cylinder according to claim 11, characterized in that the rest position of the actuating piston (26) is defined by a shoulder (104) formed in the longitudinal bore (30), which in the rest position of the actuating piston (26) with the first stop element (72) interacts.
13. Hauptzylinder nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Anschlagelement (72) ein Hydraulik- fluiddurchlass (112) ausgebildet ist.13. Master cylinder according to claim 11 or 12, characterized in that a hydraulic fluid passage (112) is formed in the first stop element (72).
14. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Längsbohrung (30) in Richtung ihres freien Endes verlängernder, im wesentlichen hohizylindrischer Fortsatz (92) des Hauptzylindergehäuses (28) den ersten Kolben (32) axial führt.14. Master cylinder according to one of claims 1 to 13, characterized in that a longitudinal bore (30) extending towards its free end, substantially hollow cylindrical extension (92) of the master cylinder housing (28) axially guides the first piston (32).
15. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Längsbohrung (30) des Hauptzylindergehäuses (28) ein auf eine zweite Druckkammer (46) wirkender zweiter Kolben (38) abdichtend und axial verschiebbar geführt ist und ein zweites Ventil (94') axial zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verschiebbar ist, das in seiner Offenstellung eine Fluidverbindung zwischen dem Fluidreservoir und der zweiten Druckkammer (46) ermöglicht und in einer Ruhestellung des zweiten Kolbens (38) in seiner Offen- Stellung gehalten ist, wobei das Hauptzylindergehause (28) bezüglich der Längsbohrung (30) zweifach quergeteilt ist und drei Abschnitte (84, 86, 88) umfasst, und wobei das zweite Ventil (94') radial außerhalb der Längsbohrung (30) in dem zweiten Abschnitt (86) des Hauptzylindergehäuses (28) angeordnet ist.15. Master cylinder according to one of claims 1 to 14, characterized in that in the longitudinal bore (30) of the master cylinder housing (28) a second piston (38) acting on a second pressure chamber (46) is sealingly and axially displaceably guided and a second valve (94 ') is axially displaceable between an open position and a closed position, which in its open position enables a fluid connection between the fluid reservoir and the second pressure chamber (46) and is held in its open position in a rest position of the second piston (38), wherein the master cylinder housing (28) is doubly cross-sectioned with respect to the longitudinal bore (30) and comprises three sections (84, 86, 88), and wherein the second valve (94 ') radially outside the longitudinal bore (30) in the second section (86) of the Master cylinder housing (28) is arranged.
16. Hauptzylinder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (94') in seiner Schließstellung eine in einem dritten Abschnitt (88) des Hauptzylindergehäuses (28) ausgebildete zweite Nachlaufbohrung (106') verschließt.16. Master cylinder according to claim 15, characterized in that the second valve (94 ') in its closed position closes a third section (88) of the master cylinder housing (28) formed second trailing bore (106 ').
17. Hauptzylinder nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Kolben (38) ein radial nach außen ragender Flansch (82) ausgebildet ist, der in einer Ruhestellung des zweiten Kolbens (38) mit einem an dem zweiten Ventil (94') angeordneten, sich radial nach innen erstreckenden dritten Anschlagelement (1001) zusammenwirkt.17. Master cylinder according to claim 15 or 16, characterized in that on the second piston (38) a radially outwardly projecting flange (82) is formed, which in a rest position of the second piston (38) with one on the second valve (94 ') arranged, radially inwardly extending third stop element (100 1 ) cooperates.
18. Hauptzylinder/Bremskraftverstärker-Einheit, gekennzeichnet durch einen Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 17. 18. Master cylinder / brake booster unit, characterized by a master cylinder according to one of claims 1 to 17.
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