DE3115273A1 - Hydraulikdruckzylinder - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikdruckzylinder zur Verwendung in einem Hydraulikdrucksystem und insbesondere zur Verwendung als Hauptzylinder in einem hydraulischen brems- oder kupplungsbetätigten System eines Kraftfahrzeuges. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Hydraulikbremszylinder, bei dem sich in einem oberen Bereich Luft ansammelt, und mit einem Auslaß für die Flüssigkeit.

Bei modernen Druckzylindern wie den für die Betätigung von Kraftfahrzeugbrsmsen und -kupplungen wird üblicherweise der Flüssigkeitsauslaß an einem Ende des Zylinders oder an einer Stelle in einem normalerweise oberen Bereich des Zylinders vorgesehen, wobei sich der Auslaß entweder nach oben ader van diesem Bereich aus tangential erstreckt, In dem Zylinder eingefangene Luft neigt da/u, sich in diesem oberen Bereich anzusammeln und kann durch normale Belüftungstechniken über Aualaflöffnungen an den Dhengennnritsn ötelien herausgetrieben werden.

Allijfämein ist rlara VnrsEihen nines
oben an einem Druckzylinder, der als Hauptzylinder in einem Kraftfahrzeug-Hydrauliksystem verwendet wird, trotz des dadurch leichteren Austreibens ungeeignet für die Ver-

bindung von Bremsleitungen van der bremsen- ader kupplungsbetätigenden Einrichtung, die normalerweise unterhalb und entfernt von dem Hauptzylinder vorgesehen ist. Gerade bei dem heutigen Trend zur Verwendung von dünnwandigen tiefgezogenen Stahlrohren als Druckzylinderteil von Hauptzylindern macht die Verwendung von vorgeformten Ansätzen, die an dem Rohr festgemacht sind, erforderlich, und da der Hauptteil des oberen Bereiches des Zylinders oft von einem Flüssigkeitsreservair eingenommen wird, insbesondere bei Verwendung des weitverbreiteten Tandemhauptzylinders, ist es oft nicht erwünscht, daß die Ausgänge in dem genannten oberen Bereich liegen.

Herstellungs- und Installationsprobleme diktieren geradezu das Vorsehen des Zylinderausganges in der Lüeise, daß dieser entweder quergerichtet oder nach unten gerichtet ist. Der Ausgang ist aber dann van dem oberen Bereich des Zylinders, in dem sich Luft ansammelt, entfernt, wodurch ein einwandfreies Belüften des diesen Zylinder umfassenden Systems außerordentlich schwierig oder gar unmöglich wird. Das ist insbesondere nachteilig in dem Fall eines Kraftfahrzeugbremssystems, da eingefangene Luft dazu führt, daß das Bremspedal weich oder lacker geht, wodurch der Fahrer unsicher wird.

Es wurden bereits verschiedene Formen von Einsätzen in hydraulischen Druckzylindern zum Erleichtern des Belüftens der darin eingefangenen Luft probiert, aber diese waren dann immer nur auf die Anwendung in speziellen Typen von Zylindern oder auf spezielle Stellen innerhalb der Zylinder beschränkt und/oder hatten oft relativ komplizierte Formen und waren somit schwierig und teuer herzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hydraulikdruckzylinder

der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der insbesondere als Hauptzylinder in einem hydraulischen brems- oder kupplungsbetätigten System eines Kraftfahrzeuges anwendbar ist. Insbesondere soll der Zylinder einen Flüssigkeitsauslaß haben, der peripher einen Abstand von dem oberen lufteinfangenden Bereich des Zylinders besitzt, wobei sin verhältnismäßig einfaches und anpaßbares Mittel zum Erleichtern des Heraustreibens von angesammelter Luft aus dem System durch den Auslaß vorgesehen ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Hydraulikdruckzylinder der eingangs beschriebenen Art gelöst, welcher gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch einen Kollektor, welcher mit dem Inneren des Zylinders in dem oberen Bereich in Verbindung steht, wobei der Kollektor die Form eines im wesentlichen ringförmigen Einsatzes von kanalförmigem Querschnitt um den inneren Umfang des Zylinders herum besitzt, wobei der Grund des Kanals in radialer Richtung van der Zylinderwand einen Abstand nach innen aufweist, wobei der Einsatz ein Paar von in axialer Richtung einen Abstand zueinander aufweisenden im wesentlichen kreisförmigen Flanschen aufweist, die die Seiten des Kanales bilden und radial nach außen relativ zum Grund hervorstehen und mit der Zylinderwand in Eingriff stehen und so einen Flußweg für den oberen Bereich am Rand entlang der Zylinderwand zu dem Auslaß bilden und so ein Belüften der in dem oberen Bereich angesammelten Luft durch den Auslaß ermöglichen.

Die l/erbindung mit dem Auslaß erfolgt vorzugsweise über eine Diskontinuität in den Flanschen des Einsatzes in dem oberen Bereich des Zylinders. Das kann in Form eines radialen Spaltes in den Flanschen oder einer Sshnenabflachung des äußeren Randes der Flansche erfolgen.

Der Einsatz ist vorzugsweise kraftschlüssig in Umfangsrichtung und/oder axial zum Zylinder angeordnet. Zu diesem Zwecke kann der Einsatz einen radialen Ansatz aufweisen, welcher mit einer Öffnung in der Zylinderinnenwand in Eingriff gelangt, wobei eine solche Öffnung vorzugsweise den Flüssigkeitsaulaß bildet.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung van Ausführungsbeispielen anhand der Figuren, l/on den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Ausführungsfarm des Druckzylinders in der Form eines Tandemhauptzylinders für ein Kraftfahrzeugbremssystem;

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Form eines Kollektarmittels, welches in dem Hauptzylinder von Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht in einem vergrößerten Maßstab van einer anderen Form einer Kollektoreinrichtung, wie sie in dem Hauptzylinder gemäß Fig. 1 verwendbar ist;

Fig. k einen Querschnitt durch einen Druckzylinder zur Erläuterung einer alternativen Form der Hollektoreinrichtung ;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. if;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten Farm einer Kollektoreinrichtung;

Fig. 7 einen Querschnitt eines Druckzylinders zur Er-

läuterung der darin eingesetzten KollektDreinrichtung aus Fig. 6;

und

Fig. θ einen Querschnitt entlang der Linie Θ-8 von Fig. 7.

(die in Fig. 1 gezeigt ist, weist der darin gezeigte Tandemhauptzylinder einen Arbeitszylinder 1 auf, der vorzugsweise als dünnwandiges Metallrohr aus Stahl beispielsweise ausgebildet ist und mit einem herkömmlichen Tiefziehverfahren geformt wird. Der Zylinder weist ein Paar von Ausgängen in Form entsprechender hohler zylinderförmiger V/orsprünge bzw. Ansätze 2 und 3 auf, die an der normalerweise am weitesten unten liegenden Oberfläche des Arbeitszylinders 1 etwa mittels Schweißen befestigt sind und die mit entsprechenden Löchern k durch die Zylinderwand in Verbindung stehen. Ein Behälter 5, der ZwillingsflüssigkeitsreservDire S und 7 bildet, ist auf der normalerweise obersten Oberfläche des Arbeitszylinders 1 montiert und gegen die Oberfläche mittels federnder Dichtringe 8 in entsprechenden Ausnehmungen 9 abgedichtet. Innerhalb der durch die Dichtringe 8 definierten Bereiche weist die Zylinderwand jeweils ein durch diese hindurchgehendes Paar von Löchern 10 und 11 auf, und die Böden der Reservoire weisen entsprechende Durchgangslöcher 12 auf, die die Verbindung zwischen dem Inneren der Reservoire und dem des Arbeitszylinders 1 herstellen.

In dsm Arbeitszylinder 1 gleitbar montiert ist eine Kolbeneinrichtung vorgesehen mit einem Paar von Zylindern 14 und 15, die in einem Abstand voneinander gehalten werden mittels einer Feder 16, die zwischen einem Becherteil 17, welches gegen den Kolben 14 anliegend angeordnet ist, und einem Element 18, welches innerhalb des Kolbens 15 liegt,

wirkt. Das Becherteil 17 und das Element 18 sind verbunden mittels einer Schraube 19, die durch eine Öffnung in dem Baden des Becherteiles so hindurchgeht, daß ein Kopf 20 der Schraube gegen die innere Endaberfläche des Becherteiles anliegt und ein ein Gewinde aufweisendes Endteil der Schraube mit der Komponente bzw. dem Element 18 verschraubt in Eingriff ist.

Der Kalben 14 weist ebenfalls ein Teil 22 auf, und die Teile 18 und 22 wirken als Haltevorrichtungen für jeweilige Druckdichtungen 23 und 24 der Kolben 15 und 14. Das Teil 22 weist eine Schulter 25 auf, die ein Gegenlager für ein Ende einer Feder 26 bildet, deren anderes Ende indirekt gegen das geschlossene Ende 27 des Zylinders wirkt. Die Kolben 14 und 15 definieren jeweilige Druckkammern 28 und innerhalb des Zylinders, und diese Kammern stehen über Öffnungen 1D mit den zugehörigen Reservoiren 6, 7 in Verbindung. Der Kolben 14 ist ferner mit einer weiteren Druckdichtung 30 versehen, welche der Kammer 29 zugewandt ist und den Druck von dieser zum Betätigen des Kolbens 14 aufnimmt. Die Löcher 11 erlauben einen RückgewinnungsfIuB der Flüssigkeit von den Reservoiren zu den Bereichen hinter den jeweiligen Kolben 14 und 15. Der Kolben 15 weist eine Rückdichtung oder Stützdichtung 31 auf, mit der ein Verlust von Flüssigkeit von dem rückwärtigen Ende des Zylinders verhindert werden soll. Die Kolbenanordnung wird mittels eines Anschlagringes bzw. Sprengringes 32 innerhalb des Zylinders gehalten, welcher innerhalb einer umfangsmäßigen IMut in der Zylinderwand in Eingriff steht, und eine Betätigungsstange 33, die normalerweise mit einem vom Fahrer zu betätigenden Pedal verbunden ist, erstreckt sich durch den Sprengring hindurch und befindet sich mit einer becherförmigen Schale 34'in Eingriff, welche wiederum an dem Kolben 15 anliegt und auch als ein Widerlager für die Dich-

-1U"- *

tung 31 dient.

Der Betrieb des gezeigten Hauptzylinders erfolgt in konventioneller Weise und wird von dem hier betroffenen Fachmann verstanden.

Die üben als Ansätze bezeichneten Auslässe 2 und 3 des gezeigten Hauptzylinders befinden sich in einem Bereich, der in Umfangsrichtung von dem oberen Bereich des Zylinders, in dem in den Zylinder eintretende Luft sich normalerweise ansammelt, entfernt ist, und das Belüften des Zylinders durch in dieser Weise angeordnete Ausgänge würde in herkömmlicher Weise extrem schwierig wenn nicht gar unmöglich sein. Zum Vereinfachen des Heraustreibens von angesammelter Luft aus dem Zylinder meist der Zylinder Kollektoren 34 und 35 auf, die jeweils in den Bereichen der Auslässe 2 und 3 vorgesehen sind.

Jeder Kollektor hat die Form eines wesentlichen ringförmigen Einsatzes, der beispielsweise aus Kunststoffmaterial gebildet sein kann, und wie von den vergrößerten Darstellungen in den Fig. 2 und 3 noch deutlicher wird, weist jeder Einsatz jeweils parallel radial hervorstehende umfangsmäßige Flansche 34A und 35A auf, die den Einsätzen in einem Schnitt quer eine Kanalform geben. Jeder Einsatz weist einen Spalt 36 auf,und die Einsätze sind in dem Zylinder so angeordnet, daß die Flansche 34A und 35A gegen die umfangsmäßig innere Wand des Zylinders ausgerichtet sind und die Spalte 36 im oberen Bereich des Zylinders liegen, in dem die Luft sich normalerweise ansammelt. Der Einsatz 34 wird zwischen der Feder 26 und dem Ende 27 des Zylinders gehalten und wird dadurch axial ausgerichtet angeordnet, und die Federkraft bewirkt einen Widerstand gegen eine umfangsmäßige Bewegung des Einsatzes. Der Einsatz 35 ist innerhalb

-Vi-

15273

einer flachen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut in der Zylinderwand angeordnet, so daß er in axialer Richtung fest ausgerichtet ist. Die Einsätze haben uorzugsueise eine ausreichende inhärente Federkraft, um sich nach außen gegen die Zylinderwand zu drücken und um einen Widerstand gegen eine Bewegung in Umfangsrichtung bei Benutzung zu bieten. Der Spalt in den Einsätzen ermöglicht auch, daß die Einsätze radial etwas nach innen zusammengedrückt werden können, wenn sie in den Zylinder eingesetzt werden.

Es ist ersichtlich, daß der Kanal von jedem Einsatz einen sich in Umf angsrichtung erstreckenden liJeg zwischen dem Spalt 36, der mit dem Dberen Bereich des Zylinders in Verbindung steht, und den jeweiligen Ausgängen 2 und 3 bildet. Auf diese üJeise tritt beim Pumpen der Kolben entlang der Zylinder in herkömmlicher üJeise zum Belüften von Brems- und Kupplungssystemen Flüssigkeit und eingefangene Luft in den durch die Einsätze gebildeten Weg ein und wird um den Weg herum und durch den Auslaß nach außen getrieben.

Bei Verwendung als Hauptzylinder in einem Motorkraftfahrzeug wird der erfindungsgemäße Druckzylinder normalerweise an einer Querwand befestigt, beispielsweise innerhalb des Maschinenraumes, wobei sich die Längsachse im wesentlichen horizontal erstreckt, wie es in den Figuren gezeigt ist. Zu diesem Zweck weist der Zylinder einen getrennt ausgebildeten, eine Öffnung aufweisenden Flansch 1A auf, der über die äußere Oberfläche des Zylinders geführt ist und an einer Schulter anliegt, die durch einen vergrößerten Teil 1B des Zylinders gebildet wird. Der Flansch <ann auf der Außenwand des Zylinders entweder durch einen festen Preß-Sitz darauf oder durch das Vorsehen von scharfen bzw. spitzen Nuten auf der inneren Oberfläche der Flanschöffnung oder auf der äußeren Oberfläche des Zylinders festgehalten

ο ι

15273

üJErden. Wenn keine Nuten uorgesEhen werden, dann schneiden diese in die gEgenüberliEgEnde DberflächE des nichtgenuteten Teües und bilden Einen Widerstand gegen eine Relativdrehung van Flansch und Zylinder. Das Uoraehen eines getrennt ausgebildeten Flansches ermöglicht eine Flexibilität bei dem Einbau, da der Flansch in jeder gewünschten Orientierung an dem Zylinder festgemacht werden kann, um so speziellEn InstallatianserfordErnisssn gerecht zu werden .

Die Figuren 4 und 5 zeigen eine Art einer kraftschlüssigen bzw. sicheren Verriegelung εϊπεξ EinsatzES gegen eine übermäßige axiale und umfangsmäßige Bewegung. Die Form des gezeigten Zylinders 1 weist einen seitlichen Auslaß 2 auf, und der Einsatz 341 ähnlich dem Einsatz 34 in den Figuren 1 und 2 weist einen radialen vorstehenden Ansatz 37 auf, welcher mit der Öffnung 4 in der Zylinderwand in Eingriff steht und eine übermäßige Bewegung in Umfangsrichtung ader in axialer Richtung relativ zum Zylinder verhindert, währsnd ein freies Hindurchfließen durch den Auslaß 2 möglich bleibt, Wie deutlich aus Figur 5 ersichtlich ist, weist der Einsatz 341 nur einen Flansch 34A auf, und die in axialer Richtung gEgenüberliegende Seite endet in einem verdickten abgeschrägten Teil 3B, welches an dem Ende 27 des Zylinders anliegt und ein Widerlager für eine Feder bildet in derselben Weise wie bei dem Ring 34 in Figur 1. Es ist ersichtlich, daß die oben beschriebene Blcckieranordnung mit einem Einsatz gemäß Figur 3 oder mit jeder anderen geeigneten Form eines snlGhen verwendbar ist.

Die Figuren S bis S zeigen eine alternative Farm eines Einsatzes 342, der wiederum einen hervorstehenden Ansatz 37 aufweist, welcher mit der Öffnung 4 in der Zylinderwand zu dem eben beschriebenen Zwecke in Eingriff steht. Wie aus

den Figuren 7 und 8 ersichtlich ist, ist der hervorstehende Ansatz 37 in der Mitte zwischen den beiden Flanschen 35A vorgesehen, und in dieser Ausführungsform ist der Spalt bzuj. Zwischenraum 36 nur in dem Bereich der Flansche 35A gebildet, während das übrige des Einsatzes einen vollständigen Ring bildet.

Es ist ersichtlich, daß bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Kollektors es möglich wird, den Ausgang oder die Ausgänge des Druckzylinders an jedem geeigneten Punkt in Umfangsrichtung herum und fern von dem oberen Bereich zum Heraustreiben von in dem oberen Bereich des Zylinders angesammelter Luft vorgesehen werden kann. Die Einsätze der beschriebenen Art können durch Formen von Kunststoffmaterial gebildet werden, und bei Verwendung eines Ansatzes 37 wird dieser daher vorzugsweise einstückig mit dem Einsatz geformt. Es können eine Mehrzahl von Kollektoren an verschiedenen Stellen in dem Zylinder vorgesehen werden, um die angesammelte Luft zu einem einzelnen Auslaß zu führen.

Leerseite

Claims (10)

1. 31T5273

   P="

   PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O

   MB 30-1962 P/hu

   Lucas Industries Limited, Birmingham B19 2XF, Großbritannien

   Hydraulikdruckzylinder

   PATENTANSPRÜCHE

   ( 1.) Hydraulikdruckzylinder, hei dem sich in einem oberen Bereich Luft ansammelt, und mit einem Auslaß für die Flüssigkeit, gekennzeichnet durch einen Hollektor, welcher mit dem Inneren des Zylinders in dem oberen Bereich in Verbindung steht, wobei der Hollektor die Form eines im wesentlichen ringförmigen Einsatzes (34, 35; 341, 342) von kanalförmigem Querschnitt um den inneren Umfang des Zylinders (1) herum besitzt, wobei der Grund des Hanais in radialer Richtung van der Zylinderwand einen Abstand nach innen auf-

   PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-800O MÜNCHEN 90 · WILLROIDERSTR. 8 · TEL. (089)640640

   LdEist, wobei der Einsatz (34, 35) ein Paar von in axialer Richtung einen Abstand zueinander aufweisenden im wesentlichen kreisförmigen Flanschen (34A, 35A) aufweist, die die Seiten des Kanales bilden und radial nach außen relativ zum Grund hervorstehen und mit der Zylinderwand in Eingriff stehen und so einen Flußuieg für den oberen Bereich am Rand entlang der Zylinderwand zu dem Auslaß (4) bilden und so ein Belüften der in dem oberen Bereich angesammelten Luft durch den Auslaß (4) ermöglichen.
2. 2. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Flanschen (34A, 35A) des Einsatzes (34, 35; 341, 342) eine Diskontinuität im oberen Bereich des Zylinders vorgesehen ist, um so eine Verbindung zwischen dem Flußweg und dem Inneren des Zylinders zu bilden.
3. 3. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskontinuität die Form eines radialen Spaltes (36) in den Flanschen (34A, 35A) aufweist.
4. 4. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Spalt (36) sich auch durch den Basisgrund des Kanales hindurch erstreckt.
5. 5. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Ränder der Flansche (35A) tangential abgeflacht sind und so eine Verbindung zwischen dem Flußweg und dem Inneren des Zylinders (1) gebildet ist.
6. 6. Hydraulikdruckzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (341) in Umfangsrichtung und/oder axialer Richtung des Zylinders kraftschlüssig festgelegt angeordnet ist.
7. 7. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (341) einen radial hervorstehenden Ansatz aufweist, der in eine Öffnung (k) in der Zylinder-Lüand zum Bilden des Festlegens in Eingriff steht.
8. 8. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung durch den Flüssigkeitsauslaß Xk) gebildet ist.
9. 9. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 7 oder B, dadurch gekennzeichnet, daß der hervorstehende Ansatz (37) vom Grund des Kanales zwischen den Flanschen (35A) radial nach außen hervorsteht.
10. 10. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz gegen ein Ende des Zylinders mittels einer Rückstellfeder (16, 26) gehalten uiird, welche mit einem innerhalb des Zylinders (1) hin und hergleitenden Kolben zusammenwirkt.