DE2164590B2 - Hauptzylinder für eine Zweikreisbremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für Zweikreisbremsanlagen für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge mit den im Oberbegriff des Hauptan-Spruchs angegebenen Merkmalen.

Der Zweck eines derartigen Hauptzylinders besteht darin, das Bremspedal im wesentlichen nur als Steuerorgan zu verwenden und den eigentlichen Bremsdruck durch die iin allgemeinen von einem Speicher gebildete Druckquelle aufzubringen, wobei im Falle eines Ausfallens der Druckquelle die mechanisch auf das Pedal aufgebrachte Kraft noch einen zumindest für eine Notbremsung ausreichenden Bremsdruck aufbringen können soll.

jo Fällt bei einer derartigen Bremsanlage der vom Hauptkolben beaufschlagte Bremskreis aus, so hat der Fahrer das unangenehme Gefühl des Durchfallens des Bremspedals, bevor der noch verbliebene intakte Bremskreis eine Reaktion zeigt.

j5 Dieses unangenehme Durchfallen des Bremspedals kann zu Schreckreaktionen des Fahrers und allen damit verbundenen Unannehmlichkeiten führen.

Fin Hauptzylinder der eingangs genannten Gattung ist in der US-PS 2410269 beschrieben. Dort ist das dem Hauptdruckraum zugewandte Stirnende des Hauptkolbens gegen eine Rückstellfeder abgestützt, deren anderes Ende an der Stirnwand des ersten Druckraums anliegt. In dieser Stirnwand ist auch die Druckleitung des ersten Bremskreises unmittelbar angeschlossen, so daß der erste Druckraum stets mit dieser Druckleitung in Verbindung steht. Wenn bei einer derartigen Anordnung also der erste Bremskreis ausfällt, dann bricht der Druck im ersten Druckraum vollständig zusammen, so daß der Hauptkolben unterstützt von dem im zweiten Bremskreis herrschenden Druck die Kraft der Rückstellfeder sehr leicht überwindet und praktisch ungehindert »durchfallen« kann, bis er an der Stirnwand des ersten Druckraums im Hauptzylinder anliegt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, einen Hauptzylinder der eingangs genannten Gattung zu schaffen, hei dem im Falle des Ausfalls des vom Hauptkolben beaufschlagten Bremskreises das Durchfallen des Hauptkolbens und damit des Bremspedals im Falle einer Bremsung vermieden wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung werden im Falle einer normalen Bremsung beide Flächen des Hilfskolbens vom gleichen Druck beaufschlagt, wobei die dem Hauptkolben zugewandte Fläche etwas eher

als die gegenüberliegende Fläche eine Druckkraft erfährt. Auf diese Weise verbleibt der Hilfskolben bei jeder normalen Bremsung in der Endstellung am Boden des Zylinders.

Fällt dagegen der vom Hauptkolben beaufschlagte Bremskreis aus, so schnellt der Hilfskolben innerhalb der Zylinderbohrung in Richtung auf den Hauptkoiben hin, weil in diesem Falle nur seine dem Zylinderboden zugewandte Fläche mit Druck beaufschlagt wird. Dadurch legt sich die dem Hauptkolben zugewandte Seite des Hilfskolbens an die Stirnseite des Hauptkolbens an, so daß das Durchfallen des Hauptkolbens durch die vom Hilfskolben auf ihn ausgeübte Kraft verhindert wird.

Besonders bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Hauptzylinders sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitteines erfindungsgemäßen Hauptzylinders mit einem Haupt- und einem erfindungsgemäßen Hilfskolben, wobei schematisch auch der Speicher mit Pumpe und Behälter veranschaulicht sind,

Fig. la in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt α in Fig. 1 und

Fig. Ib in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt b in Fig. 1.

Nach Fig. 1 ist in einem Hauptzylinder 17 ein Hauptkolben 13 angeordnet, welcher aus einem in konventioneller Weise ausgebildeten Kolbenteil 13a mit Primärmanschette 28, einem Verbindungsstück 13c verringerten Durchmessers und einem dahinter angeordneten Steuerteil 13b besteht. Der Kolbenteil 13a arbeitet in üblicher Weise mit einer Ausgleichsbohrung 27 sowie einer N achlauf bohrung 27α zusammen, die an einen Bremsflüssigkeit enthaltenden Behälter 49 angeschlossen sind.

Der Kolbenteil 13a weist außerdem einen Anschlag 26 auf, der beim Ausfall des mit dem Anschluß 29 verbundenen Bremskreises am Boden des Hauptzylinders 17 zur Anlage kommt und eine weitere Verschiebung des Kolbens 13 in diesem Fall verhindert.

Durch eine Rückstellfeder 19 wird der Hauptkolben 13 stets wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt.

Der Steuerteil 13b des Hauptkolbens 13 weist einen Nockenbereich 31 auf, der sich ringförmig an der Außenfläche des Steuerteils 13b erstreckt und eine in der Zeichnung von rechts nach links abfallende Rampe bildet, die mit dem Stößel 11 eines in der Zylinderwand angeordneten Kugelventils 14 zusammenarbeitet. Das Kugelventil 14 wird durch eine Druckfeder 33 in Schließstellung vorgespannt, wobei der Nockenbereich 31 so ausgebildet ist, daß in der in der Zeichnung veranschaulichten Ruhelage der Stößel soweit nach innen bewegt ist, daß das Kugelventil 14 geschlossen ist. Beim Bewegen des Steuerteils 13fo nach links in Fig. 1 wird der Stößel angehoben und öffnet das Kugelventil 14.

Das Ventil 14 ist an einen hydropneumatischen Speicher 32 angeschlossen, der von einer Pumpe 41 mit Druck beaufschlagt wird. Der Behälter 40 der Pumpe ist über eine Leitung mit einer weiteren Wandbohrung 39 des Hauptzylinders 17 verbunden.

Der Steuerteil 136 des Hauptkoblens 13 weist eine axiale und zylindrische Bohrung 42 auf, in der ein Steuerkolben 15 längs verschiebbar angeordnet ist.

Zwischen einem Teil dieses Steuerkolbens und des Steuerteils Xib ist ein Hohlraum 44 ausgebildet, in dem eine Feder 18 untergebracht ist, die den Steuerkolben 15 aus der Zylinderbohrung 42 herauszubeweger, sucht. Die Feder 18 ist krävtiger als die Hauptkolben-Rückstellfeder 19 ausgebildet.

Durch den gesamten Steuerkolben 15 hindurch erstreckt sich eine einfach herstellbare Längsbohrung 23, während außerdem eine Querbohrung 21, die in

lu einer Ringnut 21a mündet, derart angeordnet ist, daß sie einerseits mit der Längsbohrung 23 kommuniziert und einen solchen axialen Abstand von einer Steuerteil-Wandbohrung 22 aufweist, daß sie erst nach einer gewissen Relativverschiebung zwischen Steuerkolben

ι j 15 und Steuerteil Hb mit dieser zur Ausrichtung kommt.

Des weiteren ist in dem Verbindungsstück 13c eine Verbindungsöffnung 20 vorgesehen, die mit der Zylinderbohrung 42 einerseits und einem Ringraum 38 andererseits in Verbindung steht. Der axiale Abstand dieser Bohrung 20 von dem Boden 25 des Stcuerkolbens 15 ist derart, daß der Steuerkolben 15 die Öffnung 20 absperrt, bevor die Querbohrung 21 und die Bohrung 22 in Ausrichtung kommen.

Der Ringraum 38 steht über die Wandbohrung 39 mit dem Rücklaufbehälter 40 der Pumpe 41 in Verbindung.

An der Stirnseite des Steuerkolbens 15 liegt ein von einem Bremspedal 16 mechanisch beaufschlagter Stößel 24 an, der durch eine Dichtung 47 abgedichtet durch die Zylinderstirnwand hindurchgeführt ist.

Der Steuerkolben 15 erstreckt sich in einen am vorderen Ende des Hauptzylinders 17 vorgesehenen Druckraum 45 hinein und liegt stirnseitig an dem Stößel 24 an. Um den Druck im Innern der Längsbohrung 23 in den Druckraum 45 weiterzuleiten, ist eine zweite Querbohrung 46 in dem vorstehenden Teil des Steu-

. erkolbens 15 vorgesehen.

Ein im Nockenbereich 31 vorgesehener Ringraum 34 ist durch Dichtungen 35, 36 nach außen abgedichtet, so daß der in dem Ringraum 34 befindliche Druck sich nur über die Steuerteilwandbohrung 22 fortsetzen kann.

Des weiteren ist das Verbindungsstück 13c gegen den Kolbenteil 13a durch eine weitere Ringdichtung 43 abgedichtet.

Das Ventil und der Ventilstößel 11 sind in einer entsprechenden Öffnung 37 des Hauptzylinders 17 untergebracht.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der mit dem ersten Bremskreis verbundene Anschluß 29 an den vom Kolbenteil 13a beaufschlagten Raum angeschlossen, während der zweite Bremskreis über einen . 55 Anschluß 30 von dem Raum 45 abzweigt.

In dem vom Hauptkolbenteil 13a beaufschlagten Druckraum 60 ist ein frei verschiebbarer Hilfskolben 61 angeordnet, an dessen in Fig. 1 rechter Stirnfläche die Kolbenrückstellfeder 19 abgestützt ist.
, 60 An der dem Zylinderboden 64 zugekehrten Fläche des Hilfskolbens 61 ist ein Zapfen 63 vorgesehen, derart, daß eine ringförmige Stirnfläche 62 und ein Ringraurr. 65 gebildet werden. Von dem Ringraum 65 zweigt eine schematisch dargestellte Leitung 66 ab, die durch eine Zylinderwandbohrung 68 zu einer von dem Kolbenteil 13b und der Zylinderwand gebildeten Ventilanordnung 67 führt.

Der Ausschnitt α ist in Fig. la und der Aus-

schnitt /> ist in Fig. Ib vergrößert dargestellt. Der Abstand d in Fig. la ist größer als der Abstand / gemäß Fig. 1 b.

Die Funktion des Hauptzylinders nach Fig. 1 ist wie folgt: Beim Betätigen des Bremspedals 16 wird über den Stößel 24 !zunächst der Steuerkolben 15 innerhalb des Stcuerteils 13/) _%unter Zusanimcndrükkungder Federn 18 so weit verschoben, bis der Steuerkolben 15 mit seinem vorderen Ende an der Anschlagfläche 69 des Hauptkolbens 13 anliegt. In dieser Stellung des Steuerkolbens 15 befindet sich die Bohrung 22 in Ausrichtung mit der Ringnut 21«, so daß der Ringraum 34 über die Bohrung 22 die Ringnut 21« die Bohrungen 21, 23 und 46 mit dem Raum 45 verbunden ist. Die zum Behälter 40 führende Bohrung 20 ist dabei durch den vorgeschobenen Steuerkolben 15 abgesperrt.

Bei weiterer Betätigung wird von dem Steuerkolben 15 der Hauptkolben 13 so weit nach links verschoben und im ersten Bremskreis ein gewisser Druck aufgebaut, bis das Ventil 14 von dem an der Rampe 31 des Hauptkolbens 13 hochglcitenden Stößels 11 geöffnet wird. Das nun in den Raum 45 gelangende Druckmittel beaufschlagt einerseits den Hauptkolben 13 und gelangt andererseits über den Anschluß 30 zum zweiten Bremskreis. Gleichzeitig lastet der in dem Raum 45 herrschende Druck auf dem Stößel 24. um auf das Bremspedal 16 die erwünschte Reaktionskraft auszuüben. Die feinfühlige Dosierung des in dem Druckraum 45 und dem zweiten Bremskreis herrschenden Drucks, von dem auch der Druck im ersten Bremskreis bestimmt wird, erfolgt über die durch die Querbohrung 22 und die Ringnut 21« gebildeten Steuerkanten. Sobald nämlich das Bremspedal in seiner Stellung festgehalten wird, verschiebt das in den Raum 45 einströmende Druckmittel den Hauptkolbcn 13 nur so weit, bis die Bohrung 22 nicht mehr in Ausgangsrichtung mit der Ringnut 21« ist. Hierdurch wird die weitere Druckmittelzufuhr in den Raum 45 unterbrochen, so daß der Betätigungsvorgang zum Stillstand kommt.

Das Lösen der Bremse erfolgt durch Zurückbcwcgen des Bremspedals 16 bzw. durch Verminderung der der Reaktionskraft am Stößel 24 entgegenwirkenden Pedalkraft, so daß sich der Stößel 24 in seine Ausgangslage zurückbewegt. Der Steuerkolben 15 bewegt sich dabei unter dem Eiinfluß der Feder 18 in Fig. nach rechts, worauf die Öffnung 20 freigegeben um der in dem Raum 45 herrschende Druck über di Längsbohrung 23, die Bohrung 20, den Ringraum 3} und die Wandbohrung 39 zum Behälter 40 abgelassci wird. Dabei bewegt sich der Kolben 13 unter den Einfluß der Rückstellfeder 19 und des im Brcmskrei 29 herrschenden Drucks in seine Ausgangslage zu rück, wobei das Ventil 14 geschlossen wird.

Der erste Bremskreis kann an die Vorderachse unc der zweite Bremskreis an die Hinterachse angeschlos sen sein. Dies deshalb, weil im Falle eines Ausfalle des zweiten Bremskreises der erste Bremskreis nocl mechanisch mittels des Bremspedals 16 mit Druck be aufschlagt werden kann, wobei die Feder 18 so wci zusammengedrückt wird, bis der Boden des Steuer kolbens 25 am Boden 69 der Zylinderbohrung 42 an liegt. Auch beim Ausfall der Druckquelle 32 wcrdci die Vorderräder aufgrund dieser Wirkungsweise ge bremst.

Da der Abstand d etwas größer als der Abstand sein soll, wird beim normalen Bremsen mit zwei intak ten Bremskreisen stets zuerst im Druckraum 60 eii Druck aufgebaut, so daß der Hilfskolben 61 eine it seine Endstellung am Kolbenboden 64 gerichtet Druckkraft erfährt. Erst in einem späteren Stadiun des Bremsvorganges wird der Druckraum 45 durcl Öffnung der Ventilanordnung 67 an den Kanal 66 an geschlossen, so daß der Hilfskolben 61 auch eine au seine in Fig. 1 linke Stelle wirkende Druckkraft glei eher Größe erfährt, die jedoch angesichts des zuvo erfolgten Druckaufbaus im Druckraum 60 und de Wirkung der F'eder 19 den Kolben 61 nicht verschie bcn kann.

Es sei nun angenommen, daß der erste Brcmskrei ausfällt, d. h., daß beim Treten des Bremspedals siel im Raum 60 kein Druck aufbauen kann.

Sobald sich der Hauptkolben so weit vorbewegt hat daß die Bohrung 68 in der Zylinderwandung mit den Druckraum 45 in Verbindung kommt, setzt sich de in Druckraum 45 befindliehe Druck in den Ringraun 65 auf der linken Seite des Hilfskolbcns 61 fort, um dieser bewegt sich nach rechts bis zum Anschlag a den Zapfen 26. Auf diese Weise wird das Durchfalle des Bremspedals 16 im Falle des Ausfalles des erste Bremskreises wirksam vermieden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hauptzylinder für eine Zweikreisbremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit folgenden Merkmalen:

a) in der Bohrung des Hauptzylinders begrenzt ein Hauptkolben einen mit dem einen Bremskreis verbundenen ersten Druckraum,

b) an seiner dem ersten Druckraum zugewandten Stirnseite trägt der Hauptkolben eine Primärmanschette, mit der beim Vorschieben des Hauptkolbens ein vom Druckraum zu einem Vorratsbehälter führende Ausgleichsbohrung verschließbar ist,

c) mit seiner dem ersten Druckraum abgewandten Stirnseite begrenzt der Hauptkolben einen mit dem anderen Bremskreis verbundenen zweiten Druckraum,

d) im Hauptkolben ist auf der dem zweiten Druckraum zugewandten Seite ein durch ein Bremspedal betätigbares Ventilglied verschiebbar geführt, mit dem eine Verbindung zwischen einer Druckmittelquelle und dem zweiten Druckraum steuerbar ist, wobei mit diesem Ventilglied die genannte Verbindung bei einer Pedalbetätigung freigegeben wird, gekennzeichnet durch die Merkmale

e) in einer Verlängerung des ersten Druckraums, die sich anschließend an dem zum ersten Bremskreis führenden Anschluß (29) auf der dem Hauptkolben (13) abgewandten Seite erstreckt, ist ein Hilfskolben (61) dichtend verschiebbar geführt,

f) der vom Hauptkolben (13) abgewandten Stirnseite des Hilfskolbens (61) und der Zylinderstirnwand (64) begrenzte Raum (65) ist über eine vom Hauptkolben (13) steuerbare Verbindungsleitung (66, 63) mit dem Druck der Druckmittelquelle (32) beaufschlagbar, wobei der Durchlaß durch diese Verbindungsleitung nach dem zum Verschließen der Ausgleichsbohrung (27) erforderlichen Hub des Hauptkolbens (13) freigegeben wird.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (61) auf seiner vom Hauptkolben (13) abgewandten Seite mit einem durchmesserkleineren Zapfen (63) versehen ist, der in der Ruhestellung des Hilfskolbens an der Zylinderstirnwand (64) anliegt.

3. Hauptzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den vom Hilfskolben (61) und der Zylinderstirnwand (64) angeschlossene Verbindungsleitung (66) mit einer Bohrung (68) verbunden ist, die innerhalb des Verschiebebereichs des Hauptkolbens in den zweiten Druckraum (45) mündet und deren Öffnung in der Ausgangsstellung des Hauptkolbens von dessen pedalseitigem Endteil verschlossen ist, wobei der Abstand (d) zwischen der pedalseiiigen Stirnkante des Hauptkolbens und der öffnung der Bohrung (68) größer ist als der Abstand (/) zwischen der Vorderkante der Primärmanschette (28) und der Ausgleichsbohrung (27).

4. Hauptzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichent, daß die öffnung der Bohrung (68) unmittelbar nach dem Überfahren der Ausgleichsbohrung (27) freigegeben wird.

5. Hauptzylinder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (d) zwischen der pedalseitigen Stirnkante des Hauptkolbens und der öffnung der Bohrung (68) ca. 30% größer ist als der Abstand (/) zwischen der Vorderkante der Primärmanschette (27) und der Ausgleichsbohrung (27).

6. Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkolben (13) einen zum Hilfskolben (61) weisenden Anschlag (26) aufweist.