DE3219042A1

DE3219042A1 - Hauptzylinder-anordnung fuer eine hydraulische fahrzeug-lenkbremsanlage

Info

Publication number: DE3219042A1
Application number: DE3219042A
Authority: DE
Inventors: Anthony George Birmingham Price
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1982-05-19
Publication date: 1982-12-09
Also published as: FR2506243B1; FR2506243A1; YU104582A; IT1154508B; IT8221388A0; US4557110A; YU44558B

Description

PATENTANWÄLTE "! ' ί ·,,.* * ·,.".*'. dk.-ing. franz tiusthopf

WUESTHOFF-ν. PECHMANN-BEHRENS*GQETZ . ~ ^D

< / I Μ l ] Δ / DIPL.-ING. GERHARD PULS (19J2-I971)

EUROPEANPATENTATTORNEYS ^ ^ ^d.pl.-chem.dr.e.preiherr von pechmann DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

lA-55 964 D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (085) i6 10 51

TELEGRAMM: PROTECTPATENT

telex: j 14 070

Hauptzylinder-Anordnung für eine hydraulische Fahrzeug-Lenkbremsanlage

Die Erfindung betrifft Hauptzylinder-Anordnungen für hydraulische Fahrzeug-Lenkbremsanlagen, bei denen getrennte Hauptzylinder durch eine gemeinsame Ausgleichsleitung miteinander verbunden sind und vor Kolben gelegene Druckräume aufweisen, die über die Ausgleichsleitung miteinander in Verbindung stehen, wenn die Hauptzylinder gleichzeitig betätigt werden, und durch eine Ausgleichsventil-Baugruppe voneinander getrennt werden, wenn einer der Hauptzylinder allein betätigt wird.

Wenn bei bekannten Hauptzylinder-Anordnungen dieser Art die Hauptzylinder gleichzeitig betätigt werden, stellt die Ausgleichsleitung eine unbehinderte Verbindung zwischen den beiden Druckräumen her, um unterschiedliche Abnutzung der Bremsbeläge an von den Hauptzylindern betätigten Bremsen, die üblicherweise zu Rädern auf entgegengesetzten Seiten des Fahrzeuges gehören, auszugleichen. Diese unbehinderte Verbindung wird über die gesamten Hubwege der Hauptzylinderkolben aufrechterhalten. Dies bedeutet, daß Ausgleichsöffnungen in den Hauptzylindern, die· in die Druckräume münden und an welche die Ausgleichsleitung angeschlossen ist, jederzeit in unbehinderter Verbindung mit den Druckräumen stehen müssen,

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unabhängig von den jeweiligen Stellungen der Kolben in den Bohrungen. Dies wird gewöhnlich durch eine Ausbildung der Kolben mit beträchtlicher Länge erreicht, wobei es zur Stabilisierung notwendig ist, jeden Kolben in seiner Bohrung auf entgegengesetzten Seiten der Ausgleichsöffnung durch mit Zwischenabstand angeordnete Bunde abzustutzen. Zwischen den beiden Bunden ist in den Kolben ein axial gerichteter Kanal oder Durchlaß eingearbeitet, der eine Lücke zwischen der Bohrung und dem Kolben bildet und in unbehinderter Verbindung mit dem Druckraum steht. Die Länge des Kanals oder Durchlasses ist so gewählt, daß zwischen der Lücke und der Ausgleichsöffnung über dem gesamten Hubweg des Kolbens eine freie, uneingeschränkte Verbindung besteht. Der Kanal ist gewöhnlich kreisringförmig und erstreckt sich zwischen einem radialen Flansch am inneren Kolbenende und einer Dichtung, die in einer Nut nahe dem äußeren Kolbenende angeordnet ist, an dem der am weitesten außen gelegene Kolbenabschnitt den zweiten Bund bildet.

Es hat sich herausgestellt, daß während einer gleichzeitigen anfänglichen Bewegung der Kolben in einer Bremsbetätigungsrichtung in der Ausgleichsleitung ein beträchtlicher Ausgleichsfluidstrom fließt.

Erfindungsgemäß ist bei einer Hauptzylinder-Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung jeder Kolben in seiner zugehörigen Bohrung nur durch den Gleiteingriff zwischen der Bohrung und einem Führungsabschnitt des Kolbens verschieblich geführt, und der Führungsabschnitt ist auf der äußeren Seite einer Ausgleichsöffnung angeordnet, mit welcher die Ausgleichsleitung in Verbindung steht, wenn der Kolben eine zurückgezogene Stellung einnimmt.

Weil der Kolben in der Bohrung nur auf der äußeren Seite der Ausgleichsöffnung mittels des FUhrungsabschnittes geführt ist,

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kann er von verhältnismäßig kleiner axialer Länge sein, was bedeutet, daß der Hauptzylinder eine entsprechende Gesamtlänge hat. Somit ist die Hauptzylinder-Anordnung von relativ kleineren Abmessungen und daher von geringerem Gewicht und wirtschaftlicher herstellbar.

Die Gesamtlänge des Kolbens, einschließlich der Länge des FUhrungsabschnittes, durch den der Kolben geführt wird, ist so ausreichend gewählt, daß beim Betätigen des Hauptzylinders ein den Strom durch die Ausgleichsöffnung zur Ausgleichsleitung steuerndes Ausgleichsventil geöffnet wird, die Stabilität erhalten bleibt und zur gleichen Zeit sichergestellt wird, daß ein beträchtlicher Ausgleichsstrom fließen kann, bevor der Kolben so weit vorgeschoben ist, daß der Führungsabschnitt die Ausgleichsöffnung verschließt, wodurch ein weiterer Ausgleichsstrom begrenzt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer einzigen Figur näher erläutert, die einen Längsschnitt durcn einen hydraulischen Hauptzylinder zeigt, der zusammen mit einem ähnlichen Hauptzylinder eine Doppel-Hauptzylinder-Anordnung bildet.

Eine hydraulische Doppel-Hauptzylinder-Anordnung hat zwei Hauptzylinder je von der dargestellten Ausbildung. Jeder Hauptzylinder weist eine Bohrung 1 in einem Hauptteil oder Gehäuse 2 auf. Die beiden Gehäuse sind von gleichem Aufbau und können voneinander entfernt an beliebigen zweckdienlichen Stellen in einem Fahrzeug angeordnet sein.

Weil die beiden Hauptzylinder von gleicher Konstruktion sind, braucht nur einer von ihnen beschrieben zu werden.

In der Bohrung 1 arbeitet ein Kolben 3, an'dessen hinterem Ende ein teilkugeliger Kopf 4 einer pedalbetätigten Schub-

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Stange 5 anliegt. Ein Anschlag für den Kopf 4 ist von einer kreisringförmigen Zwischenscheibe 6 gebildet, die von einem Feder- bzw. Sprengring 7 zentriert ist, welcher in einer kreisringförmigen Nut 8 in der Bohrung 1 angeordnet ist.

Der Kolben 3 ist zusammengesetzt aus einem Führungsabschnitt 9 von beträchtlicher Länge, der in der Bohrung 1 arbeitet und eine Dichtung 10 trägt, und einem vorderen Verlängerungsstück 11 von verkleinertem Durchmesser. Das Verlängerungsstück 11 hat drei gestufte Abschnitte 12, 13 und 14 von verschiedener Fläche, von denen der Abschnitt 12 von größerer Fläche sich an den Führungsabschnitt 9 anschließt und der Abschnitt 14 von kleinster Fläche den inneren Abschnitt des Verlängerungsstückes 11 bildet.

Am vorderen Ende des Gehäuses 2 ist eine an einen nicht dargestellten Behälter für hydraulisches Fluid anschließbare Füllöffung 16 mit einem Füllventil 18 steuerbar,· das einen Ventilkopf 19 hat, welcher an einen die Füllöffnung 16 umschließenden Ventilsitz 20 anlegbar ist. Der Ventilkopf 19 ist vom vorderen Ende einer sich axial erstreckenden Stange 21 getragen, die an ihrem entgegengesetzten Ende einen vergrößerten Kopf 22 trägt. Der Kopf 22 ist in einer längsgerichteten Bohrung 23 im zugehörigen Ende des Verlängerungsstückes 11 verschieblich geführt und in der Bohrung 23 von einer Hülse 24 gehalten, die auf den Abschnitt 14 des Verlängerungsstückes 11 aufgeschoben ist. Die Hülse 24 hat einen Flansch 25, der eine Abstützung für ein Ende einer Rückstell-Druckfeder 27 bildet, die mit ihrem entgegengesetzten Ende auf ein Federgehäuse wirkt, in dem der Kopf 19 aufgenommen ist. In der gezeichneten Stellung spannt die Druckfeder 27 den Kolben 3 in eine zurückgezogene Stellung vor, in welcher der Ventilkopf 19 wegen der Anlage des Kopfes 22 an der Hülse 24 vom Ventilsitz 20 ferngehalten ist.

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In der Bohrung 1 ist vor dem Kolben 3 ein Druckraum 28 ausgebildet, der über eine Auslaßöffnung 29 an eine Fahrzeugbremse anschließbar ist. Normalerweise ist der Druckraum eines Hauptzylinders mit Bremsen auf einer Seite eines Fahrzeuges, beispielsweise eines landwirtschaftlichen Schleppers, und der Druckraum des anderen Hauptzylinders mit Bremsen auf der entgegengesetzten Seite des Schleppers verbunden. Somit werden beide Hauptzylinder zum Verzögern des Fahrzeuges gleichzeitig und zum Lenken unabhängig voneinander betätigt.

Die beiden Druckräume der Hauptzylinder sind durch eine von einem Rohr gebildete Ausgleichsleitung 30 miteinander verbunden, die an jedem ihrer Enden an einen radialen Auslaßkanal 31 in der Wand des Gehäuses 2 über ein entsprechendes

§ Anschlußstück 32, ein Ausgleichsventil 33 und eine Ausgleichs-

|i öffnung 34 angeschlossen ist.
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'I wenn die Hauptzylinder in ein Fahrzeug eingebaut sind, ver- >, läuft jeder Auslaßkanal 31 von der zugehörigen Bohrung 1 - nach oben.

Das Ausgleichsventil 33 hat einen von einem Kolben gebildeten Ventilkörper 35 und eine an einem Ende des Ventilkörpers 35 angeordnete Dichtung 36 aus einem elastischen Werkstoff, vorteilhafterweise aus Kautschuk. Die Dichtung 36 ist an einen Ventilsitz 37 anlegbar, der von einer Schulter an einem DurchmesserUbergang im Auslaßkanal 31 gebildet ist und die Ausgleichsöffnung 34 umschließt.

Die Dichtung 26 hat am Umfang ihrer dem Ventilsitz 37 zugewandten Stirnfläche mehrere mit ihr einstückig verbundene, diskrete, verform- und knickbare, elastische axiale Vorsprünge 38. In einer normalen Zwischenstellung ist der Ventilkörper 35 zum Ventilsitz 37 hin so vorgespannt, daß die Vorsprünge 38 am Ventilsitz 37 anliegen, wobei sie den übrigen

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Teil der Stirnfläche der richtung 36 außer direkter Berührung mit dem Ventilsitz 37 halten.

In der Ausgleichsöffnung 34 ist ein Druckstück 39 in Gestalt einer Kugel geführt. Das Druckstück 39 ist im Abstand von der Dichtung 36 des Ventilkörpers 35 angeordnet und liegt in der gezeichneten zurückgezogenen Stellung am mittleren gestuften Abschnitt 13 des Verlängerungsstückes 11 an.

Beim Betätigen eines der Hauptzylinder genügt eine kleine Vorwärtsbewegung des Kolbens 3 zusammen mit einer entsprechenden Zusammendrückung der Druckfeder 27, um den Ventilkopf 19 an den Ventilsitz 20 anzulegen und den Behälter vom Druckraum 28 zu trennen. Gleichzeitig, oder nahezu unmittelbar danach, drängt der Kolben 3 auch das Druckstück 39 radial nach außen, weil mit ihm eine schräge, kreisringförmige Fläche 40 in Eingriff kommt, welche von einer Schulter zwischen den Abschnitten 12 und 13 des Verlängerungsstückes gebildet ist. Diese Bewegung drängt den Ventilkörper 35 von seinem Ventilsitz 37 weg und in eine volle Offenstellung. Bei einer weiteren Bewegung des Kolbens 3 in derselben Richtung wird ein Fluidstrom durch die Auslaßöffnung 29 zur Bremse und durch das geöffnete Ausgleichsventil 33 zur Ausgleichsleitung 30 hervorgerufen, der seinerseits am Ventilkörper des anderen Hauptzylinders ein Druckgefälle erzeugt, durch das dieser Ventilkörper zum zugehörigen Ventilsitz im Gehäuse dieses Hauptzylinders gedrängt wird. Die elastischen Vorsprünge 38 an der Dichtung 36 geben nach, so daß sich die Stirnfläche der Dichtung 36 voll an den Ventilsitz 37 anlegen kann und dadurch das Ausgleichsventil 33 des anderen Hauptzylinders schließt, um die Druckräume 28 der beiden Hauptzylinder voneinander zu trennen.

Über dem gesamten Hubweg des Kolbens 3 wird weiterhin Fluid aus der Auslaßöffnung 29 abgegeben, jedoch wird der Strom

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durch die Ausgleichsleitung 30 begrenzt, wenn der Führungsabschnitt 9 des Kolbens 3 die Ausgleichsöffnung 34 schließt. Weil der größte Stromanteil durch die Ausgleichsleitung 30 geflossen ist, bevor der Führungsabschnitt 9 die Ausgleichsöffnung 34 schließt, stellt dies keinen schwerwiegenden Nachteil dar. Im Gegenteil, in einer besonderen Situation, wenn nämlich der Fahrzeugführer mit dem Fuß zufällig an das zugehörige Pedal des anderen, nicht arbeitenden Hauptzylinders anstößt und ihn dadurch betätigt, ist dieses Schließen der . Ausgleichsöffnung 34 von beträchtlichem Vorteil, weil dann keine Fluidübertragung zwischen den Druckräumen 28 und durch die Ausgleichsleitung 30 hindurch stattfinden kann.

Beim gleichzeitigen Betätigen der Hauptzylinder wirken beide Druckstücke 39 in entgegengesetzten Richtungen und halten die zugehörigen Ventilkörper 35 von den Ventilsitzen 37 fern, so daß die Druckräume 28 zum Ausgleichen von unterschiedlicher Abnutzung der Bremsbeläge an den von den Hauptzylindern betätigten Bremsen während einer anfänglichen Bewegung der Kolben 3, bei der der Ausgleich nahezu vollständig stattfindet, in unbehinderter Verbindung miteinander stehen, bis die Ausgleichsöffnungen 34 in der vorstehend beschriebenen Weise geschlossen werden.

Claims

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EUROPEAN PATENT ATTORNEYS _d,pl.-chem. dr. ε. Freiherr von fechmann

DR.-ING. DIETEK BEHRENS

DIPL.-ING.; DIPL.-V1RTSCH.-ING. KUPEKT GOETZ

lA-55 964 D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 66 xo )i

TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: 5Z407O

Patentansprüche :

' l. ) HauptZylinder-Anordnung für eine hydraulische Fahrzeug- ^tenkbremsanlage, bei der getrennte Hauptzylinder durch eine gemeinsame Ausgleichsleitung miteinander verbunden sind und vor Kolben gelegene Druckräume aufweisen, die über die Ausgleichsleitung miteinander in Verbindung stehen, wenn die Hauptzylinder gleichzeitig betätigt werden, und durch eine Ausgleichsventil-Baugruppe voneinander getrennt werden, wenn einer der Hauptzylinder allein betätigt wird, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Kolben (3) in seiner zugehörigen Bohrung (1) nur durch den Gleiteingriff zwischen der Bohrung (1) und einem Führungsabschnitt (9) des Kolbens (3) verschieblich geführt ist und der Führungsabschnitt (9) auf der äußeren Seite einer Ausgleichsöffnung (34) angeordnet ist, mit welcher die Ausgleichsleitung (30) in Verbindung steht, wenn der Kolben (3) eine zurückgezogene Stellung einnimmt.
2. Hauptzylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindung zwischen jeder Ausgleichsöffnung (34) und der gemeinsamen Ausgleichsleitung (30) mit einem Ausgleichsventil (33) steuerbar ist und jedes Ausgleichsventil (33) einen die Ausgleichsöffnung (34) umschließenden Ventilsitz (37) und einen an diesen anlegbaren Ventilkörper (35) hat, mit dem der Kolben (3) des betreffen den Hauptzylinders zusammenzuwirken vermag, um ihn beim Betätigen dieses Hauptzylinders vom Ventilsitz (37) wegzudrängen,

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und der beim unabhängigen Betätigen des anderen Hauptzylinders durch Druck in der Ausgleichsleitung (30) an den Ventilsitz (37) angelegt wird.
3. Hauptzylinder-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet , daß die Maßbeziehungen zwischen der Gesamtlänge des Kolbens (3) und der Länge des Führungsabschnittes (9) so sind, daß das Ausgleichsventil (33) sich öffnen und ein beträchtlicher Ausgleichsstrom fließen kann, bevor der Kolben (3) so weit vorgeschoben ist, daß der Führungsabschnitt (9) die Ausgleichsöffnung (34) verschließt, wodurch ein weiterer Ausgleichsstrom begrenzt wird und bei unbeabsichtigtem Betätigen des anderen Hauptzylinders die Übertragung von Fluid in den Druckraum (28) dieses Hauptzylinders verhindert wird.
4. Hauptzylinder-Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet , daß der Kolben (3) am vorderen Ende des Führungsabschnittes (9) ein Verlängerungsstück (11) von verkleinerter Fläche hat, das auf den Ventilkörper (35) über ein Druckstück (39) wirkt, einen inneren Abschnitt (14) und einen an diesen und an den FUhrungsabschnitt (9) sich anschließenden mittleren Abschnitt (13) von kleinerem Durchmesser als der Führungsabschnitt (9), jedoch größerem Durchmesser als der innere Abschnitt (14) aufweist, wobei das Druckstück (39) in der zurückgezogenen Stellung des Kolbens (3) mit dem inneren Abschnitt (14) zusammenzuwirken vermag, wodurch sich der Ventilkörper (35) an den Ventilsitz (37) anlegen kann, mit dem mittleren Abschnitt (13) zusammenzuwirken vermag, um den Ventilkörper (35) vom Ventilsitz (37) wegzudrängen, wenn der Kolben (3) beim Betätigen des Hauptzylinders vorgeschoben wird, und mit dem Führungsabschnitt (9) zusammenzuwirken vermag, wenn der Kolben (3) eine Stellung erreicht hat, in welcher der FUhrungsabschnitt (9) die Ausgleichsöffnung (34) zu schließen vermag.
5. Hauptzylinder-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet , daß eine schräge, kreisrxngförmige Fläche (40), die einen Übergang zwischen dem inneren und dem mittleren Abschnitt (14,13) des Kolbens (3) bildet, mit dem Druckstück (39) in Eingriff bringbar ist, wenn der Kolben (3) in der Bohrung (1) vorgeschoben wird.
6. Hauptzylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilkörper (35) nicht federbelastet ist.
7. Hauptzylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Druckstück (39) eine Kugel ist.