DE3240542C3

DE3240542C3 - Tandemhauptzylinder

Info

Publication number: DE3240542C3
Application number: DE3240542A
Authority: DE
Inventors: Ernst-Dieter Schaefer
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1982-11-03
Filing date: 1982-11-03
Publication date: 1996-07-04
Anticipated expiration: 2002-11-04
Also published as: GB2129515B; ES275428Y; IT1169626B; GB8323313D0; GB2129515A; JPS5996045A; ES275428U; FR2535271B1; FR2535271A1; IT8323502A0; US4621498A; DE3240542A1; DE3240542C2

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.

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 S1 des Druckstangenkolbens 3 nicht enthaltene Weg S2.

Claims

1. Tandemhauptzylinder für eine hydraulische Kraftfahr zeugbremsanlage, mit einem Zylindergehäuse (1), in dessen Zylinderbohrung (2) ein Druckstangenkolben (3) und ein Zwischenkolben (4) axial verschiebbar angeordnet sind, mit einer Kolbenfeder (12), die in dem Zylinderraum (2) zwischen Druckstangenkolben (3) und Zwischenkolben (4) angeordnet ist und sich mit ihrem einen Ende am Druckstangenkolben (3) und mit ihrem anderen Ende an einer Anschlaghülse (10) abstützt, mit einem Führungsstift (8), der mit einem Ende am Druckstangenkolben (3) anliegt, wenn dieser in Betätigungsrichtung verschoben ist, 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 Mantelfläche des Zwischenkolbens (4) eine umlaufende Nut vorgesehen ist, die zusammen mit der Zylinderbohrung (2) einen Ringraum (44) bildet, der einerseits durch einen Kanal (45) mit einem Arbeitszylinder (36) verbunden ist und andererseits über eine Anschlußbohrung (39) mit dem ersten Bremskreis in Verbindung steht, und der Zwischenkolben (4) eine den Arbeitszylinder (36) bildende zylindrische Bohrung aufweist, in die der Druckstangenkolben (3) mit seinem der Druckstange abgewandten 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 Zwischenkolbens (4) taucht in eine einen Arbeitszylinder (37) bildende Bohrung an dem der Betätigungsseite abgewandten Ende des Zylindergehäuses (1) ein, die über eine Anschlußbohrung (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) verbindet, 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.