-
-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Tandemhaupt
-
zylinder mit Regler der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten
Gattung.
-
Aus der DE-OS 26 04 664 ist ein Tandemhauptzylinder mit Regler für
eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage bekannt, wobei der Hauptzylinder im wesentlichen
ein Gehäuse mit abgestufter Bohrung und zwei darin beweglichen Druckkolben umfaßt.
Die Druclçkolben begrenzen zwei Druckkammern, von denen eine erste mit den Radzylindern
einer Vorderachse und die zweite unter Zwischenschaltung eines Bremskraftreglers
mit den Radzylindern einer Hinterachse verbunden ist. Dabei sind die Druckkolben
derart dimensioniert, daß in der dem Vorderachsbremskreis zugeordneten Druckkammer
ein höherer Druck erzeugt wird als in der dem Hinterachsbremskreis zugeordneten
Druckkammer. Dieser geringere Bremsdruck im LIintorachsbrenlskreis wird bei Erreichen
eines vorgegebenen Druckpegels durch den Regler gemindert.
-
Der Regler besteht im wesentlichen aus einem Stufenkolben, einer Steuerfeder
und einem Ventil. Der Stufenkolben ist in einer Bohrung des DrucMcolbens angeordnet,
der die zweite Druckkar;mler begrenzt, und wird von der Steuerfeder beaufschlagt,
die an einer Stufe des Druckkolbens abgestützt ist. Ein Ende einer koaxialen Bohrung
im Stufenkolben bildet den Sitz des Ventils, und das Schließglied ist an einem Schaltkolben
befestigt. Der Schaltkolben wird auf einer Seite vonl Druck des VorcEerachsbremskreises
und auf der anderen Seite vom ungeregelten Druck des Hinterachsbremskreises beaufschlagt.
Bei Ausfall des Vorder-
achsbremskreises soll der Schaltkolben betätigt
und damit ein Schließen des Reglerventils verhindert werden, d.h. die Minderung
des Bremsdruckes im Hinterachsbremskreis tritt nicht ein.
-
Die aus der DE-OS 26 04 664 bekannte Anordnung ist wegen des in den
zweiten Druckkolben integrierten Reglers von geringer Baulänge, sie ist aber aufgrund
der großen Anzahl der erforderlichen Einzelteile und deren teilweise komplizierten
Formgebung aufwendig in der Bearbeitung und Montage. Die Folge davon sind hohe Herstellungskosten.
Außerdem ist eine derartige Ausführung nur bei Haupt zylindern mit relativ großem
Durchmesser realisierbar.
-
Wie bereits vorstehend beschrieben, ist beim Bekannten ein wesentliches
Merkmal darin zu sehen, daß aufgrund des großen Flächenunterschiedes der Druckkolben
in der dem Hinterachsbremskreis zugeordneten Druckkammer ein erheblich geringerer
Druck erzeugt wird als in der dem Vorderachsbremskreis zugeordneten Druckkammer.
Dies ist dann zweckmäßig, wenn beide Bremskreise funktionsfähig sind und die Bremskraft
an den Fahrzeughinterrädern geringer sein soll als an den Fahrzeugvorderrädern.
Dafür sorgt aber ohnehin bei Erreichen eines vorherbestimmten Druckpegels der vorgesehene
Regler. Fällt der Vorderachsbremskreis infolge eines Defektes aus, so ist zwar der
Regler ausgeschaltet, die Bremsen der Fahrzeughinterräder werden jedoch nur mit
dem geringen Bremsdruck beaufschlagt. Gerade bei Ausfall eines Bremskreises kommt
es aber darauf an, mit dem noch funktionsfähigen Bremskreis möglichst wirkungsvoll
zu bremsen.
-
Der Forderung nach einer ausreichenden Wirkung der Hinterradbremsen
bei Ausfall des Vorderachsbremskreises steht auch die Tatsache entgegen, daß durch
die in diesem Fall erfolgende Bewegung des Schaltkolbens eine große Druckmittelvolumenaufnahme
eintritt, die durch die Verschiebung des Stufenkolbens noch vergrößert wird. Zu
dem bei Ausfall eines Bremskreises ohnehin beachtlichen Bremspedalweg kommt nun
noch der durch die zusätzliche Druckmi t telvolumenaufnahme auftretende Pedalweg
hinzu.
-
Der Schaltkolben wird nur im Falle eines Defektes betätigt, die den
Schaltkolben abdichtenden Dichtungsringe werden daher nicht bewegt. Es ist aber
bekannt, daß über einen langen Zeitraum ruhende Dichtungen bei plötzlicher Beanspruchung
zerstört werden. Eine Reparatur des Haupt zylinders ist dann erforderlich.
-
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Tandemhauptzylinder
mit Regler der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung zu schaffen, der
die Vorteile des Gegenstandes des Hauptpatentes aufweist, darüber hinaus von geringer
Baulänge ist und außerdem keine Verbindungsleitung zwischen der zweiten Druckkammer
und dem Regler benötigt.
-
Diese Aufgabe wird bei einem Tandemhauptzylinder mit Regler durch
die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
-
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Tandemhauptzylinders mit Regler
sind gegenüber dem Hauptpatent insbesondere darin zu sehen, daß er von geringerer
Baulänge ist und keine Druckmittelleitung zwischen der zweiten Druckkammer und dem
Regler benötigt.
-
Da der zweite Druckkolben das Reglergehäuse bildet und bei Betätit;Un<S
dcr Llrcmse eine Verschicbung des Reglergehäuses gegenüber dem Anschluß der zu der
Hinterachse führenden Druckmittelleitung erfolgt, ist es zur Druckmittelübertragung
von Vorteil, daß der- zweite Druckkolben einen Ringraum aufweist, der mit einem
Reglerauslaßraum und mit den Radzylindern des Hinterachsbremskreises in Verbindung
steht.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes weist
der zweite Kolben eine mehrfach abgestufte, koaxialer Bohrung auf, in der der jeweils
an den Stirnseiten mit Druck beaufschlagte Stufenkolben und ein Sperrkolben angeordnet
sind und die Steuerfeder abgestützt ist. Damit kann die Ausführung von Stufenkolben
und Steuerkolben, die bereits im Hauptpatent vorgeschlagen wurde, mit geeigneten
Änderungen in vorteilhafter Weise bei einem im Druckkolben angeordneten Regler verwendet
werden.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung,
die einen Tandemhauptzylinder, bei dem der Regler in einem Hauptzylinderkolben angeordnet
ist, zeigt, näher erläutert.
-
In einem Gehäuse 1 mit einer Bohrung 2 befindet sich ein erster Druckkolben
3, welcher mittels eines nahe dem Bohrungsende gehäusefest in der Bohrung 2 angeordneten
Ringes 4 gesichert ist. Der erste Druckkolben 3 ist an seiner dem Ring 4 zugewandten
Stirnseite mit einer kegeligen Öffnung 5 versehen, in die das Ende einer nicht dargestellten
Druckstange eingreift. Die andere Stirnseite des ersten Druckkolbens 3 begrenzt
eine erste Druckkammer 6, die mit in der Zeichnung
nicht dargestellten
Radzylindern eines Vorderachsbremskreises verbunden ist. Dies ist durch den Pfeil
VA angedeutet.
-
Der erste Druckkolben 3 hat einen zylindrischen Absatz 7, auf dem
eine Dichtmanschette 8 mit einem Stützring 9 angeordnet ist, wobei die Dichtmanschette
8 an einer Schulter 10 des Druckkolbens 3 liegt. Die Schulter 10 weist mehrere achsparallele
Öffnungen 11 auf, die sich von der als Anlage der Dichtmanschette 8 dienenden Seite
bis in einen Ringraum 12 erstrecken.
-
Ein konischer Fortsatz 13 des Druckkolbens 3 ragt in die erste Druckkammer
6.
-
Im Gehäuse 1 ist eine Bohrung 14 zur Aufnahme eines Behälterstutzens
angeordnet, von der aus eine Nachlaufbohrung 15 und eine Äusgleichsbohrung 16 in
die Bohrung 2 führen, wobei die Nachlaufbohrung 15 direkt vor der Dichtmanschette
8 in die Druckkammer 6 und die Ausgleichsbobrung 16 in den Ringraum 12 mündet, Der
erste Druckkolben 3 ist im dem Ring 4 benachbarten Teil mit einer gegen die Wand
des Gehäuses 1 liegenden Dichtung 17 versehen. Der konische Fortsatz 13 taucht in
eine Druckfeder 18 ein, die auf der einen Seite an dem Stützring 9 und auf der anderen
Seite an einem in der Bohrung 2 befindlichen zweiten Druckkolben 19 abgestützt ist.
Der zweite Drucklcolben 19 begrenzt mit der Stirnfläche, an der sich die Feder 18
abstützt, die erste Druckkammer 6 und mit der anderen Stirnfläche eine zweite Druckkammer
20.
-
Der zweite Druckkolben 19 hat einen zylindrischen Absatz 21 , auf
dem eino »i.chtmans ckiet eo 22 mit einem Stützring 23 angeordnet ist, wobei die
Dichtmanschette 22
an einer Schulter 24 des Druckkolbens 19 liegt.
Die Schulter 24 ist mit mehreren achsparallelen Bohrungen 25 versehen, die sich
von der als Anlage der Dichtmanschette 22 dienenden Seite bis in einen Ringraum
26 erstrecken. In der zweiten Druclclcanimcr 20 ist eine Druckfeder 27 angeordnet,
die auf einer Seite an der Stirnwand der Bohrung 2 und auf der anderen Seite an
dem Stützring 23 abgestützt ist.
-
Nahe dem Ende des zweiten Druckkolbens 19, das die erste Druckkammer
6 begrenzt, ist eine Dichtung 28 und etwa in der Mitte der Kolbenlänge ist eine
Dichtung 29 vorgesehen, welche den Druckkolben 19 gegen das Gehäuse 1 abdichten.
Zwischen der Dichtmanschette 22 und der Dichtung 29 ist der Ringraum 26 und zwischen
den Dichtungen 28 und 29 ist ein weiterer Ringraum 30 angeordnet.
-
Im Gehäuse 1 ist eine zweite Bohrung 31 zur Aufnahme eines zweiten
Druckmittelbehälterstutzens vorhanden, von welcher eine Nachlaufbohrung 32 und eine
Ausgleichsbohrung 33 in die Bohrung 2 führen, wobei die Nachlaufbohrung 32 direkt
vor der Dichtmanschette 22 in die Druckkammer 20 und die Ausgleichsbohrung 33 in
den Ringraum 26 mündet.
-
Der zweite Druckkolben 19 weist eine mehrfach abgestufte Bohrung auf,
in der im mittleren Teil ein Stufenkolben 34 und im zuin Druckraum 6 gewandten Teil
ein Kolben 35 angeordnet ist, der wegen seiner Funktion nachfolgend als Sperrkolben
bezeichnet wird. Der Sperrkolben 35 ist gegen die Bohrungswandung mittels einer
Dichtung 36 abgedichtet. Die Enden 37 und 38 des Sperrkolbens 35 sind radial erweitert
und dienen zur Be-
grenzung seiner axialen Bewegung. Eine Schraubenfeder
39 ist zwischen einer Stufe des zweiten Druckkolbens 19 und dem Ende 37 eingespannt
und beaufschlagt den Sperrkolben 35 in Richtung auf die erste Druckkammer 6, wodurch
in der Ruhelage der Anordnung das Ende 37 in einem bestimmten Abstand zu einem Anschlag
40 gehalten wird.
-
Der Stufenkolben 34 ist gegen den zweiten Druckkolben 19 mittels zweier
Dichtungen 41 und 42 abgedichtet. Ein axialer Druckmitteldurchgang 43 im Druckkolben
19 verbindet die zweite Druckkammer 20 mit einem Reglereinlaßraum 44, welcher von
der Stirnfläche der kleineren Kolbenstufe des Stufenkolbens 34 begrenzt wird. Durch
einen koaxialen Druckmitteldurchlaß 45 im Innern des Stufenkolbens 34 ist cler Reglereinlaßraum
44 mit einem Reglerauslaßraum 46 verbunden, der von der Stirnfläche der größeren
Kolbenstufe begrenzt wird. An der Stirnseite der größeren olbenstufe sind Anschlagmittel
47 vorgesehen, durch die sich der Stufenkolben 34 an einem Absatz des Druckkolbens
19 abstützt. In dem Druckkolben 19 radial angeordnete Druckmittelöffnungen 48 verbinden
den Reglerauslaßraum 46 mit dem Ringraum 30, welcher mit in der Zeichnung nicht
dargestellten Radzylindern eines Hinterachsbremskreises verbunden ist.
-
Dies ist durch den Pfeil HA angedeutet.
-
In dem Druckmitteldurchlaß 45 befindet sich ein Ventilschließglied
49, welches durch eine Feder 50 gegen einen Ventilsitz 51 belastet ist. Das Ventilschließglied
49 weist einen aus dem Stufenkolben 34 herausragenden Stößel 52 auf, der am Ende
38 des Sperrkolbens 35 abgestützt ist.
-
Eine Ringfläche der größeren Kolbenstufe des Stufenkolbens 34 begrenzt
eine Ringkammer 53, deren gegenüberliegende Wand einen Anschlag 54 bildet, bis zu
dem der Stufenkolben 34 verschiebbar ist. Die Ringkammer 53 ist durch eine radiale
Bohrung 55 mit den Ringraum 26 verbunden. Die kleinere Stufe des Stufenkolbens 34
wird von einer Steuerfeder 56 beaufschlagt, deren anderes Ende an einer Stirnwand
des zweiten Druckkolbens 19 abgestützt ist.
-
Die Funktionsweise des Tandemhauptzylinders mit Regler wird zunächst
für den Fall, daß beide Bremskreise intakt sind, beschrieben. Bei Betätigung des
Bremspedales wird der erste Druckkolben 3 gegen die Druckfeder 18 und der zweite
Druckkolben 19 gegen die Druckfeder 27 bewegt, dabei überfahren die Dichtmanschetten
8 und 22 die Nachlaufbohrungen 15 und 33 und schließen die Druckkammern 6 und 20.
Der in der ersten Druckkammer 6 erzeugte Druck pflanzt sich durch Bremsleitungen
bis zu den Zylindern der Vorderradbremsen VA fort.
-
Der gleich große Druck wird in der zweiten Druckkammer 20 erzeugt
und dieser gels t durch den axialen I)ruclrmitteldurchgang 43 in den Reglereinlraum
44. Da der Stufenkolben 34 zunächst von der Kraft der Steuerfeder 56 mit den Anschlagmitteln
47 gegen einen Absatz im zweiten Druckkolben 19 gedrückt wird und somit der Stößel
52 des Ventilschließgliedes 49 an dem Ende 38 des Sperrkolbens 35 anliegt, ist das
Ventil geöffnet und das Druckmittel gelangt ungehindert von dem Reglereinlaßraum
44 in den Reglerauslaßraum 46. Der in dem Reglerauslaßraum 46 herrschende Druck
pflanzt sich durch die Druckmittelöffnungen 48, den Ringraum 30 und Druckmittelleitungen
zu Radzylindern der Hinterradbremsen HA fort.
-
Bei Erreichen eines bestimmten Druekpegels wird der Stufenkolben 34
gegen die Steuerfeder 56 verschoben, bis das Schließglied durch Anlegen an den Ventilsitz
51 den Druckmitteldurchlaß 45 verschließt. Bei weiterer Druckerhöhung iii den Druckkammern
wird den Vorderradbremsen ein ungemindert er, den Hinterradbremsen aber ein gel-linderter
Bremsdruck zugeführt. Bei entsprechender Druckerhöhung im Reglereinlaßraum 44 wird
der Stufenkolben 34 in Richtung auf den Sperrkolben 35 bewegt. Das Ventil wird durch
den Stößel 52, der sich wieder an dem Ende 38 des Sperrkolbens 35 abstützt, geöffnet
und Druckmittel kann vom Reglereinlaßrautn 44 in den Reglerauslaßraum 46 nachfließen.
Daraufhin bewegt sich der Stufenkolben 34 wieder gegen die Steuerfeder 56.
-
Fällt der Hinterachsbrcrìskreis infolge eines Defektes aus, so verschiebt
sich der zweite Druckkolben 19 so weit, bis er all der Stirnwand des Gehäuses anliegt.
-
Die Wirksamkeit des Vorderachsbremskreises wird dadurch nicht beeinträchtigt,
nur der Pedalweg ist länger. Da in dem Reglerausgangsraum 46 im Gegensatz zum ersten
Druclciauiii 6 k<:in Druck aufgebaut wird, verschiebt sich aufgrund der Druckdifferenz
der Sperrkolben 35, bis das Ende 37 an dem Anschlag 40 anliegt.
-
Dadurch vergrößert sich das Volumen des Druckraumes 6 so geringfügig,
da13 dies auf den Pedalweg keinen Einfluß hat.
-
Fällt umgekehrt der Vorderachsbremskreis aus, so wird bei Betatigung
des Bretuspedales der erste Druckkolben 3 so weit gegen die Feder 18 verschoben,
bis der konische Fortsatz 13 das Ende 37 des Sperrkolbens 35 gegen den
Anschlag
40 drückt. In der zweiten Druckkammer 20 wird ein Druck erzeugt, der, wie bereits
beschrieben, durch den Regler und Druckillittelleitungen den Radzylindern der Hinterachse
HA zugeführt wird. Zwar verschiebt sich der Stufenkolben 34 gegen die Steuerfeder
56, bis er an den Anschlag 54 stößt, da sich aber der Sperrkolben 35 in seiner reglerseitigen
Endstellung befindet, kann das Ventil nicht schließen. Bei Ausfall des Vorderachsbremskreises
wird daher den Radzylindern der Fahrzeughinterräder ungeminderter Druck zugeführt.
-
Durch entsprechende Dimensionierung der Federkraft und der wirksamen
Flächen des Sperrkolbens 35 kann die Steuerung des Reglerventils und damit das Reglerverhalten
beeinflußt werden. Dies ist nur deshalb möglich, weil die Druckdifferenz der im
ersten Druckraum 6 und im Reglerauslaßraum 46 herrschenden Drücke an dem Sperrkolben
35 wirksam wird.