DE1555368A1

DE1555368A1 - Haupt-Bremszylinder fuer Zweikreis-Bremsen von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1555368A1
Application number: DE19661555368
Authority: DE
Inventors: Ihnacik Jun Joseph John
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 1965-12-20
Filing date: 1966-10-18
Publication date: 1970-10-29
Also published as: US3376704A; GB1152055A

Description

■■ 8 München 13.. den 1 8. Okt. 1966 I/ Patentanwalt 1555368

Dipl.- Ing. Karl Wessel

IWia«leulei»tr.2,TeU3em - - «Mein. Z«ltfpn: FoUS-5065

P ο r d - Motor -Company

DEARBORN/Mlchlgan USA The American Road

" Haupt-Bremszylinder für Zweikreis-Eremsen von Kraftfahreeugen ",

Für-diese Anmeldung wird die Priorität der Patentanmeldung Se,No, 514 866 vom 20, Dezember 1965 in den Vereinigten Staaten von Nordamerika in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sieh auf Haupt-Zylinder für Bremsen und Insbesondere auf einen Hauptzylinder für Zweikreis-Bremssysteme,

In den letzten Jahren wurde erkannt, daß es gewisse Vorteile bietet, ein Kraftfahrzeug mit getrennten hydraulischen Bremssystemen für die Vorder- und Hinterräder zu versehen, die voneinander unabhängig sind. Die beiden Systeme werden durch einen einzigen Haupt-Zylinder betätigt, der zwei voneinander unabhängige Druckkammern besitzt. Die eine Druckkammer dient zur Speisung der Vorderradbremsen, während die andere Druckkammer zur Speisung der Hinterradbremsen dient, Andere als bei einem Fahrzeug mit einem einzig©« hydraulischen Bremssystem bleibt Im Falle des Versagen^ entweder der vorderen oder d@r hintern Jiälft|L de« Zwelkrels-Systems die andere

BAD CftCi^L'

Hälfte betriebsfähig, um das Fahrzeug anzuhalten.

Bei einen üblichen Hauptzylinder für ein hydraulisches Zweikreis-Syatem wird Üblichervreise ein Ausgleichkolben zwischen den beiden Druckkammern vorgesehen, um die Drücke auszugleichen Der Ausgleichkolben bewegt sich*aus einer neutralen Lage in eine äußerste Stellung, wenn ein Versagen eintritt, welches ei unmöglich macht, in einer der Hälften des Systems Druck zu entwickeln t Der Ausweichkolben kehrt in seine Neutralstellung zurück, wenn der Druck nachläßt. Solange,als der Fehler In einem solchen System vorhanden ist, wird Flüssigkeit aufgewendet-, um bei Jedem Ausschlag des Haupt-Zylinderkolbens den Ausgleich«· kolben zu verstellen, Die Flüssigkeit, die zur Verstellung des Ausgleichkolbens benutzt wird, wird zusätzlich aufgewendet zu der Flüssigkeit, die notwendig ist, um den Teil des Brems- systems zu betätigen, dtr noch in Ordnung ist.

Im Hinblick auf diesen Stand der Technik lit es ein· Aufgabt der Erfindung, einen Zwe!kreis-Hauptzylinder für ein Zweikreis« bremssystem zu schaffen, der einen verbesserten Ausgleichkolben zwischen den beiden Druckkammern besitzt.

Weiterhin 1st es Aufgabe der Erfindung, eine Verbesserung su schaffen, bei der die Bewegung des Ausgleichkolbens so gesteu-' ert wird, daß im Falle eines Versagens eines Teiles des System! der Ausgleichkolben sich aus der Neutralstellung herausbewegt

ψ,- und aufsitzt und in einer neuen Stellung festgelegt wird und

i daß eine weitere Bewegung des Ausgleichkolbens bei nachfolgen*

der Bremsanziehun^ nicht orforderlich wird. Der Kolben

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bad on:c:--.

bleibt in der neuen Stellung bis der Fehl®*· beseitigt worden ist.

Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, eine Ausgleich-Kolbenvorrichtung für einen Zweikreis-Hauptzylinder zu schaffen, bei der das Versagen in einen anderen Teil des Bremssystems, bewirkt, daß, der Auegleichkolben sich in eine extreme Stellung bewegt, daß aber die Flüssigkeitsbewegung, die durch die Anfangsbewegung des Ausgleichkolbens verloren gegangen 1st, am Ende des Hubes des Hauptkolbens wiedergewonnen wird,

VÄtere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der

nachstehenden Beschreibung eines AusfOhrungsbeispleles der Erfindung anhand der Zeichnungen, auf denen zeigern

Fig, 1 einen Schnitt durch einen Zweikreis-Hftupt-Bremszylinder gemäß der Erfindung,

FIg, 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil des Haupt· ·< Zylinders nach Fig. 1, der den Ausgleichkolben In einer extremen

Stellung feststehend darstellt,

Figt 3 einen vergrößerten Schnitt durch den Ausglelohkolben nach } Fig, 1, der ihn in einer Stellung darstellt, die er beim Versage»

eines Teiles des hydraulischen Systems annimmt· j

Fig, H einen Schnitt wie Fig. 3, der den Haupt-Zylinderkolben an ! Ende des Hubes darstellt.

Der Zweikreis-Hauptzylinder nach ^¹Ig, i besteht aus einem Geh?.u- ' se 10 mit einem oberen Teil, der in eine vordere und eine hintere;

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Reservekanmer 12 und l4 unterteilt ist. Die oben offenen Enden der Peservekammern 12 und 14 sind durch eine biegsame Gummischei.be 16 verschlossen, die we^en der Biegsamkeit eine Anzahl ''Teilungen aufweist, über der Scheibe 16 sitzt ein DeckeJ 13, der an den Kanten der Behälter 12 und Ii durch einen Bügel 20 abgedichtet ist, der den Umfang des Deckels 18 gegen das obere Ende des Gehäuses 10 des Haupt-Zylinders drückt,

Das Gehäuse 10 besitzt eine axial verlaufende Bphrung 22, die am rechten Ende offen ist, wie aus Fig. 1 erkennbar und die am linken Ende durch eine Schraubkappe 24 verschlossen ist. In der Bohrung 22 sitzt gleitend ein Kolben 26, Das linke oder innere Ende des Kolbens 26 besitzt einen im Durchmesser verringerten Außenteil 27, der in einer Schulter 28 endigt. Eine . federnde Haltescheibe 30 umschließt das Ende des Kolbens 26 -■ und legt sich an der Schulter 28 an« Die Haltescheibe 30 wird ' durch eine Schrtubenfeder 32 unter Druck gehalten, deren einet/ Ende sich an der Kappe 24 abstützt und deren anderes Ende lieh gegen die federnde Haltescheibe 30.legt.

Die Feder 32 drückt den Kolben 26 nach rechts gegen den Feder·) ring 34, Der Federring wirkt als Halter, der den Kolben 26 In » der Bohrung 22 hält, \

Zwii Radialflanschen 36 am rechten äußeren Ende des Kolbens 26 bilden eine Nut für eine hydraulische Dichtung 38, Eine blinde Bohrung 4o im Ende des Kolbens 26 nimmt eine Drucketange ein··'^ Betätigungsmechanismus für den Haupt-Zylinder auf, Dit Druck- [ stange ist an einem Ende mit dem Bremspedal verbunden tnd

sitzt mit den anderen Ende in der Bohrung 40, :

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BAD CnJGlNAL

In einiger Entfernung von der Dichtung 38 ist ein Plansch 42 vorgesehen, der in gleitender Berührung mit der Bohrung 22 steht Eine fJummidich'tung 44 wird durch einen Springring 46 gegen den . Flansch 42 gedrückt. Der äußere Durchmesser des Kolbens 26 ist geringer, als der Durchmesser der Bohrung 22, sodaß zu beiden Seiten des Flansches 42 Ringkammern 48 und 50 gebildet sind,

Am unteren Ende des Behälters 14 ist eine Ausgleichöffnung 52 vorgesehen, die eine Verbindung zwischen der Behälterkammer 14 und dem Ringraum 50 herstellt. Der Ringraum 50 bildet eine Druck iatimer für hydraulische Flüssigkeit der hinteren Bremsen eines . hydraulischen Zweikreis-Bremssystems, Rechts von der Ausgleioh- ^f^nung 52 befindet sich eine zweite öffnung 54, die mit der Kammer 48 hinter der Dichtung 44 in Verbindung steht, wenn der Kolben 26 während des Anziehens der Bremse nach links bewegt ist. Dadurch wird die Bildung eines Vakuums in der Kammer 48 verhindert und es wird ein Mittel geschaffen, um die Brems- f flüssigkeit, die über die Dichtung 44 übertritt, in den Behälter 1.4 zurückzuführen,

Zwei Flanschen 56 weisen von der Bohrungswand 22 nach innen und ^J

halten eine O-Ring-Dichtung 58, Die Dichtung 58 Jleitet auf der t Außenfläche des Kolbens 26 und bildet das linke Ende der Kammer "»

In dem linkem Ende des Kolbens 26 ist eine axiale Bohrung 60 vorgesehen. Die Bohrung 60 ist links offen und endigt links von . der Dichtung 44, .Radiale öffnungen 62 in d@ra Kolben 26 ergeben 'j eine Verbindung; gwisehen der DrueSckammex³ 50 und der Bohrung

In der Bohrung 60 sitsgfe eine Ausgl@!@to-Kolbenvorriehtung 6^_sdie \

mittels einer O-Ring-Dichtuns? 66 in der Bohrung abgedichtet ist_#j

Aus dem linken Ende des Kolbenkörpers 65 der Kolben-Vorrichtung 64 steht ein Stift 68 hervor. Das linke Ende des Stiftes 68 endigt in Bereich des linken Endes des Kolbens 26, Mit dem linken Ende des Stiftes 68 ist ein Springring 70 verbunden und h31t eine Scheibe 72, die ihrerseits eine Schraubenfeder 74 festhält. Ein zvreiter Springring 76 hält die Scheibe 72 in der Bohrung 60,

Ein länglicher federnder Halteteil 78 aus Blech- erstreckt sich , mit seinem Teil axial durch die Bohrung 60 und besitzt einen nach innen gebogenen Teil 79 am Eintritt des Stiftes 68 in den Kolbenkörper 65« Die Feder 74 drückt auf den nach innen gebogenen Teil 79 des Blechteiles 78, Das offene Ende der Bohrung 68 1st aufgebohrt, sodaß es einen vergrößerten Inneren Durchaesserteil 80 besitzt. Das Ende 82 des Bleehteiles 73 ist nach aussen ' aufgeweitet, sodaA es in dem größeren Bohrungsteil 80 l&uft· Die Schulter zwischen dem normalen Durchmesserteil der Bohrung 60 und dem vergrößerten Durchmesserteil 80 bildet einen Anschlag für das erweiterte Ende 82,

Radiale Öffnungen 84 in dem Kolben 26 stellen eine Verbindung ^:; zwischen der Druckkammer 86 in der Bohrung 22 und dem Teil der { Kolbenbohrung 60 her, der links von dem Kolben 65 sitzt· Infolgtj der Öffnungen 84 und der Öffnungen 62 ist der Kolbenkörper 65 I an der einen Seite dem Druck in der Kammer 50 ausgesetzt und , an der anderen Seite dem Druck in der Kammer 86, " _s

Die Flüssigkeit tritt in die Druckkammer 86 aus dem Behälter 12 über eine Kippi?enti !-Vorrichtung 88, Das Kippventil 88 besitzt j

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. . . · ' BAD CKGl;ΐΑ' *

eine Ausglelchflffnung 90, die durch einen Ventilteil 92 mit T-förmigem Querschnitt abfeedlchet wird. Eine Feder 9*1 drückt das Ventil 92 am unteren Ende der öffnung 90 in Dichtanlage, Vom Ventilteil aus weist ein Stift 96 abwärts durch eine öffnung 98 In der Wand der Bohrung 22, Die öffnung 98 sitzt links von der Dichtung 58, Der Stift 96 reicht in die Druckkammer 86 hinein und kann von der Halteschelbe 30 erfaßt werden, wenn sich der Kolben 26 in der nach rechts zurückgezogenen Lage nach Fig, I befindet. In dieser Stellung kippt die Scheibe 30 das Ventil 92, sodaß die Öffnung 90 geöffnet wird und Bremsflüssigkeit aus dem Behälter 12 in die Kammer 86 fließen kann. Bewegt sieh der Kolbea 26 beim Ansiehen der Bremse nach links, so kippt der Ventilteil 92 zurück und dichtet die öffnung 90 ab,

Wie bereits erlflutert, soll der Haupt-Zylinder nach Fig. 1 bei ) einem Zweikreis-Bremssystem verwendet wirden. Bei einem derartl-' gen System sind zwei Vorderradbremsen 100 durch eine hydraulisch«! Leitung 102 mit einer Öffnung 104 verbunden, die ihrerseits mit '. der Druckkammer 86 in Verbindung steht, Hydraulisehe Hinterrad- 1 bremsen 106 sind durch eine hydraulische Leitung 108 an eine öffnung 110 angeshlossen, die Verbindung mit der Druckkammer 50 i

hat, :

Die Betriebsweise der Vorrichtung ist folgendet Bei normalem Anziehen der Bremse wird der Kolben 26 durch die Druckstange nach links bewegt. Die Flüssigkeit in der Kammer 86 i

' i

links von der Dichtung 5^ wird durch die öffnung 10Ί in die ί Vorderradbrenaen· 100 gedrückt und zwar in einer Menge, die dem

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Ausschlag des Kolbens entspricht. Die Flüssigkeit in der Kammer 50 wird durch die öffnung 110 in die Hinterradbremsen gefordert, wenn die Dichtung M sich in Richtung auf die Dichtung 58 bewegt. Der Kolben 65 »leicht den Druck zwischen den Kammern 50 und 86 aus,

Sofern das vordere Bremssystem versagt, z,B, die hydraulische Leitung 102 oder die Bremsen 100, so kann ein Druck sich in der Kammer 86 nicht entwickeln, Bewegt sich hierbei der Kolben 26 nach links, so entsteht eine Drucksteigerung in der Kammer 50 und außerdem in derjenigen Teil der Bohrung 60, der rechts von . den Ausgleichkolben 65 sitzt, Ein Gegendruck tritt an der linken Seite des Kolbens 65 nicht auf, so daft sich der Kolben 65 mit Bezug auf den KÄlben 26 nach links bewegt, Diese Bewegung erfolgt gegen tlie Kraft der Schraubenfeder 71 und drückt den Kolbenstift 68 aus dem Ende des Kolbens 26 herau·, Kit In Pig, / 3 dargestellt, Erreicht der Kolben 26 das Hubende, eo tritt 4tT ' Stift 68 in Berührung mit d»r Kappe 2Ί, Eine weiter« Eimrärti- ' bewegung des Kolbens 2$ lRßt den Ausgleichkilben 65 eich nach .-; rechte bewegen und zwar zurück in die Bohrung 60 hinein, derart_f

daß die vorher expandierte Kammer »wischen der Bohrung 60 und .v den Kolben 65 verkleinert wird und Flüssigkeit in die Druck- '; kammer 50 zurückgedrUckt wird und durch die Leitung IO8 su dtn ^ Breasen 106, Bei der einleitenden Brems«nzlehttng, wenn ein Drüdg in der Kammer ⁰C nicht entstehen kann, bewegt sich der Kolben i 65 nach links und verursacht einen bedeutenden Verlust in J. Flüssige! tsverlp.gerunß. Dieser Verlust wird aber am Ende de· 5)

Hubes des KoIbei 13 26 wiedergewonnen, wenn der Auagleichklilben 65 in die Bohrung 60 zur^ck^edrückt vrird,

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BAD eftC

Das Ergebnis besteht darin, daft die gesamte "lüssiskeitsmenje,
die in die hinteren Bremsen durch eine nach links gerichtete
Bewegung des Kolbens 2-6 bewegt wird, ungeändert bleibt, obgleich das Ausmaß, indem die Flüssigkeit aus der öffnung 110 ausgetrieben wird, ?e?ndert wird.

Zur Erläuterung sei z,P_t an?enonr.en, es trete ein fehler in der hinteren Bremsanlage auf. Dadurch kann der Druck in der Kammer
50 und den Teil der Bohrung 60 rechts von dem Ausgleichkolben
65 nicht aufrechterhalten werden, Eine anfängliche Drucksteigerung in der Kammer 86 bewegt den Ausweichkolben 65 tiefer in
die Bohrung 60 hinein, da sich hinter dem Kolben 6| kein entsprechender Gegendruck befindet. Diese Bewegung setzt sich fort, bis der Kolben 65 in der Tiefe der Bohrung 60 aufsitzt. Eine
weitere Ausdehnung der Druckkammer» 86 durch Verstellung des
Kolbens 65 ist nicht möglich. Eine fortgesetzte Bewegung des ~ Kolbens 26 nach links ergibt eine Drucksteigerung in der Kammer .* 86 und es wird Flüssigkeit in die Bremsen 100 eingedrückt.

Aus Pig, 2 ist erkannbar, daft das rechte Ende des Ausglelehkolbens 65 mit einer kegeligen Fläche 112 versehen 1st, Der Boden ■ der Bohrung 60 ist mit einer entsprechenden kegeligen Aussparung II¹* versehen, Der Kegelwinkel der Flächen 112 und II¹» lit so

gewählt, daß, wenn der Kolben 65 an den Boden der Bohrung 60 j durch Druck in der Kammer 86 angedrückt wird, er mit einer · selbstverrlegelnden Wirkung verkeilt wird. Die Verkeilungiwlr- ^ kung des konischen Endes 112 in dem konischen Boden der Bohrung
60 reicht aus, um die Kraft, die durch die Feder 1% ausgeübt
wird, aufzuheben, Beim anfänglichen Anziehen der Bremse 1st
offensichtlich ein Teil der Flüssigkeit infolge der Ausdehnung '

der Kanner R6 verloren, wenn der Kolben 65 eich nach rechts bewegt. Der Kolben 65 bleibt aber alsdann In der rechten Stellung stehen und das vorher bewegte Flussigkeltsvolunen wfcrd durch das Kippventil ^q3 wieder aufgefüllt, wenn der Kolben 26 in seine neutrale oder rechte Lage zurückkehrt, Bei darauffolgenden Anziehen der Bremse ist daher keine Flüssigkeit notwendig, um den Ausgleichkolben 65 zu verstellen, da er in der neuen Stellung feststeht und die Vorderradbremsen in der normalen Weise wirken.

Der Kolben 65 wird nach Beseitigung des Fehlers im hinteren Bremssystem aus der verkeilten Stellung gelöst, wenn die Bremse regulär angezogen wird, Ist nämlich die Undichtigkeit in der hinteren Bremse abgedichtet, so wirkt eine Drucksteigerung in der Kammer 50 gegen den Kolben 65 und drückt ihn mit Hilfe der Feder 74 in seine normale Lage nach ?ig, 1,

Die Erfindung schafft einen Hauptzylinder für ein Zweikreisbremssystem mit einem Ausgleichkolben, der den Druck zwischen der Vorderradbremee und der Hlnterradbremae ausgleicht und der * sich beim Versagen einer der Bremshälften bewegt. Im Gegensatz zu anderen Systemen wird der Verlust an Verstellung, der normale* weise bei der Bewegung des Ausgleichskolben» auftritt, am Ende < des Hubes des Kolbens bei einem Versagen der Vorderradbrease ■ wiedergewonnen oder bei folgenden Hüben des Kolbens bei einen -Versagen der Hinterradbremee, Hierbei wirken unlMMMÜlKi die

Bremsen in einer für den Fahrer gewohnteren Weise an, Ee ergibt !

sich keine Steigerung der Pedalbewegung, die normalerweise bei Zweücreis-Hauptzylindern bein ""ersagen einer Hälfte des Systeme beobachtet wird,

BAD CFlX-HAL;

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Die Beschreibung erläutert eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, Fs sind Abänderungen "rtglich, ohne aus den Hahnen des Erfindungsgedankens herauszutreten.

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Claims

Ansprüche

1, Hauptzylinder für Zweikreis-Bremsen von Kraftfahrzeugen mit zwei durch einen in der Zylinderbohrung verstellbaren Hauptkolben unter Druck gesetzten Druckkammern und einem Druckausgleichkolben, der in dem Hauptkolben verschiebbar ist, .wobei die eine Druckkammer auf die eine Seite des Ausgleichkolbens wirkt und die andere Druckkammer auf die andere Seite des Ausgleichkolbens und der Ausgleichkolben bei Fehlen des Druckes in einer Druckkammer in eine fiußerfete Stellung gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichkolben (65) durch eine selbsttätige Sperre (112, in der äußersten Stellung festgehalten wird.

2, Haupt-Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Sperre (112,114) den Ausgleichkolben (65) entgegen der Kraft einer Feder (74) festhält, die ihn in eine Einstellage drückt,

3, Haupt-Zylinder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichkolben (65) in einer Bohrung (60) des Hauptkolbens (26) verschiebbar ist,

4, Haupt-Zylinder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichkolben (65) an dem geschlossenen Ende (24) der Bohrung (22) für den Hauptkolben (26) ansteht und hierdurch in die Bohrung (60) des Auspleichkolbens (65) hineingedrückt wird.

5, Haupt-Zylinder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

A/0187 bad Can*::;al

daß der Ausgleichkolben (65) einen Stift (78) trägt, der am geschlossenen Ende (24) der Bohrung (22) für den Hauptkolben (26) anschlagen kann und der eine Feder (7*0 trägt, welche den Ausgleichkolben (65) in die eingestellte Lage drückt.

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