DE2500902A1

DE2500902A1 - Bremssystem

Info

Publication number: DE2500902A1
Application number: DE19752500902
Authority: DE
Inventors: John Roger Cryder; Lowell Richard Hall
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1974-01-21
Filing date: 1975-01-09
Publication date: 1975-07-24
Also published as: JPS50102772A; CA1006890A; US3889469A; GB1444881A

Description

Hamburg, den 6. Oanuar 1975 167674 .1314 FEB

Priorität: 21. Januar 1974, U.S.A., Pat.Anm.Nr. 434 778

Anmelder:

Caterpillar Tractor Co.
Peoria, 111., U.S.A.

Bremssystem

Seit einiger Zeit ist die Verwendung v/on Tandem- oder Reihen-Hauptzylindern in hydraulischen Bremssystemen allgemein üblich geworden im Hinblick auf die gesetzlichen Sicherheitsbestimmungen, u/eiche ein Zusatzsystem fordern, um zu gewährleisten, daß ein Fahrzeug unter allen Umständen angehalten werden kann. Bei solchen Tandem-Systemen ist es

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ORIGINAL INSPECTED

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bekannt, die Kolben der Hauptzylinder in Reihe in eine gemeinsame Bohrung einzusetzen, wobei der Druck vom ersten Kolben zur Betätigung entweder der Vorder- oder Hinterradbremse dienst, und wobei dieser Druck auch den zweiten Kolben bewegt, um eine zweite Kammer zur Betätigung der jeweils anderen Bremsen des Fahrzeuges mit Druck zu beaufschlagen. Es ist allgemein üblich, in Hauptzylindern dieser Art Restdruck-Absperrventile zwischen den Hauptzylinderkammern und den Bremsleitungen vorzusehen, um sicherzustellen, daß die Bremsbetätigungszplinder und Bremsleitungen nicht vollständig entlüftet werden, und um für ein schnelles Ansprechen auf die nächste Bremsbetätigung einen Restdruck geringer Größe darin aufrechtzuerhalten.

Diese Ventile sind gewöhnlich in der Nähe der zugehörigen Druckkammer montiert und erfordern somit platzraubende, raumaufwendige Angüsse, die der Hauptkolbenbohrung des Hauptzylinders benachbart seitlich vom Hauptzylindergehäuse vorspringen. Diese Anordnung erfordert also einen zusätzlichen Raum für die Bremsleitung, welche notwendig am Hauptzylinder angebracht werden muß.

Die vorstehend beschriebenen Systeme erfordern für den Einbau der Absperrventile einen beträchtlichen Zusatzaufwand bei der maschinellen Herstellung und/oder durch eine Nachbearbeitung. Ferner sind sie raumaufu/endig und platzraubend gerade in einem solchen Bereich, in welchem, wenn überhaupt, ohnehin nur wenig Raum zur Verfügung steht.

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Beispiele für den Stand der Technik sind den US-Patenten 3,147,596 (Wallace), 3,191,385 (Watanabe), 3,382,675 (Wallace) und 3,478,847 (Bender et al) zu entnehmen.

Die vorliegende Erfindung bezuieckt hauptsächlich die Schaffung eines Bremssystemes mit einem Reihen-Hauptzylinder, bei welchem die oben erläuterten Probleme des Standes der Technik vermieden sind, und welcher kompakt, einfach und preisgünstig aufgebaut ist. Ein Reihen-Hauptzylinder meist erfindungsgemäß axial in einem einzigen gemeinsamen Zylinder angeordnete Kolben zur Betätigung getrennter Kreise eines Bremssystemes eines Fahrzeuges auf. Absperrventile für die getrennten Kreise sind erfindungsgemäß besonders vorteilhaft koaxial an einem Ende des Zylinders angeordnet.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, die sich durch einfachen, raumsparenden und preisgünstigen Aufbau auszeichnet, ist ein Doppel-Hauptzylinder mit einem Paar von Absperrventilen für die Steuerung der Druckflüssigkeit in einem Paar getrennter Kreise des Bremssystemes versehen, wobei die Absperrventile koaxial am V/orderende des Zylinders angeordnet sind.

U/eitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in welchen die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert und

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dargestellt ist. Es zeigen :

Fig. 1 eine geschnittene Ansicht eines erfindungs

gemäßen Hauptzylinders,

Fig. 2 eine vergrößerte, entlang der Linie H-II

geschnittene Einzelheit aus Fig. 1 und

Fig. 3 eine entlang der Linie IH-III in Fig. 1 ge

schnittene Ansicht.

Ein erfindungsgemäßes System meist eine in Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichnete Reihenanordnung von Absperrventilen auf, welche u/irksam in dem vorderen Ende eines Tandem-Hauptbremszylinders 12 untergebracht ist. Der Hauptzylinder 12 meist ein Gehäuse 14 mit zwei Bremsflüssigkeit-Speicherbehältern und 18 auf, welche durch eine quer verlaufende UJand 22 getrennt sind. Die Querwand 22 meist eine an eine obere Wand angrenzende Öffnung 24 auf, um eine Querverbindung zwischen den Flüssigkeits-Speicherkammern 16 und 18 vorzusehen. Hierdurch ist es möglich, dass beide Kammern durch jeweils eines von zwei Einfüllöchern 30 gefüllt werden können, welche normalerweise durch Uerschlußstopfen 32 abgedichtet verschlossen sind.

Das Gehäuse 14 schließt ferner eine langgestreckte zylindrische Bohrung 36 ein, welche unmittelbar unter den Flüssigkeits-Speicherkammern 16 und 18 angeordnet ist und mit diesen über zwei Einlaß- oder Füllöffnungen 38 und 40 sowie zwei Abflußöffnungen 42 und 44 mit geringem Durchmesser in

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Uerbindung steht. Das Ausgangs- oder Vorderende der Bohrung 36 ist durch eine Kappe 48 verschlossen, welche eine erste Flüssigkeits-Auslaßöffnung 50 aufweist. Das Ausgangsende der Bohrung 36 steht über zwei im wesentlichen radial verlaufende Durchlässe 52 und 54 und einen horizontalen Uerbindungskanal 56 mit einem im wesentlichen in der (mitte befindlichen Abschnitt der Bohrung 36 in Uerbindung. Eine zweite Auslaßöffnung 60, deren Zweck weiter unten noch näher erläutert wird, steht nahe bei dem Radialdurchlaß 52, jedoch geringfügig nach innen versetzt am vorderen Ende mit der Bohrung 36 in Uerbindung.

Ein Paar im wesentlichen gleich aufgebauter Kolben 62 und 64 des Hauptzylinders sind hin- und herbewegbar mit verschiebbarem Abstand koaxial hintereinander in der Bohrung 36 angeordnet, um eine erste Druckkammer 66 zwischen den Kolben und eine zweite Kammer vor dem Kolben 64 zu begrenzen. Die Kammer 66 ist über den Durchlaß 54, den Uerbindungskanal 56 und den Durchlaß 52 mit einer im äußeren oder vorderen Ende der Bohrung 36 ausgebildeten Kammer 68 verbunden. Die Kammer wird gebildet durch die Kappe 48 und ein Einsatz- oder Zwischenstück 70, welches einen Uentilsitz und eine Uerteileranordnung bildet, die abgedichtet im äußeren Ende der Bohrung angeordnet ist.

Die Kammer 68 ist dann über den Auslaß 50 und eine Leitung 74 an die allgemein mit 72 bezeichneten Hinterbremsen eines Fahrzeuges angeschlossen. Der Kolben 64 bildet mit dem

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Einsatzstück 70 eine zweite, vor dem Kolben 64 liegende Kammer 78, welche über eine Kammer 80 im Einsatzstück 70, mehrere Badialdurchlässe 82 und eine Ringnut 84 mit der Auslaßöffnung 60 verbunden ist, um den Vorderbremsen 86 über eine Leitung 88 wahlweise Druckflüssigkeit zuführen zu können.

Der Kolben 62 ist normalerweise durch eine Feder 90 in seine dargestellte zurückgezogene Stellung gedruckt. Die Feder 90 ist zwischen einem an der Innenfläche des Kolbens sitzenden Feder-Aufnahmeteil 92 und einem Anschlagring 94 angeordnet, welcher in der Bohrung 36 vor dem Kolben 62 und der hinteren Fläche 96 des Kolbens 64 benachbart angeordnet ist. Der Anschlagring 94 ist eng in die Bohrung 36 eingepaßt, um eine Schiefstellung zu vermeiden, und er ist gegen eine axiale Bewegung unter dem Einfluß der Feder 90 durch geeignete Mittel gehalten, beispielsweise durch eine am besten in Fig. 2 zu erkennende Anschlagschraube 98. Die Anschlagschraube 98 dient ferner dazu, eine Rückwärtsbewegung des Kolbens 64 zu begrenzen, wenn die Bremsen nicht betätigt sind.

Eine Feder 100 ist zwischen einem an der Stirnfläche des Kolbens 64 sitzenden Feder-Aufnahmeteil 102 und dem Einsatzstück 70 angeordnet, so daß der Kolben 64 normalerweise nach hinten gegen die Anschlagschraube 98 gedrückt wird. 3eder der Kolben 62 und 64 ist mit einem üblichen Rückschlagventil 106 mit schwacher Federvorspannung versehen, welches das Füllen der

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Kammern 66 und 88 über die Einlasse 38 und 40 sowie in den Kolben vorgesehene Durchlässe 108 zuläßt. Eine durchlöcherte Scheibe 110 begrenzt die Auswärtsbewegung der Rückschlagventile 106 und läßt gleichzeitig eine freie Flüssigkeitsströmung von den Speicherbehältern 16 und 18 in die Druckkammern zu. Eine becherartige Runddichtung 112 ist jeuieils an den inneren Enden der Kolben 62 und 64 vorgesehen, um die Kammern 66 und 78 abzudichten. Der Kolben 64 ist außerdem in der Nähe seiner rückwärtigen Fläche mit einer Dichtung 114 versehen, um ein Durchsickern in die Fülldurchlässe 108 und den Speicherbehälter 18 für den Kolben 64 zu verhindern.

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist in der Ausführung und Anordnung eines Paares von Restdruck-Absperrventilen 116 und 118 zu sehen. Das Absperrventil 116 zwischen der Druckkammer 78 und der Kammer 80 ist derart aufgebaut und angeordnet, daß es durch die Feder 100 normalerweise gegen einen elastomeren bzw. gummiartigen Sitz 120 gedrückt wird. Das Absperrventil 118 ist für eine Steuerung der Flüssigkeitsströmung zwischen der Kammer 68 und der Auslaßöffnung 50 angebracht und gewöhnlich mit Hilfe einer verhältnismäßig schwachen Feder 124 gegen einen gummiartigen Sitz vorgespannt. Die Absperrventile 116 und 118 sind von üblicher Bauart und lassen eine Strömung von den Druckkammern 66 und 78 durch mehrere Reed- oder Blatt-Uentilgesteuerte Durchlässe 128 zu für eine Druckverbindung zu den Bremsen 72 und 86, wenn die Kolben 62 und 64 nach rechts bewegt werden, um die Kammern 66 und 78 mit Druck zu beaufschlagen.

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Diese erfindungsgemäße koaxiale Anordnung der Absperrventile 116 und 118 mit Abstand hintereinander im äußeren Ende der Bohrung 36 führt zu einem vorteilhaft kompakten, vereinfachten und leicht zusammenzusetzenden Hauptzylinder und vermeidet andernfalls erforderliche, seitlich angeordnete Angüsse mit darin vorgesehenen Bohrungen, uuelche mit den Kammern und 78 in Verbindung stehen und zum Einbau der Absperrventile dienen.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Einsatz 70 sorgt für eine Trennung zwischen dem Strömungspfad von der Kammer 78 und dem Strömungspfad von der Kammer 66 und ermöglicht dadurch die vorteilhafte koaxiale Hintereinander-Anordnung der Restdruck-Absperrventile. Der Einsatzteil 70 führt durch Ausnutzung bzw. Nutzbarmachung einer Verlängerung der Hauptkolbenbohrung 36 auch zu einer vorteilhaften Verringerung des Herstellungsaufiuandes und der maschinellen Bearbeitung oder Nachbearbeitung sowie des Raumbedarfs.

Die Flüssigkeitsdruck-Verbindung von der Kammer 66 zur Kammer 68 über die Durchlässe 54, 56 und 52 erfolgt über einen Schlitz 130 in einem in Längsrichtung sich erstreckenden Randabschnitt 132 des Einsatzteiles 70. Da der Schlitz verhältnismäßig eng ist, ist es wichtig, daß der Einsatzteil 70 so in die Bohrung 36 eingesetzt wird, daß der Schlitz 130 dem Durchlaß 152 richtig zugeordnet ist, um eine durchgehende Verbindung zu gewährleisten. Für diesen Zuieck ist eine Dichtungsnut 134 der Abschlußkappe 48 mit einem ausge-

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frästen Teil 136 versehen, um eine ebene Fläche 138 vorzusehen, wie am deutlichsten aus Fig. 3 zu erkennen ist. Der Einsatzteil 70 meist einen in axialer Richtung verlängerten Lappen oder Mitnehmer 140 auf, der dem Schlitz 130 diametral gegenüberliegend angeordnet ist, und der beim Zusammenbau mit dem ausgefrästen Teil 136 der Dichtungsnut 134 in Eingriff gebracht wird. Diese Anordnung läßt nur eine begrenzte Abweichung in der Winkelstellung des Einsatzstückes 70 zu und gewährleistet in Verbindung mit einer beispielsweise kugeligen Ansenkung 144 im Durchlaß 52, daß mit Sicherheit eine Verbindung zwischen dem Durchlaß 42 und der Kammer 68 hergestellt wird.

Im folgenden soll nunmehr die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Systems noch näher erläutert werden. Wenn der Fahrer ein beispielsweise aus einem Pedal 150 bestehendes Steuerorgan der Bremse herunterdrückt, wird hierdurch der Kolben über ein mit 152 schematisch angedeutetes Gestänge und eine Kolbenstange 154 des Hauptzylinders nach rechts gedrängt, wobei die Dichtung 112 die Entlüftungsöffnung 42 sperrt, um die Kammer 66 mit Druck zu beaufschlagen. Dieser Druck wird wie oben bereits beschrieben zur Auslaßöffnung 50 durchgegeben, von wo er zu den Hinterbremsen 72 geleitet wird, um ein Anziehen dieser Bremsen zu bewirken. Gleichzeitig drängt der in der Kammer 66 auf die Fläche 96 des Kolbens 64 wirkende Druck diesem Kolben nach rechts, wobei die Dichtung 112 die Entlüftungsöffnung 44 sperrt, so daß die Flüssigkeit

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in der Kammer 78 unter Druck gesetzt wird. Dieser Druck lüird über das Restdruck-Absperrventil 116, die Kammer 80, die Radialdurchlässe 82, die Ringnut 84, den Auslaß 60 und die Leitung 88 auf die Vorderbremsen 86 gegeben, um diese anzuziehen. Der Druck in den Bremsen 72 und 86 fließt über die Leitungen 74 und 88 und die Auslaßöffnungen 50 und 60 zurück und kehrt durch Abheben der Restdruck-Absperrventile 116 und 118 von ihren gummielastischen Sitzelementen 120 und 122 in die Kammern 68 und 78 zurück, lüenn der Druck in den Leitungen 74 und 88 gleich der Kraft der Federn 100 und 124 wird, setzen die Absperrventile auf, und halten somit einen geringen Restdruck in den Bremsleitungen aufrecht, um bei der nächsten Betätigung des Bremspedales 150 für ein unverzügliches Ansprechen zu sorgen.

Sollte die zu dem Kolben 62 gehörende Dichtung 112 oder die Leitung 74 ausfallen oder versagen, trifft der Kolben durch seine Bewegung nach rechts mechanisch auf das hintere Ende 160 einer Verlängerung 162 des Kolbens 64 auf. Beim weiteren Herunterdrücken des Bremspedales werden beide Kolben als Einheit nach rechts bewegt, um die Kammer 78 unter Druck zu setzen und somit die Vorderbremse 86 selbst dann zu betätigen, wenn in der Kammer 66 kein Druck für die Betätigung der Hinterbremsen 72 zur Verfügung steht. Sollte auf der anderen Seite die zum Kolben 64 gehörende Dichtung 112 oder die Leitung 88 ausfallen und damit eine Druckbeaufschlagung der Kammer 78 verhindern, wird dennoch in der Kammer 66 ein

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wirksamer Druck aufgebaut, um die Hinterbremsen 72 anzuziehen und somit dem Fahrer die Möglichkeit zu geben, das Fahrzeug anzuhalten·

Aus der vorstehenden Beschreibung kann zusammenfassend festgestellt werden, daß durch die Erfindung eine verbesserte Konstruktion für einen Doppelkolben-Hauptzylinder mit einer kompakten, einfachen und preisgünstigen Anordnung der Absperrventile geschaffen wurde. Die einzelnen Absperrventile sind nach Art einer Muffenverbindung koaxial in einer Verlängerung der Zylinderbohrung angeordnet und stehen über eine vorteilhaft einfache Leitungsanordnung mit den zugehörigen Druckkammern in Verbindung. Die Einbautiefe der Absperrventile kann dabei vorteilhaft durch einen stufenartigen Anschlag der Zylinderbohrung festgelegt sein.

- ANSPRÜCHE -

Claims

ANSPRÜCHE

Bremssystem mit Reihenanordnung der Hauptzylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptzylinderanordnung (12) ein Gehäuse (14) aufweist, in welchem eine langgestreckte Bohrung (36) und ein dieser benachbarter und damit in Verbindung stehender Flüssigkeits-Speicherbehälter (16,18) ausgebildet sind, daß zwei Kolben (62,64) axial hin- und herbewegbar in der Bohrung derart angeordnet sind, daß bei einer Vorwärtsbewegung der Kolben jeweils dauer befindliche Flüssigkeit mit Druck beaufschlagbar ist, daß erste und zweite Auslaßwege (54,56,52,50; 80,82,84,60) zur Herstellung getrennter Druckmittel-Verbindungen von der Vorderseite jedes Kolbens vorgesehen sind, und daß erste und zweite Absperr-Ventilanordnungen (116,118) zur Steuerung der Auslaßwege am Vorderende der Bohrung angeordnet sind.
2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperr-Ventilanordnungsn (116,118) koaxial im Ende des Zylinders angeordnet sind.
3. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilsitz und eine Verteileranordnung (70) auswechselbar in einem Ende der Bohrung (36) eingesetzt ist, und daß Mittel (54,56,52,68,128,80,82,84) zur Herstellung einer

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über den Verteiler und den Ventilsitz v/erlaufenden Verbindung der durch die Kolben (62,64) in der Bohrung (36) abgegrenzten Kammern (66,7B) mit den Auslassen (50,60) vorgesehen sind.
4· Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitz- und Verteileranordnung (70) einen Ringraum (84) zur Verbindung einer Kammer mit einem Auslaß einschließt.
5. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vorspannmittsl zur Einstellung der beiden Kolben (62,64) in ihre hintere Stellung in der Bohrung (36) vorgesehen sind, und daß die Vorspannmittel vom vorderen Kolben (64) unabhängige Mittel zur Vorspannung des hinteren Kolbens in seine rückwärtige Stellung einschließen.
6. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auswechselbar in der Bohrung zwischen den Kolben angeordnete Mittel (94,98) vorgesehen sind, welche einen Anschlag zur Begrenzung der Rückwärtsbewegung des vorderen Kolbens (64) bilden.
7. Bremssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag ein Ringelement (94) umfaßt, welches in der Bohrung (36) zwischen den Kolben (62,64) lösbar befestigt ist.

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8. Bremssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß von vorderen Kolben (64) unabhängige Vorspannmittel zur Einstellung des hinteren Kolbens in seine hinten liegende Stellung in der Bohrung vorgesehen sind, und daß diese Vorspannmittel im wesentlichen aus einer zwischen dem Ringelement (94) und dem hinteren Kolben (62) angeordneten Schraubenfeder (90) bestehen.
9. Bremssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Kolben (64) eine rückwärtige, sich über den Anschlag (94,98) hinaus nach hinten erstreckende Verlängerung (160,162) aufweist, auf welchen das vordere Ende des nach vorn bewegten hinteren Kolbens beim Fehlen eines Flüssigkeitsdruckes zwischen den Kolben zur Betätigung des vorderen Kolbens auftrifft.
10. Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Kammer (68) eine Ventilkammer zur Herstellung einer Druckverbindung von der Vorderseite des hinteren Kolbens mit der Hinterradbremse (72) eines Fahrzeuges ist, und daß über den anderen Auslaß (60) eine Druckverbindung von der Kammer (78) vor dem vorderen Kolben (64) zu den Vorderradbremsen (86) eines Fahrzeuges herstellbar ist.

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