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Die Erfindung bezieht sich auf einen zweistufigen Hauptzylinder für
hydraulische Bremsanlagen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem kleinen Druckkolben,
einem gegenüber dem Druckkolben relativ verschiebbaren großen Füllkolben und einem
innerhalb einer zweiteiligen zur Anlage an den Druckkolben bestimmten Hülse am Füllkolben
angeordneten Überstromventil, das mittels eines am kleinen Druckkolben abgestützten
Betätigungsgliedes bei Anlage des Füllkolbens am Druckkolben offengehalten ist.
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Hauptzylinder dieser Art sind aus der tschechoslowakischen Patentschrift
106 069 und der deutschen Patentschrift 6.16 94'2 bekannt, wobei sich der letztere
von dem ersteren im wesentlichen durch eine begrenzte Bewegungsmöglichkeit des Betätigungsgliedes
für das überströmventil gegenüber dem Füllkolben unterscheidet. Bei diesen bekannten
Ausführungsformen , öffnet das Betätigungsglied das Überströmventil bei gegenseitiger
Verschiebung der beiden Kolben in der Weise, daß der Übergang von der Füllstufe
zur Druckstufe durch die plötzliche Freigabe des vollständigen Querschnitts des
Überströmventils nicht weich genug erfolgt, was eine feinfühlige Bremsbetätigung
stark erschwert, wenn nicht sogar unmöglich macht. Außerdem weisen beide bekannten
Ausführungsformen einen Verbindungskanal zwischen der Füllstufe und der Druckstufe
auf, der in radialer Richtung in den Druckraum einmündet, wobei die Manschettendichtung
bei jedem Druckhub über diese Öffnung gleitet, was bei dem hohen Druck innerhalb
dieses Druckraumes zu einem Hineinpressen der Dichtung in diese Öffnung und damit
zu ihrer Beschädigung führt.
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Aus der USA.-Patentschrift 2 206 629 ist zwar ein Hauptzylinder bekannt,
bei dem der Nachteil der Beschädigung der Manschettendichtung am Druckkolben behöben
ist, da dort der Druckkolben einen zentralen Verbindungskanal aufweist, der die
einzige Verbindung zwischen dem Niederdruckraum und dem Hochdruckraum darstellt
und durch einen in einer Hülse geführten Schaft überwacht ist, doch erfolgt auch
bei dieser bekannten Ausführungsform der Übergang von der Füllstufe zur Druckstufe
nicht mit der erforderlichen Weichheit, und außerdem erhöht der den zentralen Kanal
überwachende Schaft, der. mit mehreren Absätzen und Anschlägen ausgeführt ist und
über einen Teil seiner Länge konisch gestaltet ist und in einer im Bremszylinder
fest angeordneten -Hülse geführt ist, den baulichen Aufwand.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen zweistufigen
Hauptzylinder der eingangs genannten Art für hydraulische Bremsanlagen zu schaffen,
bei dem mit einem geringen Aufwand ein möglichst stufenloser Übergang zwischen Füllstufe
und Druckstufe erreicht und die Möglichkeit einer Zerstörung der Dichtmanschette
des Druckkolbens vermieden ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Betätigungsglied
ein mit geringem radialen Spiel in der Hülse geführter Schaft eines Absperrventils
dient, das einen in an sich bekannter Weise zentral im Druckkolben vorgesehenen
Verbindungskanal überwacht, der die einzige Verbindung zwischen der Niederdruck-
und der Hochdruckstufe darstellt.
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Durch diese Ausgestaltung wird bei einem einfachen Aufbau eine zuverlässige
Funktion und ein stufenloser. Übergang zwischen .dem--Verdrängungsvorgang durch
den großen und den kleinen Kolben erzielt, denn auch bei einem plötzlichen Hineindrücken
des großen Kolbens in den Zylinder, was ein vorzeitiges Öffnen des überströmventils
zur Folge haben könnte, verhindert der schmale ringförmige Spalt zwischen dem Schaft
des Absperrventils und der Hülse des großen Kolbens einen schnellen Durchfluß der
Flüssigkeit aus dem Hohlraum des großen Zylinders in den Druckmittelbehälter.
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Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
die einen Längsschnitt durch einen zweistufigen Hauptzylinder zeigt.
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Im großen Zylinderraum des abgestuften Hauptzylinders 1 bewegt sich
der große Kolben 2, der durch eine Manschette 3 aus elastischem Material abgedichtet
ist, wobei die Ruhestellung des Kolbens 2 durch sein Anlegen an den hinteren Haltering
4 durch Einwirkung einer Feder 5, die sich mit ihrem anderen Ende an einem an der
Abstufung anliegenden Ring 8 abstützt, gewährleistet ist. Im kleineren Verdrängungs-Druckraum
des Hauptzylinders 1 ist der kleine, durch eine Manschette 7 abgedichtete Kolben
6 untergebracht, wobei seine äußerste Ruhestellung durch Anlegen der rückseitigen
Ringstirnfläche des kleinen Kolbens 6 an den Ring 8 durch Einwirkung einer Feder
9 gewährleistet ist. Diese Feder 9 stützt sich mit ihrem anderen Ende an einer Verschlußschraube
10 am Boden des Zylinders 1 ab. Durch den in der Verschlußschraube 10 vorgesehenen
Anschlußstutzen 11 wird das Druckmittel den Radbremszylindern zugeführt.
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In den großen Kolben 2 ist eine zweiteilige Hülse 12 und 13 eingesetzt,
in deren Axialkanal14 ein Überströmventil15 angeordnet ist, dessen Ventilkugel an
den Sitz 16 des Vorderteiles 13 der zweiteiligen Hülse durch Einwirkung einer Feder
17 angedrückt wird. Der Axialkanal14 steht über einen von einer Querbohrung gebildeten
Durchlaß 18 und eine Düse 19, die einen geeigneten Durchflußquerschnitt besitzt,
mit dem im rückwärtigen Teil des großen Kolbens 2 vorgesehenen Umfangshohlraum 20
in Verbindung.
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Der nach hinten mit einer elastischen Manschette 21 abgedichtete Umfangshohlraum
20 ist über eine Verbindungsöffnung 22 an den Druckmittel-Anschlußstutzen 23 angeschlossen,
an den sich die Zuflußleitung eines Vorratsbehälters anschließt. In den Axialhohlraum
des Vorderteiles 13 der Hülse des großen Kolbens 2 ist mit radialem Spiel der Schaft
25 eines Absperrventils 24 eingesetzt; ein abgesetzter Teil 26 des Schaftes 25 ragt
bis dicht vor das Überströmventi115. Die Ausgangsstellung des Absperrventils 24
ist durch Anlegen eines Bundringes 27 des Schaftes 25 an eine an der Hülse 13 befestigte
Querwand 28 durch Einwirkung einer Feder 29 gewährleistet. Das Absperrventil 24
ist mit einer Dichtung 30 aus elastischem Material versehen, mit welcher nach Anlegen
des Ventils 24 an die Stirnfläche des kleinen Kolbens 6 ein in diesem vorgesehener,
axial angeordneter Verbindungskanal 31 abgesperrt wird, wodurch die Verbindung
zwischen dem großen Hohlraum des Zylinders 1 und seinem kleineren, vor dem kleinen
Kolben 6 liegenden Verdrängungs-Druckraum unterbrochen ist.
Die
Dichtungsmanschette 3 des großen Kolbens 21 ist auf einem mit einem äußeren Flansch
33 versehenen Kragenansatz 32 verschiebbar gelagert; bei ihrem Anliegen an dem Flansch
33 gibt sie die Öffnungen 35 der Verbindungskanäle 34 frei, über welche bei der
Rückbewegung des Kolbens 2 die Bremsflüssigkeit aus dem im rückwärtigen Teil des
Kolbens 2 vorgesehenen Umfangshohlraum 20 in den großen Hohlraum des Zylinders strömt.
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Die Arbeitsweise des Hauptzylinders des hydraulischen S,--stems ist
folgende: Beim Hineindrücken des großen Kolbens-` durch Einwirkung des äußeren,
durch das Fahrzeugpedal betätigten Mechanismus, kommt zunächst die Stirnfläche des
großen Kolbens 2 zum Anliegen an die Manschette 3, und das Druckmittel wird sodann
aus dem Zylinder mit großen Durchmesser über den Kanal 31 des kleinen Kolbens 6
in den kleinen Hohlraum des Zylinders und von hier aus durch den Anschlußstutzen
11 in das Leitungssystem verdrängt, über welches das Druckmittel den einzelnen Radbremszylindern
zugeführt wird. Bei weiterem Vordringen des großen Kolbens 2 wird das Druckmittel
so lange verdrängt, bis der Flüssigkeitsdruck in dem Bremsleitungssystem einen kritischen
Wert erreicht, bei dem das überströmventi115 sich von seinem Sitz 16 abhebt. Dieser
an der großen Kolbenfläche wirkende muß so lange durch die Kraft des vom Fahrzeugpedal
betätigten Mechanismus überwunden werden, bis der Kolben 2 mit den von ihm mitgenommenen
Teilen und insbesondere mit dem Absperrventil 24 und dessen Abdichtung 30 mit dem
kleinen Kolben 5 in Berührung kommt und von diesem Augenblick nurmehr eine mechanische
Kraftübertragung vom Bremspedal und dem von diesem betätigten Mechanismus auf den
Kolben 6 erfolgt, was bei gleichem Druck hinter dem Kolben 6 auf dessen kleinere
Fläche einen bedeutend kleineren Kraftaufwand erfordert.
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Sobald der große Kolben 2 die freie Strecke zwischen der Stirnfläche
des in seiner Hülse geführten Absperrventils 24 und der Stirnfläche des kleinen
Kolbens 6 zurückgelegt hat, kommt das Ventil 24 mit seiner Absperrventil-Dichtung
30 an der Stirnfläche des kleinen Kolbens 6 zum Anliegen, und bei Weiterbewegung
des Kolbens 2 stützt sich der abgesetzte Teil 26 des Schaftes 25 am Ventil 15 ab
und hebt dasselbe weiter von seinem Sitz 16 ab, während sich die rückseitige Ringfläche
des Ventils 24 dem vorderen Ende der Hülse 12, 13 nähert und schließlich an ihm
abstützt, ohne den Durchlaß zwischen Hülse und Ventilschaft zu verschließen. Bei
fortschreitender gleichzeitiger Bewegung der beiden Kolben 2 und 6 entweicht die
Druckflüssigkeit aus dem großen Hohlraum des Zylinders über die Kanäle 14, 18 und
22 zurück in den Vorratsbehälter, so daß der volle Pedaldruck lediglich von dem
kleinen Kolben 6 aufgenommen wird, wodurch die Erzeugung eines zum Abbremsen des
Fahrzeugs ausreichenden Druckes gewährleistet ist. Durch das Durchdrücken des Überflußdruckmediums
beim Erreichen des kritischen Druckwertes durch den schmalen Spalt im Hohlraum des
Vorderteiles 13 in der Hülse des großen Kolbens 2 wird ein stufenloses Anwachsen
des Flü ssi.a keitsdruckes beim übergehen von der Verdrängung durch den großen Kolben
2 auf die Druckforderung durch den kleinen Kolben 6 erreicht, was noch durch die
im Durchlaß 18 untergebrachte Düse 19 unterstützt wird.