DE4429439A1 - Hauptbremszylinder - Google Patents
HauptbremszylinderInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder für eine hydrau
lische Fahrzeugbremsanlage, wobei der Hauptbremszylinder ein
Hauptbremszylindergehäuse mit einer Längsbohrung hat, in die
sich ein Betätigungskolben erstreckt, der von einem Betätigungs
glied der Fahrzeugbremsanlage, insbesondere von einem Bremspedal,
betätigbar ist und der abdichtend und axial verschieblich in
einem hohlzylindrischen Hauptkolben geführt ist, der sich seiner
seits in die Längsbohrung erstreckt und in dieser abdichtend
und axial verschieblich geführt ist, wobei der Hauptkolben im
Normalfall nicht von dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage
betätigbar ist. Dabei ist "Normalfall" so zu verstehen, daß ein
mit dem Hauptbremszylinder gekoppelter Bremskraftverstärker
ordnungsgemäß funktioniert und die Membran des Bremskraftverstär
kers während einer Bremsung nicht voll ausgesteuert ist, was in
der weitaus überwiegenden Anzahl der Bremsungen der Fall ist.
Ein solcher Hauptbremszylinder ist aus der DE 34 01 402 C2 be
kannt. Bei dem dort beschriebenen Hauptbremszylinder wird im
Falle einer Betätigung des Bremspedals zunächst nur der Betäti
gungskolben in eine mit Bremsflüssigkeit gefüllte erste Druck
kammer des Hauptbremszylinders hinein verschoben. Durch diese
Verschiebung des Betätigungskolbens aus seiner Ausgangslage
wird ein Ventil eines an den Hauptbremszylinder angeschlossenen
Bremskraftverstärkers geöffnet, woraufhin sich eine Verstärkungs
kraft aufbaut, die über die im Bremskraftverstärker angeordnete
Membran das Steuergehäuse des Bremskraftverstärkers in Richtung
auf den Hauptbremszylinder verschiebt. Das Steuergehäuse ist in
Betätigungsrichtung des Hauptbremszylinders mit dem Hauptkolben
desselben starr gekoppelt, so daß nach dem Einsetzen der Verstär
kungskraft auch der Hauptkolben in die erste Druckkammer des
Hauptbremszylinders gepreßt wird. Der beschriebene Funktionsablauf
führt aufgrund der unterschiedlichen hydraulisch wirksamen
Durchmesser von Betätigungskolben und Hauptkolben zu einem zwei
stufigen Ansprechen der Fahrzeugbremse.
Bei herkömmlichen Hauptbremszylindern wirkt das Betätigungs
glied häufig nicht direkt auf den Haupt- oder Betätigungskolben
des Hauptbremszylinders, sondern auf eine zwischen dem Betäti
gungsglied und dem Haupt- oder Betätigungskolben angeordnete
gummielastische Reaktionsscheibe ein. Wenn eine solche gummi
elastische Reaktionsscheibe vorhanden ist, wird das Ansprechver
halten der Fahrzeugbremse hauptsächlich durch sie bestimmt. So
führt beispielsweise eine sehr weiche gummielastische Reaktions
scheibe zu einem relativ "giftigen" Ansprechen der Fahrzeugbremse,
d. h. es kommt bereits bei einer relativ geringen Betätigungskraft
zu einer relativ starken Bremswirkung. Die Charakteristik einer
vorgegebenen gummielastischen Reaktionsscheibe ist jedoch sehr
stark temperaturabhängig. Dies führt dazu, daß das Bremsgefühl,
das ein Fahrer bei einer Betätigung der Fahrzeugbremse verspürt,
sich in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur ändert, bei welcher
das Fahrzeug betrieben wird. Bei winterlichen Temperaturen wird
es demnach zu einem steifen, harten Pedalgefühl kommen, während
bei sommerlichen Temperaturen die Fahrzeugbremse einen geschmei
digeren, besser dosierbaren Eindruck vermittelt. Das Verhalten
einer gummielastischen Reaktionsscheibe ändert sich mit zunehmen
der Betriebsdauer aber auch durch den von Reibungseinflüssen
herrührenden Verschleiß derselben und aufgrund einer gewissen
Materialveränderung, die durch Alterungsprozesse hervorgerufen
wird. Eine rein hydraulischen Bremsbetätigung, wie sie in der DE
34 01 402 C2 beschrieben ist, umgeht diese Probleme. Zwar weist
auch der Hauptbremszylinder gemäß der DE 34 01 402 C2 eine gummi
elastische Reaktionsscheibe auf, diese tritt jedoch nur noch
bei einem Ausfall des angeschlossenen Bremskraftverstärkers in
Aktion.
Rein hydraulisch betätigte Hauptbremszylinder, d. h. Hauptbrems
zylinder, deren Betätigung ohne eine zwischengeschaltete gummi
elastische Reaktionsscheibe erfolgt, sind allerdings hinsichtlich
des Pedalgefühls ebenfalls nicht zufriedenstellend, denn sie
vermitteln aufgrund der inhärent fehlenden Nachgiebigkeit eines
hydraulischen Systems ein sehr steifes Pedalgefühl, was neben
einer als schlecht empfundenen Dosierbarkeit der Fahrzeugbremse
auch zu einer ungenügenden Rückmeldung eines stattfindenden
Bremsvorgangs führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptbremszylinder
ohne gummielastische Reaktionsscheibe bereitzustellen, der ein
verbessertes Pedalgefühl aufweist, insbesondere hinsichtlich
der Dosierbarkeit und der Rückmeldung an den Fuß des Fahrers,
wobei gleichzeitig ein schnelles Ansprechen der Bremse ermöglicht
sein soll.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Hauptbremszylinder
gelöst, der die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Durch den radial zwischen dem Hauptkolben und dem Betätigungs
kolben angeordneten hohlzylindrischen Hilfskolben, der zumindest
bei einer Betätigung des Betätigungsgliedes axial federnd gegen
den Betätigungskolben vorgespannt ist, und der nach einer Über
windung einer festgelegten Strecke entgegen der federnden Vor
spannung starr mit dem Betätigungskolben koppelt, wird erreicht,
daß der sich in der Längsbohrung des Hauptbremszylindergehäuses
gebildeten Druckkammer aufbauende Druck zunächst nur auf den
Betätigungskolben mit seinem im Vergleich zum Hilfskolben hydrau
lisch kleineren Durchmesser wirkt. Bei weiter steigendem Druck
in der Druckkammer wird dann der Hilfskolben entgegen der Feder
vorspannung und damit entgegen der Betätigungsrichtung des Betäti
gungskolbens verschoben und koppelt nach Überwindung einer festge
legten Strecke starr mit dem Betätigungskolben, wodurch nunmehr
der hydraulisch größere Durchmesser des Hilfskolbens über den
Betätigungskolben auf das Betätigungsglied, zum Beispiel ein
Bremspedal, zurückwirkt. Der Fahrer eines Fahrzeugs erhält somit
eine bessere Rückmeldung über den tatsächlich an der Fahrzeugbremse
anstehenden Bremsdruck. Die Intensität der Rückmeldung kann
durch die Festlegung des Verhältnisses der hydraulisch
wirksamen Durchmesser von Betätigungs- und Hilfskolben sowie
durch die Wahl der federnden Vorspannung des Hilfskolbens und
natürlich durch die absolute Größe der hydraulisch wirksamen
Flächen auf ein gewünschtes Maß eingestellt werden.
In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Haupt
bremszylinders ist der Hilfskolben auf einem stabförmigen Fort
satz des Betätigungskolbens angeordnet. Dabei durchsetzt der
stabförmige Fortsatz des Betätigungskolbens den Hilfskolben in
Axialrichtung vollständig.
Vorzugsweise weist der Hilfskolben einen radial vorstehenden
Ringbund auf, der mit einer stufenförmigen Querschnittsveren
gung im Hauptkolben zusammenwirkt. Auf diese Weise wird auch
bei einem Ausfall eines an den erfindungsgemäßen Hauptbrems
zylinder angeschlossenen Bremskraftverstärkers das zweistufige
Ansprechverhalten des erfindungsgemäßen Hauptbremszylinders
beibehalten, da der Betätigungskolben nach Überwindung der fest
gelegten Strecke starr mit dem Hilfskolben koppelt und der Hilfs
kolben dann durch den Formschluß, der durch das Zusammenwirken
seines radial vorstehenden Ringbunds mit der stufenförmigen
Querschnittsverengung im Hauptkolben erzeugt wird, auch den
Hauptkolben in Druckaufbaurichtung mitnimmt. Der radial vor
stehende Ringbund ist bevorzugt am der Längsbohrung bzw. der
Druckkammer abgewandten Ende des Hilfskolbens angeordnet, so
daß dieser einen insgesamt T-förmigen Längsschnitt aufweist.
Ist der erfindungsgemäße Hauptbremszylinder ein Tandemzylinder,
so weist der Hilfskolben in bevorzugten Ausführungsformen an
seinem der Längsbohrung und damit der Druckkammer zugewandten
Ende entweder einen axialen rohrförmigen Fortsatz oder einen
axialen stiftförmigen Fortsatz auf, die je zur Kopplung mit
einer Fesselung für eine Rückstellfeder dienen, wobei die Fesse
lung gleichzeitig einen einstellbaren Anschlag für einen weiteren
Hauptkolben bildet. Ein solcher weiterer Hauptkolben kann bei
spielsweise schwimmend in der Längsbohrung des Hauptbremszylin
dergehäuses angeordnet sein und diese in zwei Druckkammern unter
teilen, wie dies bei einer Zweikreisbremsanlage erforderlich
ist. Zur Koppelung des Hilfskolbens mit der Fesselung wird
dabei ein Fesselungsstift verwendet, dessen eines Ende entweder
in den rohrförmigen Fortsatz des Hilfskolbens gesteckt und dann
entsprechend befestigt wird oder das auf den stiftförmigen Fort
satz des Hilfskolbens aufgeschoben und dann wiederum entsprechend
befestigt wird. Das andere Ende des Fesselungsstifts ist mit
der Fesselung für die Rückstellfeder so verbunden, daß eine
starre Koppelung nur während einer Bewegung in Druckabbaurichtung
erfolgen kann.
Ist der Hilfskolben mit dem rohrförmigen oder mit dem stift
förmigen Fortsatz zur Koppelung mit einer Fesselung für eine
Rückstellfeder versehen, so weist der Hilfskolben benachbart
zum stift- oder rohrförmigen Fortsatz eine querverlaufende Durch
gangsausnehmung auf, die sicherstellt, daß ein sich in der Brems
flüssigkeit auf bauender Druck auf die druckkammerseitige Stirn
fläche des Betätigungskolbens wirken kann.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haupt
bremszylinders ist der Betätigungskolben quergeteilt, d. h. er
besteht aus zwei sich axial aneinander anschließenden Teilstücken.
Ein so ausgeführter Betätigungskolben läßt sich kostengünstiger
herstellen.
Vorteilhaft weist der Hauptkolben eine Einstellmutter auf, die
auf sein der Längsbohrung abgewandtes Ende aufgeschraubt ist.
Mit dieser Einstellmutter ist auf einfache Weise eine axiale
Längenanpassung des Hauptkolbens ermöglicht, was es erlaubt, in
der Serienfertigung bei jeder Einheit von Hauptbremszylinder
und Bremskraftverstärker dasselbe Ansprechverhalten zu garan
tieren, indem nach dem Zusammenbringen von Hauptbremszylinder
und Bremskraftverstärker mittels der Einstellmutter das Spiel
zwischen einer auf die Einstellmutter wirkenden Fläche des Steu
ergehäuses des Bremskraftverstärkers und der Einstellmutter auf
einen vorgegebenen Wert justiert wird. Diese Einstellung kann
dann fixiert werden, indem beispielsweise auf das Einstellmut
tergewinde ein Klebstoff aufgebracht und die Einstellmutter
damit verdrehgesichert wird.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Hauptbremszylinders mit daran angeschlossenem Brems
kraftverstärker,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößerter Dar
stellung, und
Fig. 3 einen Fig. 2 entsprechenden Ausschnitt einer
zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Hauptbremszylinders.
In Fig. 1 ist ein allgemein mit 10 bezeichneter Tandem-Hauptbrems
zylinder mit einem mittels Unterdruck arbeitendem Bremskraftver
stärker 12 verbunden. Der Hauptbremszylinder 10 hat ein Gehäuse
14 mit einer axial verlaufenden Längsbohrung 16, deren in Fig.
1 linkes Ende durch das Gehäuse 14 verschlossen ist.
Auf der dem Bremskraftverstärker 12 zugewandten Seite erstreckt
sich ein hohlzylindrischer Hauptkolben 18 zu etwa einem Drittel
seiner Länge in die Längsbohrung 16, dessen Zentralbohrung 19
axial von einem Betätigungskolben 20 durchsetzt ist. Der Betäti
gungskolben 20 ragt auf der dem Hauptbremszylinder 10 abgewandten
Seite aus dem Hauptkolben 18 heraus und steht mit seiner in
Fig. 1 rechten Stirnfläche in Kontakt mit der einen Stirnfläche
eines scheibenförmigen Zwischenstücks 22, das abdichtend und
axial verschieblich in einer Bohrung 24 eines Steuergehäuses 26
des Bremskraftverstärkers 12 geführt ist. Die andere Stirnfläche
des Zwischenstücks 22 steht in Kontakt mit dem einen Ende eines
sogenannten Fühlkolbens 28, in den auf der gegenüberliegenden
Seite eine Betätigungsstange 30 mit ihrem kugelförmig ausgeführten
Ende 31 eingreift. Die Betätigungsstange 30 ist mit einem nicht
gezeigten Betätigungsglied verbunden, beispielsweise mit dem
Bremspedal eines Kraftfahrzeugs, so daß über das nicht gezeigte
Betätigungsglied eine Axialkraft auf die Betätigungsstange 30
ausgeübt werden kann, die in Fig. 1 mit einem Pfeil F angedeutet
ist.
Der Bremskraftverstärker 12 ist mit seiner den Raum innerhalb
des Bremskraftverstärkergehäuses in eine Unterdruckkammer 32
und eine Arbeitskammer 33 unterteilenden Membran 34 von bekann
ter, herkömmlicher Bauart und wird im folgenden daher nur inso
weit beschrieben, als es für das Verständnis der Funktion not
wendig erscheint.
Innerhalb der Längsbohrung 16 des Hauptbremszylindergehäuses 14
ist ferner ein weiterer Hauptkolben 35 schwimmend angeordnet,
der zusammen mit dem einen Hauptkolben 18 die Längsbohrung 16
in zwei Druckkammern 36 und 38 unterteilt, die bei einsatzbe
reitem Hauptbremszylinder mit Hydraulikfluid gefüllt sind und
an die jeweils ein Bremskreis einer Zweikreis-Fahrzeugbrems
anlage angeschlossen ist. Die beiden Hauptkolben 18 und 35 sind
durch Rückstellfedern 40 und 42 in ihre in Fig. 1 wiedergegebene
Ausgangsstellung vorgespannt. Mit 44 und 46 sind zwei Anschluß
stutzen bezeichnet, in die entsprechend geformte Fortsätze eines
nicht gezeigten Ausgleichbehälters für Hydraulikfluid abdichtend
einrastbar sind, über den die Druckkammern 36 und 38 des Haupt
bremszylinders 10 in üblicher Weise mit Hydraulikfluid befüllbar
sind.
In Fig. 2 ist der hauptsächlich interessierende Teil des Haupt
bremszylinders 10 vergrößert dargestellt. Wie aus Fig. 2 ersicht
lich, ist der Hauptkolben 18 sowohl in der Längsbohrung 16 als
auch in einem Führungsring 48, der in einem Endabschnitt erwei
terten Durchmessers der Längsbohrung 16 aufgenommen ist, axial
verschieblich geführt und mittels Dichtungen 50 und 52 abgedich
tet, die in dem Führungsring 48 bzw. auf einem Endabschnitt 54
des Hauptkolbens 18 angeordnet sind. Der Betätigungskolben 20
ist in dem hohlzylindrischen Hauptkolben 18 mittels zweier radial
vorstehender Ringbunde 56, 58 axial verschieblich geführt und
weist an seinem in Fig. 2 linken Ende einen stabförmigen Fortsatz
60 verringerten Durchmessers auf. Auf diesem stabförmigen Fortsatz
60 ist ein ebenfalls hohlzylindrischer Hilfskolben 62 axial
verschieblich angeordnet, der in seinem in Fig. 2 rechten End
bereich mit einem radial vorstehenden Ringbund 64 versehen ist,
so daß der Hilfskolben 62 einen Längsschnitt von insgesamt T-för
miger Gestalt aufweist. Der Ringbund 64 des Hilfskolbens 62
wird von einer Schraubenfeder 66, deren Enden sich am Ringbund
64 bzw. am in Fig. 2 linken Ringbund 58 des Betätigungskolbens
20 abstützen, gegen eine stufenförmige Querschnittsverengung 68
der Zentralbohrung 59 des Hauptkolbens 18 gedrückt. Der Hilfskol
ben 62 ist, wie ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich, mittels O-Ring
dichtungen sowohl gegenüber dem stabförmigen Fortsatz 60 als
auch gegenüber dem im Endabschnitt 54 des Hauptkolbens 18 gele
genen Teils der stufenförmigen Zentralbohrung 19 abgedichtet.
An seinem aus dem Hauptkolben 18 heraus- und in die Druckkammer
36 hineinragenden Ende weist der Hilfskolben 62 einen rohrför
migen Fortsatz 70 auf, in den ein Ende eines Fesselungsstifts
72 gesteckt ist, das durch Verstemmen der Umfangswand des rohrför
migen Fortsatzes 70 in eine Umfangsnut 74 des Fesselungsstifts
72 mit dem Hilfskolben 62 fest verbunden ist. Der Fesselungs
stift 72 ist an seinem anderen Ende mit einer hülsenförmigen
Federfesselung 75 für die Rückstellfeder 40 axial verschieblich
gekoppelt, die zugleich einen rechten Anschlag für den weiteren
Hauptkolben 35 bildet (sh. Fig. 1). Die Ausgangslage des
Hauptkolbens 35, d. h. seine Stellung innerhalb der Längsbohrung
16 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 10, wird festgelegt,
indem der Fesselungsstift 72 in dem rohrförmigen Fortsatz 70
des Hilfskolbens 62 axial entsprechend justiert und dann in die
Umfangsnut 74 verstemmt wird. Eine Durchgangsausnehmung in
Gestalt einer Querbohrung 76, die den Hilfskolben 62 im Bereich
seines in die Druckkammer 36 ragenden Endes durchsetzt, stellt
eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Druckkammer 36 und
der freien Stirnfläche des stabförmigen Fortsatz es 60 des
Betätigungskolbens 20 her.
Im folgenden wird die Funktionsweise des Hauptbremszylinders 10
beschrieben. Sobald durch das nicht gezeigte Betätigungsglied
eine Kraft F auf die Betätigungsstange 30 aufgebracht wird,
überträgt die Betätigungsstange 30 diese Kraft über den Fühl
kolben 28 und das Zwischenstück 22 auf den Betätigungskolben 20
(sh. Fig. 1), wodurch dieser sich gegen die Kraft der Schrauben
feder 66 relativ zum Hauptkolben 18 und zum Hilfskolben 62 in
Fig. 2 nach links verschiebt. Dabei taucht der stabförmige Fort
satz 60 des Betätigungskolbens 20 in die Druckkammer 36 ein.
Gleichzeitig führt die zusammen mit dem Betätigungskolben 20
erfolgende Verschiebung des Fühlkolbens 28 nach links dazu, daß
ein allgemein mit 78 bezeichnetes Steuerventil des Bremskraftver
stärkers 12 sich öffnet und eine Verbindung der Arbeitskammer
33 des Bremskraftverstärkers 12 zur Atmosphäre freigibt, wodurch
sich an der Membran 34 ein Differenzdruck aufbaut, der eine
Verschiebung des mit der Membran 34 gekoppelten Steuergehäuses
26 des Bremskraftverstärkers 12 nach links bewirkt. Über eine
Kraftabgabefläche 80 überträgt das Steuergehäuse 26 die vom
Bremskraftverstärker 12 erzeugte zusätzliche Betätigungskraft
auf die gegenüberliegende Fläche 82 einer auf dem dem Steuerge
häuse 26 zugewandten Ende des Hauptkolbens 18 aufgeschraubten
Einstellmutter 84, so daß nun der Hauptkolben 18 beginnt, sich
ebenfalls nach links und damit in die Druckkammer 36 hinein zu
verschieben. Nach einem definierten Leerweg überfährt die auf
dem Endabschnitt 54 des Hauptkolbens 18 angeordnete Dichtung 52
eine Zulaufbohrung 86 und unterbricht dadurch die bisher offene
Verbindung zwischen der Druckkammer 36 und dem nicht gezeigten
Ausgleichsbehälter, so daß sich nun in der Druckkammer 36 Hydrau
likdruck aufbauen kann.
Der sich im Zuge einer weiteren Verschiebung des Betätigungskol
bens 20 und des Hauptkolbens 18 nach links aufbauende Hydraulik
druck in der Druckkammer 36 wirkt aufgrund der Querbohrung 76
im Hilfskolben 62 sowohl auf den hydraulisch wirksamen Durchmesser
des Hilfskolbens 62 als auch auf den hydraulisch wirksamen Durch
messer des Betätigungskolbens 20, der durch den Durchmesser des
stabförmigen Fortsatzes 60 gegeben ist. Für eine Rückmeldung
des sich in der Druckkammer 36 aufbauenden Hydraulikdrucks an
das nicht gezeigte Betätigungsglied, beispielsweise ein Brems
pedal, spielen nur die beiden vorgenannten hydraulisch wirksamen
Durchmesser bzw. Flächen eine Rolle, da die auf den Hauptkolben
18 wirkende Reaktionskraft über das Steuergehäuse 26 in den
Bremskraftverstärker 12 eingeleitet wird und daher am Bremspedal
nicht spürbar ist. Das Verhältnis, in dem ein Fahrer den Druckan
stieg in der Druckkammer 36 als Anwachsen der Gegenkraft am
Bremspedal verspürt, wird im folgenden als Übersetzungsverhältnis
bezeichnet. Ist das Übersetzungsverhältnis hoch, so kann der
Betätigungskolben 20 sich bei identischer Betätigungskraft F
relativ zum Steuergehäuse 26 weiter nach links bewegen, als
dies bei einem niedrigeren Übersetzungsverhältnis möglich wäre.
Mit einem großen Übersetzungsverhältnis wird gleichzeitig ein
größerer Öffnungshub des Steuerventils 78 des Bremskraftver
stärkers 12 und somit ein kräftigeres Ansprechen des Bremskraft
verstärkers erreicht. Hingegen führt ein niedrigeres Übersetzungs
verhältnis zu einem weicheren Einsetzen der Bremskraftverstärkung.
Hinsichtlich der Reaktionskraft, die ein Fahrer bei einer Be
tätigung des Hauptbremszylinders 10 im Bremspedal verspürt,
lassen sich drei Stufen unterscheiden: Zu Beginn der Bremsbe
tätigung ist die Flüssigkeitsverbindung zwischen der Druckkammer
36 und dem nicht gezeigten Ausgleichsbehälter für Hydraulikfluid
noch geöffnet, so daß sich die Reaktionskraft nur aus der durch
die Schraubenfeder 66 hervorgerufene Gegenkraft ergibt (erste
Stufe). Das erste Ansprechen der Fahrzeugbremse kann deshalb
allein durch eine Variation der Federsteifigkeit der Schrauben
feder 66 verändert werden.
Sobald der Hauptkolben 18 die Zulaufbohrung 86 überfahren hat,
erhöht sich der Druck in den Druckkammern 36 und 38 des Haupt
bremszylinders 10, wodurch eine hydraulische Reaktionskraft
erzeugt wird, die zunächst nur auf die freie Stirnfläche des
stabförmigen Fortsatzes 60 des Betätigungskolbens 20 wirkt. Die
im Bremspedal verspürbare Reaktionskraft setzt sich somit nun
aus der auf die Stirnfläche des stabförmigen Fortsatzes 60 wir
kenden Hydraulikkraft sowie aus der durch die Schraubenfeder 66
erzeugten Gegenkraft zusammen (zweite Stufe).
Steigt der Hydraulikdruck in der Druckkammer 36 weiter an, so
wird der Hilfskolben 62 relativ zum Hauptkolben 18 entgegen der
Kraft der Feder 66 nach rechts verschoben, wobei sich die im
Bremspedal verspürbare Reaktionskraft stufenlos weiter erhöht,
bis der Hilfskolben 62 nach Überwinden einer Strecke S gegen
einen Anschlag 88 am Betätigungskolben 20 läuft (dritte Stufe).
Aufgrund der dadurch erreichten mechanischen Kopplung zwischen
Hilfskolben 62 und Betätigungskolben 20 ist von nun an bei einer
weiteren Druckerhöhung in der Druckkammer 36 der größere hydrau
lisch wirksame Durchmesser des Hilfskolbens 62 für die im Brems
pedal spürbare Reaktionskraft maßgeblich.
Wird eine Bremsung durch Freigeben des Bremspedals beendet, so
werden die soeben genannten Stufen in umgekehrten Reihenfolge
durchlaufen. Dabei drücken die Rückstellfedern 40 und 42 die
Hauptkolben 18 und 35 wieder in ihre in Fig. 1 gezeigte Ausgangs
lage, wobei der Betätigungskolben 20 und der Hilfskolben 62 vom
Hauptkolben 18 mitgenommen werden, während das Steuergehäuse 26
durch eine sich am Hauptbremszylindergehäuse 14 und an der Ein
stellmutter 84 abstützende Rückstellfeder 90 in seine Ausgangs
stellung zurückbewegt wird.
In Fig. 3 ist eine etwas abgewandelte zweite Ausführungsform
des Hauptbremszylinders 10 dargestellt, deren Funktion der soeben
in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Funktion
entspricht. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist die
zweite Ausführungsform einen zweigeteilten Betätigungskolben
20′ und einen modifizierten Hilfskolben 62′ auf. Im Bereich des
radial vorstehenden Ringbunds 64 hat die den Hilfskolben 62
axial durchsetzende Durchgangsausnehmung einen Abschnitt größeren
Durchmessers, in dem zum einen das in Fig. 3 linke Teilstück
des Betätigungskolbens 20′ eine O-Ringdichtung aufnehmend geführt
ist und in den zum anderen das dem Hauptbremszylinder 10 zugewandte
Endstück des in Fig. 3 rechten Teilstücks des Betätigungskolbens
20′ ragt. Ferner weist der Hilfskolben 62′ statt des rohrförmigen
Fortsatzes 70 des Hilfskolbens 62 einen stiftförmigen Fortsatz
92 auf, der in einen entsprechenden rohrförmigen Endabschnitt
eines Fesselungsstifts 72′ eingreift, wobei der Fesselungsstift
72′ durch Verstemmen der Umfangswand seines rohrförmigen Endab
schnitts in eine auf dem stiftförmigen Fortsatz 92 ausgebildete
Umfangsnut mit dem Hilfskolben 62′ fest verbunden ist.
Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen ermöglicht die Ein
stellmutter 84, die auf dem dem Bremskraftverstärker 12 zuge
wandten Ende des Hauptkolbens 18 angeordnet ist, einen präzisen
Axialspielausgleich zwischen dem Hauptbremszylinder 10 und dem
Bremskraftverstärker 12, wodurch sich auch in der Serienferti
gung ein gleiches Ansprechverhalten der einzelnen Einheiten aus
Hauptbremszylinder 10 und Bremskraftverstärker 12 erreichen
läßt.
Claims (10)
1. Hauptbremszylinder (10) für eine hydraulische Fahrzeugbrems
anlage, mit einem Hauptbremszylindergehäuse (14), das eine
Längsbohrung (16) aufweist, in die sich ein Betätigungskolben
(20, 20′) erstreckt, der von einem Betätigungsglied der
Fahrzeugbremsanlage, insbesondere von einem Bremspedal,
betätigbar ist und der abdichtend und axial verschieblich in
einem hohlzylindrischen Hauptkolben (18) geführt ist, der sich
seinerseits in die Längsbohrung (16) erstreckt und in dieser
abdichtend und axial verschieblich geführt ist, wobei der
Hauptkolben (18) im Normalfall nicht von dem Betätigungsglied
der Fahrzeugbremsanlage betätigbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
in Radialrichtung gesehen zwischen dem Hauptkolben (18) und dem
Betätigungskolben (20, 20′) ein hohlzylindrischer Hilfskolben
(62, 62′) angeordnet ist, der sowohl auf dem Betätigungskolben
(20, 20′) und in dem Hauptkolben (18) abdichtend und axial ver
schieblich geführt ist, wobei der Hilfskolben (62, 62′) bei
einer Betätigung des Betätigungsgliedes axial federnd gegen den
Betätigungskolben (20, 20′) vorgespannt ist und nach Überwindung
einer festgelegten Strecke (S) entgegen der federnden Vorspannung
starr mit dem Betätigungskolben (20, 20′) koppelt.
2. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hilfskolben (62, 62′) auch bei unbetätigtem
Betätigungsglied axial federnd gegen den Betätigungskolben (20,
20′) vorgespannt ist.
3. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hilfskolben (60, 62′) auf einem stabförmigen Fortsatz (60)
des Betätigungskolbens (20, 20′) angeordnet ist.
4. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hilfskolben (62, 62′) einen radial vorstehenden Ringbund
(64) aufweist, der mit einer stufenförmigen Querschnittsver
engung (68) im Hauptkolben (18) zusammenwirkt.
5. Hauptbremszylinder nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hilfskolben (62, 62′) einen T-förmigen Längsschnitt hat.
6. Hauptbremszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hilfskolben (62) an seinem der Längsbohrung (16) zugewandten
Ende einen axialen rohrförmigen Fortsatz (70) zur Kopplung mit
einer Federfesselung (75) hat.
7. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hilfskolben (62′) an seinem der Längsbohrung (16) zuge
wandten Ende einen axialen stiftförmigen Fortsatz (92) zur
Kopplung mit einer Federfesselung (75) hat.
8. Hauptbremszylinder nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hilfskolben (62, 62′) benachbart zum Fortsatz (70, 92) eine
querverlaufende Durchgangsausnehmung (76) hat.
9. Hauptbremszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Betätigungskolben (20′) quergeteilt ist.
10. Hauptbremszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hauptkolben (18) eine auf sein der Längsbohrung (16) abge
wandtes Ende aufgeschraubte Einstellmutter (84) aufweist.
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