DE3240542C2 - - Google Patents
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- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T11/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
- B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
- B60T11/16—Master control, e.g. master cylinders
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Description
Die Erfindung betrifft einen Tandemhauptzylinder für eine
hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem Zylinder
gehäuse, in dessen Zylinderbohrung ein Druckstangenkolben
und ein Zwischenkolben axial verschiebbar angeordnet sind,
mit einer Kolbenfeder, die in dem Zylinderraum zwischen
Druckstangenkolben und Zwischenkolben angeordnet ist und
sich mit ihrem einen Ende am Druckstangenkolben und ihrem
anderen Ende an einer Anschlaghülse abstützt, mit einem
Führungsstift, der mit einem Ende am Druckstangenkolben an
liegt und der koaxial in den Zylinderraum zwischen Druck
stangenkolben und Zwischenkolben ragt und dessen anderes
Ende eine Ausnehmung der Anschlaghülse durchgreift, wobei
in der Mantelfläche des Zwischenkolbens eine umlaufende Nut
vorgesehen ist, die zusammen mit der Zylinderbohrung einen
Ringraum bildet, der einerseits durch einen Kanal mit dem
Arbeitszylinder verbunden ist und andererseits über die An
schlußbohrung mit dem ersten Bremskreis in Verbindung
steht, und der Zwischenkolben eine einen Arbeitszylinder
bildende zylindrische Bohrung aufweist, in die der Druck
stangenkolben mit seinem der Druckstange abgewandten Ende
eintaucht.
Aus der DE-AS 11 70 802 ist ein Tandemhauptzylinder be
kannt, bei dem der Druckstangenkolben im Zwischenkolben ge
führt ist und bei dem eine Nut im Mantel des Zwischenkol
bens vorgesehen ist, die mit der Zylinderbohrung einen
Ringraum bildet und wobei der Ringraum mit einem Bremskreis
in Verbindung steht. Diese bekannte Ausführung ermöglicht
zwar eine relativ kurze Bauweise des Tandemhauptzylinders,
ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, daß die beiden Ar
beitsräume stark unterschiedliche Querschnittsflächen auf
weisen, was eine unterschiedliche Flüssigkeitsverdrängung
in beiden Bremskreisen zur Folge hat, wodurch eine Dia
gonalaufteilung nahezu unmöglich wird.
Weiterhin ist aus der DE-AS 12 12 428 ein Tandemhaupt
zylinder bekannt, dessen Zylinderbohrung zwei verschiedene
Bohrungsdurchmesser aufweist. In diesem Fall ist der
Schwimmkolben als Stufenkolben ausgebildet. Als nachteilig
bei dieser Ausführung ist jedoch die beachtliche axiale
Baulänge anzusehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Tandem
hauptzylinder zu schaffen, der einen vergleichsweise kurzen
Pedalweg gestattet und dabei ein besonders kompaktes Aggre
gat bildet.
Erfindungsgemäß wird dies durch folgende Merkmale erreicht:
- a) Der Zwischenkolben ist als Stufenkolben ausgebildet,
- b) der Ringraum befindet sich im Bereich der Stufe größeren Durchmessers des Zwischenkolbens,
- c) die einen Arbeitszylinder bildende Bohrung ist in der Stufe größeren Durchmessers des Zwischenkolbens ange ordnet und
- d) die Stufe kleineren Durchmessers des Zwischenkolbens taucht in die einen Arbeitszylinder bildende Bohrung an dem der Betätigungsseite abgewandten Ende des Zylinder gehäuses ein, die über eine Anschlußbohrung mit dem zweiten Bremskreis verbunden ist.
Um den Nachlauf des Druckmittels vom Druckmittelvorratsbe
hälter über die die Füllstufe bildenden Kammer in den Ar
beitszylinder vor der Bremsbetätigung zu ermöglichen, weist
der Druckstangenkolben eine Bohrung auf, die den einen Ar
beitszylinder bildenden Raum vor dem Druckstangenkolben mit
einer als Füllstufe wirkenden Kammer zwischen Druckstangenkolben und Zwischenkolben verbindet, wobei die
Bohrung beim Verschieben des Druckstangen
kolbens in Betätigungsrichtung von einem als Ventilglied
wirkenden Kopfteil mit Dichtungsscheibe des Führungsstif
tes verschließbar ist. Vorzugsweise ist auch der Zwi
schenkolben mit einer Bohrung versehen, die den als Ar
beitszylinder wirkenden Raum vor dem Zwischenkolben mit einer
als Füllstufe arbeitenden Kammer zwischen dem Zylindergehäuse und dem Zwischenkolben verbindet, wobei die
Bohrung beim Verschieben des Zwischenkolbens in Betäti
gungsrichtung von einem als Ventilglied wirkenden Kopfteil
mit Dichtungsscheibe eines Führungsstiftes verschließbar
ist.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß beide Füll
stufen während der Betätigungsphase abgeschaltet sind und
im Ruhezustand und auch nach Erreichen des Umschaltpunk
tes als Nachlaufräume arbeiten. In weiterer Ausgestaltung
der Erfindung sind deshalb in den Bohrungen, die einen
Druckmittelvorratsbehälter mit den als Füllstufe wirken
den Kammern verbinden, federbelastete Ventilkörper ange
ordnet, die den Rücklauf des Druckmittels in den Druck
mittelvorratsbehälter beim Verschieben des Druckstangen
kolbens und des Zwischenkolbens in Wirkrichtung gestat
ten, wobei die Bohrungen mit Längsnuten, Kerben oder Ril
len versehen sind, die bei auf ihren Ventilsitzen auflie
genden Ventilkörpern während der Bewegung der Kolben ent
gegen ihrer Betätigungsrichtung ein Nachlaufen des Druck
mittels vom Druckmittelvorratsbehälter in die Kammern ge
statten.
Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungsmög
lichkeiten zu.
Eine davon ist in der nachstehenden Zeich
nung wiedergegeben, die den Längsschnitt durch einen er
findungsgemäßen Tandemhauptzylinder zeigt.
Der dargestellte Tandemhauptzylinder besitzt ein Zylin
dergehäuse 1 mit einer Stufenbohrung 2, in der hinterein
ander ein durch eine nicht dargestellte Druckstange betä
tigbarer Druckstangenkolben 3 und ein Zwischenkolben 4
verschiebbar angeordnet sind. Der Zwischenkolben 4 ist
mittels einer Druckfeder 5 am Zylinderboden 6 abgestützt. Im
Zylinderraum 7 ist zwischen Druckstangenkolben 3 und Zwi
schenkolben 4 ein sich koaxial erstreckender, an den
Druckstangenkolben 3 gefesselter Führungsstift 8 vorgese
hen. Dieser ragt mit seinem freien Ende durch eine zentri
sche Ausnehmung 9 einer am Zwischenkolben 4 befestigten
Anschlaghülse 10, wobei durch eine einen Anschlag 11 bil
dende Erweiterung am freien Ende des Führungsstiftes 8
die Bewegungsmöglichkeit des Führungsstiftes 8 vom Zwi
schenkolben 4 weg begrenzt ist.
Zwischen dem Druckstangenkolben 3 und der Anschlaghülse
10 ist eine vorgespannte Kolbenfeder 12 angeordnet, die
die Anschlaghülse 10 vom Druckstangenkolben 3 weg beauf
schlagt.
Die Anschlaghülse 10 besteht aus einem hutförmig ausge
bildeten Blechteil.
Der dargestellte Führungsstift 8 ist eine Vollmaterial
stange, die mit einem Ende in eine im Druckstangenkolben
3 ausgebildete Axialbohrung 13 eingesetzt und durch Ver
quetschen im Bereich der Axialbohrung 13 mit einem Kopf
teil 18 versehen ist. Durch eine Scheibe 17, durch deren
zentrale Bohrung 14 der Schaft des Führungsstiftes 8 hin
durchgreift, wird verhindert, daß sich der Führungsstift
8 selbsttätig nach links in Richtung auf den Zwischenkol
ben 4 zu bewegt. Der Führungsstift ist außerdem an der
Stirnseite seines Kopfteiles 18 mit einer Dichtungs
scheibe 20 aus elastischem Werkstoff versehen, die zusam
men mit der Bohrung 21 im Druckstangenkolben 3 ein Ventil
bildet. Das Kopfteil 18 des Führungsstiftes 8 stützt sich
an der Scheibe 17 über eine schwache Druckfeder 22 ab,
die bei einer Relativbewegung zwischen dem Druckstangen
kolben 3 und dem Zwischenkolben 4 gestattet, daß die
Dichtungsscheibe 20 die Bohrung 21 im Druckstangenkolben
3 verschließt.
Auch der Zwischenkolben 4 ist mit einem Führungsstift 19,
der dem vorstehend beschriebenen Führungsstift 8 ent
spricht, und dessen Kopfteil mit 15 und dessen einen An
schlag bildendes Ende mit 16 bezeichnet ist , über eine
hutförmige Anschlaghülse 23 an dem Zylinderboden 6 des
Zylindergehäuses 1 befestigt. Zwischen Kopfteil 15 und
Scheibe 24 ist die schwache Feder 25 angeordnet, die da
für Sorge trägt, daß bei einer Relativbewegung des Zwi
schenkolbens 4 zum Zylinderboden 6 hin die Dichtungs
scheibe 26, die Bohrung 27 im Zwischenkolben 4 ver
schließt.
Oberhalb des Zylindergehäuses 1 ist der Druckmittelvor
ratsbehälter 57 angeordnet, der über zwei Stutzen
28 und 29 mit den beiden Kammern 30 bzw. 31 verbunden ist.
Die Arbeitsweise des Tandemhauptzylinders ist wie folgt:
Das Druckmittel läuft zunächst über die Bohrungen 32 und 33 vom Druckmittelvorratsbehälter 57 in die Kammern 30 und 31 und von hier aus an den Dichtringen 34 und 35 vorbei in die Arbeitszylinder 36 und 37, wobei in der Ausgangsphase das Druckmittel auch über die Bohrungen 21 und 27 in die Ar beitszylinder 36 und 37 eindringen kann. Wird nun der Druck stangenkolben 3 in Pfeilrichtung bewegt, dann wird das in den Arbeitszylindern 36 und 37 befindliche Druckmittel über die Bohrung 45, den Ringarm 4 und die Anschlußbohrungen 38 und 39 zu den Radzylindern (nicht näher dargestellt) gedrückt. Der sich im Arbeitszylinder 36 aufbauende Druck beaufschlagt dabei den Zwischenkolben 4, der seinerseits auf das im Arbeitszylinder 37 befind liche Druckmittel einwirkt.
Das Druckmittel läuft zunächst über die Bohrungen 32 und 33 vom Druckmittelvorratsbehälter 57 in die Kammern 30 und 31 und von hier aus an den Dichtringen 34 und 35 vorbei in die Arbeitszylinder 36 und 37, wobei in der Ausgangsphase das Druckmittel auch über die Bohrungen 21 und 27 in die Ar beitszylinder 36 und 37 eindringen kann. Wird nun der Druck stangenkolben 3 in Pfeilrichtung bewegt, dann wird das in den Arbeitszylindern 36 und 37 befindliche Druckmittel über die Bohrung 45, den Ringarm 4 und die Anschlußbohrungen 38 und 39 zu den Radzylindern (nicht näher dargestellt) gedrückt. Der sich im Arbeitszylinder 36 aufbauende Druck beaufschlagt dabei den Zwischenkolben 4, der seinerseits auf das im Arbeitszylinder 37 befind liche Druckmittel einwirkt.
Falls der an die Anschlußbohrung 39 angeschlosse
ne Bremskreis defekt ist, bewegt sich der Druck
stangenkolben 3 so lange in Pfeilrichtung nach links, bis
die Schulter 40 an der ringförmigen Stirnfläche 41 des
Zwischenkolbens 4 anliegt; danach beaufschlagt der Druck
stangenkolben 3 den Zwischenkolben unmittelbar in Pfeil
richtung, so daß sich im Arbeitszylinder der gewünschte
Bremsdruck aufbauen kann.
Falls der mit der Anschlußbohrung 38 verbundene
Bremskreis defekt ist, bewegt sich der Zwischen
kolben 4 ungehindert in Pfeilrichtung nach links, bis die
Schulter 42 an der Stufe 43 des Zylindergehäuses anliegt.
Danach kann sich im Arbeitszylinder 36 der gewünschte
Bremsdruck aufbauen.
Der beschriebene Tandemhauptzylinder benutzt im Brems
kreis des Druckstangenkolbens 3 das in der Kammer 30 vor
handene Druckmittel und im Bremskreis des
Zwischenkolbens 4 das in der Kammer 31 vorhandene Druck
mittel als Füllvolumen, wobei die Bohrungen 32 und 33 zu
beiden Kammern 30 und 31 mittels Ventilkörper 46 und 47 ver
schließbar sind. Rillen 48 und 49 in den Bohrungen 32 und 33
gestatten jedoch das Nachlaufen von
Druckmittel vom Vorratsbehälter in die Kammern
30 und 31. Die Kraft der auf die Ventilkörper 46 und 47 einwir
kenden Federn 51 und 52 bestimmt den Fülldruck, der in der
Bremsanlage wirksam wird. Anstelle der Rillen 48 und 49 können
auch besondere Ventile (nicht näher dargestellt) vorgese
hen sein.
Als Baulängengewinn gegenüber bekannten Tandemhauptzylin
dern ergibt sich für den vorstehend beschriebenen Tandemhauptzy
linder mit zwei Füllstufen insbesondere der im Hub S 1
des Druckstangenkolbens 3 nicht enthaltene Weg S 2.
Claims (4)
1. Tandemhauptzylinder für eine hydraulische Kraftfahr
zeugbremsanlage, mit einem Zylindergehäuse (1), in
dessen Zylinderbohrung (2) ein Druckstangenkolben (3)
und ein Zwischenkolben (4) axial verschiebbar angeord
net sind, mit einer Kolbenfeder (12), die in dem Zy
linderraum (2) zwischen Druckstangenkolben (83) und Zwi
schenkolben (4) angeordnet ist und sich mit ihrem einen
Ende am Druckstangenkolben (3) und ihrem anderen Ende
an einer Anschlaghülse (10) abstützt, mit einem Füh
rungsstift (8), der mit einem Ende am Druckstangenkol
ben (3) anliegt und der koaxial in den Zylinderraum
zwischen Druckstangenkolben (3) und Zwischenkolben (4)
ragt und dessen anderes Ende eine Ausnehmung (9) der
Anschlaghülse (10) durchgreift, wobei in der Mantel
fläche des Zwischenkolbens (4) eine umlaufende Nut vor
gesehen ist, die zusammen mit der Zylinderbohrung (2)
einen Ringraum (44) bildet, der einerseits durch einen
Kanal (45) mit dem Arbeitszylinder (36) verbunden ist
und andererseits über die Anschlußbohrung (39) mit dem
ersten Bremskreis in Verbindung steht, und der Zwi
schenkolben (4) eine einen Arbeitszylinder (36) bil
dende zylindrische Bohrung aufweist, in die der Druck
stangenkolben (3) mit seinem der Druckstange abge
wandten Ende eintaucht, gekennzeichnet
durch folgende Merkmale:
- a) der Zwischenkolben (4) ist als Stufenkolben ausgebildet;
- b) der Ringraum (44) befindet sich im Bereich der Stufe (B) größeren Durchmessers des Zwischenkolbens (4);
- c) die einen Arbeitszylinder (36) bildende Bohrung ist in der Stufe (B) größeren Durchmessers des Zwischenkolbens (4) angeordnet und
- d) die Stufe (A) kleineren Durchmessers des Zwischenkol bens (4) taucht in die einen Arbeitszylinder (37) bil dende Bohrung an dem der Betätigungsseite abgewandten Ende des Zylindergehäuses (1) ein, die über eine An schlußbohrung (38) mit dem zweiten Bremskreis verbunden ist.
2. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Druckstangenkolben
(3) eine Bohrung (21) aufweist, die den einen Arbeitszy
linder (36) bildenden Raum vor dem Druckstangenkolben (3)
mit einer als Füllstufe wirkenden Kammer (30) zwischen Druckstangenkolben (3) und Zwischenkolben (4),
wobei die Bohrung (21) beim Verschieben des Druckstangen
kolbens (3) in Betätigungsrichtung von einem als Ventil
glied wirkenden Kopfteil (18) mit Dichtungsscheibe (20)
des Führungsstiftes (8) verschließbar ist.
3. Tandemhauptzylinder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zwischenkolben (4)
eine Bohrung (27) aufweist, die den als Arbeitszylinder
(37) wirkenden Raum vor dem Zwischenkolben (4) mit einer
als Füllstufe arbeitenden Kammer (31) zwischen dem Zylindergehäuse (1) und dem Zwischenkolben (4) verbindet, wobei
die Bohrung (27) beim Verschieben des Zwischenkolbens (4)
in Betätigungrichtung von einem als Ventilglied wirkenden
Kopfteil (15) mit Dichtungsscheibe (26) eines Führungs
stiftes (19) verschließbar ist.
4. Tandemhauptzylinder nach den Ansprüchen 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß in Bohrun
gen (32 und 33), die einen Druckmittelvorratsbehälter (57) mit
den als Füllstufen wirkenden Kammern (30 und 31) verbinden,
federbelastete Ventikörper (46 und 47) angeordnet sind, die
den Rücklauf des Druckmittels in den Druckmittelvorrats
behälter (57) beim Verschieben des Druckstangenkolbens
(3) und des Zwischenkolbens (4) in Wirkrichtung gestat
ten, wobei die Bohrungen (32 und 33) mit Längsnuten, Kerben
oder Rillen (48 und 49) versehen sind, die bei auf ihren
Ventilsitzen aufliegenden Ventilkörpern (46 und 47) während
der Bewegung der Kolben (3 und 4) entgegen ihrer Betätigungs
richtung ein Nachlaufen des Druckmittels vom Druckmittel
vorratsbehälter (57) in die Kammern (30 und 31) gestatten.
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