DE2331705C2 - Hauptbremszylinder für Zweikreisbremsanlagen in Fahrzeugen - Google Patents
Hauptbremszylinder für Zweikreisbremsanlagen in FahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder für Zweikreisbremsanlagen in Fahrzeugen, insbesondere in
Kraftfahrzeugen, nacn dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Bei bekannten Hauptbremszylindern dieser Bauart (DE-GM 18 90 515) wird der Sekundärkolben durch den
Druck in der ersten Druckkammer betätigt um diesen zwecks Druckerhöhung in der dritten Druckkammer zu
bewegen. Bei einem Ausfall in dem von der ersten Druckkammer versorgten Kreis bewegt sich das
Primärkolbenaggregat um einen beachtlichen Weg, ohne eine Druckerhöhung in der ersten Druckkammer
zu bewirken. Ferner wird der Sekundärkolben erst betätigt wenn der Primärkolben gegen den Sekundärkolben
zum Anschlag kommt Bei einem Ausfall in dem von der dritten Druckkammer versorgten Kreis wird in
der ersten Druckkammer erst dann Druck aufgebaut wenn der Sekundärkolben gegen einen Anschlag im
Gehäuse des Hauptbremszylinders anfährt Wird also in einem der Kreise kein Bremsdruck aufgebaut so muß
das Bremspedal einen beträchtlich größeren Weg zurücklegen, um die Fahrzeugbremsen zu betätigen.
Dies bedeutet ein verzögertes Einsetzen des Bremsens, das noch weiterhin verzögert wird, wenn gleichzeitig ein
Nachstellen der Bremsen erfolgt. Dies kann dazu führen, daß die Bremsen selbst bei voll durchgedrücktem
Bremspedal nicht voll angelegt werden.
Wie bei einem Hauptbremszylinder der vorstehend beschriebenen Art der Verlust an wirksamen Bremspedalweg
verringert werden kann wenn Ausfälle in dem von der ersten Druckkammer versorgten Kreis
auftreten, ist in der DE-PS H 24 394 beschrieben
worden.
Hierzu wird eine druckempfindliche Sperreinrichtung vorgeschlagen, die vom Druck in der ersten Druckkammer
beaufschlagt ist und den Primärkolben mit dem Sekundärkolben bis zu einem vorbestimmten Druck in
der ersten Druckkammer über eine mechanische
Sperrvorrichtung verriegelt Die verschiedenen vorgeschlagenen Sperreinrichtungen sind teils zwischen den
beiden Kolben, teils im Primärkolben untergebracht Sie bestehen im wesentlichen aus einem hydraulischen
Kolben, der dem Druck des ersten Druckraumes ausgesetzt ist und bei Beaufschlagung dieses Raumes
nach Oberwindung des Leerweges ein mechanisches Gesperre löst, das den Primärkoiben mit dem
Sekundärkolben im Ruhezustand verbindet- Fällt der Druck im ersten Druckraum aus, bleibt das Gesperre in
wirksam, d. h. nach Oberwindung des Leerweges ist der
Primärkolben über das Gesperre mit dem Sekundärkolben starr verbunden. Ahe Ausführungsbeispiele des
Vorschlages zeigen schwerwiegende Nachteile: Die Teile des Gesperres müssen einer außer ientlich 1 ■·,
sorgfältigen Bearbeitung unterzogen werden >on zum
Beispiel ein Verklemmen der betreffe-Jsn bauteile
ausgeschlossen sein. Dabei sind irrige &_ aeengten
Raumverhältnisse Fertigungsmethc * " der Feinmechanik
erforderten; diese erhöhen 'l_ji Herstellungsauf- id
wand. Zum zweiten muß dasf.: χ 3rre so robust gebaut
sein, daß die Betätigungskraft sicner auf den Sekundärkolben
übertragen wird. Diese Betätigungskraft kann z.B. schon bei fußbttätigten Bremsen — ohne
Verstärker — eine Größe von ca. 5000N erreichen.
Sollen derartige Kräfte übertragen werden, muß hochwertiger Werkstoff verwendet werden, was den
Herstellungsaufwand weiter erhöht Falls gar Kraftverstärker zur Betätigung des Hauptbremszylinders verwendet
werden, sind die Anforderungen an die Festigkeit des mechanischen Gesperres noch höher.
Ein weiterer Hauptbremszylinder, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art ist aus der
DE-AS 11 70 802 bekannt Dieser Hauptzylinder funktioniert
im wesentlichen wie der aus der DE-GM ji 18 90 515 bekannte Zylinder, wobei jedoch in der
zweiten und dritten Druckkammer der entsprechende Kolben jeweils gegen eine Feder arbeitet
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptbremszylinder der angegebenen Art zu schaffen,
der bei AusfaH eines Bremskreises zwischen Primärkolben
und Sekundärkolben eine starre Verbindung schafft, die selbst sehr hohe Betätigungskräfte, wie sie
insbesondere durch Bremskraftverstärker erzielbar sind, sicher von dem Primärkolben auf den Sekundärkolben
überträgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen gattungsgemäßen Hauptzylinder mit der kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst
Durch die Erfindung sorgt somit ein hydraulisches w Druckpolster für die Kupplung zwischen dem Primärkolbenaggregat
und dem Sekundärkolben. Dieses Druckpolster kann auch sehr hohe Betätigungskräfte
übertragen, so daß es insbesondere für kraftverstärkte Hauptbremszylinder geeignet ist. Ein zweiter wichtiger
Vorteil liegt darin, daß die Kopplung nach einem geringen Leerweg völlie stufenlos ermöglicht wird.
Auch bei Ausfall während der Brcmsbciäiigung erfolgt
die Kopplung sehr bald, d. h. ohne zusätzlichen, einem Stufengesperre eigenen Leerweg, der sicn sonst durch
ein »Durchfallen« des Bremspedals bemerkbar macht. Dieses schnelle Ansprechen vermeidet somit einen
verzögerten Aufbau des Bremsdruckes im restlichen Bremskreis.
Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben
werden. Es zeigt
Fig. 1 einen Hauptbremszylinder gemäß der Erfindung
im Schnitt;
F i g. 2 einer» Ausschnitt A aus dem Hauptbremszylin ·
der gemäß F i g. 1 in vergrößertem Maßstab;und
F i g. 3 einen Ausschnitt aus einem Hauptbremszylinder
gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der Hauptbremszylinder 1 umfaßt ein Gehäuse 2, in dem sich eine Zylinderbohrung 3 erstreckt Die
Zylinderbohrung 3 ist über Nachlaufbohrungen 4, 4a und 5,5a mit einem Nachfüllbehälter 6 verbunden. Über
eine Auslaßbohrung 7 steht der Hauptbremszylinder 1 mit einem ersten Bremskreis BKi, z. 3. an der
Vorderachse eines Kraftfahrzeuges, in Verbindung.
Ober eine Auslaßbohning 8 wird ein zweiter
Bremskreis BK2, z. B. an der Hinterachse eines
Kraftfahrzeuges, mit Bremsdruck versorgt
Innerhalb der Zylinderbohrung 3 ist der Nachlaufbohrung
4 und der Auslaßbohrung 7 ein als Schwimmkolben
9 ausgebildeter Sekundärkolben zugeordnet während der Nachlaufbohrung 5 und der Aiislaßbohrung 8 der
zweite Kolben 10 eines Primärkolber -ggregates zugeordnet
ist Mit 11 ist eine dem Sekunc*5rkolben 9 zugeordnete dritte Druckkammer und mit 12 ein? dem
zweiten Primärkoiben 10 zugeordnete erste Druckkammer bezeichnet Die Kolben 9 und 10 sind Teile einer
Baugruppe, die in die Zylinderbohrung 3 eingeführt ist Die Baugruppe umfaßt des weiteren eine Rückstellfeder
13, die sich einerseits am Boden 14 der Bohrung 3 und andererseits am Sekundärkolben 9 abstützt Der
Sekundärkolben 9 ist mit einer Manschette 15 gegen die dritte Druckkammer 11 und mit Dichtringen 16 und 17
gegen die erste Druckkammer 12 abgedichtet An dem dem zweiten Primärkoiben 10 zugewendeten Abschnitt
18 ist der Sei-undärkolben 9 hohl ausgebildet Innerhalb
des Abschnittes 18 befindet sich eine zweite Druckkammer 19. Die Druckkammer 19 ist gegen die Druckkammer
12 mittels eines ersten Primärkolbens 20 verschlossen, der einen verlängerten Abschnitt aes zweiten
Primärkolbens 10 darstellt In der Druckkammer 19 drückt eine Feder 21 unter Vorspannung gegen den
Sekundärkulben 9 einerseits und gegen den ersten
Primärkoiben 20 andererseits. Der Kolben 20 ist mittels einer Manschette 22 gegen die Bohrung 23 abgedichtet
Er wird mittels eines Sprengringes 24 in Her Bonrung 23
gehalten. Die Druckkammer 19 ist an die Druckkammer 12 über eine radiale Verbindung 25 angeschlossen, die
mit Abstand vor der Manschette 22 angeordnet ist Ein zweiter Anschluß der Druckkammer 19 an die
Druckkammer 12 ist durch eine ventilgesteuerte Verbindung innerhalb des Kolbens 20 geschaffen; diese
Verbindung wird in F i g. 2 beschrieben. Der zwei»e Primärkolben 10 ist gegen die Druckkammer 12 mittels
ei:-er i/lanschette 26 abgedichtet. Die Bohrung 3 ist über
eine Vakuumpackung 27 verschlossen. Die Anordnung dient zur Abdichtung der Bohrung 3 gegen die
Außenluft und gegen den (nicht dargestellten) a-zuflanschenden Unterdruckverstärker, der die Eingangskraft
Fe auf den Kolben 10 aufbringt Die gesamte Baugruppe
wird von einem Sprengring 28 in der Bohrung 3 gehalten. Jm mittleren Bereich des Hauptbremszylinders
ist eine Arischlagschräube 29 für den Sekundärkolben
9 angeordnet Die Anschfagschraube 29 ragt radial in die Bohrung 3 und greift dort mit Spie! in eine axiale
Nut 30 des Abschnitt·! 18 des Sekundärkolbens 9 ein.
Wie in F i g. 2 gezeigt, umfaßt der Kolben 20 einen in
den zweiten Primärkolben 10 eingeschraubten zylindri-
23 3 ί 705
sehen Abschnitt, in den e'ihe axiale, gestufte Ventilbohrung
31 eingebracht ist Γη der Ventiibohrung 31 ist ein
Ventilkörper 32gleilbar gelagert Die Ventilbohrung 3i
ist mit der Nachlaufbohrung Sa Ober eine Bohrung 33 im
Kolben 10 verbunden. Der niedrige Druck in der
Nachlaufbohrung wirkt durch eine durchgehende axiale Bohrung 34 auf beide Stirnseiten des Ventilkörpers 32-Auf
der linken Seite der Stufenkante 35 ist ein Ringraum
36 über eine Bohrung 37 und 37a mit der Druckkammer
19 verbunden. Auf der rechten Seite der Stufenkante 35
ist ein zweiter Ringraum 38 größeren Durchmessers
über eine Bohrung 39 mit der Druckkammer 12
verbunden. Der VentiJkörper 32 wird von einer vorgespannten Veniilfeder 40 gegen die Ventilkante 38
gedruckt und verschließt diese mittels eines koaxialen Konus 41. Zur Abdichtung der Ringräume 36 und 38
gegenüber dem übrigen Ventilgehäuse 31 dienen Dichtringe 42 bzw. 43.
Die Funktion des Hauptbremszylinders gemäß den
F ι g. 1 und 2 ist die folgende:
a) Bei intaktem Bremskreis BKt
Durch Aufbringen der Kräh Fe auf den zweiten
Primärkolben 10 überfährt die Manschette 26 die Schnüffelbohrung 5. Gleichzeitig überfährt die Manschette
15 die Schnfiffeübohrung 4. Sowohl in der Druckkammer 11 als auch in der Druckkammer 12 baut
sich ein Druck pt bzw. & auf. der sich in die Bremskreise
BKi und BK2 fortpflanzt In der Druckkammer 19
herrscht der gleiche Druck wie in der Druckkammer IZ
da die Verbindung 25 zunächst geöffnet ist Nach Erreichen einer vorbestimmten Höhe des Druckes pi in
der Druckkammer 12 überwindet die im Ringraum 38 auf den Ventilkörper 32 einwirkende Druckkraft die
Kraft der Feder 40 und verschiebt den Ventilkörper 32 nach rechts gegen den niedrigen Nachlaufdruck. Durch
diese Verschiebung öffnet sich das Ventil, indem sich der Ventilkonus 41 von der Veniilkame 38 hebt, so daß die
Druckkammern 19 und 12 über die Bohrung 37, die Ringräume 36 und 38 und die Bohrung 39 in Verbindung
stehen. Der Öffnungspunkt des Ventils ist so abgestimmt daß nun bei weiterer Druckerhöhung die
Manschette 22 die Verbindung 25 überfährt Die Manschette 22 ist bei intaktem Bremskreis BK2 kaum
belastet, da beiderseits der gleiche Druck herrscht d. h.
der Verschluß ist geringer als derjenige der Manschette 26. Bei weiterer Betätigung kann das Druckmittelvolumen
aus der Druckkammer 19 über die geschaffene Verbindung in die Druckkammer 12 strömen und steht
dem Bremskreis BK2 zur Verfügung.
Beim Rückhub kann das verdrängte Volumen zunächst wieder durch die geschaffene Verbindung,
aber auch durch die- als Rückschlagventil wirkende Manschette 22 und schließlich durch die Verbindung 25
wieder in die Druckkammer 19 fließen- Der Ventilkonus
4i legt sich wieder an die Dichtkante 38 an und trennt
die zweite Verbindung, während die erste Verbindung 25 geöffnet ist, sobald der Druck in der Druckkammer
12 einen gewissen Wert überschritten hat
b) Bei ausgefallenem Bremskreis BKz
Bei Ausfall des Bremskreises BKi aus einem
beliebigen Grund kann sich bei einer Verschiebung des Kolbens to nicht der vorbestimjnte Druck in der
Druckkammer 12 aufbauen, der das Ventil gegen die Kraft der Feder 40 öffnet Während sich in der Kammer
11 ein üblicher Bremsdruck aufbauen kann, schiebt sich
der Kolben 20 in die Bohrung 23 und verschließt die Verbindung 25. Das Druckmittelvolunien in der
Druckkammer 19 ist nun eingeschlossen und bildet ein
hydraulisches Druckpolster. Unter Einwirkung der
s Kraft Ff wird eine Verschiebung des Kolbens 10 ohne
Wegverlust auf den Sekundärkolben 9 übertragen, so daß der Bremskreis BKi voll funktionsfähig bleibt. Beim
Rückhub stellt die Feder 21 den Kolben 20 wieder in die Ausgangsstellung zurück, wobei das Druckmittelvolumen
an der Manschette 22 vorbei sowie durch die Verbindung 25 zurückströmen kann.
in Fig.3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt Die Bezugszeichen der der F i g. 2 entsprechenden Bauteile sind jeweils um Einhundert
erhöht Der zweite Primärkolben 110 weist eine Verlängerung auf, die eine Stufenbohrung 50 umfaßt
Die Stufenbohrung 50 wird von einem Ventil 51 dicht verschlossen. Innerhalb des Ventils 51 und des
verlängerten Kolbens 100 erstreckt sich eine vierstufige Ventilbohrung 131. In der Ventilbohrung 131 ist ein
Ventilkörper 132 gleitbar gelagert. Die Ventiibohrung 131 ist über eine Bohrung 133 im Kolben 110 mit der
Nachlaufbohrung 105a verbunden. Der niedrige Druck in der Nachlaufbohrung I05a wird infolge einer
durchgehenden Bohrung 134 auf beide Stirnseiten des Ventilkörpers J32 übertragea Die Stufenkante 135 ist
als Gummidichtring 52 ausgebildet der mit einer Fläche 141 des Ventilkörpers 12? zusammenwirkt Auf der
Unken Seite der Stufenkante 135 ist ein Ringraum 136 über eine bohrung 137 und eine Abflachung 53 des
Ventils 51 mit der Druckkammer 119 verbunden. Die Druckangriffsflächen des Ventilkörpers 132 im Ringraum
136 sind in Schlisßrichtung giööer ausgebildet als
in Öffnungsrichtung. Auf der rechten Seite der Stufenkante 135 ist ein zweiter Ringraum 138 größeren
Durchmessers über eine Bohrung 139 mit der Druckkammer 112 verbunden. Der Druck im Ringraum
138 beaufschlagt den Ventilkörper 132 in Öffnungsrichtung. Der Ventilkörper 132 wird von einer vorgespannten
Feder 140 gegen die Dichtung 52 gedruckt und verschließt die Verbindung zwischen den beiden
Ringräumen 136 und 138. Zur weiteren Abdichtung der Ringräume i36 bzw. 138 dienen Dichtringe 142 bzw.
143. Die Verbindung zwischen der Bohrung 134 und der Bohrung 133 wird durch einen Dichtring 54 gesteuert,
der mit einer Ringfläche 55 des Ventilkörpers 132 zusammenwirkt
Die Funktion des Hauptbremszylinders gemäß F i g. 3 entspricht der des in F i g. 2 gezeigten, bis auf folgende
Abweichungen:
1. Bei einem Druckausfall oder zumindest bei Druckabfall unter einen vorbestimmten Wert in der
Druckkammer 112 schließt das Ventil nicht nur unter der Kraft der Feder J40, sondern auch noch
zusätzlich unter der Wirkung des Brackes in der
Druckkammer 119: Der Druck im Ringraum 136 beaufschlagt den Ventilkörper 132 stets mehr in die
Schließ- als in die Öffnungsrichtung. Selbst bei
Bruch der Feder 140 wird der Ventilkörper 132 in die Schließstellung gedruckt
2. Sollte einer der Dichtringe 142 oder 143 geringfügig
undicht werden, so übernimmt der Dichtring 54 bei üblicher Druckerhöhung in der Druckkammer
112 deren Funktion, ein Wegverlust der Kolben 120 bzw. 110 infolge Druckmittelverlustes ist. dann
vermieden.
Hierzu I Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Hauptbremszylinder für Zweikreisbremsanla-
gea in Fahrzeugen insbesondere in Kraftfahrzeugen,
mit einem vom Bremspedal betätigbaren, aus einem ersten und zweiten Kolben bestehenden Primärkolbenaggregat
zur Druckerhöhung in einer ersten und zweiten Druckkammer und einem weiteren, durch
Flüssigkeitsdruck betätigbaren Sekundärkolben zur Druckerhöhung in einer dritten, mit dem einen
Bremskreis verbundenen Druckkammer, wobei die zweite, als Bohrung in dem Sekundärkalben
ausgebildete Druckkammer, in der der erste Primärkolben verschiebbar angeordnet ist, mit der
ersten Druckkammer verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung zwischen
der ersten und zweiten Druckkammer (12 bzw. 112 und 19 bzw. 119) eine erste im Ruhezustand
offene Verbindung (25 bzw. 125) vorgesehen ist, die durch Annähern des ersten Priniärkolbens (20) an
den Sekundärkolben (9) schließbar ist und daß zwischen der ersten und zweiten Druckkammer (12
bzw. 120 usd 19 bzw. 119) eine zweite, im
Ruhezustand geschlossene Verbindung (37, 37a, 36, 38,39 bzw. 53,137,136,138,139) vorgesehen ist, in
der ein bei Druckerhöhung in der ersten Druckkammer (12 bzw. 112) öffnendes Ventil (20, 32 bzw. 51,
132) angeordnet ist.
2. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Druckkammer (19
bzw. 119) in an sich bekannter Weise innerhalb einer Bohrung (18 bzw. 118) des Sekundärkolbens (9)
angeordnet «t.
3. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß d',· erste Verbindung Λ5
in an sich bekannter Weits in ^orm einer radialen
Bohrung (25 bzw. 125) ausgebildet und durch eine Manschettendichtung (22 bzw. 122) schließbar ist
4. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der
Ventilkörper (32 bzw. 132) des Ventils (20, 32 bzw. 51, 132) von einer Druckfeder (40 bzw. 140) in der
Schließstellung gehalten ist
5. Hauptbremszylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (132) des »5
Ventils (51,132) zusätzlich vom Druck in der zweiten
Druckkammer (119) in der Schließstellung gehalten
ist
6. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß das Ventil w
(20, 32 bzw. 51, 132) innerhalb des Primärkolbens (10,20 bzw. 110,120) angeordnet ist
7. Hauptbremszylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet da3 das Ventil (20,32 bzw. 51,132)
innerhalb eines teleskopartig in einem Abschnitt (18 bzw. 118) des Sekundärkolbens (9) angeordneten
Abschnittes (20 bzw. 120) des Primärkolbens (10 bzw. 110) angeordnet ist
8. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ventilkörper (32) einen koaxialen Konus (41) aufweist, der mit einer Dichtkante (38) des
Ventilgehäuses (20) zusammenwirkt
9. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil
(51,132) aus einer Kolbenstufe (141) besteht, die mit
einer Ringdichtung (52) des Ventilgehäuses (51) zusammenwirkt. .
10. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß der Raum
hinter dem Ventilkörper (32 bzw. 132) mit der Nachlauföffnung (5a bzw. VGa) des Hauptbremszylinders
(1) in Verbindung steht
11. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche
1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß der Ventilkorper (32 bzw. 132) in der Ruhestellung an
seinen beiden Enden dem Druck in der Nachlauföffnung (5a bzw. 1053^ ausgesetzt ist
12. Hauptbremszylinder nach Anspruch!!, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (120) gegen die Nachlauföffnung (105a,) durch Verschiebung
des Ventilkörpers (132) abdichtbar ist
13. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet daß in an sich
bekannter Weise eine Druckfeder (21 bzw. 121) zwischen Primär- und Sekundärkclben innerhalb der
zweiten Druckkammer (19 bzw. 119) angeordnet ist
14. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche
1 bis 13, mit einer Begrenzungsschraube für den zweiten Kolben, dadurch gekennzeichnet daß die in
dem Gehäuse (2) angeordnete Begrenzungsschraube (29) in eine Längsnut (30) in der Kolbenmantelfläche
des Sekundärkolbens (Abschnitt 18 bzw. 118) mit Spiel eingreift
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