DE1037882B

DE1037882B - Hauptzylinder, insbesondere fuer hydraulische Bremsbetaetigungsanlagen in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1037882B
Application number: DEB22665A
Authority: DE
Inventors: Philip S Baldwin
Original assignee: Fiat SpA
Current assignee: Fiat SpA
Priority date: 1954-10-20
Filing date: 1952-10-28
Publication date: 1958-08-28
Also published as: BE515211A; CH331394A; GB704835A; BE542116A; US2808703A; GB784965A; DE1027534B; US2831324A; NL91990C; CH311013A; FR1139640A; FR1072367A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hauptzylinder, insbesondere für hydraulische Bremsbetätigungsanlagen in Kraftfahrzeugen, dessen Bohrung über den ganzen Weg des Kolbenkopfes denselben Durchmesser hat und bei dem eine Verbindung zwischen Druckkammer und Vorratsbehälter durch ein Ventil gesteuert wird, welches mit dem Kolben des Hauptzylinders baulich vereinigt ist und einen elastischen Ring aufweist, der zwischen zwei im Kolbenkopf angebrachten, starren, radialen Schulterflächen, die durch einen zylindrischen Trennteil in gleichbleibendem Abstand voneinander gehalten werden, axial angeordnet ist, wobei der ringförmige Raum zwischen den beiden im Kolbenkopf angeordneten Schulterflächen durch Kanäle mit der Druckkammer verbunden ist.

Es ist eine Pumpe bekannt mit einem Zylinder, dessen Bohrung über den ganzen Weg des Kolbenkopfes denselben Durchmesser hat und bei dem eine Verbindung zwischen Druckkammer und Vorratskammer, welche über ein Rückschlagventil mit dem Vorratsbehälter verbunden ist, durch ein Ventil gesteuert wird, welches mit dem Kolben des Zylinders baulich vereinigt ist und einen elastischen Ring aufweist, der zwischen zwei im Kolbenkopf angebrachten, starren, radialen Schulterflächen, die durch einen zylindrischen Trennteil in gleichbleibendem Abstand voneinander gehalten werden, axial beweglich anger ordnet ist, wobei der ringförmige Raum zwischen, den beiden im Kolbenkopf angeordneten Schulterflächen durch Kanäle mit der Druckkammer verbunden ist.

Ferner ist eine Ausführungsform von Hauptzylindern bekannt, bei der ein elastischer Ring vorgesehen ist, der sowohl als Kolbendichtung als auch als Ventilglied wirkt und der während des Vorwärtshubes des Kolbens auf eine abgeschrägte Fläche des Kolbenkopfes aufgekeilt und dadurch an die Zylinderinnenwand angepreßt wird. Bei dieser Ausführungsform ist eine sofortige wirkungsvolle Abdichtung während des Vorwärtshubes nicht sichergestellt, insbesondere dann nicht, wenn die Bremse langsam betätigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptzylinder mit den im Absatz 1 angegebenen Merkmalen so auszubilden, daß seine Herstellung möglichst einfach ist, daß das Ventil umgehend nach dem Beginn des Verschieben« des Kolbens in Bremsrichtung schließt und bei Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens öffnet, sobald in der Druckkammer ein Unterdruck eingetreten ist, und daß der elastische Ring möglichst wenig Abnutzungsvorgängen unterworfen ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Abstand der beiden Schulterflächen geringfügig größer ist als die Länge des elastischen Ringes

Hauptzylinder,

insbesondere für hydraulische

Bremsbetätigungsanlagen

in Kraftfahrzeugen

Anmelder:

Philip S. Baldwin, Florenz,

und Fiat Societä per Azioni, Turin

(Italien)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Bohr, München 5,

Dr.-Ing. H. Fincke, Berlin-Lichterfelde,

und Dipl.-Ing. H. Bohr, München 5, Müllerstr. 31,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Italien vom 31. Oktober 1951

Philip S. Baldwin, Florenz (Italien),
ist als Erfinder genannt worden

in axialer Richtung, daß der Außendurchmesser des Trennteiles kleiner als der Innendurchmesser des elastischen Ringes ist und daß der elastische Ring so bemessen ist, daß er durch Eigenspannung an die Innenwand des Hauptzylinders nur schwach angedrückt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Trennteil als Rohrstück ausgebildet, welches mit einem Ende an der Schulterfläche des Hauptkolbens anliegt und an seinem der Druckkammer zugewandten Ende einen radialen Flansch und eine Reihe von radialen Bohrungen in seiner Wand aufweist, wobei der Flansch die Schulterfläche, die die Axialbewegung des elastischen Ringes in der Richtung der Druckkammer begrenzt, und die Stützfläche für die der Vorwärtsbewegung des Hauptkolbens entgegenwirkende Feder bildet.

Zweckmäßigerweise weist der Kopfteil des Hauptkolbens eine axiale, in die Druckkammer mündende Höhlung auf, die mit dem zwischen dem äußeren Mantel des Trennteiles und der Bohrung des elastischen Ringes liegenden Raum durch eine Anzahl von radialen, in der Wand des Trennteiles ausgesparten Bohrungen verbunden wird.

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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nicht mehr nötig, die Innenfläche des Zylinders und die Außenfläche des Kolbens zu schleifen, da die Außenfläche des Kolbens ein wenig kleiner gehalten werden kann als der Innendurchmesser des Hauptzylinders.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen.

Fig. 1 ist ein axialer Schnitt durch eine erste Ausführungsform des Hauptzylinders nach der Erfindung;

Fig. 2 ist ein axialer Schnitt durch eine weitere geänderte Ausführungsform desselben;

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführung des die Verbindung zwischen Vorratsbehälter und Druckkammer steuernden Ventils.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Hauptzylinder mit 1 bezeichnet. Derselbe ist an seinem vorderen Ende durch eine Stirnwand Ib abgeschlossen und steht über eine Bohrung 20 der Stirnwand und einen Anschlußnippel 3 mit dem Leitungssystem der Bremsanlage in Verbindung. Das rückwärtige Zylinderende ist ohne Abschlußwandung ausgebildet und wird im Betriebszustand der Bremsanlage durch den Hauptkolben selbst abgeschlossen. Als rückwärtiger Anschlag für den Hauptkolben ist ein Federring 4 vorgesehen, der in einen ringförmigen Schlitz am rückwärtigen Ende des Zylinders 1 eingesetzt ist.

Für seine Befestigung am Fahrzeug oder an einem Maschinengestell besitzt der Hauptzylinder 1 Flanschflächen 9. Innerhalb des Hauptzylinders 1 wird der Hauptkolben 106 beweglich geführt und trägt an seinem vorderen Ende »schwimmend«, d. h. leicht beweglich, einen elastischen Ring 113. Weiterhin sind an dem als im wesentlichen zylindrischer, einteiliger Körper ausgebildeten Hauptkolben 106 als Schulterflächen dienende Flansche 21 und 112 vorgesehen, welche eine Ringkammer 117 begrenzen, die zwischen dem Außenumfang des Kolbens 106 und der Wandung des Zylinders 1 gebildet wird. Der Außendurchmesser der genannten Flansche ist etwas kleiner gehalten als der Innendurchmesser des Zylinders 1. Am Kopf des Kolbens 106 ist eine Ringnut 230 vorgesehen, die rückwärts durch die Stirnfläche 112a des Flansches 112 und nach vorn durch die rückwärtige Fläche lila des Flansches 111 begrenzt wird, der an einem axial vorstehenden rohrförmigen Ansatz 110 des Kolbens 106 ausgebildet ist. Dieser Ansatz 110 ist mit radialen Bohrungen 114 versehen. Der elastische Ring 113 ist in dieser Ringnut 230 eingesetzt, wobei die axiale Ausdehnung des Ringes kleiner ist als der Abstand zwischen den beiden Gegenflächen lila und 112 a, wogegen der Innendurchmesser des Ringes etwas größer ist als der Außendurchmesser des genannten rohrförmigen Ansatzes 110. Auf diese Weise ist es möglich, daß der Ring 113 auf dem Kolben 106 »schwimmend«, d. h. in axialer Richtung leicht beweglich, gehalten wird.

Der Flüssigkeitsvorratsbehälter 25 umschließt den gesamten rückwärtigen Teil des Zylinders 1. Hierbei tritt die Betätigungsstange 19 des Kolbens in den genannten Vorratsbehälter durch eine Bohrung der rückwärtigen Behälterwandung 25 a ein, die einen Dichtungsring 22 hält. Die Betätigungsstange 19 kann entweder direkt vom Fußhebel oder mittels einer Vorrichtung in Bewegung versetzt werden, die mittels Druckluft betrieben wird.

In seiner zurückgezogenen Lage wird der Hauptkolben 106 durch eine Schraubenfeder 15 gehalten, welche mit einem Ende gegen die Stirnfläche 111 b des Flansches 111 und mit dem anderen Ende gegen die Bodenfläche 1 c der Stirnwand 1 b des Zylinders 1 anliegt. Der Vorratsbehälter 25 steht mit der Ringkammer 117 dauernd über den ringförmigen Raum zwischen der Wandung des Zylinders 1 und dem Außendurchmesser des Flansches 21 des Kolbens 106 in Verbindung, während die Kammer 117 ihrerseits mit der Ringnut 230, in welcher sich der elastische Ring 113 befindet, durch den ringförmigen Raum

ίο zwischen dem Außendurchmesser des Flansches 112 und der Zylinderwandung in Verbindung steht und die Ringkammer wiederum mit der Druckkammer 1 a des Zylinders über die radialen Bohrungen 114 verbunden ist.

Während des Vorwärtshubes des Hauptkolbens 106 wird der Ring 113 gegen die Stirnfläche 112 α des Flansches 112 in der Ringnut 230 infolge der Reibung zwischen der Innenwandung des Hauptzylinders und dem Außenumfang des Ringes bewegt. Darüber hinaus wird durch den Flüssigkeitsdruck gegen den Innenumfang des Ringes 113 die Berührungsfläche zwischen dem Außenumfang des Ringes und der Innenwandung des Hauptzylinders vergrößert. Die Folge ist eine Unterbrechung der Verbindung zwisehen dem Vorratsbehälter 25 und der Druckkammer des Zylinders 1 während des Vorwärtshubes des Hauptkolbens 106.

Während des Rückwärtshubes des Hauptkolbens unter der Wirkung der Feder 15 wird der Ring 113 mit der rückwärtigen Stirnwand lila des Flansches 111 durch die Reibung zwischen der Innenwand des Hauptzylinders und dem Außenumfang des Ringes 113 zur Anlage gebracht. Außerdem wird durch den Druckabfall in der Druckkammeria des Zylinders 1 bewirkt, daß die Berührungsfläche zwischen dem Außenumfang des Ringes 113 und der Innenwandung des Zylinders 1 abnimmt. Dadurch kann Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 25 in die Druckkammer 1 a des Zylinders eintreten, und zwar durch den Raum zwischen den Flanschen 21 und 112 des Kolbens 106 und der Innenwandung des Zylinders 1, ferner durch den Raum zwischen der rückwärtigen Stirnfläche 113σ des Ringes 113 und der Frontfläche 112a des Flansches 112 sowie durch die radialen Bohrungen 114 hindurch. Auf diese Weise ist ein schnelles Auffüllen des Zylinders gewährleistet. Überschüssige Flüssigkeitsmengen können aus dem Hauptzylinder in den \'^Torratsbehälter durch einen Auslaß in Form der Bohrung 118 in der Wandung des Zylinders 1 zurückbefördert werden, wenn der Hauptkolben sich in seiner voll zurückgezogenen Lage befindet.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem der Vorratsbehälter 25 nicht mehr den rückwärtigen Teil des Zylinders 1 umfaßt, sondern bei dem die Verbindung zwischen der ringförmigen Kammer 117 des Hauptkolbens 206 und dem genannten Vorratsbehälter 25 durch eine Bohrung 116 in der Zylinderwandung hergestellt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Teil des Kolbens 206, welcher an die Druckkammeria angrenzt, entsprechend d-em Ausführungsbeispiel zu Fig. 1 ausgebildet, so daß der elastische Ring 113, der an diesem Teil des Kolbens eingesetzt ist, die Verbindung zwischen der Ringkammer 117 des Kolbens 206 und der Druckkammer 1 α vor dem Kolben beim Rückwärtshub dieses Kolbens freigibt, dagegen die genannte Verbindung während des Vorwärtsihubes in der gleichen Weise wie oben beschrieben unterbricht. Der rückwärtige Teil des Kolbens 206 legt sich gegen einen Dichtungsring 16 an, dessen Außenumfang teil-

weise mit der Innenwand des Zylinders 1 in Berührung steht. Der Ring 16 liegt seinerseits gegen einen Druckteil 105 an, der durch die Betätigungsstange 19 des Bremssystems in Bewegung versetzt werden kann. Der vordere Teil dieses Druckteiles 105 ist als zylindrisches Ansatzstück 105a ausgebildet, dessen Durchmesser gleich oder etwas größer ist als die Innenbohrung des Dichtungsringes 16. Im Ruhezustand des ßremssystems ist die axiale Längenausdehnung des Ansatzstückes 105 a geringer als die axiale Dicke des Dichtungsringes 16,, so daß eine Abdichtung des Zylinders durch die Berührung des Außenumfanges des Ringes 16 mit der Innenwandung des Zylinders 1 sowie die Berührung zwischen der rückwärtigen Seitenfläche des Ringes 16 mit der ringförmigen Stirnfläche b des Druckteiles 105 gewährleistet ist. Im Ruhezustand des Systems liegt der Druckteil 105 gegen den Haltering 4 unter der Wirkung der Feder 15 an.

Fig. 3 zeigt eine gegenüber der Fig. 2 insofern geänderte Ausführungsform, als die zur Aufnahme des elastischen Ringes 113 dienende Nut 430 dargestellt wird durch die Stirnfläche 206 a des Flansches 112 und durch einen gesonderten zylindrischen, rohrartigen Trennteil 210, welcher mit einem Flansch 211 versehen ist, wobei der Teil 210 gegen die Fläche 206a durch die Wirkung der Feder 15 angepreßt wird, die sich gegen die ringförmige Stirnfläche 211 b des Flansches 211 anlegt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 30

1. Hauptzylinder, insbesondere für hydraulische Bremsbetätigungsanlagen in Kraftfahrzeugen, dessen Bohrung über den ganzen Weg des Kolbenkopfes denselben Durchmesser hat und bei dem eine Verbindung zwischen Druckkammer und Vorratsbehälter durch ein Ventil gesteuert wird, welches mit dem Kolben des Hauptzylinders baulich vereinigt ist und einen elastischen Ring aufweist, der zwischen zwei im Kolbenkopf angebrachten, starren, radialen Schulterflächen, die durch einen zylindrischen Trennteil in gleichbleibendem Abstand voneinander gehalten werden, axial beweglich angeordnet ist, wobei der ringförmige Raum zwischen den beiden im Kolbenkopf angeordneten Schulterflächen durch Kanäle mit der Druckkammer verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden Schulterflächen (lila und 112 a) geringfügig größer ist als die Länge des elastischen Ringes (113) in axialer Richtung, daß der Außendurchmesser des Trennteiles (110 bzw. 210) kleiner als der Innendurchmesser des elastischen Ringes ist und daß der elastische Ring so bemessen ist, daß er durch Eigenspannung an die Innenwand des Hauptzylinders nur schwach angedrückt wird.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennteil (110, 210) als Rohrstück ausgebildet ist, welches mit einem Ende an der Stirnfläche des Hauptkolbens anliegt und an seinem der Druckkammer zugewandten Ende einen radialen Flansch (211) und eine Reihe von radialen Bohrungen (114) in seiner Wand aufweist, wobei der Flansch die Schulterfläche, die die Axialbewegung des elastischen Ringes (113) in der Richtung der Druckkammer begrenzt, und die Stützfläche für die der Vorwärtsbewegung des Hauptkolbens entgegenwirkende Feder (15) bildet.

3. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil des Hauptkolbens eine axiale, in die Druckkammer mündende Höhlung aufweist, die mit dem zwischen dem äußeren Mantel des Trennteiles (110, 210) und der Bohrung des elastischen Ringes (113) liegenden Raum durch eine Anzahl von radialen, in der Wand des Trennteiles ausgesparten Bohrungen (114) verbunden wird.

4. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der durch den beweglichen Ring (113) gesteuerten Verbindung (116) zwischen Zylinder und Vorratsbehälter (25) in der Wandung des Hauptzylinders eine kleine, zum Vorratsbehälter führende Bohrung (118) vorgesehen ist, welche bei voll zurückgezogenem Kolben mit dem Flansch (111, 211) des Trennteiles (110) fluchtet.

5. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptzylinderkolben (106, 206) durch Absetzungen des Kolbenkörpers mit der Hauptzylinderwand eine Ringkammer (117) bildet, in welche die Verbindung (116) zwischen dem Vorratsbehälter (25) und dem Hauptzylinder (1) mündet, und der Zylinder an seinem hinteren, dem Kolbenkopf entgegengesetzten Ende abgedichtet ist.

6. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung an dem der Druckkammer entgegengesetzten Hauptzylinderende aus einem elastischen Ring (16) besteht, welcher auf einem Druckteil (105) angebracht ist, von dem sich ein gleichachsig abgesetztes Ansatzstück (105 a) in die Bohrung des Ringes (16) erstreckt, wobei Ring und Druckteil gemeinsam mit dem Kolben (206) im Hauptzylinder beweglich angeordnet sind und das Ansatzstück des Druckteiles beim Arbeitshub unter axialer Zusammenpressung des elastischen Ringes (16) gegen den Kolben (206) zur Anlage kommt.

7. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptzylinder (1) in der Ruhelage der Vorrichtung mit seinem dem Hauptkolben (106) benachbarten Ende in den Vorratsbehälter (25) hineinragt und offen ist, wobei die Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter (25) und der Druckkammer des Hauptzylinders (1) längs der Mantelfläche des mit Spiel in seiner Bohrung eingesetzten Hauptkolbens stattfindet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 816 790;
USA.-Patentschriften Nr. 2 404 547, 2 561 009.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 819 354.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen