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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen öffnungslosen
Hauptzylinder zur Anwendung zum Beispiel in einem Brems- oder
Kupplungssystem eines Kraftfahrzeugs und spezieller auf einen
öffnungslosen Typ eines solchen Hauptzylinders, der in Bezug
auf seine Funktions- und Ansprecheigenschaften verbessert ist.
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In der JP-A-59 96045 ist ein öffnungsloser Hauptzylinder
offenbart, der zwischen dem Fluidreservoir und einer
Ringkammer ein Kugelrückschlagventil aufweist, das über einen
besonderen Ventilmechanismus mit der Druckkammer verbunden
ist, womit das Rückschlagventil öffnet, wenn der Kolben
betätigt wird und in der Ringkammer ein bestimmter Druck
erreicht ist.
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Weiterhin ist in der FR-A-1 569 801 ein öffnungsloser
Hauptbremszylinder offenbart, der zwischen dem Fluidreservoir und
der Druckkammer ein Rückschlagventil aufweist, das öffnet,
wenn ein bestimmter Unterdruck in der Druckkammer erreicht ist
und folglich einen Fluidstrom aus dem Fluidreservoir in die
Druckkammer zuläßt. Wenn der Hauptbremszylinder jedoch
insbesondere in kurzen Intervallen wiederholt betrieben wird, zeigt
er ein verhältnismäßig inaktives Ansprechverhalten, da ein
möglichst hoher und nicht unterbrochener Unterdruck für das
vollständige Füllen der Druckkammer notwendig ist, was nicht
völlig garantiert werden kann, wenn die Zylindervorrichtung
wiederholt in kurzen Intervallen betrieben wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen
öffnungslosen Hauptzylinder zu schaffen, der ein verbessertes
Ansprechverhalten hat.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch Bereitstellung
eines öffnungslosen Hauptzylinders des in der FR-A-1 569 801
offenbarten Typs mit den in dem Anspruch 1 spezifizierten
Maßnahmen gelöst. Dadurch wird ein verbessertes Füllverhalten
der Druckkammer erreicht, indem das Rückschlagventil auch bei
Druckgleichheit in der Druckkammer und dem Fluidreservoir
offen gehalten wird.
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Mit einem solchen, wie vorstehend spezifizierten, öffnungslosen
Hauptzylinder wird der Fluidstrom aus der Druckkammer durch
das noch geöffnete Einlaßventil in das Fluidreservoir während
der Anfangsbewegung des Kolbens im wesentlichen durch das
Rückschlagventil verhindert; auch wenn ein Einlaßventil einen
bestimmten Kolbenhub (den bestimmten, verhältnismäßig kleinen
axialen Abstand) benötigt, bis es völlig geschlossen ist,
weshalb das Einlaßventil erst dann geschlossen sein wird,
wenn sich der Kolben um diesen bestimmten, verhältnismäßig
kleinen axialen Abstand bewegt hat; was die einen Fluidstrom
von dem Einlaßventil zu dem Fluidreservoir gestattende
Einrichtung infolge ihres verhältnismäßig großen
Durchflußwiderstands nur unbedeutend zuläßt. Daher wird auch
das Fluid in der Druckkammer während der Anfangsbewegung des
Kolbens und bis das Einlaßventil geschlossen ist unter einen
genügend großen Druck gesetzt. Folglich ist der nicht wirksame
Hub oder Leerhub des Kolbens auf das Mindestmaß
zurückgeführt, die Empfindlichkeit des Hauptzylinders erhöht und das
auf diese Weise geschaffene Betriebsverhalten verbessert.
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Weiterhin ist zwischen dem dynamischen und dem statischen Hub
des Kolbens ein Unterschied vorhanden, weil während der
Anfangsbewegung des Kolbens, wie vorstehend beschrieben, bis
zum völligen Schließen des Einlaßventils, das Fluid aus der
Druckkammer durch das Einlaßventil und durch die Einrichtung,
die einen Fluidstrom von dem Einlaßventil in das
Fluidreservoir gestattet, damit auch in diesem öffnungslosen
Hauptzylinder, genauso wie in einem herkömmlichen, nicht
öffnungslosen, wenn auch sehr stark eingeschränkt, strömen
kann; mit anderen Worten, der Hauptzylinder weist bei
schneller Betriebsweise andere Betriebseigenschaften auf
als bei einer langsamen. Folglich wird ein plötzlicher
Druckanstieg in der Druckkammer beziehungsweise eine Diskontinuität
im Druckanstieg in dem Augenblick verhindert, wo das
Einlaßventil geschlossen ist und somit ein ruhigerer Betrieb
dieses Hauptzylinders ermöglicht. Damit schafft dieser
öffnungslose Hauptzylinder ein Betriebsverhalten, das mit dem
eines konventionellen, nicht öffnungslosen Hauptzylinders
vergleichbar ist.
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Nach einer besonderen Spezialisierung der vorliegenden
Erfindung verfügt die das Rückschlagventil offen haltende
Einrichtung weiterhin über einen mit einer Ventilöffnung
ausgebildeten Ventilsitz, ein Ventilelement (Ventilteller),
das zusammen mit dem Ventilsitz die Ventilöffnung öffnet oder
schließt und eine Einrichtung, die das Ventilelement
vorspannt, um es von dem Ventilsitz fernzuhalten und die
Ventilöffnung zu öffnen. Das Einlaßventil ist auf der dem
Ventilelement zugewandten Seite des Ventilsitzes vorgesehen
und das Fluidreservoir auf der dem Ventilelement abgewandten
Seite des Ventilsitzes, wobei der Fluidstrom das
Ventilelement gegen die zu überwindende Wirkung der
Vorspanneinrichtung vorwärts treibt, es gegen den Ventilsitz drückt,
um beispielsweise die Ventilöffnung darin zu schließen, wenn
mehr als ein verhältnismäßig kleines Fluidvolumen durch das
Rückschlagventil von der Seite des Einlaßventils in Richtung
des Fluidreservoirs auftritt.
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Alternativ enthält das Rückschlagventil eine zusätzliche
Einrichtung, die einen Fluidstrom mit einem auf ihn wirkenden,
verhältnismäßig hohen Durchflußwiderstand aus der Druckkammer
in das Fluidreservoir zuläßt.
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Nach einer noch weiteren, besonderen Spezialisierung der
vorliegenden Erfindung ist die vorstehend spezifizierte Aufgabe
mittels eines öffnungslosen Hauptzylinders des vorstehend
zuerst spezifizierten Typs weiterhin spezieller gelöst, wobei
die zusätzliche Einrichtung ein verhältnismäßig enger
Durchlaß ist, der einen Fluidstrom mit einem auf ihn wirkenden,
verhältnismäßig hohen Durchflußwiderstand aus der Druckkammer
in das Fluidreservoir zuläßt; und in diesem Fall kann der
verhältnismäßig enge Durchlaß in dem Ventilelement der das
Rückschlagventil offen haltenden Einrichtung ausgebildet sein.
Weiterhin kann der verhältnismäßig enge Durchlaß durch das
Ventilelement von dessen einen zur anderen Seite ausgebildet
sein, kann aber auch eine Nut sein, die auf der Seite des
Ventilelements ausgebildet ist, die mit dem Ventilsitz
zusammenwirkt und eine bestimmte, verhältnismäßig kleine Leckage
des Rückschlagventils auch dann zuläßt, wenn dessen
Ventilelement durch die Vorspanneinrichtung gegen dessen
Ventilsitz gedrückt wird.
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Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Inhalt
der Unteransprüche.
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Die vorliegende Erfindung wird anhand von bevorzugten
Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen
erläutert. Bezüglich der Figuren sind die Bezugszeichen so zu
verstehen, daß sie nur zur Orientierung der Darstellungen der
entsprechenden Teile auf dem Zeichenpapier hinweisen, es sei
denn, daß sie anders spezifiziert sind; ähnliche
Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Teile, Öffnungen, Räume und so
weiter in den verschiedenen, auf ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
bezogenen Figuren, es sei denn, daß sie anders
spezifiziert sind und ähnliche Teile, Öffnungen, Räume und so
weiter in den Figuren beziehen sich auf unterschiedliche,
bevorzugte Ausführungsbeispiele.
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Es zeigen:
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Fig. 1 eine Schnittansicht in Längsrichtung des ersten
bevorzugten Ausführungsbeispiels des öffnungslosen
Hauptzylinders der vorliegenden Erfindung, der einen
Tandem-Hauptzylinder als Anwendung in einem Zweikreis-
Bremssystem eines Fahrzeugs darstellt.
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Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht in Längsrichtung
eines Endabschnitts eines zweiten Kolbens des ersten
bevorzugten Ausführungsbeispiels eines öffnungslosen
Hauptzylinders und eine darin einbezogene Ausführung eines
Rückschlagventils.
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Fig. 3 ein Paar Kurven, die den durch einen Kolbenhub
erzeugten Fluiddruck darstellen, die die Eigenschaften
dieses ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines
öffnungslosen Hauptzylinders sowohl für den Fall
veranschaulichen, wo das Bremspedal verhältnismäßig
schnell heruntergedrückt wird, als auch für den Fall, wo
es verhältnismäßig langsam heruntergedrückt wird.
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Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht in Längsrichtung,
ähnlich dem Bereich von Fig. 2 für das erste bevorzugte
Ausführungsbeispiel, die eine Ausführung eines
Rückschlagventils zeigt, das in das zweite Ausführungsbeispiel des
öffnungslosen Hauptzylinders der vorliegenden Erfindung
einbezogen ist.
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Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht in Längsrichtung,
ähnlich dem Bereich von Fig. 2 und der Fig. 4, für jeweils
das erste und zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel, das
eine Ausführung eines Rückschlagventils zeigt, die in das
dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel des öffnungslosen
Hauptzylinders der vorliegenden Erfindung einbezogen ist.
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Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf ihre bevorzugten
Beispiele und Figuren beschrieben.
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Fig. 1 und 2 zeigt das erste bevorzugte
Ausführungsbeispiel des öffnungslosen Hauptzylinders der vorliegenden
Erfindung und insbesondere ist Fig. 1 eine Schnittansicht in
Längsrichtung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels,
das einen Tandem-Hauptzylinder als Anwendung in einem
Zweikreis-Bremssystem eines Fahrzeugs darstellt. In dieser
Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Zylinder,
beziehungsweise ein Gehäuse des Hauptzylinders, und das
Hauptzylindergehäuse 1 ist mit einer Zylinderbohrung 2
versehen, die ein geschlossenes und ein offenes Ende
aufweist und in der ein erster Kolben 3 und ein Kolben,
beziehungsweise ein zweiter Kolben 4 vorgesehen sind, die
beide in die Zylinderbohrung 2 zum Hin- und Hergleiten in
ihrer axialen Richtung eingebaut sind. Der erste Kolben 3
ist weniger tief in die Zylinderbohrung 2 und auf der ihrem
offenen Ende zugewandten Seite eingebaut, während der zweite
Kolben 4 tiefer in die Zylinderbohrung 2 und auf der
ihrem geschlossenen Ende zugewandten Seite eingebaut ist.
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Der erste Kolben- 3 ist mit zwei Kolbenteilen 10 und 11
ausgebildet, auf denen er in der Zylinderbohrung 2 gleitet, und
auf das innenliegende Ende des ersten Kolbens 3 ist eine
Aufnahmehülse oder Kappe 5 aufgesetzt. Zwischen diese
Aufnahmehülse 5 und das äußere Ende des zweiten Kolbens 4 ist
eine Druckfeder 7 eingesetzt, die damit den ersten Kolben 3
und den zweiten Kolben 4 voneinander getrennt vorspannt,
d. h., die nach der Fig. 1 den ersten Kolben 3 in der
Zylinderbohrung 2 aus ihr heraus nach rechts vorspannt,
während sie gleichzeitig nach der Figur den zweiten Kolben 4
in die Zylinderbohrung 2 hinein nach links vorspannt. Und
der zweite Kolben 4 ist mit zwei Kolbenteilen 12 und 13
ausgebildet, auf denen er in der Zylinderbohrung 2 gleitet,
und auf das innenliegende Ende des zweiten Kolbens 4 ist eine
weitere Aufnahmehülse oder Kappe 6 aufgesetzt. Zwischen diese
Aufnahmehülse 6 und das geschlossene, innenliegende Ende
der Zylinderbohrung 2 ist eine weitere Druckfeder 8
eingesetzt, die so den zweiten Kolben 4 nach links in die
Zylinderbohrung 2, nach der Fig. 1 aus ihr heraus,
vorspannt. In der Figur ist an dem linken (rechten) Ende des
ersten Kolbens 3 eine Vertiefung ausgebildet, in die das Ende
eines Ventilstößels 49 eingesetzt ist. Sein anderes Ende ist
mit einem Bremspedal eines Fahrzeugs verbunden, das mit dem
Fuß eines Fahrzeugführers heruntergedrückt wird. (Diese
Anordnungen sind nicht besonders gezeigt). Wenn das Bremspedal
(Gaspedal) mit dem Fuß des Fahrer heruntergedrückt wird,
beschleunigt der Stößel 49 somit den ersten Kolben 3 in die
Zylinderbohrung 2 nach links. Auf diese Weise wird der zweite
Kolben 4 in eine Position an einem dazwischenliegenden Punkt
in der Zylinderbohrung 2 entsprechend eines Gleichgewichts
gebracht, das zwischen den entgegengesetzt wirkenden
Federkräften der Druckfedern 7 und 8 und den Drücken in den
verschiedenen, in der Zylinderbohrung definierten Kammern
besteht, was kurz erläutert wird. Ein an dem offenen Ende
der Zylinderbohrung 2 vorgesehener Anschlagring 9
verhindert, daß der erste Kolben 3 aus dem offenen Ende
heraustritt.
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Bezüglich der Orientierung auf die in der Fig. 1 gezeigten
Teile ist in der Zylinderbohrung 2 eine erste Druckkammer 14
zwischen dem linken Kolbenteil 10 des ersten Kolbens 3 und
dem rechten Kolbenteil 12 des Kolbens 4 und eine zweite
Druckkammer 15 zwischen dem linken Kolbenteil 13 des zweiten
Kolbens 4 und dem geschlossenen Ende der Zylinderbohrung 2
festgelegt. In der Zylinderbohrung 2 ist zwischen dem rechten
Kolbenteil 9 und dem linken Kolbenteil 10 des ersten Kolbens
3 eine erste Fluidreservoirverbindungskammer 16 und zwischen
dem rechten Kolbenteil 12 und dem linken Kolbenteil 13 des
zweiten Kolbens 4 eine Druckkammer beziehungsweise eine
zweite Fluidreservoirverbindungskammer 17 festgelegt.
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In der Wand der Zylinderbohrung 2 ist eine
Fluidreservoiröffnung 18 an einer solchen Stelle ausgebildet, daß die erste
Fluidreservoirverbindungskammer 16 unabhängig von der axialen
Position des ersten Kolbens 3 in der Zylinderbohrung 2 mit
der Fluidreservoiröffnung 18 und durch sie hindurch mit einer
zu einem nur schematisch gezeigten Bremsfluidreservoir 20
führenden Fluidreservoirverbindungsöffnung 19 verbunden ist.
An einer Stelle in der Zylinderbohrung 2, in der Figur etwas
links von der Fluidreservoiröffnung 18, ist auch eine etwas
verjüngte Mündungsöffnung 21 ausgebildet, die die erste
Druckkammer 14 mit der Fluidreservoirverbindungsöffnung 19
und durch sie hindurch mit dem Bremsfluidreservoir 20 dann
und nur dann verbindet, wenn der erste Kolben 3 in der
Zylinderbohrung 2 nach der Figur in seiner äußersten rechten
Position steht, wie in der Figur gezeigt ist; wenn aber der
erste Kolben 3 aus seiner äußersten Position, rechts in der
Zylinderbohrung 2, um eine wesentliche Strecke nach links
verschoben ist, dann ist die Verbindung zwischen der ersten
Druckkammer 14 und der Fluidreservoirverbindungsöffnung 19
und durch sie hindurch zu dem Bremsfluidreservoir 20 durch
den Eingriff des Kolbenteils 10 des ersten Kolbens 3
unterbrochen.
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Weiterhin ist in dem Gehäuse 1 dieses Hauptzylinders eine
Bremsfluid-Auslaßöffnung zu der ersten Druckkammer 14 zur
Aufnahme des hineingedrückten Bremsfluids und Übertragung in
das eine Bremssystem des Fahrzeugs, an das dieser
Hauptzylinder angeschlossen ist, ausgebildet; jedoch ist diese
Bremsfluid-Auslaßöffnung in den Figuren nicht gezeigt.
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Der zweite Kolben 4 ist mit einem Langloch 22 ausgebildet,
das sich in seiner axialen Richtung erstreckt, und am Gehäuse
1 dieses Hauptzylinders ist ein Haltestift 23 befestigt, der
in die Zylinderbohrung 2 hineinragt, durch das Langloch 22
hindurchführt und mit ihm in Eingriff steht. Wie in der Fig. 1
zu sehen ist, wird somit die unter dem Einfluß der Federkraft
der Druckfeder 8 entstehende Bewegung des zweiten Kolbens 4
nach rechts durch den Stift 23, der an das linke Ende des
Langlochs 22 in der Fig. 1 anstößt, auf dessen in der Fig. 1
gezeigte Position begrenzt. In der Wand der
Zylinderbohrung 2 ist eine Fluidreservoiröffnung 24 an
einer solchen Stelle ausgebildet, daß die zweite
Fluidreservoirverbindungskammer 17 unabhängig von der axialen
Position des zweiten Kolbens 4 in der Zylinderbohrung 2 mit
der Fluidreservoiröffnung 24 und weiter durch sie hindurch
über einen Durchlaß 33, der mit einem Rückschlagventil 34
ausgerüstet ist, das kurz beschrieben wird, mit einer zu dem
Bremsfluidreservoir 20 führenden
Fluidreservoirverbindungsöffnung 25 in Verbindung steht. Weiterhin ist in dem Gehäuse 1
dieses Hauptzylinders ein Bremsfluiddurchlaß 26 ausgebildet,
der in die zweite Druckkammer 15 mündet, um darin
komprimiertes Bremsfluid aufzunehmen und es an das andere Bremssystem
des Fahrzeugs zu übertragen, an das dieser Hauptzylinder
angeschlossen ist.
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Insbesondere bezüglich der vergrößerten Schnittansicht in
Längsrichtung des linken Endabschnitts des in der Fig. 2
gezeigten Kolbens 4, ist in ihm eine sich in Längsrichtung
erstreckende Bohrung 28 ausgebildet, deren eines Ende in
einen Ventilsitzabschnitt 29 des Einlaßventils mündet, der an
dem linken Endabschnitt des Kolbens definiert ist und durch
ihn hindurch mit der zweiten Druckkammer 15 über Bohrungen
27, die in der vorher erwähnten Aufnahmehülse oder Kappe 6
ausgebildet sind, in Verbindung steht, wenn der
Ventilsitzabschnitt 29 nicht versperrt ist; und deren anderes
Ende mündet in das Langloch 22 und steht dahindurch mit der
zweiten Fluidreservoirverbindungskammer 17 in Verbindung. In
einen zwischen der Aufnahmehülse 6 und dem Ende des zweiten
Kolbens 4 festgelegten Hohlraum ist ein Ventilelement 30 des
Einlaßventils eingesetzt, und das Ventilelement 30 ist in der
Figur nach rechts gegen das Ende des zweiten Kolbens 4
mittels einer zwischen dem Ventilelement 30 und der
Aufnahmehülse 6 eingebauten Druckfeder 31 vorgespannt, um somit
den Ventilsitzabschnitt 29 zu schließen und die
Verbindung von der zweiten Druckkammer 15 durch ihn hindurch
zur zweiten Fluidreservoirverbindungskammer 17 zu
unterbrechen. Ein Ventilstößel 32 ist vorgesehen, der etwas länger
ist, als die in Längsrichtung sich erstreckende Bohrung 28,
und eines seiner Enden ist in das Ventilelement 30
eingesetzt, während sein anderes Ende in die in Längsrichtung
sich erstreckende Bohrung 28 hineinragt. Wenn der zweite
Kolben 4 in der Zylinderbohrung 2 sich in seiner äußersten
rechten Position befindet, wie in Fig. 2 zu sehen ist, mit
dem Stift 23 an das linke Ende des Langlochs 22 anstößt,
dann drückt somit das rechte Ende dieses Ventilstößels 32
gegen den Stift 23 und dieser schiebt den Ventilstößel 32
gegenüber dem zweiten Kolben 4 etwas nach links, um das
Ventilelement 30 von dem Ventilsitz 29 fernzuhalten und somit
eine Verbindung zwischen der zweiten Druckkammer 15 und der
zweiten Fluidreservoirverbindungskammer 17 zu schaffen;
andererseits aber, wenn der zweite Kolben 4 in der
Zylinderbohrung 2 in irgendeiner anderen, auch verhältnismäßig leicht
versetzten Position zu dem Stift 23 steht, der somit nicht an
das linke Ende des Langlochs 22 anstößt, dann drückt das
rechte Ende dieses Ventilstößels 32 nicht mehr gegen den
Stift 23 und somit wird der Ventilstößel 32 überhaupt nicht
mehr gegenüber dem zweiten Kolben 4 nach links gedrückt, so
daß das Ventilelement 30 ungehindert mittels der
Druckfeder 31 vorgespannt wird, um die Verbindung zwischen der
zweiten Druckkammer 15 und der zweiten
Fluidreservoirverbindungskammer 17 zu unterbrechen.
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Das vorher erwähnte Rückschlagventil 34 ist in den
Fluiddurchlaß 33 eingebaut, der mit der Fluidreservoiröffnung 24
und der Fluidreservoirverbindungsöffnung 25 in Verbindung
steht. Dieses Rückschlagventil 34 verfügt über einen
Ventilsitz 36, der mit einer Ventilöffnung 37 ausgebildet und
mittels einer Aufnahmehülse 35 in dem Hauptzylindergehäuse 1
befestigt ist, ein Ventilelement 38, das selektiv entweder von
dem Ventilsitz 36 nach unten verstellt werden kann, um die
Ventilöffnung 37 zu öffnen, wie es in Fig. 2 zu sehen ist,
oder nach oben gegen den Ventilsitz 36, um die Ventilöffnung
37 in diesem Zustand zu schließen, wie es in der Fig. 2
zu sehen ist und eine Vorspanneinrichtung, beziehungsweise
eine Druckfeder 39, die das Ventilelement 38 in
Ventilöffnungsrichtung vorspannt, d. h. in der Fig. 2 nach unten. Im
Ruhezustand, wenn durch den Fluiddurchlaß 33 kein
wesentlicher Bremsfluidstrom erfolgt, wird das Ventilelement 38
durch die Vorspannung der Druckfeder 39 in der Fig. 2
nach unten vorgespannt, um die Ventilöffnung 37 zu
öffnen, und wie es in der Fig. 2 zu sehen ist, drückt in
diesem Zustand
ein an der unteren Seite des Ventilelements 38 ausgebildeter,
kleiner Ansatz 40 gegen einen hervorstehenden Abschnitt des
Hauptbremszylindergehäuses 1 und hält die
Fluidreservoiröffnung 24 offen und die Verbindung zum Fluiddurchlaß 33 und
von dort zur Fluidreservoirverbindungsöffnung 25. Auf diese
Weise ist der im wesentlichen freie Bremsfluidstrom durch
den Fluiddurchlaß 33 aus der
Fluidreservoirverbindungsöffnung 25 zu der Fluidbehälteröffnung 24 durch das
Rückschlagventil 34 möglich. Selbst wenn durch dieses Rückschlagventil
34 ein verhältnismäßig -kleiner Bremsfluidstrom in umgekehrter
Richtung in Erscheinung tritt, d. h. aus der
Fluidreservoiröffnung 24 zu der Behälterverbindungsöffnung 25, dann stößt
dieser Fluidstrom andererseits gegen die untere Seite des
Ventilelements 38 in Fig. 2 und hebt es gegen die zu
überwindende Vorspannung der Druckfeder 39 an, um das
Ventilelement 38 gegen den Ventilsitz 36 zu drücken, die
Ventilöffnung 37 zu schließen und den Bremsfluidstrom im
wesentlichen zu unterbrechen. Und eine zusätzliche Einrichtung
bzw. ein verhältnismäßig enger Durchlaß 41 ist ebenfalls
durch das Ventilelement 38 hindurchgebohrt, um trotzdem
einen bestimmten, sehr eingeschränkten Bremsfluidstrom mit
einem verhältnismäßig hohen Durchflußwiderstand durch das
Ventilelement 38 aus der Fluidreservoiröffnung 24 zu der
Fluidreservoirverbindungsöffnung 25 auch bei dieser
geschlossenen Ventilstellung zu gestatten. Der Grund für diese
Anordnung wird hiernach erläutert.
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In das rechte Kolbenteil 11 des ersten Kolbens 3 in Fig. 1
ist ein aus einem Elastomer, wie beispielsweise Gummi
hergestelltes ringförmiges Dichtungselement 42 eingelegt, das die
erste Fluidreservoirverbindungskammer 16 nach außen
abdichtet. In das linke Kolbenteil 10 des ersten Kolbens 3 in
Fig. 1 ist ein weiteres ringförmiges, ebenfalls aus einem
Elastomer, wie beispielsweise Gummi hergestelltes
Dichtungselement
43 eingelegt, das zwischen der ersten
Behälterverbindungskammer 16 und der ersten Druckkammer 14 abdichtet.
In dem linken Kolbenteil 10 des ersten Kolbens 3 ist eine
Vielzahl von kleinen Mündungsöffnungen 47 ausgebildet, die es
zulassen, daß das Bremsfluid aus der ersten
Fluidreservoirverbindungskammer 16 hinter das Dichtungselement 43 strömt,
was eine Rückschlagwirkung in die erste Druckkammer 14 aber
nicht in umgekehrter Richtung schafft. In das rechte
Kolbenteil 12 des zweiten Kolbens 4 in Fig. 1 ist auf seiner
rechten Seite ein weiteres ringförmiges Dichtungselement 44
eingelegt und auf seiner linken Seite noch ein weiteres
ringförmiges Dichtungselement 45. Beide Dichtungselemente 44 und
45 sind ebenfalls aus einem Elastomer, wie beispielsweise
Gummi hergestellt und schaffen zusammen somit eine wirksame
beidseitige Abdichtung zwischen der zweiten
Fluidreservoirverbindungskammer 17 und der ersten Druckkammer 14. In das
linke Kolbenteil 13 des zweiten Kolbens 4 in Fig. 1 ist auf
seiner linken Seite noch ein weiteres ringförmiges
Dichtungselement 46 eingelegt. Das Dichtungselement 46 ist ebenfalls
aus einem Elastomer, wie beispielsweise Gummi hergestellt und
schafft eine Abdichtung zwischen der zweiten Druckkammer 15
und der zweiten Behälterverbindungskammer 17. In dem linken
Kolbenteil 13 des zweiten Kolbens 4 ist eine Vielzahl von
kleinen Mündungsöffnungen 48 ausgebildet, die es zulassen,
daß das Bremsfluid aus der zweiten
Fluidreservoirverbindungskammer 17 hinter das Dichtungselement 46 strömt, was eine
Rückschlagwirkung in die zweite Druckkammer 15, aber nicht in
umgekehrter Richtung schafft.
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Dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel des öffnungslosen
Hauptzylinders der vorliegenden Erfindung funktioniert so,
wie im folgenden beschrieben wird.
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Wenn das mit diesem Hauptzylinder ausgerüstete Bremspedal des
Fahrzeugs sich in entlastetem Zustand und die Vorrichtung im
wesentlichen im Ruhezustand befindet, dann drückt der Stößel
49 im wesentlichen nicht auf den ersten Kolben 3, und der
erste Kolben 3 und der zweite Kolben 4 werden durch die
Vorspannung der Druckfedern 7 und 8 auf ihre äußersten
Positionen in der Zylinderbohrung 2 in der Figur nach rechts,
wie in der Fig. 1 gezeigt ist, eingestellt. In diesem
Betriebszustand steht die erste Druckkammer 14 über die
Mündungsöffnung 21 mit der Fluidreservoirverbindungsöffnung
19 und durch sie hindurch mit dem Bremsfluidreservoir 20
in Verbindung. Wie in der Fig. 2 gezeigt ist, drückt auch
der Stift 23 gegen das Ende des Stößels 32, hält das
Ventilelement 30 von dem Ventilsitz 29 fern und gestattet
somit, daß die zweite Druckkammer 15 über die Bohrungen 27,
den Ventilsitz 29, die Bohrung 28 in Längsrichtung, das
Langloch 22, die zweite Fluidreservoirverbindungskammer 17,
die Fluidreservoiröffnung 24 und den Durchlaß 33 mit dem
Bremsfluidreservoir 20 in Verbindung steht, ohne durch das
Rückschlagventil 34 abgesperrt zu sein, das sich ständig in
geöffnetem Zustand befindet, wenn in diesem im wesentlichen
Ruhezustand kein wirklicher Fluidstrom auftritt. Somit wird in
diesem Ruhezustand bei entlastetem Bremspedal des Fahrzeugs
ungehindert Bremsfluid aus dem Bremsfluidbehälter 20 der
ersten Druckkammer 14 und der zweiten Druckkammer 15
zugeführt.
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Wenn das Bremspedal aus diesem Zustand plötzlich nach unten
gedrückt wird, hat das zur Folge, daß der Stößel 49 den
ersten Kolben 3 schiebt und ihn, wie in der Fig. 1 zu sehen
ist, aus seiner Position in der Figur gegen die
Vorspannkraft der Druckfeder 7 leicht nach links bewegt.
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Bei dem herrschenden Gleichgewicht zwischen den
entgegengesetzt wirkenden Kräften der Druckfedern 7 und 8 bewegt sich
der zweite Kolben 4 ähnlich leicht aus seiner Position in
der Figur nach links, wie in der Fig. 1 zu sehen ist.
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Nach dieser Bewegung ist eine Verbindung zwischen der ersten
Druckkammer 14 und dem Bremsfluidreservoir 20 unterbrochen,
sobald das Dichtungselement 43 hinter die abgestufte
Mündungsöffnung 21 in der Wand der Zylinderbohrung 2 gelangt,
und bei einer weiteren Bewegung des ersten Kolbens 3 steigt
danach der Druck in der ersten Druckkammer 14 an.
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Wenn somit der zweite Kolben 4 nach links bewegt wird, wie in
der Fig. 1 zu sehen ist, wird damit auch gleichzeitig durch
diese Wirkung der Ventilsitz 29 geschlossen, sobald der
Stift 23 das Ende des Stößels 32 freigibt und er und
das Ventilelement 30 sich durch die Vorspannung der
Druckfeder 31 von ihren in der Figur gezeigten Positionen
leicht nach rechts bewegen können, wie in der Fig. 2 zu
sehen ist. Auf diese Weise ist die Verbindung von der
zweiten Druckkammer 15 zu der zweiten
Fluidreservoirverbindungskammer 17 und somit zu dem
Bremsfluidreservoir 20 unterbrochen. Bei einer weiteren Bewegung
des ersten Kolbens 3 steigt danach der Druck in der ersten
Druckkammer 14 an. Jedoch wird etwas Bremsfluid, das sich in
der zweiten Druckkammer 15 befindet, auch schon vor dem
vollständigen Ablauf dieser Anfangsbewegung des zweiten Kolbens 4
durch die sich in Längsrichtung erstreckende Bohrung 28 in
die zweite Fluidreservoirverbindungskammer 17 und von dort
durch die Fluidreservoiröffnung 24 und in den Durchlaß 33
hineingetrieben und versucht hinter dem Rückschlagventil in
das Bremsfluidreservoir 20 zu strömen, sobald das Bremsfluid
in der zweiten Druckkammer 15 ebenfalls verhältnismäßig
leicht unter Druck gesetzt wird und lange bevor der Stift 23
das Ende des Stößels 32 freigegeben hat und der Stößel 32
und das Ventilelement 30 so bewegt werden, daß sie den
Ventilsitz 29 schließen. Durch die vorstehend erläuterte
Funktion des Rückschlagventils 34 wirkt jetzt der dynamische
Druck dieses Bremsfluidstroms fast unmittelbar auf das
Ventilelement 38 und treibt es gegen die zu überwindende
Vorspannung der Druckfeder 39 nach oben, wie es in der Fig. 2
zu sehen ist, um somit die Ventilöffnung 37 im
Ventilsitzteil 36 zu schließen und einen weiteren Bremsfluidstrom mit
Ausnahme eines verhältnismäßig sehr kleinen Bremsfluidstroms
zu verhindern, der noch von der Fluidreservoiröffnung 24
durch den engen Durchlaß 41 zu dem Bremsfluidreservoir 20
zurück stattfinden kann. Damit ist der Bremsfluidstrom aus
der zweiten Fluidreservoirverbindungskammer 17 zu dem
Bremsfluidreservoir 20 jetzt auf eine verhältnismäßig extrem
kleine Größe eingeschränkt, d. h. ist sozusagen gedrosselt,
und trotzdem steigt der Druck in der zweiten Druckkammer 15
ständig und genügend an, obwohl das aus dem Ventilsitzteil 29
und dem Ventilelement 30 gebildete Ventil in dieser
verhältnismäßig frühzeitigen Stellung, in die das Bremspedal
heruntergedrückt wird, noch offen ist. Der nicht wirksame
Hubabschnitt des zweiten Kolbens 4 ist durch diese Funktion
vergleichsweise zu dem in dem früheren Abschnitt dieser
Beschreibung beschriebenen Stand der Technik reduziert.
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Wenn der Durchflußwiderstand des Durchlasses 33 ausreichend
größer eingerichtet ist als der mit einer kleineren
Querschnittsfläche als die zweite Druckkammer 15 eingerichtete
Durchlaß 33, wird das Rückschlagventil 34 während des
Bremsablaufs auf diese Weise trotzdem viel schneller als das Ventil
in dem zweiten Kolben 4 schließen, selbst wenn der Öffnungs-
und Schließhub des Ventilelements 38 des Rückschlagventils 34
annähernd genauso eingestellt ist, wie der Öffnungs- und
Schließhub des Ventilelements 30 des Ventils in dem zweiten -
Kolben 4, und damit wird der Fluidstrom in der zweiten
Druckkammer 15 durch die sich in Längsrichtung erstreckende
Bohrung 28 und die zweite Fluidreservoirverbindungskammer 17
in das Bremsfluidreservoir 20 wirksam eingeschränkt und die
vorstehend beschriebene Reduzierung des nicht wirksamen
Hubabschnitts des zweiten Kolbens 4 aufrechterhalten.
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In der Fig. 3 wird ein Kurvenpaar des Bremsfluiddrucks in
Abhängigkeit vom Kolbenhub gezeigt, das die Eigenschaften des
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des öffnungslosen
Hauptzylinders der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die gestrichelte Linie zeigt die Eigenschaften für den Fall,
wo das Bremspedal verhältnismäßig schnell heruntergedrückt
wird, während die ausgezogene Linie die Eigenschaften für den
Fall zeigt, wo das Bremspedal verhältnismäßig langsam
heruntergedrückt wird. Mit anderen Worten, die gestrichelte
Linie zeigt die Eigenschaften unter dynamischen Bedingungen,
wenn die Bewegung des ersten Kolbens 3 und des zweiten
Kolbens 4 verhältnismäßig schnell ausgeführt wird, während
die gepunktete (ausgezogene) Linie die Eigenschaften im
Ruhezustand zeigt, wenn die Bewegung des ersten Kolbens 3
und des zweiten Kolbens 4 extrem langsam in einem Zeitmaß
ausgeführt wird, das vergleichsweise groß gegenüber
demjenigen ist, mit dem Bremsfluid durch den engen Durchlaß 41
strömt. Wie aus diesen Kurven verständlich wird, ist der
Anfangsabschnitt der Bremspedalbewegung für den Fall
reduziert oder eliminiert, wo das Bremspedal verhältnismäßig
schnell betätigt wird, was beim Stand der Technik und in dem
Fall einer sehr langsamen Pedalbewegung einen nicht wirksamen
Pedalhubabschnitt hervorgerufen hat.
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An der Stelle, wo das Ventilelement 30 des Ventils im zweiten
Kolben 4 auf das Ventilsitzbauteil 29 trifft und somit das
Ventil schließt und auch in dem Augenblick, wo das
Ventilelement 30 auf das Ventilsitzbauteil 29 trifft, wird ein
plötzlicher Druckanstieg des Bremsfluids in der zweiten
Druckkammer 15, genauer gesagt eine Unstetigkeit des Druckanstiegs
verhindert, da in dem Fall, wo das Bremspedal verhältnismäßig
zügig betätigt wird, der Bremsfluidstrom aus der zweiten
Druckkammer 15 durch die zweite
Fluidreservoirverbindungskammer 17 zum Bremsfluidreservoir 20 schon so gut wie verhindert
ist (mit dem dieser Art von Pedalanwendung eigenen Zeitmaß).
Dabei tritt, wie vorstehend erläutert ist, zwischen dem
statischen und dynamischen Hub des zweiten Kolbens 4 ein
Unterschied auf. Auf diese Weise wird bestes
Pedalansprechverhalten erzielt, das mit dem eines herkömmlichen
Hauptzylinders von konventionellem Aufbau vergleichbar, d. h., daß
besser als das des typischen öffnungslosen Hauptzylinders ist.
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Wenn der Fahrer weiterhin auf das Bremspedal drückt, wird der
erste Kolben 3 und der zweite Kolben 4 danach weiter nach
links geschoben, wie es in der Fig. 1 zu sehen, ist, und sie
treiben Bremsfluid aus der ersten Druckkammer 14 und der
zweiten Druckkammer 15 an die zwei Bremssysteme des Fahrzeugs
und betätigen an sich konventionell deren Bremsen.
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Wenn das Bremspedal später von dem Fuß des Fahrzeugführers
entlastet ist, können sich der erste Kolben 3 und der zweite
Kolben 4 durch die Vorspannungen der Druckfedern 7 und 8
wieder zurück in die Richtung nach rechts von dem Punkt
der Fig. 1 hin zu ihren Positionen bewegen, wie in der
Figur gezeigt ist. Jetzt ist der Fluidrückstrom aus der
Auslaßöffnung 26 zurück in die zweite Druckkammer 15 wegen
des Fluidwiderstands in dem mit der Auslaßöffnung 26
verbundenen Bremssystem (nicht besonders
gezeigt) und so weiter, behindert und verzögert, und daher
herrscht in der zweiten Druckkammer 15 ein zeitweiliger,
teilweiser Vakuumzustand (Druckabfall unter einen
atmosphärischen Druck), und dieses teilweise herrschende Vakuum saugt
aus dem Bremsfluidreservoir 20 durch das bereits in offenem
Zustand befindliche Rückschlagventil 34, durch die
Fluidreservoiröffnung 24 in die zweite Fluidreservoirverbindungskammer
17 und von dort durch die sich in Längsrichtung erstreckende
Bohrung 28 und/oder die Mündungsöffnungen 48 Bremsfluid, das
entweder das Ventilelement 30 und/oder beziehungsweise das
Dichtungselement 46 aufdrückt, in die zweite Druckkammer 15
hinein, um somit das darin zeitweilige, teilweise herrschende
Vakuum zu verringern. Auf diese Weise wird in der zweiten
Druckkammer 15 das Auftreten eines verhältnismäßig großen,
teilweise herrschenden Vakuums verhindert.
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Wenn der zweite Kolben 4 zum Schließen in seine in der Fig. 1
gezeigte Ausgangsposition zurückgekehrt und das Ventil 30
durch die Wirkung des an das Ende des Stößels 32
anstoßenden Stifts 23 aus seinem Ventilsitz verschoben ist, kehrt zu
Beginn des Rückhubs der Kolben 3 und 4, wie es vorstehend
beschrieben ist, das somit aus dem Fluidreservoir 20 in die
zweite Druckkammer 15 hineingeströmte Fluid durch die sich in
Längsrichtung erstreckende Bohrung 28 in die zweite
Fluidreservoirverbindungskammer 17 zurück. Zu diesem Zeitpunkt ist
das Ventilelement 38 des Rückschlagventils 34 durch das
Bremsfluid wieder geschlossen, das durch das Rückschlagventil
34 zurück in das Bremsfluidreservoir 20 zu strömen versucht.
Da dieses überschüssige Bremsfluid aber nach und nach durch
die kleine Mündungsöffnung 41 hindurchsickern und in das
Bremsfluidreservoir 20 eindringen kann, wird die Nachwirkung
eines Restdrucks in der zweiten Druckkammer 15 erfolgreich
verhindert, nachdem der Fahrzeugführer das Bremspedal
entlastet.
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Das in das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel des
öffnungslosen Hauptzylinders der vorliegenden Erfindung einbezogene
Rückschlagventil 34 ist in der Fig. 4 durch das Beispiel
eines Rückschlagventils 34 gezeigt, das normalerweise als ein
geschlossenes Rückschlagventil ausgebildet ist, wie es in dem
vorstehend offenbarten, ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Fall ist. In dieser Figur werden Teile, Öffnungen, Räume
und so weiter dieses dritten bevorzugten
Ausführungsbeispiels, die analogen Teilen, Öffnungen, Räumen und so weiter
des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, mit Bezugszeichen
bezeichnet, die denen gleich sind, die in den auf das erste
bevorzugte Ausführungsbeispiel bezogenen Figuren verwendet
werden.
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In diesem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der in
das Rückschlagventil 34 einbezogene enge Durchlaß 41 nicht
mehr wie eine Öffnung durch dessen Ventilelement 38
ausgebildet, sondern vielmehr wie eine spaltförmige Nut 50, die auf
der Seite des Ventilelements 38 einbeschrieben ist, die mit
dem Ventilsitz 36 in Eingriff steht, um eine Abdichtung zu
bilden. Somit ist die Unversehrtheit der Abdichtung wegen
eines ständigen, verhältnismäßig geringen Durchsickerns durch
diesen Spalt oder die Nut 50 nicht mehr gegeben, auch wenn
sich das Rückschlagventil 34 in seiner Schließstellung
befindet. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel des öffnungslosen
Hauptzylinders der vorliegenden Erfindung werden die gleichen
Wirkungen und Vorzüge wie in dem Fall des früher beschriebenen
Ausführungsbeispiels erzielt.
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Das in das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel des
öffnungslosen Hauptzylinders der vorliegenden Erfindung einbezogene
Rückschlagventil 34 ist in der Fig. 5 auf ähnliche Weise
gezeigt, wie der auf das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel
bezogene Abschnitt der Fig. 2 und auf die Fig. 5, die sich
auf das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel bezieht.
Wiederum sind in dieser Figur Teile, Öffnungen, Räume und
so weiter dieses vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels, die
analogen Teilen, Öffnungen, Räume und so weiter des ersten bis
dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels entsprechen, mit
Bezugszeichen bezeichnet, die denen gleich sind, die in den
auf das erste bis dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel
bezogenen Figuren verwendet sind.
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In diesem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der in
dem Rückschlagventil 34 befindliche enge Durchlaß 41
überhaupt nicht mehr auf, in oder durch dessen Ventilelement 38
hindurch ausgebildet, sondern vielmehr als ein unabhängiger
Durchlaß 51, der das Ventilelement 38 umgeht und von der
zweiten Fluidreservoirverbindungskammer 17 direkt zu der
Fluidreservoirverbindungsöffnung 25 führt. In diesem vierten
Ausführungsbeispiel des öffnungslosen Hauptzylinders der
vorliegenden Erfindung werden die gleichen Wirkungen und
Vorzüge wie in dem Fall des früher beschriebenen ersten und
zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels erzielt.