DE3241802C2 - - Google Patents

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 ersten Kolbenfeder, die im Zylinderraum des ersten Bremskreises zwischen Druckstangenkolben und Zwi­ schenkolben vorgesehen ist und sich mit ihrem einen Ende am Druckstangenkolben und mit ihrem anderen Ende mittels einer Anschlaghülse am Zwischenkolben abstützt und mit einer zweiten Kolbenfeder, die einerseits am Boden des Haupt­ zylinders und andererseits am Zwischenkolben anliegt und mit einem an die Anschlaghülse gefesselten Führungsstift, der in Längsrichtung im Zylinderraum angeordnet ist und der an seinem druckstangenkolbenseitigen Ende einen Ventilkör­ per trägt, der mit einer Bohrung im Druckstangenkolben zu­ sammenwirkt und mit einem weiteren Führungsstift, der im Zylinderraum des zweiten Bremskreises vorhanden ist und dessen Ventilkörper mit einer Bohrung im Zwischenkolben zu­ sammenwirkt.

Durch die FR-OS 25 04 877 ist ein Tandemhauptzylinder be­ kannt, bei dem das Zylindergehäuse eine einzige Kolben­ bohrung aufweist, deren Durchmesser für beide hintereinan­ derliegend angeordneten Kolben gleich bemessen ist, wobei das Gehäuse des Tandemhauptzylinders die beiden Arbeits­ zylinder seitlich begrenzt. Ein Nachteil dieses bekannten Tandemhauptzylinders ist seine große Baulänge und sein re­ lativ großer Betätigungshub.

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. Außerdem sollen alle Bohrungen, insbesondere die Nachlaufbohrungen, so angeordnet sein, daß sie von den Dichtungen bzw. Dichtmanschetten und Dichtringen bei der Betätigung des Hauptzylinders nicht überfahren werden. Schließlich soll der Tandemhauptzylinder eine besonders hohe Betriebssicherheit aufweisen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der als Stufenkolben ausgebildete Zwischenkolben an seinem dem Bo­ den der Zylinderbohrung zugekehrten Ende eine sich in Kol­ benlängsrichtung erstreckende Ausnehmung aufweist, in die die zweite Kolbenfeder eintaucht und deren Tiefe etwa der Blocklänge der zweiten Kolbenfeder entspricht, und daß der Zwi­ schenkolben im Bereich seiner größeren Stufe eine Zylinder­ bohrung aufweist, in der der durch diese geführte und gegen sie abgedichtete Druckstangenkolben verschiebbar ist und daß der Druckstangenkolben an seinem in die Zylinderbohrung des Zwischenkolbens ein­ tauchenden Ende ebenfalls eine Ausnehmung aufweist, in die die erste Kol­ benfeder eingreift, und deren Tiefe etwa der Blocklänge die­ ser Feder entspricht.

Vorzugsweise weist die als Kolbenhemd ausgebildete, eine Zylinderbohrung aufweisende große Stufe des Zwischenkolbens an ihrer Mantelfläche eine ringförmige Vertiefung auf, die zusammen mit der Zylinderbohrung einen Ringraum bildet, wobei der Ringraum einerseits über einen Kanal im Kolbenhemd mit dem Zylinderraum und andererseits über einen Kanal mit dem ersten Bremskreis verbunden ist.

Die Länge der kleinen Stufe der Zylinderbohrung ist dabei kürzer bemessen als die Länge, die die sich am Boden der Zylinderbohrung abstützende Kolbenfeder in gestrecktem Zustand aufweist.

Um die Gesamtlänge des Tandemhauptzylinders möglichst kurz auszubilden, entspricht auch die Tiefe der Zylinderbohrung in der großen Stufe des als Stufenkolben ausgebildeten Zwischenkolbens mindestens der Blocklänge der zwischen dem Zwischenkolben und dem Druckstangenkolben angeordneten Kolbenfeder.

Mit Vorteil sind die jeweils am einen Ende der beiden Führungsstifte angeordneten Dichtkörper aus einem elasti­ schen Werkstoff gebildet und stützen sich unmittelbar über Federn ab, die ihrerseits an Stützscheiben anliegen, die zwischen dem Ende der Kolbenfedern und den Böden der Sack­ lochbohrungen vorgesehen sind.

Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungsmöglich­ keiten zu. Eine davon ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, die den Tandemhauptzylinder im Längsschnitt ohne den zugehörigen Druckmittelvorratsbehäl­ ter zeigt.

Der dargestellte Tandemhauptzylinder hat ein Zylinder­ gehäuse 1 mit einer Zylinderbohrung 2, in der hintereinan­ der 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. In den Zylinderraum 7 zwischen Druckstangenkolben 3 und Zwi­ schenkolben 4 ragt koaxial ein am Druckstangenkolben 3 befestigter Führungsstift 8. Dieser ragt mit seinem freien Ende durch eine zentrische Ausnehmung 9 einer am Zwischen­ kolben 4 anliegenden Anschlaghülse 10, wobei durch eine einen Anschlag 11 bildende Erweiterung am freien Ende des Führungsstiftes 8 die Bewegungsmöglichkeit der Anschlag­ hülse 10 vom Druckstangenkolben 3 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 ausgebil­ deten Blechteil.

Der dargestellte Führungsstift 8 ist eine Vollmaterial­ stange, deren eines Ende einen Dichtkörper 17 aufweist, der in eine im Druckstangenkolben 3 ausgebildete Axialbohrung 13 eingreift. Die Zylinderbohrung 2 des Zylindergehäuses 1 ist als Stufenbohrung ausgebildet, wobei der Zwischenkolben 4 in der Stufe A kleineren Durch­ messers verschiebbar gelagert ist, während der Druckstan­ genkolben 3 in der Stufe B größeren Durchmessers gehalten und geführt ist, wobei sein der Druckstange (nicht näher dargestellt) zugekehrtes Ende eine Schulter 18 aufweist, die direkt in der Zylinderbohrung 2 gleitet, während das vordere, hülsenförmige Ende 19 kleineren Durchmessers des Druckstangenkolbens 3 im hülsenför­ migen Kolbenhemd 20 des Zwischenkolbens 4 gehalten ist, das in der Stufe B der Zylinderbohrung dichtend längsverschiebbar geführt ist. Das Kolbenhemd 20 des Zwischenkolbens 4 weist eine an seiner Umfangsfläche vor­ gesehene umlaufende Nut auf, die zusammen mit der Zylin­ derbohrung 2 einen Ringraum 21 bildet, der durch eine Boh­ rung 22 in der Wandung des Zylindergehäuses 1 mit dem ersten Bremskreis verbunden ist. Eine Bohrung 23 am linken Ende des Zylindergehäuses 1 im Bereich des Zylinderbodens 6 verbindet den Tandemhauptzylinder mit dem zweiten Brems­ kreis. Das Zylindergehäuse 1 weist zwei Stutzen 24 und 25 auf, die mit einem (nicht näher dargestellten) Druckmittel­ vorratsbehälter verbunden sind, wobei die Stutzen 24 und 25 je­ weils durch Nachlaufbohrungen 26 bzw. 27 mit Ringräumen 28 bzw. 29 verbunden sind. Der Ringraum 28 des ersten Bremskreises wird begrenzt einerseits von der ringförmigen Stirnfläche 30 des in der Stufe B geführten Kolbenhemdes 20 und andererseits von der mittels der Manschette 31 gegen­ über der Zylinderbohrung 2 abgedichteten Schulter 18 des Druckstangenkolbens 3. Der Ringraum 28 ist mit dem Zylin­ derraum 7 durch einen Kanal 32 im hinteren Teil des Druck­ stangenkolbens 3 verbunden, wobei der Kanal 32 durch einen Dicht­ körper 17 am druckstangenseitigen Ende des Führungsstiftes 8 verschließbar ist. Der Ringraum 29 des zweiten Bremskreises, der stirnseitig be­ grenzt ist durch die Stirnflächen des Kolbenhemdes 20, ist durch den Kanal 34 im Zwischenkolben 4 mit dem Zylin­ derraum 35 verbunden. Der Druckmitteldurchgang vom Ring­ raum 29 in den Zylinderraum 35 ist mittels eines Dichtkörpers 36 am rechten Ende des Führungsstiftes 37 verschließbar.

Der beschriebene Tandemhauptzylinder arbeitet wie folgt. Vom Druckmit­ telvorratsbehälter aus strömt das Druckmittel über die Nachlaufbohrungen 26 und 27 bzw. den Spalt 43 in die Ring­ räume 28 und 29 und von hier aus über die Kanäle 32 und 34 in die beiden Zylinderräume 7 bzw. 35. Wird nun der Druck­ stangenkolben 3 nach links zu verschoben, dann ver­ schließen die von den Federn 39 und 40 beaufschlagten Dicht­ körper 17 bzw. 36 die Kanäle 32 bzw. 34, so daß sich nun in den Zylinderräumen 7 bzw. 35 der Bremsdruck aufbauen kann, der sich zum einen aus dem Zylinderraum 7 über die Radialbohrung 41, den Ringraum 21 und die Bohrung 22 in den ersten Bremskreis und zum anderen vom Zylinderraum 35 über die Bohrung 23 in den zweiten Bremskreis fortpflanzt.

Bei Ausfall des an die Bohrung 23 angeschlossenen zweiten Bremskreises bewegt sich der Zwischenkolben 4 so weit nach links, bis die linke Stirnseite des Zwischenkolbens 4 am Zylinderboden 6 bzw. die Ringfläche 33 der großen Stufe des Zwischenkolbens 4 an der Stufe 14 der Zylinderbohrung 2 anliegt. Da nun eine weitere Längsverschiebung des Zwi­ schenkolbens 4 nicht mehr möglich ist, kann sich der Arbeitsdruck im Zylinderraum 7 aufbauen. Bei Ausfall des ersten, an die Bohrung 22 angeschlossenen Bremskreises, verschiebt sich der Druckstangenkolben nach links, bis sein hülsen­ förmiges Ende 19 an der rechten Stirnseite 44 des Zwischen­ kolbens 3 anliegt und diesen dann in Wirkrichtung verschiebt.

Ein besonderer Vorteil des beschriebenen Tandemhauptzylin­ ders besteht darin, daß sowohl der Druckstangenkolben 3 als auch der Zwischenkolben 4 besonders lange Führungen aufweisen, so daß ein Verkanten oder ein Kippen trotz der besonders kurzen Baulänge des Tandemhauptzylinders nicht möglich ist. Außerdem können die Federn 5 und 12 zum Rückho­ len der Kolben 3 bzw. 4 besonders lang ausgebildet sein, wes­ halb Federbrüche mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Die besonders kurze Baulänge wird unter anderem dadurch er­ reicht, daß die Kolbenfedern 5 und 12 teilweise von den Kolben 3 und 4 aufgenommen werden.

Claims (5)

1. Tandemhauptzylinder für eine hydraulische Kraftfahr­ zeugbremsanlage, mit einem Zylindergehäuse (1), in des­ sen Zylinderbohrung (2) ein Druckstangenkolben (3) und ein Zwischenkolben (4) axial verschiebbar angeordnet sind, mit einer ersten Kolbenfeder (12), die im Zy­ linderraum (7) des ersten Bremskreises zwischen Druck­ stangenkolben (3) und Zwischenkolben (4) vorgesehen ist und sich mit ihrem einen Ende am Druckstangenkolben (3) und mit ihrem anderen Ende mittels einer Anschlaghülse (10) am Zwischenkolben (4) abstützt und mit einer zwei­ ten Kolbenfeder (5) die einerseits am Boden (6) des Hauptzylinders (1) und andererseits am Zwischenkolben (4) anliegt und mit einem an die Anschlaghülse (10) ge­ fesselten Führungsstift (8), der in Längsrichtung im Zy­ linderraum (7) angeordnet ist und der an seinem druck­ stangenkolbenseitigen Ende einen Ventilkörper (17) trägt, der mit einer Bohrung (32) im Druckstangenkolben (3) zusammenwirkt und mit einem weiteren Führungsstift (37) der im Zylinderraum (35) des zweiten Bremskreises vorgesehen ist und dessen Ventilkörper (36) mit einer Bohrung (34) im Zwischenkolben (4) zusammenwirkt, da­ durch gekennzeichnet, daß der als Stu­ fenkolben ausgebildete Zwischenkolben (4) an seinem dem Boden (6) der Zylinderbohrung (2) zugekehrten Ende eine sich in Kolbenlängsrichtung erstreckende Ausnehmung (42) aufweist, in die die zweite Kolbenfeder (5) ein­ taucht und deren Tiefe etwa der Blocklänge der zweiten Kolbenfeder (5) entspricht, und daß der Zwischenkolben (4) im Bereich seiner größeren Stufe eine Zylinder­ bohrung (45) aufweist, in der der durch diese geführte und gegen sie abgedichtete Druckstangenkolben (3) ver­ schiebbar ist und daß der Druckstangenkolben (3) an seinem in die Zylinderbohrung (45) des Zwischenkolbens (4) eintauchenden Ende ebenfalls eine Ausnehmung (46) aufweist, in die die erste Kolbenfeder (12) eingreift, und deren Tiefe etwa der Blocklänge dieser Feder (12) entspricht.

2. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Kolbenhemd (20) ausgebildete, eine Zylinderbohrung (45) aufwei­ sende große Stufe des Zwischenkolbens (4) an ihrer Mantelfläche eine ringförmige Vertiefung auf­ weist, die zusammen mit der Zylinderbohrung (2) einen Ringraum (21) bildet, wobei der Ringraum (21) einer­ seits über einen Kanal (41) im Kolbenhemd (20) mit dem Zylinderraum (7) und andererseits über einen Kanal (22) mit dem ersten Bremskreis verbunden ist.

3. Tandemhauptzylinder nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Länge (A) der kleinen Stufe der Zylinderbohrung (2) kürzer bemessen ist, als die Länge, die die sich am Boden (6) der Zylinderbohrung (2) abstützende Kolbenfeder (5) in gestrecktem Zustand aufweist.

4. Tandemhauptzylinder nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Zylinderbohrung (45) in der großen Stufe des als Stufenkolben ausgebildeten Zwischenkolbens (4) min­ destens der Blocklänge der zwischen dem Zwischenkolben (4) und dem Druckstangenkolben (3) angeordneten Kol­ benfeder (12) entspricht.

5. Tandemhauptzylinder nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils am einen Ende der beiden Führungsstifte (8 und 37) angeord­ neten Dichtkörper (17 und 36) aus einem elastischen Werk­ stoff gebildet sind und sich unmittelbar über Federn (40 bzw. 39) abstützen, die ihrerseits an Stützschei­ ben (47 und 48) anliegen, die zwischen dem Ende der Kol­ benfedern (5 bzw. 12) und den Böden der Sacklochbohrungen (42 bzw. 46) vorgesehen sind.