DE3241881A1

DE3241881A1 - Tandemhauptzylinder fuer hydraulisch betaetigte kraftfahrzeugbremsen

Info

Publication number: DE3241881A1
Application number: DE19823241881
Authority: DE
Inventors: Ernst-Dieter Ing.(grad.) 6350 Bad Nauheim Schäfer
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1982-11-12
Filing date: 1982-11-12
Publication date: 1984-05-17
Also published as: US4550567A

Description

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Tandemhauptzylinder für hydraulisch betätigte Kraftfahrzeugbremsen

Die Erfindung betrifft einen Tandemhauptzylinder für hydraulisch betätigte Kraftfahrzlugbrerasen mit mindestens einem Hauptzylinderkolben, mit einer durch ein zentrales Spannelement gefesselten Kolbenrückstellfeder und einem relativ zu dem Hauptzlyinderkolben verschiebbaren Ventilkörper, der eine Ausgleichsbohrung am Hauptzylinderkolben freigibt, wobei das Spannelement für die Kolbenrückstellfeder an seinem dem Hauptzylinderkolben zugewandten Ende den Ventilkörper trägt, der sich in der Ruhestellung in geringem Abstand vor der Ausgleichsbohrung in der Stirnwand des Hauptzylinderkolbens befindet, wobei das Spannelement den Ventilkörper in der Ruhestellung des Hauptzylinderkolbens in seine Öffnungsstellung zieht.

Bei hydraulisch betätigten Kraftfahrzeugbremsen ist dafür Sorge zu tragen, daß die im Druckraum des Hauptzylinders und im gesamten Bremssystem befindliche hydraulische Flüssigkeitsmenge selbsttätig aus ■ einem Vorratsbehälter bei Bedarf nachgefüllt wird.

Hierzu ist es allgemein bekannt, in der Zylinderwandung unmittelbar vor dem Hauptzylinderkolben in dessen Ruhestellung eine Ausgleichsbohrung vorzusehen, über die der Druckraum des Hauptzylinders im Ruhestand mit dem Vorratsbehälter in Verbindung steht. Dadurch ist ein Nachschub von Bremsflüssigkeit sichergestellt; außerdem kann ein Druckaus-

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gleich zwischen dem Bremssystem und dem Vorratsbehälter erfolgen, beispielsweise, wenn sich die Bremsflüssigkeit im Bremssystem bei Erwärmung ausdehnt. Bei Betätigung des Hauptzylinderkolbens verschließt dieser die Ausgleichsbohrung zu Beginn des Kolbenhubs, so daß der für einen Bremsvorgang erforderliche Druckaufbau im Bremssystem erfolgen kann.

Die Mündung der Ausgleichsbohrung in den Zylinderinnenraum stellt eine Unterbrechung der glatten Zylinderlauffläche dar, über die sich die Kolbendichtung bei jedem Hub des Hauptzylinderkolbens bewegen muß. Dies führt zu einer Beanspruchung der Kolbendichtung.

um eine Unterbrechung der von der Kolbendichtung bestrichenen Zylinderlauffläche zu vermeiden, ist schon versucht worden, die in der Zylinderwandung anzuordnende Ausgleichsbohrung durch eine Ausgleichsöffnung am Häuptzylinderkolben zu ersetzen, die durch einen Ventilkörper bei Betätigung des Hauptzylinderkolbens verschlossen wird.

Bei einer solchen bekannten Konstruktion (PR-PS 1 571 663) weist der Hauptzylimierkolben eine zentrale Ausgleichsbohrung auf. Der diese Ausgleichsbohrung verschließende Ventilkörper ist am vorderen Ende einer Kolbenbetätigungsstange ausgebildet, die relativ zu dem Hauptzylinderkolben axial um einen geringen Weg verschiebbar ist. Dieser unvermeidbare Weg stellt ein unerwünschtes Spiel bei der Bremsenbetätigung dar. Die für die Rückzugsbewegung des

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Hauptzylinderkolbens notwendige Rückstellfeder greift nicht am Hauptzylinderkolben selbst, sondern an der Kolbenbetätigungsstange an. Dadurch ist nicht sichergestellt, daß die Ausgleichsbohrung bei Entlastung des Kolbens rechtzeitig freigegeben wird; es besteht die Gefahr, daß zumindest ein kurzzeitiger Unterdruck im Bremssystem entsteht, der zum Eindringen von Luft in den Hauptzylinder führen kann.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt die Aufgabe der Erfindung darin, einen Tandemhauptzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei verhältnismäßig einfacher konstruktiver Gestaltung so ausgebildet ist, daß kein Leerhub des Hauptzylinderkolbens auftritt und die für den Druckaufbau erforderlichen Druckräume in der Ruhestellung unter einem vorbestimmten Anfangsdruck stehen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Kolbenrückstellfeder an einem Federteller abgestützt ist, der gegen ein Verschieben in Betätigungsrichtung über einen ortsfesten Anschlag am Zylindergehäuse gehalten ist.

Mit Vorteil weist dabei der Federteller zur Ab-Stützung der Kolbenrückstellfeder eine zentrale

Bohrung auf, durch die die Anschlaghülse hindurchgreift, die einerseits an das Spannelement gefesselt ist und andererseits an der Stirnseite des Zwischenkolbens abgestützt ist.
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Um zu ermöglichen, daß im Raum hinter dem Haupt-

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zylinderkolben in der Ausgangsstellung ein vorbestimmter Fülldruck herrscht/ ist in Weiterausbildung der Erfindung in den Nachlaufkanal, der den Druckmittelvorratsbehalter mit dem Raum hinter dem Hauptzylinderkolben verbindet, ein Ventil eingebaut, dessen durch eine Feder beaufschlagter Ventilkörper als Rückschagventil ausgebildet ist und das den Rücklauf des Druckmittels vom Raum hinter dem Hauptzylinderkolben zum Druckmittelvorratsbehälter nach Überschreiten des Fülldruckes gestattet.

Vorzugsweise erfolgt der Nachlauf des Druckmittels vom Vorratsbehälter über den Nachlaufkanal in den Raum hinter dem Hauptzylinderkolben über einen Kanal oder eine Rille, in die ein Ventil, beispielsweise eine Dichtmanschette eingeschaltet ist, das unter Atmosphärendruck den Durchlauf öffnet, so daß ein möglicherweise im Bremskreis auftretender Druckmittelverlust in der Ausgangsstellung der Hauptzylinderkolben selbsttätig ausgeglichen wird.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu, eine davon ist in der anhängenden Zeichnung, die den Längsschnitt durch einen Tandemhauptzylinder zeigt, wiedergegeben..

Der in der Zeichnung näher dargestellte Tandemhauptzylinder weist ein Zylindergehäuse 1 auf, in dessen Zylinderbohrung 2 ein Hauptzylinderkolben 3 und ein Zwischenkolben 4 dichtend verschiebbar geführt sind.

Aus einem nicht näher dargestellten Vorratsbehälter münden Nachlaufkanäle 5, 25 jeweils in die hinter

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dem Hauptzylinderkolben 3 bzw. dem Zwischenkolben 4 liegenden Räume 30 bzw. 26 ein, die beide nach rechts (in Kolbenstangenrichtung) zu abgedichtet sind. Da der Zwischenkolben 4 mit seinen zugehörigen Teilen ähnlich dem Hauptzylinderkolben 3 ausgebildet ist, wird nachfolgend nur der Hauptzylinderkolben 3 beschrieben.

Der Hauptzylinderkolben 3 trägt als Kolbendichtung eine Primärmanschette 6, die einen stirnseitig vorspringenden zylindrischen Abschnitt 7 des Hauptzylinderkolbens 3 umgibt. An diesem Abschnitt 7 stützt sich ein Feder teller 8 einer als Druckfeder ausgeführten Kolbenrückstellfeder 9 ab, die an ihrem anderen Ende ebenfalls an einem Federteller 10 anliegt. Die Kolbenrückstellfeder 9 ist durch ein stangenförmiges, zentrales Spannelement U gefesselt, das axial beweglich durch die Federteller und 10 ragt und jeweils an deren Außenseiten mit einem Kopf 12 bzw. Ventilkörper 14 anliegt. 20

Der Kopf 13 des Spannelementes 11 ist mit einem Ventilkörper 14 verbunden, der in eine stirnseitige Zentralbohrung 15 des Hauptzylinderkolbens 3 ragt und dort unter Freilassung von seitlichen Durchlaß-SS kanälen 16 geführt ist. Der Ventilkörper 14 trägt eine zentrale Dichtung 17, die axial in geringem Abstand vor einer zentralen Ausgleichsbohrung 18 im Hauptzylinderkolben 3 liegt, die über eine seitliche Bohrung 19 mit dem hinter dem Hauptzylinderkolben 3 liegenden Raum 30 und dadurch mit der Nachlaufboh-

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rung 5 in Verbindung steht. Der Außendurchmesser der Dichtung 17, die mit der Stirnfläche des Ventilkörpers 14 bündig abschließt, ist größer als der Durchmesser der Ausgleichsbohrung 18. Eine als Ventilschließfeder dienende Druckfeder 20 ist zwischen dem Ventilkörper 14 und dem kolbenseitigen Federteller 8 angeordnet.

In der Zeichnung ist der Hauptzylinderkolben 3 in seiner Ruhestellung dargestellt. Wird der Hauptzylinderkolben 3 durch eine von rechts her über die Stange 37 wirkende Betätigungskraft in der Zylinderbohrung 2 nach links bewegt, so stützt sich der Federteller 10 der Kolbenrückstellfeder 9 am gehäusefesten Anschlag 31 ab, während sich die Rückstellfeder 32 des Zwischenkolbens 4 unter Zwi-

•J5 schenschaltung der hutförmigen Anschlaghülse 38 am Ende 33 der Zylinderbohrung 2 am Zylindergehäuse 1 abstützt.

Bei der Betätigung des Hauptzylinders wird zunächst die Kolbenrückstellfeder 9 etwas zusammengedrückt. Gleichzeitig wird das Spannelement 11 axial freigegeben, so daß die Ventilschließfeder 20 den Ventilkörper 14 relativ zu dem Hauptzyinderkolben 3 verschiebt, bis der Ventilkörper 14 die Ausgleichsboh- . rung 18 verschließt. Von da ab beginnt in bekannter Weise der Druckaufbau in dem zwischen dem Hauptzylinderkolben 3 und dem Zwischenkolben 4 liegenden Druckraum 34; dieser Druck überträgt sich auf einen bei 35 angeschlossenen Bremskreis, während sich der 3Q vor dem Zwischenkolben 4 aufbauende Druck auf den zweiten, bei 36 angeschlossenen Bremskreis überträgt.

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Wenn der Hauptzylinderkolben 3 in seine Ausgangslage zurückkehrt, wird der Ventilkörper 14".von der Ausgleichsbohrung 18 abgehoben, sobald die Kolbenrückstellfeder 9 entlastet ist, d. h. sobald das zur Fesselung der Kolbenrückstellfeder 9 dienende Spannelement 11 eine Zugkraft zwischen den beiden Federtellern 8 und 10 überträgt, die größer ist als die Federkraft der Ventilschließfeder 20.

Ein besonderer Vorteil des vorstehend beschriebenen Tandemhauptzylinders besteht nun darin, daß sich der im Raum 30 befindliche Druck auf den Druckraum 34 übertragen kann, ohne daß der Ventilkörper 14 den Druckmitteldurchgang durch die Ausgleichsbohrung 18 verschließt. Der Grund dafür ist, daß die Kolben-

-J₅ rückstellfeder 9 sich über einen Federteller 10 abstützt, der über den Anschlag 31 am Zylindergehäuse 1 ortsfest gehalten ist. Erst wenn sich der Hauptzylinderkolben 3 infolge der Betätigung der Stange 37 nach links bewegt, wird die Druckfeder 20 entlastet und das Spannelement 11 gestattet dem Ventilkörper 14 über die zentrale Dichtung 17 die Ausgleichsbohrung 18 zu verschließen. Eine möglicherweise bei Druckerhöhung im Raum 30 bzw. im Druckraum 34 erfolgende Verschiebung des Zwischenkolbens 4 nach links hat dabei keinen Einfluß auf die Bewegung des Ventilkörpers 14 mit seiner zentralen Dichtung 17.

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Der im Raum 30 herrschende Druck wird durch das im Stutzen 39 angeordnete, als Rückschlagventil mit federbelastetem Ventilkörper 40 ausgebildetem Vordruckventil bestimmt. Bei einer Bewegung des Hauptzylinderkolbens 3 in Betätigungsrichtung vergrößert sich das Volumen des Raumes 30/ so daß (je nach Auslegung der Lippendichtung 41) Druckmittel über die Rille 43 und den Nachlaufkanal 5 in den Raum 30 nachlaufen kann. Bewegt sich der Hauptzylinderkolben 3 in seine Ausgangsstellung zurück, dann kann bei Erreichen des gewünschten Vordrucks ein Teil des Druckmittels über das Rückschlagventil 40, 44 in den Druckmittelvorratsbehälter zurückströmen.

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Claims

ALFRED TEVES GMBH " ------ --09.11.1982 Frankfurt (M( ZL/Tu/R P 5264 / 0057Q E. D. Schäfer - 9 Patentansprüche . .

1. Tandemhauptzylinder für hydraulisch betätigte Kraftfahrzeugbremsen mit mindestens einem Hauptzylinder- kolben (3) mit einer durch ein zentrales Spannelement (11) gefesselten KolbenrückstelTfeder (9) und einem relativ zu dem Hauptzylinderkolben (3) verschiebbaren Ventilkörper (14), der eine Ausgleichsbohrung (18)· am Hauptzylinderkolben (3) freigibt, wobei das Spannelement (11) für die Kolbenrückstellfeder (9) an seinem Hauptzylinder kolben (3) zugewandten Ende den Ventilkörper (14) trägt, der sich in der Ruhestellung in geringem Abstand vor der Ausgleichsbohrung (18) in der Stirnwand des Hauptzylinderkolbens (3) befindet, wobei das Spannelement (11) den Ventilkörper (14) in der Ruhestellung des Hauptzylinderkolbens (3) in seine Öffnungsstellung zieht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenrückstellfeder (9) an einem Federteller (10) abgestützt ist, der gegen ein Versehieben in Betätigungsrichtung über einen ortsfesten Anschlag (31) am Zylindergehäuse (1) gehalten ist.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch 25

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gekennzeichnet , daß der Federteller
(10) zur Abstützung der Kolbenrückstellfeder (9) eine zentrale Bohrung aufweist, durch die die Anschlaghülse (45) hindurchgreift, die einerseits an das
Spannelement (11) gefesselt ist und andererseits an
der Stirnseite des Zwischenkolbens (4) abgestützt ist.

3. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß in den Nachlaufkanal (5) der den Druckmittelvorratsbehälter mit dem Raum (30) hinter dem Hauptzyinderkolben (3) verbindet, ein Ventil eingebaut ist, dessen durch eine Feder (44) beaufschlagter Ventilkörper (40) als Rückschlagventil ausgebildet ist und den Rücklauf des
Druckmittels vom Raum (30) hinter dem Hauptzylinderkolben (3) zum Druckmittelvorratsbehälter nach überschreiten des Fülldruckes gestattet.

4. Hauptzylinder nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch

gekennzeichnet , daß der Nachlauf des Druckmittels vom Vorratsbehälter über den Nachlaufkanal (5) in den Raum (30) hinter dem Hauptzylinderkolben (-3) über einen Kanal oder eine Rille (43) erfolgt, in die ein Ventil, beispielsweise eine Dichtmanschette (41) eingeschaltet ist, das unter Atmo-

sphärendruck den Nachlauf des Druckmittels vom Druckmittelvorratsbehälter zum Raum (30) hinter dem Hauptzylinderkolben (3) gestattet.