DE2065012A1

DE2065012A1 - Hauptzylinder einer hydraulischen Bremsanlage, insbesondere fur Fahrzeuge Ausscheidung aus 2014890

Info

Publication number: DE2065012A1
Application number: DE19702065012
Authority: DE
Inventors: Brian Balsall Common Warwick Ingram (Großbritannien) M
Original assignee: Girling Ltd , Tyseley, Birmingham, Warwick (Großbritannien)
Priority date: 1968-06-14
Filing date: 1970-03-26
Publication date: 1972-03-02
Also published as: FR2049056B2; DE2062540C3; DE2014890C3; DE2062540B2; DE2014890B2; DE2065012B2; DE2014890A1; DE2062540A1; FR2049056A2; GB1309242A

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder einer hydraulischen Bremsanlage, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem in einer Bohrung eines Zylinderkörpers arbeitenden Kolben, einem vor dem Kolben im Zylinderkörper gelegenen Druckraum, der über eine Auslaßöffnung mit den Radzylindern verbindbar ist und einer Einlaßöffnung im Zylinderkörper zur Herstellung einer Verbindung mit einem Druckmittelbehälter, die normalerweise mit dem Druckraum über den Kolben kommuniziert, solange der Kolben nicht vorgeschoben ist, und die bei vorgeschobenem Kolben unterbrochen ist.

Der den Gegenstand dieser Anmeldung bildende Hauptzylinder ist mit weiteren Merkmalen in der Stammanmeldung P 20 14 890.7 beschrieben, aus der die vorliegende Anmeldung ausgeschieden ist.

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Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Bohrung zwei axial im Abstand angeordnete Dichtungen befestigt sind, über welche der Kolben gleitet, daß der Druckraum in der Bohrung jenseits des einen Endes des Kolbens und der einen, benachbart diesem Kolbenende angeordneten Dichtung angeordnet ist und daß eine Verbindung des Raumes zwischen den beiden Dcihtungen und dem Druckraum in Form einer Rückgewinnungsöffnung im Kolben vorgesehen ist, die bei in den Druckraum vorgeschobener Stellung des Kolbens von der einen Dichtung unterbrochen gehalten ist.

, Vorzugsweise haben die Dichtungen nach innen weisende durchgehende radiale Lippen, die stets den äußeren Umfang des Kolbens abgedichtet halten.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine sich axial erstreckende, in den Druckraum sich öffnende Ausnehmung in dem einen Ende des Kolbens vorgesehen ist und daß die Rückgewinnungsöffnung einen radialen Kanal umfaßt, der normalerweise eine Verbindung zwischen dem Raum zwischen den Dichtungen und der Ausnehmung herstellt.

Eine Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben an seinem in den Druckraum hineinragenden freien Ende einen Abschnitt reduzierten Durchmessers aufweist, der bei unbetätigter oder zurückgeschobener Stellung des Kolbens axial über die eine Dichtung hinaus in den Raum zwischen den beiden Dichtungen hineinragt, und daß die Rückgewinnungsöffnung in einem Abstand von dem Kolbenabschnitt mit dem reduzierten Durchmesser in einem Bereich mit vollem Kolbendurchmesser vorgesehen ist.

Wenn der Kolben in der Bohrung vorgeschoben wird, gleitet der Abschnitt reduzierten Durchmessers über die eine Dichtung, die dann an einem Ort axial innerhalb der Rückgewinnungsöffnung

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den Kolben über seinen vollen Durchmesser abdichtet.

Eine wirkungsvolle Abdichtung ist zwischen den beiden Dichtungen und der äußeren Umfangsflache des Kolbens dadurch erzielt, daß die äußere Umfangsfläche des Kolbens mit einer Oberfläche hoher Güte versehen ist. Hierdurch wird die Lebensdauer der Dichtungen vergrößert. ,

Der Einbau des Hauptzylinders ist dadurch erleichtert, daß die Länge über alles des Zylinderkörpers auf einen kleinen Wert verringert werden kann, weil der Kolben an zwei getrennten Stel- " len unterstützt ist, die so angeordnet sind, daß bei unbetätig-■fer oder zurückgezogener Stellxing des Kolbens dieser nur um einen sehr kleinen Weg in den Druckraum hineinragt.

Die Erfindung und \^rorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden anhand einer scheraatischen Zeichnung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen pedalbetätigten Hauptzylinder gemäß der Erfindung.

Der in Fig. 1 dargestellte Hauptzylinder umfaßt einen Kör- g per 1 mit einer abgesetzten Längsbohrung* Ein erster, mit einer Dichtung 3 versehener' Hauptkolben 2 arbeitet in dem Teil 4 der Bohrung, der den Kleineren Durchmesser hat. Der Hauptkolben 2 weist eine axiale Verlängerung 5 in Form einer vollen Stange 5 auf. Die Stange 5 erstreckt sich in den Teil 6 der Bohrung mit größerem Durchmesser und endet an ihrem hinteren Ende in einer Nase 7 von eingezogenem Durchmesser.

Auf der vollen Stange 5 ist ein Mitnehmer in Form eines Käfigs S mit einem radialen Flansch 9 verschiebbar angeordnet, der

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mehrere Öffnungen 10 und einen ringförmigen Mantel 11 hat. Der Mantel 11 erstreckt sich axial vom Flansch 9 weg in beide Richtungen und arbeitet im Bohrungsteil 6. Die Rückseite des Flansches 9 ist durch eine zwischen dem ersten Kolben 2 und dem Flansch 9 des Käfigs 8 wirkende Druckfeder 13 in Anlage an einen Bund 12 der Stange 5 gehalten. Der Käfig 8 ist zusammen mit der Stange 5 und dem Hauptkolben 2 mittels einer Rückstellfeder 14 normalerweise in der in der Zeichnung dargestellten Lage gehalten. Die Rückstellfeder 14 wirkt zwischen dem Flansch 9 und einem sich nach außen erstreckenden Flansch 15 am hinteren Ende P eines im Längsschnitt zylinderhutförmigen Anschlags 16, der das eine Ende eines weiteren Kolbens 17 umgibt.

Der Teil 6 der abgesetzten Bohrung ist bei 18 von dem in der Figur rechten Ende her zur Bildung einer Schulter 19 angesenkt, die einen Anschlag für einen geschlossenen Ring 20 bildet. Der angesenkte Teil 18 ist seinerseits bei 21 angesenkt, um die Lage eines zweiten geschlossenen Ringes 22 im Bohrungsteil 6 zu bestimmen, der mit Hilfe eines mit dem Ring 22 aus einem Stück bestehenden Armsterns 23 im Abstand vom ersten Ring gehalten ist. Die Ringe 20 und 22 sind durch einen ins hintere Ende der. Ansenkung 21 eingeschraubten Stopfen 24 in ihrer Lage festgeklemmt.

Der Kolben 17 ist teleskopartig ausgebildet und in den miteinander fluchtenden mittleren Öffnungen in den Ringen 20 und gleitend aufgenommen. Dieser Kolben 17 umfaßt einen äußeren Kolben 25 in Form einer Hülse mit einem hinteren Endbereich von eingezogenem Durchmesser. Die Bohrung der Hülse 25 ist durch eine Trennwand 26 in ein der Stange 5 zugewandtes Sackloch 27 und ein Sackloch 28 an der gegenüberliegenden Seite der Trennwand 26 unterteilt.

Jeder Ring 20, 22 hat an seinem inneren Umfangsrand eine Ringnut, in der eine Dichtung 29 bzw. 30 aufgenommen ist, die jeweils eine durchgehende radiale Lippe hat. Die Lippe der Dichtung

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29 steht ständig in abdichtender Berührung mit dem äußeren Umfang des Kolbens 25. In der gezeigten Ruhestellung stellt eine Öffnung 31 in der Wand des äußeren Kolbens 25 eine Verbindung zwischen einer radialen Öffnung 32 in der Wand des Zylinderkörpers zum Anschluß an einen hydrostatischen Behälter für ein Druckmittel und einem Druckraum 33 zwischen dem in der Fig. rechten Ende des Kolbens 25 und einer Auslaßöffnung 34 in dem das hintere Ende des Zylinderkörpers 1 verschließenden Stopfen 24 her. Die Auslaßöffnung 34 ist mit den Radzylindern eines zweiten Bremskreises des Fahrzeugs verbindbar. Durch eine zwischen dem Stopfen 24 und der Trennwand 26 am Boden der Ausnehmung 28 wirken- f de Druckfeder 35 ist der Kolben 25 in der in den Zeichnungen dargestellten zurückgezogenen Lage gehalten.

Im Sackloch 27 arbeitet ein Innenkolben 36, der mittels einer Dichtung 37 gegenüber der Wand der Bohrung 27 abgedichtet ist. Der Innenkolben 36 ist hohl und an seinem vorderen Ende mit einem nach innen weisenden radialen Flansch 38 versehen, der eine mittlere Öffnung 39 aufweist, die mit der Nase 7 am hinteren Ende der Stange 5 fluchtet und einen etwas größeren Durchmesser als diese Nase hat. Ein geschlossener Dichtring 40 ist mittels einer zwischen dem Ring 40 und der Trennwand 26 wirkenden und den Innen- und Außenkolben 36 bzw. 25 in entgegengesetzte Rich- tungen voneinander pressenden Druckfeder 41 in Anlage an der rückwärtigen Fläche des Flansches 38 gehalten. Die Druckfeder 41 ist schwächer als die Rückstellfeder 14, die über den Anschlag 16 auf den Innenkolben 36 wirkt, so daß der Innenkolben 36 an seinem hinteren Ende gegen den Außenkolben 25 gehalten ist.

Ein Hauptdruckraum oder erster Druckraum 42 ist in der Bohrung des Zylinderkörpers 1 zwischen dem Hauptkolben 2 und dem Kolben 17 vorgesehen und über einen Auslaß 43 mit den Radzylindern des ersten Bremskreises des Fahrzeugs verbindbar.

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Eine Verbindung zwischen dem ersten Druckraum 42 und einem Behälter ist bei gelüfteter Bremse über eine öffnung 44 in der Wand des Zylinders 1 herstellbar, die in eine Kammer 45 führt, in der ein Ventilsitz 46 angebracht ist, der eine von einem unter Federspannung stehenden Kippventil 47 gesteuerte Öffnung umgibt. Das Ventil 47 weist einen Kopf 48 auf, der eine zum Eingriff mit dem Ventilsitz 46 geeignete obere Stirnfläche hat. Der Kopf 48 ist an einem Schaft 49 angebracht, dessen unters Ende sich nach unten durch die Öffnung 44 in den Weg des vorderen freien Endes des Mantels 11 der Käfiganordnung 8 erstreckt. Wenn der Hauptkolben 2 und ,die Stange 5 sich in der gezeigten völlig zurückgezogenen Stellung befinden, steht der Mantel 11 mit dem unteren Ende sdes Ventilschaftes 49 in Eingriff und hält das Ventil 47 in gekippter Stellung, so daß der erste Druckraum 42 in freier-Verbindung mit dem Behälter steht,.

Eine Verbindung zwischen dem ersten Druckraum 42 und einer Druckmittelquelle, beispielsweise einer Pumpe oder einem hydraulischen Speicher, durch eine weitere Öffnung 50 in der Wand des Zylinders ist von einem weiteren, unter Federspannung stehenden Kippventil 51 gesteuert, welches mit einem Ventilsitz 52 in einer Kammer 53 zusammenwirkt, mit der die Öffnung 50 in Verbindung steht. Das Ventil 51 weist einen Kopf 54 auf, der eine zum Eingriff mit dem Ventilsitz geeignete obere Stirnfläche hat. Der Kopf 54 ist an einem Schaft 55 angebracht, dessen unteres Ende sich nach unten durch die Öffnung 50 in den Weg des hinteren freien'Endes des Mantels 11 des Käfigs 8 erstreckt. Wenn der Hauptkolben 2 und die volle Stange 5 sich in völlig zurückgezogener Stellung befinden, besteht ein kleiner Abstand zwischen dem Mantel 11 und dem Ventilschaft 55* so daß der Kopf 54 unter der Federbelastung gegen den Ventilsitz 52 gepreßt ist und verhindert, daß Druckmittel von der hydraulischen Quelle dem ersten Druckraum 42 zugeführt wird.

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Der Behälter und der hydraulische Speicher bzw. die Pumpe, die die Druckmittelquelle umfassen, bilden einen geschlossenen Kreis, der an entgegengesetzten Enden an die von den Kippventilen 47 und 51 gesteuerten Öffnungen 44 und 50 in der Wand des Zylinders 1 angeschlossen ist. In die Leitung zwischen dem hydraulischen Speicher bzw. der Pumpe und dem Kippventil 51 ist ein Rückschlagventil eingeschaltet, um zu verhindern, daß Druckmittel vom Druckraum 42 zum hydraulischen Speicher bzw. der Pumpe zurückfließt, wenn das Kippventil 51 offen ist.

Wenn ein mit dem Hauptkolben 2 in Verbindung stehendes Pedal heruntergedrückt wird, um die Bremsen anzulegen, wobei die Hockdruckquelle im Betrieb ist, werden der Hauptkolben 2 und die volle Stange 5 ein kleines Stück vorwärtsbev/egt. Durch die Kraft der Druckfeder 13 wird der Käfig 8 entgegen der Kraft der Druckfeder 14 mit der Stange 5 entsprechend weit bewegt. Der Mantel 11 gerät dabei außer Berührung mit dem Schaft 49 und ermöglicht es, dem Kippventil 47, sich unter seiner Federspannung zu schließen. Danach bewirkt eine geringfügige weitere Vorwärtsbewegung des Käfigs 8 das Öffnen des anderen Kippventils 51 durch den Eingriff seines Schaftes 55 mit dem hinteren, freien Ende des Mantels 11. Folglich kann Druckmittel von der Hochdruckquelle in den ersten Druckraum 42 eintreten und durch die Auslaßöffnung 43 zu den Radzylindern des ersten Bremskreises des Fahrzeuges gelangen. Bei dieser Stellung befindet sich die Nase 7 am freien Ende der Stange 5 in geringfügigem Abstand vom Dichtring 40 im Innenkolben 36 des Kolbens 17. Gleichzeitig wirkt das Druckmittel auf das vordere Ende des Außenkolbens 25 und bewegt diesen in der Bohrung vorwärts. Durch das Druckmittel wird auch eine Kammer 56 zwischen den miteinander in Verbindung stehenden Bohrungen des Innen- und Außenkolbens 36 bzw. 25 mit Druck beaufschlagt. Die Bewegung des Außenkolbens 25 wird von der Druckfeder 41 unterstützt, und der Endbereich des Außenkolbens 25 mit dem eingezogenen Durchmesser wird durch die Dichtung 30 geschoben,

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die nun ihrerseits eine Abdichtung um den vollen Durchmesserbereich des Außenkolbens 25 herum an einer gegenüber der Öffnung weiter innen liegenden Stelle herstellt und die Verbindung zwischen der Öffnung 32 und dem Druckraum 33 unterbindet. Danach wird bei weiterer Bewegung des Außenkolbens 25 in der gleichen Richtung den Radzylindern des zweiten Bremskreises vom zweiten Druckraum 33 durch die Öffnung 34 Druckmittel zugeführt.

Falls die Hochdruckquelle oder der Druckraum 42 beim Bremsen versagen sollte, so befindet sich die Nase 7 der ungelochten Stange 5 in kleinem Abstand vom Dichtring 40. .Bei dieser Stellung ist der Käfig 8 'durch den Eingriff des Mantels 11 mit dem Schaft ^ des Kippventils 51» der als Anschlag dient, an einer weiteren Vorwärtsbewegung in der Bohrung gehindert. Eine v/eitere Bewegung des Pedals verursacht, daß die Stange 5 entgegen der Kraft der Druckfeder 13 durch den Flansch 9 gleitet und das geringe Spiel zwischen der Stange 5 und dem Dichtring 40 aufhebt, so daß die Nase 7 in die Öffnung 39 eintritt und mit dem Dichtring 40 eine Abdichtung herstellt. Die durch die Stange 5 und die Dichtung 40 im Innenkolben 36 eingeschlossene Druckmittelsäule bildet eine im wesentlichen inkompressible Feder, so daß eine v/eitere Bewegung der Stange 5 zum Vorschub des Innenkolbens 36 verursacht, daß der Außenkolben 25 seinerseits vorwärt sbewegt und Druckmittel vom zweiten Druckraum 33 zum zweiten Bremskreis gefördert wird»

Die Länge der Druckmittelsäule innerhalb der Kammer 56 stellt sich im wesentlichen in Übereinstimmung mit dem Abstand ein, um den der Außenkolben 25 gegenüber dem Innenkolben 36 in der Bohrung vorwärtsbewegt wurde. Die hydraulische Druckmittelsäule gewährleistet, daß die ungelochte Stange 5 nur um ein kleines Stück bewegt wzu werden braucht, um einen direkten Eingriff mit dem Kolben 17 herzustellen und den Betrieb derselben zu bewirken,falls die Hochdruckquelle oder der Druckraum 42 bzw. der zugeordnete erste Bremskreis versagen sollte.

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Claims

Ansprüche

1. \ Hauptzylinder einer hydraulischen Bremsanlage, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem in einer Bohrung eines Zylinderkörpyers arbeitenden Kolben, einem vor dem Kolben im Zylinderkörper gelegenen Druckraum, der über eine Auslaßöffnung mit den Radzylindern verbindbar ist und einer Einlaßöffnung im Zylinderkörper zur Herstellung einer Verbindung mit einem Druckmittelbehälter, die normalerweise mit dem Druckraum über den Kolben kommuniziert, solange der Kolben nicht vorgeschoben ist, und die bei vorgeschobenem Kolben unterbrochen ist, dadurch gekennzeichnet , daß in der Bohrung (6) zwei axial im Abstand angeordnete Dichtungen (29, 30) befestigt sind, über welche der Kolben (17) gleitet, daß der Druckraum (33) in der Bohrung jenseits des einen Endes des Kolbens und der einen, benachbart diesem Kolbenende angeordneten Dichtung (30) angeordnet ist und daß eine Verbindung des Raumes zwischen den beiden Dichtungen und dem Druckraum (33) in Form einer Rückgewinnungsöffnung (31) im Kolben vorgesehen ist,die bei in den Druckraum vorgeschobener Stellung des Kolbens von der einen Dichtung (30) unterbrochen gehalten ist.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (29, 30) nach innen weisende durchgehende radiale Lippen haben, die stets den äußeren Umfang des Kolbens (17) abgedichtet halten.

3. Hauptzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine sich axial erstreckende, in

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den Druckraum (33) sich öffnende Ausnehmung (28) in dem einen Ende des Kolbens (17) vorgesehen ist und daß die Rückgewinnungsöffnung (31) einen radialen Kanal umfaßt, der normalerweise eine Verbindung zwischen dem Raum zwischen den Dichtungen (29, 30) und der Ausnehmung (28) herstellt.

4. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben (17) an seinem in den Druckraum hineinragenden freien Ende einen Abschnitt reduzierten Durchmessers aufweist, der bei unbetätigter oder zu— rückgeschobener Stellung des Kolbens axial über die eine Dichtung (30) hinaus in den Raum zwischen den beiden Dichtungen (29s 30) hineinragtj und daß die Rückgewinnungsöffnung in einem Abstand von dem Kolbenabschnitt mit dem reduzierten Durchmesser in einem Bereich mit vollem Kolbendurchmesser vorgesehen ist.

5. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß jede Dichtung (29, 30) in einer Ringnut je eines Halteringes (2O₅, 22) aufgenommen ist und daß die Halteringe in der Bohrung (6) mit ihren äußeren Stirnflächen mittels eines zwischen den Halteringen angeordneten Armsternes gegen im Abstand in der Bohrung vorgesehene Schultern (19, 24) gedruckt gehalten sind.

6« Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5„ dadurch gekennzeichnet _f daß das andere Ende des Kolbens (17) einen ßruck in einem Hauptdruckraum (42) ausgesetzt ist,der in der Bohrung (6) zwischen dem Kolben (17) und einem unmittelbar betätigbaren Hauptkolben (2) gebildet ist, welcher die Verbindung zwischen einem ersten Einlaßkanal (50) mit einer Hochdruckquelle für Druckmittel und die Verbindung zwischen einem zweiten Einlaßkanal (44) und einem Druckmittelbehälter steuert,, und die Anordnung so getroffen ist„ daß der Kolben (17) in den jenseits von ihm liegenden Druckraum (33) vorgeschoben wird₉ wenn der

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Hauptdruckraum (42) mittels des Hauptkolbens (2) unter Druck gesetzt ist.

7. Hautpzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (17) an seinem anderen Ende mit einer axialen Bohrung (27) versehen ist, in dem ein hohler Innenkolben (36) arbeitet, daß die axiale Bohrung (27) von der Ausnehmung (28) etwa in der. Längsmitte des Kolbens (17) durch eine Trennwand (26) getrennt ist und daß eine dem Hauptkolben (2) zugeordnete axiale Verlängerung (7) normalerweise von dem gegenüberliegenden Ende des Innenkolbens (36) einen Abstand hat, mit diesen Ende jedoch bei Ausfall des Druckes im Hauptdruckraum (42) zusammenwirkt, indem sie die in dem Innenkolben befindliche Flüssigkeitssäule abdichtet und eine Bewegung des Hauptkolbens (2) unmittelbar auf den Kolben (17) überträgt.

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