DE2949713A1 - Compact dual circuit brake cylinder - has telescopic layout with pressure control ducts through fixed dividing wall - Google Patents

Abstract

The compact dual circuit brake cylinder has an inner piston (5) inside a fixed shell (31) and a large outer piston (4) sliding over the outside of the fixed shell. The layout is shorter than a conventional series layout. The two pistons are linked by control ducts (8,9) through the fixed shell and provide a simple failsafe connection to apply the full braking force on the remaining brake circuit. The inner piston has a floating mounting while the outer is linked to the pedal linkage.

Description

Zweikreis-HauptbremszylinderDual circuit master cylinder

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zweikreis-Hauptbremszylinder mit konzentrischer Anordnung von zwei verschieden große Kolbenflächen aufweisenden Kolben in einem Gehäuse, von denen der eine (äußere) den anderen durch seine hülsenartige Form teleskopartig übergreift.The invention relates to a two-circuit master cylinder with a concentric arrangement of two piston surfaces of different sizes Piston in a housing, one of which (outer) the other by its sleeve-like Shape telescopically overlaps.

Aufgrund gesetzlicher Vorschriften muß beim Ausfall eines Bremskreises eine Abbremsung von mindestens 3 m/s2 mit einer Pedalkraft erreicht werden, die 50 kp nicht überschreiten darf. Von den beiden Bremskreisen ist der eine für die Vorderachse und der andere für die Hinterachse bestimmt. Die größere Bremskraft wird auf die Vorderachse gelegt, weil dort während des Bremsvorganges die größten Kräfte abgebremst werden müssen. Hierzu sind die Vorderachsbremszylinder größer ausgelegt als die Hinterachsbremszylinder. Fällt nun der Bremskreis der Vorderachse aus, dann ergeben sich infolge des kleineren Bremskraftanteils an der Hinterachse ungünstige Verhältnisse. Insbesondere bei Fahrzeugen mit Unterdruckbremskraftverstärker und Scheibenbremsen an der Vorderachse und Hinterachse wird beim Ausfall des für die Vorderachse bestimmten Bremskreises das Arbeitsvermögen des Verstärkers überschritten, so daß zur Erreichung der vorgeschriebenen Abbremsung die Pedalkräfte über das zulässige Maß ansteigen.Due to legal regulations, if a brake circuit fails a deceleration of at least 3 m / s2 can be achieved with a pedal force that Must not exceed 50 kp. Of the two brake circuits, one is for them Front axle and the other intended for the rear axle. The greater braking power is placed on the front axle because that is where the largest during the braking process Forces have to be slowed down. The front axle brake cylinders are larger for this purpose designed as the rear axle brake cylinder. If the brake circuit of the front axle falls off, then result from the smaller braking force component at the rear axle unfavorable conditions. Especially in vehicles with vacuum brake booster and disc brakes on the front axle and rear axle is used in the event of failure of the for the front axle of the specific brake circuit exceeded the work capacity of the booster, so that to achieve the prescribed braking, the pedal forces over the permissible Increase in level.

Zur Lösung dieses Problems ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Solche sind auch schon dadurch realisiert worden, daß größere Verstärker oder Stufenhauptbremszylinder gebaut wurden. Im Stufenhauptbremszylinder sind die beiden Kolben hintereinander angeordnet, wodurch sich in vielen Fällen eine zu große Baulänge ergibt.There are various possibilities for solving this problem. Such have already been implemented by using larger amplifiers or stepped master brake cylinders were built. The two pistons are one behind the other in the multi-stage master brake cylinder arranged, which in many cases results in an overall length that is too great.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und einen Zweikreis-Hauptbremszylinder vorzuschlagen, der kürzer ist als die bisher bekannten Zweikreis-Hauptbremszylinder. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, den Hauptbremszylinder leichter zu bauen, was insbesondere den in letzter Zeit verstärkten Anstrengungen zum Leichtbau infolge der Energiekrise weitgehend entgegenkommt.The object of the invention is to avoid this disadvantage and a To propose dual-circuit master cylinder, which is shorter than the previously known Dual circuit master cylinder. Another object of the invention is the master cylinder easier to build, especially reflecting the recently increased efforts largely accommodates lightweight construction as a result of the energy crisis.

Diese Aufgabe soll erfindungsgemäß mit Hilfe endes zentralen Kolbens und mit Hilfe eines hülsenförmigen, den zentralen Kolben übergreifenden Kolbens gelöst werden. Derartige Kolben sind zwar grundsätzlich durch die DE-PS 2 451 467 bekannt. Die dort beschriebenen Kolben dienen aber einem anderen Zweck und lösen nicht die Aufgabe, einen kürzeren und leichteren Hauptbremszylinder zu erstellen.According to the invention, this object is to be achieved with the aid of the central piston and with the help of a sleeve-shaped piston that crosses the central piston be solved. Such pistons are basically described in DE-PS 2,451,467 known. The pistons described there serve a different purpose and solve not the task of creating a shorter and lighter master cylinder.

Diese Aufgabe wird vielmehr durch die Erfindung dadurch gelöst, daß sich zwischen den beiden Kolben eine feststehende Gehäusewand befindet und daß der Druckraum des äußeren Kolbens über Verbindungskanäle mit dem Raum an der Pedalseite des zentralen Kolbens verbunden ist, die eine Serienschaltung der beiden Kolben herbeiführen.Rather, this object is achieved by the invention in that there is a fixed housing wall between the two pistons and that the Pressure space of the outer piston via connecting channels with the space on the pedal side of the central piston is connected, which is a series connection of the two pistons bring about.

Hierdurch wird sichergestellt, daß in beiden Bremskreisen derselbe Druck herrscht.This ensures that the same in both brake circuits There is pressure.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der schwimmende, zentrale Kolben unabhängig von einer hubbegrenzenden Koppelung an den flächengrößeren, äußeren Kolben gegenüber diesem frei hin- und herbeweglich ist.Furthermore, it is proposed according to the invention that the floating, central piston independent of a stroke-limiting coupling to the larger area, outer piston is freely reciprocable relative to this.

Dabei ist der größere äußere Kolben mit dem Vorderachsbremskreis verbunden, weil dort beim Abbremsen der Vorwärtsbewegung die größten Bremskräfte aufgebracht werden müssen.The larger outer piston is connected to the front axle brake circuit, because this is where the greatest braking forces are applied when braking the forward movement Need to become.

Im übrigen wird vorgeschlagen, daß der mit der Bremsbetätigung verbundene äußere Kolben in seinem Inneren mittels einer Schraube, die eine Druckfeder zwischen dem inneren Kolbenboden und einer Hülse vorspannt, mit dieser verbunden ist, die in eine zylindrische Ausnehmung am betätigungsseitigen Ende des zentralen Kolbens dort abgedichtet hineinragt. Damit wird der rückwärtige Ausschlag des äußeren Kolbens sowie auch der des zentralen Kolbens festgelegt.In addition, it is proposed that the associated with the brake actuation outer piston inside it by means of a screw that has a compression spring between the inner piston head and a sleeve biases, is connected to this, the into a cylindrical recess at the actuation-side end of the central piston there protrudes sealed. This is the rearward deflection of the outer piston as well as that of the central piston.

Bei der Bremsbetätigung bilden Hülse und äußerer Kolben wegen der Federvorspannung eine quasi-starre Verb6indung.When the brake is actuated, the sleeve and the outer piston form because of the Spring preload a quasi-rigid connection.

Die Hülse drückt auf die Rückseite des zentralen Kolbens.The sleeve presses on the back of the central piston.

Die notwendigen Schnüffelbohrungen für die beiden Bremskreise werden so angeordnet, daß die Lippen der an den beiden bremsseitigen Enden der Kolben angebrachten Manschettendichtungen die Shnüffelbohrungen beim Beginn der Betätigung der Bremse gleichzeitig überfahren. Damit wird in den beiden Bremskreisen bei der Betätigung der Bremse gleichzeitig ein Druck aufgebaut.The necessary sniffing holes for the two brake circuits will be arranged so that the lips of the attached to the two ends of the pistons on the brake side Cuff seals the bores at the beginning of the brake application run over at the same time. This is in the two brake circuits when actuated the brake builds up pressure at the same time.

Schließlich ist der schwimmende, zentrale Kolben abgestuft und seine bremsseitige Druckfläche ist flächenkreis mit seiner betätigungsseitigen Druckfläche. Daher bildet sich vor dem Kolben der gleiche Druck, der auch auf der Rückseite des Kolbens wirkt. Die Hülse ist unabhängig von der Größe des Druckes im Druckraum vor dem zentralen Kolben frei beweglich, weil die beiden Ringflächen an ihrem Bund gleich und durch eine Bohrung miteinander verbunden sind.After all, the floating, central piston is graduated and its The brake-side pressure surface is circular with its actuation-side pressure surface. Therefore, the same pressure builds up in front of the piston as on the back of the Piston acts. The sleeve is independent of the size of the pressure in the pressure chamber the central piston can move freely because the two ring surfaces are the same on their collar and are connected to one another by a bore.

Bei der Bremsbetätigung kann der zentrale Kolben - je nach Volumenverbrauch - dem äußeren Kolben vor- oder nacheilen.When the brakes are applied, the central piston can - depending on the volume consumption - Lags ahead or behind the outer piston.

Durch geeignete Wahl von Kolbenhub und Kolbenfläche der beiden Kolben kann ein großer Spielraum gewonnen werden, so daß bei intakter Bremsatage immer Druckgleichheit in beiden Bremskreisen herrsche Es ist daher möglich, den erfindungsgemäßen Hauptbremszylinder vorteilhaft dann einzusetzen, wenn der Volumenverbrauch infolge unterschiedlicher Bremsengrößen oder Betriebszustände in beiden Bremskreisen große Unterschiede aufweist. Um die besonderen Vorteile des vorgeschlagenen Hauptbremszylinders auzunutzen, ist es sinnvoll, den Bremskreis mit der kleineren Kolbenfläche in der Bremse an den Druckraum im Hauptbremszylinder mit der kleineren wirksamen Kolbenfläche anzuschließen, damit beim Ausfall des anderen Bremskreises ein im Verhältnis der Kolbenfläche im Hauptbremszylinder höherer Druck gegenüber der intakten Bremsanlage erzielt werden kann. Bei entsprechender Wahl der Kolbenflächen können die gesetzlichen Forderungen mit Pedalkräften erreicht werden, die die gesetzlich vorgegebenen Grenzen nicht überschreiten.By suitable choice of piston stroke and piston area of the two pistons a large margin can be gained, so that always with intact brake days Pressure equilibrium prevails in both brake circuits. It is therefore possible to use the brake circuit according to the invention Use master cylinder advantageous when the volume consumption as a result different brake sizes or operating states in both brake circuits Has differences. To the particular advantages of the proposed master cylinder it makes sense to use the Brake circuit with the smaller piston area in the brake to the pressure chamber in the master cylinder with the smaller effective Piston area to be connected, so that in the event of failure of the other brake circuit a ratio the piston area in the master cylinder higher pressure compared to the intact brake system can be achieved. With the appropriate choice of piston surfaces, the statutory Demands can be achieved with pedal forces that are within the legally prescribed limits do not exceed.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung entnommen werden können. Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Hauptbremszylinder in nichtbetätigtem Zustand, Fig. 2 einen Schnitt durch den Hauptbremszylinder beim Ausfall des Hinterachskreises, Fig. 3 einen Schnitt durch den Hauptbremszylinder beim Ausfall des Vorderachskreises.The invention is based on an embodiment shown in the drawing explained in more detail in the following description, which also includes further details of the Subject of the invention can be found. 1 shows a section by a master brake cylinder according to the invention in the non-actuated state, Fig. 2 a section through the master brake cylinder when the rear axle circuit fails, 3 shows a section through the brake master cylinder when the front axle circuit fails.

Der erfindungsgemäße Hauptbremszylinder weist ein Gehäuse 1 auf, an dessen Stirnseite Bohrungen 2a, 2b zum Befestigen des Bremsflüssigkeitsbehälters und Anschlußöffnungen 3a und 3b mit Gewinde für die zu den Bremszylindern führenden Bremsleitungen angebracht sind. Die mit a versehene Bohrung bzw. Anschlußöffnung gehört daher zu dem Vorderachsbremskreis, während die mit b versehene Bohrung bzw. Anschlußöffnung zu dem Hinterachsbremskreis gehört.The master cylinder according to the invention has a housing 1 its end face bores 2a, 2b for attaching the brake fluid container and threaded connection openings 3a and 3b for the brake cylinders leading Brake lines are attached. The bore or connection opening marked with a therefore belongs to the front axle brake circuit, while the bore or hole marked b Connection opening belongs to the rear axle brake circuit.

Im Innern des Gehäuses 1 können ein äußerer, kreisringförmiger Druckkolben 4 und ein zentraler kreisförmiger schwimmender Kolben 5 hin- und herbewegt werden. Hierzu ist an der Betätigungsseite 6 des äußeren Druckkolbens 4 die nicht dargestellte Betätigungsvorrichtung angebracht. Der Druckraum 7 des äußeren Druckkolbens 4 ist durch Kanäle 8, 9 und 1o mit einem kreisringförmigen Raum 11 verbunden. Der im Druckraum 11 herrschende Druck wirkt auf die kreisringförmige Rückseite 12 des zentralen schwimmenden Kolbens. Die kreisringförmige Rückseite 12 wird durch eine Stufe 23 des zentralen Kolbens 5 gebildet. Diese kreisringförmige Rückseite 12 ist gleichgroß wie die kreisförmige Druckfläche 22 des Druckkolbens 5, die den Druckraum 21 vor diesem Kolben abschließt. Wegen Flächengleichheit der Kreisringflächen 32 und 33 kann die Hülse 13 unabhängig von der Größe des Drukkes im Druckraum 7 bewegt werden. Durch das Kanalsystem ist sichergestellt, daß der Druckraum 7 des äußeren Kolbens 4 den gleichen Druck aufweist wie der Druckraum 21 des zentralen Kolbens 5, so daß in beiden Bremskreisen der gleiche Druck herrscht.In the interior of the housing 1, an outer, circular ring-shaped pressure piston 4 and a central circular floating piston 5 are reciprocated. For this purpose, the not shown is on the actuation side 6 of the outer pressure piston 4 Actuator attached. The pressure chamber 7 of the outer pressure piston 4 is connected to an annular space 11 by channels 8, 9 and 1o. The one in the printing room 11 prevailing pressure acts on the annular back 12 of the central floating Piston. The annular back 12 is through a step 23 of the central Piston 5 is formed. This circular back 12 is the same size as the circular Pressure surface 22 of the pressure piston 5, which closes the pressure chamber 21 in front of this piston. Because the annular surfaces 32 and 33 are equal in area, the sleeve 13 can be independent be moved by the size of the pressure in the pressure chamber 7. Through the canal system is ensures that the pressure chamber 7 of the outer piston 4 has the same pressure as the pressure chamber 21 of the central piston 5, so that in both brake circuits the the same pressure prevails.

Der mit der nicht dargestellten Bremsbetätigung verbundene äußere kreisringförmige Druckkolben 4 ist in seinem Innern mittels einer Schraube 16 mit der Hülse 13 verbunden. Diese Schraube 16 spannt eine Druckfeder 17 zwischen dem inneren Kolbenboden 18 des äußeren Druckkolbens 4 und der Hülse 13 vor, an der en Boden 19 in der Ausnehmung 20 sich die Druckfeder 17 abstützt.The outer one associated with the brake actuation (not shown) circular pressure piston 4 is in its interior by means of a screw 16 with the sleeve 13 connected. This screw 16 tensions a compression spring 17 between the inner piston head 18 of the outer pressure piston 4 and the sleeve 13 in front of the en Bottom 19 in the recess 20, the compression spring 17 is supported.

Die Kammer 24 ist durch eine Bohrung 25 in dem Rohrstück 26 mit der Atmosphäre verbunden.The chamber 24 is through a bore 25 in the pipe section 26 with the Connected atmosphere.

Die beiden Schnüffelbohrungen 27 und 28, die die Zufuhr von Bremsflüssigkeit aus dem nicht dargestellten Bremsflüssigkeitsbehälter über die Bohrungen 2a und 2b zu den Druckräumen 7 und 21 gewährleisten, sind so angeordnet, daß die Lippen der an den beiden bremsseitigen Enden der Kolben 4 und 5 angebrachten Manschettendichtungen 29 und 30 die Schnüffelbohrungen 27 und 28 bei Beginn der Betätigung der Bremse gleichzeitig überfahren. Damit wird in den beiden Bremskreisen bei der Betätigung der Bremse gleichzeitig Druck aufgebaut. Die Schnüffelbohrung 27 befindet sich in einer feststehenden Gehäusewand 31, die die beiden Kolben 4 und 5 voneinander trenrit.The two sniffer bores 27 and 28, the supply of brake fluid from the brake fluid reservoir, not shown, through the holes 2a and 2b to ensure the pressure chambers 7 and 21 are arranged so that the lips the sleeve seals attached to the two ends of the pistons 4 and 5 on the brake side 29 and 30 the sniffing holes 27 and 28 at the beginning of the actuation of the brake run over at the same time. This is in the two brake circuits when actuated the brake builds up pressure at the same time. The sniffer hole 27 is located in a stationary housing wall 31 which trenrit the two pistons 4 and 5 from one another.

Claims (4)

Ansprüche Zweikreis-Hauptbremszylinder mit konzentrischer Anordnung von zwei verschieden große Kolbenflächen aufweisenden Kolben in einem Gehäuse, von denen der eine (äußere) den anderen durch seine hülsenartige Form teleskopartig übergreift, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß sich zwischen den beiden Kolben (4, 5) eine feststehende Gehäusewand (31) befindet und daß der Druckraum (7) des äußeren Kolbens (4) über Verbindungskanäle (8, 9, 10) mit einem Raum (11) an der Pedalseite (6) des zentralen Kolbens (5) verbunden ist, die eine Serienschaltung der beiden Kolben herbeiführen.Claims dual-circuit master cylinder with concentric arrangement of two different sized piston areas having pistons in a housing, of which one (outer) telescopes the other due to its sleeve-like shape overlaps, that is, that is between the two Piston (4, 5) has a fixed housing wall (31) and that the pressure chamber (7) of the outer piston (4) via connecting channels (8, 9, 10) with a space (11) is connected to the pedal side (6) of the central piston (5), which is connected in series of the two pistons. 2. Zweikreis-Hauptbremszylinder nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der schwimmende, zentrale Kolben (5) unabhängig von einer hubbegrenzenden Koppelung an den flächengrößeren, äusseren Kolben (4) gegenüber diesem frei hin- und herbeweglich ist.2. Dual-circuit master cylinder according to claim 1, d a -d u r c h g It is not noted that the floating, central piston (5) is independent from a stroke-limiting coupling to the larger-area, outer piston (4) is freely movable to and fro in relation to this. 3. Zweikreis-Hauptbremszylinder nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der mit der Bremsbetätigung verbundene äußere Kolben (4) in seinem Inneren mittels einer Schraube (16), die eine Druckfeder (17) zwischen dem inneren Kolbenboden (18) und einer Hülse (13) vorspannt, mit dieser verbunden ist, die in eine zylindrische Ausnehmung (14) am betätigungsseitigen Ende des zentralen Kolbens (5) dort abgedichtet hineinragt.3. Dual-circuit master cylinder according to claim 1 or 2, d a d u r c h e k e k e k e n n n e i n e t that the external one connected with the brake actuation Piston (4) inside by means of a screw (16), the one The compression spring (17) is pretensioned between the inner piston head (18) and a sleeve (13), is connected to this, which is in a cylindrical recess (14) on the actuation side The end of the central piston (5) protrudes there in a sealed manner. 4. Zweikreis-Hauptbremszylinder nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der schwimmende, zentrale Kolben (5) abgestuft und seine bremsseitige Druckfläche (22) flächengleich ist mit seiner betätigungsseitigen kreisringförmigen Druckfläche (12) und durch Fläcnengleichheit der Kreisringflächen (32, 33) die Hülse (13) unabhängig von der Größe des Druckes im Druckraum (7) vor dem zentralen Kolben (5) frei beweglich ist.4. dual-circuit master cylinder according to claims 1 to 3, d a d It is indicated that the floating, central piston (5) is graduated and its brake-side pressure surface (22) is the same area as its actuation-side circular pressure surface (12) and by the equality of area of the circular ring surfaces (32, 33) the sleeve (13) regardless of the size of the pressure in the pressure chamber (7) the central piston (5) can move freely.