DE102005007560B3

DE102005007560B3 - Haupbremszylinder mit verringerter Baulänge für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102005007560B3
Application number: DE200510007560
Authority: DE
Inventors: Ludwig Friedsam; José Manuel CALVO
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2025-02-19

Abstract

Ein Hauptbremszylinder (10) für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage umfasst ein Gehäuse (12), in dem eine erste Druckkammer (36) und eine zweite Druckkammer (74) angeordnet sind, einen ersten Kolben (16), der mit der ersten Druckkammer (36) zusammenwirkt, um in ihr befindliches Hydraulikfluid unter Druck zu setzen, und einen zweiten Kolben (26), der mit der zweiten Druckkammer (74) zusammenwirkt, um in ihr befindliches Hydraulikfluid unter Druck zu setzen. Der erste Kolben (16) ist axial verschiebbar in dem zweiten Kolben (26) geführt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Gehäuse, in dem eine erste Druckkammer und eine zweite Druckkammer angeordnet sind, einem ersten Kolben, der mit der ersten Druckkammer zusammenwirkt, um in ihr befindliches Hydraulikfluid unter Druck zu setzen, und einem zweiten Kolben, der mit der zweiten Druckkammer zusammenwirkt, um in ihr befindliches Hydraulikfluid unter Druck zu setzen, wobei der erste Kolben axial verschiebbar in einer in dem zweiten Kolben ausgebildeten ersten Ausnehmung geführt ist.

Ein Hauptbremszylinder, der dazu dient, in mit dem Hauptbremszylinder verbundenen Bremskreisen einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage einen Hydraulikdruck zur Betätigung von an die Bremskreise angeschlossenen Radbremsen zu erzeugen, ist aus der DE 101 20 913 A1 bekannt. Der in diesem Dokument beschriebene Hauptbremszylinder weist ein Gehäuse mit einer darin ausgebildeten Längsbohrung auf, in der ein erster und ein zweiter Kolben abdichtend und axial verschiebbar geführt sind. Der erste Kolben ist dazu vorgesehen, bei einer Betätigung des Hauptbremszylinders Hydraulikfluid unter Druck aus einer in der Längsbohrung zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben ausgebildeten ersten Druckkammer in einen mit der ersten Druckkammer verbundenen Bremskreis einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage zu fördern. In ähnlicher Weise ist der zweite Kolben dazu vorgesehen, bei einer Betätigung des Hauptbremszylinders Hydraulikfluid unter Druck aus einer zweiten Druckkammer in einen zweiten Bremskreis der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage zu fördern. Die zweite Druckkammer ist in der Bohrung zwischen dem zweiten Kolben und einer Stirnwand ausgebildet, die ein von einer Eingangsseite des Hauptbremszylinders abgewandtes Ende der Bohrung verschließt.

Herkömmliche, aus dem Stand der Technik bekannte Hauptbremszylinder mit zwei hintereinander abdichtend und axial verschiebbar in einer in einem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten Bohrung geführten Kolben weisen den Nachteil auf, dass sie insbesondere entlang einer Längsachse des Hauptbremszylindergehäuses ein verhältnismäßig großes Bauvolumen aufweisen. Diese Hauptbremszylinder, denen zur Verstärkung der von einem Fahrer über ein Bremspedal eingeleiteten Betäti gungskräfte darüber hinaus üblicherweise ein Bremskraftverstärker vorgeschaltet ist, beanspruchen daher einen verhältnismäßig großen Einbauraum.

Die US 3,800,539 beschreibt einen Tandem-Hauptbremszylinder mit einem Hauptbremszylindergehäuse, in dem eine sich in Richtung einer Gehäuselängsachse erstreckende Bohrung ausgebildet ist. In der Bohrung sind ein erster und ein zweiter Kolben axial verschiebbar geführt, wobei ein Ende des ersten Kolbens teleskopisch in eine in dem zweiten Kolben ausgebildete Ausnehmung ragt. Eine erste Druckkammer erstreckt sich zwischen einem Außenumfang des ersten Kolbens und einer Innenwand der in dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten Bohrung. Am Außenumfang des ersten Kolbens ausgebildete Nuten verbinden die erste Druckkammer mit einem Hohlraum, der von der in dem zweiten Kolben ausgebildeten Ausnehmung sowie einer in dem Ende des ersten Kolbens ausgebildeten Ausnehmung begrenzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptbremszylinder bereitzustellen, der insbesondere entlang einer Längsachse eines Hauptbremszylindergehäuses ein verringertes Bauvolumen aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem erfindungsgemäßen Hauptbremszylinder für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Gehäuse, einem mit einer ersten Druckkammer zusammenwirkenden ersten Kolben und einem mit einer zweiten Druckkammer zusammenwirkenden zweiten Kolben der erste Kolben axial, d.h. entlang einer Längsachse des Hauptbremszylindergehäuses, verschiebbar in dem zweiten Kolben geführt. Die erste Druckkammer ist vorzugsweise zumindest teilweise in dem zweiten Kolben angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Hauptbremszylinders mit einem axial verschiebbar in dem zweiten Kolben geführten ersten Kolben kann das Bauvolumen des Hauptbremszylinders entlang einer Längsachse des Hauptbremszylindergehäuses in vorteilhafter Weise verringert werden. Der erfindungsgemäße Hauptbremszylinder ist daher besonders gut für den Einsatz in modernen Kraftfahrzeugen geeignet, bei denen im Motorraum nur ein begrenzter Einbauraum zur Verfügung steht.

Bei dem erfindungsgemäßen Hauptbremszylinder ist der erste Kolben axial verschiebbar in einer in dem zweiten Kolben ausgebildeten ersten Ausnehmung geführt. Mit anderen Worten, die in dem zweiten Kolben ausgebildete erste Ausnehmung bildet eine Art Teleskopführung für den ersten Kolben. Bei einer Betätigung des Hauptbremszylinders wird der erste Kolben teleskopisch in Betätigungsrichtung in der in dem zweiten Kolben ausgebildeten ersten Ausnehmung relativ zu dem zweiten Kolben verschoben, bis sich in der ersten Druckkammer ein Hydraulikdruck aufgebaut hat, der auch eine Verschiebung des zweiten Kolbens in Betätigungsrichtung bewirkt. In ähnlicher Weise wird der erste Kolben bei einer Beendigung einer Betätigung des Hauptbremszylinders teleskopisch in Betätigungsgegenrichtung in der in dem zweiten Kolben ausgebildeten ersten Ausnehmung relativ zu dem zweiten Kolben verschoben, bis ein Abbau des Hydraulikdrucks in der ersten Druckkammer auch eine Verschiebung des zweiten Kolbens in Betätigungsgegenrichtung bewirkt. Bei einem derart ausgestalteten Hauptbremszylinder ist eine sichere Führung des ersten Kolbens in dem zweiten Kolben gewährleistet. Gleichzeitig ist der Hauptbremszylinder verhältnismäßig einfach aufgebaut und somit kostengünstig herstell- und montierbar.

Die erste Druckkammer wird nur durch die in dem zweiten Kolben ausgebildete erste Ausnehmung und den ersten Kolben begrenzt. Dabei kann die erste Druckkammer beispielsweise von einer von einer Eingangsseite des Hauptbremszylinders abgewandten Stirnfläche des ersten Kolbens begrenzt werden. Vorzugsweise ist an dem von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders abgewandten Ende des ersten Kolbens jedoch eine Ausnehmung in dem ersten Kolben ausgebildet, so dass die erste Druckkammer durch die in dem zweiten Kolben ausgebildete erste Ausnehmung und die in dem ersten Kolben ausgebildete Ausnehmung begrenzt wird. Auf diese Art und Weise wird ein für eine ordnungsgemäße Funktion des erfindungsgemäßen Hauptbremszylinders erforderliches Volumen der ersten Druckkammer und gleichzeitig eine besonders kompakte Bauform des Hauptbremszylinders realisiert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hauptbremszylinders wird der erste Kolben durch die Kraft einer ersten Rückstellfeder in seine Ruhestellung bei unbetätigtem Hauptbremszylinder vorgespannt. Ein erstes Ende der ersten Rückstellfeder stützt sich beispielsweise an einer von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders abgewandten Stirnfläche des ersten Kolbens, vorzugsweise jedoch an einer von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders abgewandten Stirnfläche der in dem ersten Kolben ausgebildeten Ausnehmung ab. Ein zweites Ende der Rückstellfeder stützt sich beispielsweise an einer der Eingangsseite des Hauptbremszylinders zugewandten Stirnfläche der in dem zweiten Kolben ausgebildeten ersten Ausnehmung ab.

In dem Gehäuse des erfindungsgemäßen Hauptbremszylinders ist vorzugsweise eine Bohrung ausgebildet, die sich entlang einer Längsachse des Gehäuses erstreckt. In dieser in dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten Bohrung kann der zweite Kolben abdichtend und axial verschiebbar geführt sein. Bei einer Betätigung des Hauptbremszylinders wird der zweite Kolben infolge des Druckanstiegs in der ersten Druckkammer in Betätigungsrichtung in der in dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten Bohrung verschoben, wodurch sich auch in der zweiten Druckkammer ein Hydraulikdruck aufbaut. In ähnlicher Weise wird der zweite Kolben bei einer Beendigung einer Betätigung des Hauptbremszylinders infolge des Druckabbaus in der ersten Druckkammer in Betätigungsgegenrichtung in der in dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten Bohrung verschoben, so dass es auch in der zweiten Druckkammer zu einem Abbau des Hydraulikdrucks kommt.

Zur Abdichtung des Außenumfangs des zweiten Kolbens gegenüber einem Innenumfang der in dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten Bohrung ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hauptbremszylinders mindestens ein erstes Dichtelement vorgesehen. Das mindestens eine Dichtelement kann beispielsweise ringförmig ausgebildet und in einer am Außenumfang des zweiten Kolbens vorgesehenen Nut angeordnet sein. Je nach Bedarf können auch mehrere über den Außenumfang des zweiten Kolbens verteilt angeordnete erste Dichtelemente vorhanden sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hauptbremszylinders ist die erste Druckkammer in einer Ruhestellung des ersten Kolbens fluidleitend mit einem Hydraulikfluidreservoir verbunden, so dass Hydraulikfluid aus dem Reservoir in die erste Druckkammer nachströmen kann. Zur Herstellung der fluidleitenden Verbindung zwischen dem Hydraulikfluidreservoir und der zweiten Druckkammer kann in dem ersten Kolben eine erste Verbindungsbohrung ausgebildet sein. Die erste Verbindungsbohrung kann beispielsweise im Bereich der in dem ersten Kolben ausgebildeten Ausnehmung vorgesehen sein und sich in radialer Richtung durch die Kolbenwand erstrecken. Vorzugsweise ist die erste Verbindungsbohrung fluidleitend mit einer am Außenumfang des ersten Kolbens vorgesehenen Nut verbunden. Diese, beispielsweise in Form einer Ringnut ausgebildete Nut kann ihrerseits fluidleitend mit einer am Außenumfang des zweiten Kolbens ausgebildeten ersten Aussparung und/oder einer in dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten ersten Nachlaufbohrung verbunden sein.

Vorzugsweise ist ein zweites Dichtelement vorgesehen, das den zweiten Kolben bei einer Verschiebung des ersten Kolbens gegenüber dem ersten Kolben abdichtet. Das zweite Dichtelement kann beispielsweise einen Innenumfang der in dem zweiten Kolben ausgebildeten ersten Ausnehmung bei einer Verschiebung des ersten Kolbens zur Unterbrechung der in der Ruhestellung des ersten Kolbens bestehenden fluidleitenden Verbindung zwischen der ersten Druckkammer und dem Hydraulikfluidreservoir gegenüber einem Außenumfang des ersten Kolbens abdichten. Das zweite Dichtelement ist beispielsweise in einer Nut angeordnet, die am Innenumfang der in dem zweiten Kolben ausgebildeten ersten Ausnehmung vorgesehen ist.

Wenn sich der erste und der zweite Kolben bei unbetätigtem Hauptbremszylinder in ihrer Ruhestellung befinden, ist das beispielsweise ringförmig ausgebildete zweite Dichtelement vorzugsweise konzentrisch zu der am Außenumfang des ersten Kolbens vorgesehenen Nut positioniert, so dass eine fluidleitende Verbindung zwischen der in dem ersten Kolben ausgebildeten erste Verbindungsbohrung und dem Hydraulikfluidreservoir besteht. Bei einer Betätigung des Hauptbremszylinders, d.h. bei einer mit der Betätigung des Hauptbremszylinders verbundenen Verschiebung des ersten Kolbens in Betätigungsrichtung in der in dem zweiten Kolben ausgebildeten ersten Aus nehmung wirkt das zweite Dichtelement dagegen mit dem Außenumfang des ersten Kolbens zusammen, so dass die fluidleitende Verbindung zwischen der in dem ersten Kolben ausgebildeten ersten Verbindungsbohrung und dem Hydraulikfluidreservoir unterbrochen wird. Dadurch kann sich bei einer Betätigung des Hauptbremszylinders infolge der damit verbundenen Verschiebung des ersten Kolbens in Betätigungsrichtung in der ersten Druckkammer ein Hydraulikdruck aufbauen.

Zur Herstellung einer fluidleitenden Verbindung zwischen der ersten Druckkammer und einem ersten Bremskreis der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage ist in dem zweiten Kolben vorzugsweise eine zweite Verbindungsbohrung ausgebildet. Die zweite Verbindungsbohrung kann sich beispielsweise im Bereich der in dem zweiten Kolben ausgebildeten ersten Ausnehmung in im Wesentlichen radialer Richtung oder in einem Winkel zur Längsachse des Hauptbremszylindergehäuses durch die Kolbenwand erstrecken. Die zweite Verbindungsbohrung ist vorzugsweise mit einer am Außenumfang des zweiten Kolbens ausgebildeten zweiten Aussparung und/oder einer in dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten ersten Druckausgangsbohrung verbunden. Wenn bei einer Betätigung des Hauptbremszylinders und einer daraus resultierenden Verschiebung des ersten Kolbens in Betätigungsrichtung in der ersten Druckkammer ein Hydraulikdruck aufgebaut wird, wird dieser Druck über die zweite Verbindungsbohrung, die am Außenumfang des zweiten Kolbens ausgebildete zweite Aussparung und/oder die erste Druckausgangsbohrung auf den ersten Bremskreis der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage übertragen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hauptbremszylinders wird die zweite Druckkammer durch den zweiten Kolben sowie einen an dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten Gehäusefortsatz begrenzt. Der Gehäusefortsatz erstreckt sich vorzugsweise von einem von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders abgewandten Ende der in dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten Längsbohrung in die Bohrung hinein. An dem von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders abgewandten Ende des zweiten Kolbens kann in dem zweiten Kolben eine zweite Ausnehmung ausgebildet sein. Darüber hinaus kann der Gehäusefortsatz hohlzylindrisch ausgebildet sein, d.h. an seinem der Eingangsseite des Hauptbremszylinders zugewandten Ende eine Ausnehmung aufweisen. Die zweite Druckkammer wird dann vorzugsweise durch die in dem zweiten Kolben ausgebildete zweite Ausnehmung sowie die in dem Gehäusefortsatz ausgebildete Ausnehmung begrenzt. Durch die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hauptbremszylinders mit einem mit einer zweiten Ausnehmung versehenen zweiten Kolben und einem hohlzylindrischen Gehäusefortsatz kann ein für eine ordnungsgemäße Funktion des erfin dungsgemäßen Hauptbremszylinders erforderliches Volumen der zweiten Druckkammer realisiert und gleichzeitig das Bauvolumen, d.h. die Baulänge des Hauptbremszylinders weiter verringert werden.

Vorzugsweise wird der zweite Kolben durch die Kraft einer zweiten Rückstellfeder in seine Ruhestellung bei unbetätigtem Hauptbremszylinder vorgespannt. Ein erstes Ende der zweiten Rückstellfeder kann sich an einer von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders abgewandten Stirnfläche des zweiten Kolbens abstützen. Vorzugsweise stützt sich das erste Ende der zweiten Rückstellfeder jedoch an einer von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders abgewandten Stirnfläche der in dem zweiten Kolben ausgebildeten zweiten Ausnehmung ab. Das zweite Ende der zweiten Rückstellfeder stützt sich dagegen vorzugsweise an einer der Eingangsseite des Hauptbremszylinders zugewandten Stirnfläche des Gehäusefortsatzes oder einer der Eingangsseite des Hauptbremszylinders zugewandten Stirnfläche der in dem Gehäusefortsatz ausgebildeten Ausnehmung ab.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hauptbremszylinders ist die zweite Druckkammer in einer Ruhestellung des zweiten Kolbens fluidleitend mit einem Hydraulikfluidreservoir verbunden, so dass Hydraulikfluid aus dem Reservoir in die zweite Druckkammer nachströmen kann. Zur Herstellung der fluidleitenden Verbindung zwischen dem Hydraulikfluidreservoir und der zweiten Druckkammer kann zwischen einem Innenumfang der in dem zweiten Kolben ausgebildeten zweiten Ausnehmung und einem Außenumfang des Gehäusefortsatzes in der Ruhestellung des zweiten Kolbens ein Fluiddurchlass vorhanden sein. Dieser Fluiddurchlass ist in der Ruhestellung des zweiten Kolbens vorzugsweise mit einem Ringraum, der zwischen dem Außenumfang des Gehäusefortsatzes und einem Innenumfang der in dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten Bohrung gebildet ist und/oder einer in dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten zweiten Nachlaufbohrung verbunden.

Vorzugsweise ist ein drittes, beispielsweise ringförmig ausgebildetes Dichtelement vorgesehen, das den Innenumfang der in dem zweiten Kolben ausgebildeten zweiten Ausnehmung bei einer Verschiebung des zweiten Kolbens gegenüber einem Außenumfang des Gehäusefortsatzes abdichtet. Das dritte Dichtelement sorgt somit bei einer Verschiebung des zweiten Kolbens durch das Zusammenwirken mit dem Außenumfang des Gehäusefortsatzes für eine Unterbrechung der fluidleitenden Verbindung zwischen der zweiten Druckkammer und dem Hydraulikfluidreservoir. Dadurch kann sich bei einer Betätigung des Hauptbremszylinders infolge der damit verbunde nen Verschiebung des zweiten Kolbens in Betätigungsrichtung in der zweiten Druckkammer ein Hydraulikdruck aufbauen.

Das dritte Dichtelement kann beispielsweise in einer Nut angeordnet sein, die am Innenumfang der in dem zweiten Kolben ausgebildeten zweiten Ausnehmung vorgesehen ist. Alternativ dazu ist es auch denkbar, das dritte Dichtelement in einer am Außenumfang des Gehäusefortsatzes ausgebildeten Nut festzulegen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hauptbremszylinders ist das dritte Dichtelement jedoch an einem Halter befestigt. Der Halter ist vorzugsweise ringscheibenförmig ausgebildet und liegt an einer von einer Eingangsseite des Hauptbremszylinders abgewandten Fläche eines stufenförmigen Vorsprungs an, der am Innenumfang der in dem zweiten Kolben ausgebildeten zweiten Ausnehmung vorgesehen ist.

Der ringscheibenförmige Halter wird vorzugsweise durch ein ringscheibenförmiges Befestigungselement in seiner Position in Anlage an die von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders abgewandte Fläche des stufenförmigen Vorsprungs gehalten, der am Innenumfang der in dem zweiten Kolben ausgebildeten zweiten Ausnehmung vorgesehen ist. Das ringscheibenförmige Befestigungselement liegt vorzugsweise an einer von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders abgewandten Fläche des dritten Dichtelements an und hält das dritte Dichtelement und den ringscheibenförmigen Halter somit in ihrer Position in der in dem zweiten Kolben ausgebildeten zweiten Ausnehmung. Dadurch wird sichergestellt, dass das dritte Dichtelement bei einer Verschiebung des zweiten Kolbens mit dem Außenumfang des Gehäusefortsatzes zusammenwirken und somit bei einer Betätigung des erfindungsgemäßen Hauptbremszylinders die fluidleitende Verbindung zwischen der zweiten Druckkammer und dem Hydraulikfluidreservoir unterbrechen kann.

Das ringscheibenförmige Befestigungselement ist vorzugsweise in einer Nut festgelegt, die am Innenumfang der in dem zweiten Kolben ausgebildeten zweiten Ausnehmung vorgesehen ist. Die Baugruppe bestehend aus dem ringscheibenförmigen Halter, dem dritten Dichtelement und dem ringscheibenförmigen Befestigungselement ist somit einfach und zeitsparend in ihrer Position in der in dem zweiten Kolben ausgebildeten zweiten Ausnehmung montierbar. Vorzugsweise besteht das ringscheibenförmige Befestigungselement aus einem elastischen Kunststoffmaterial, so dass es durch Verrasten in seine Position in der Nut am Innenumfang der in dem zweiten Kolben ausgebildeten zweiten Ausnehmung gebracht werden kann.

Zur Herstellung einer fluidleitenden Verbindung zwischen der zweiten Druckkammer und einem zweiten Bremskreis der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage ist in dem Hauptbremszylindergehäuse vorzugsweise eine zweite Druckausgangsbohrung ausgebildet. Die zweite Druckausgangsbohrung erstreckt sich beispielsweise von einer Stirnfläche der in dem Gehäusefortsatz ausgebildeten Ausnehmung in im Wesentlichen axialer Richtung, d.h. entlang der Längsachse des Hauptbremszylindergehäuses durch das Hauptbremszylindergehäuse. Wenn bei einer Betätigung des Hauptbremszylinders und einer daraus resultierenden Verschiebung des zweiten Kolbens in Betätigungsrichtung in der zweiten Druckkammer ein Hydraulikdruck aufgebaut wird, wird dieser Druck über die zweite Druckausgangsbohrung auf den zweiten Bremskreis der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage übertragen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beigefügten schematischen einzigen Figur näher erläutert, die einen erfindungsgemäßen Hauptbremszylinder im Längsschnitt zeigt.
In der Figur ist ein allgemein mit 10 bezeichneter Tandemhauptbremszylinder für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage im Längsschnitt dargestellt. Der Hauptbremszylinder 10 umfasst ein Gehäuse 12 mit einer in dem Gehäuse 12 ausgebildeten und sich entlang einer Längsachse L des Gehäuses 12 erstreckenden Bohrung 14. An einem der Eingangsseite des Hauptbremszylinders zugewandten, d.h. dem in der Figur rechten Ende der Bohrung 14 ragt ein erster Kolben 16 in die Bohrung 14 hinein. Ein eingangsseitiges, d.h. in der Figur rechtes Ende des ersten Kolbens 16 ist zur Verbindung mit einem in der Figur nicht dargestellten Krafteingangsglied ausgebildet, das üblicherweise durch einen dem Hauptbremszylinder 10 vorgeschalteten Bremskraftverstärker betätigt wird. Der Bremskraftverstärker kann beispielsweise ein Unterdruckbremskraftverstärker, ein mit Hydraulikdruck arbeitender Hydrobremskraftverstärker oder ein elektromechanisch angetriebener Bremskraftverstärker sein.
Zur Befestigung des Hauptbremszylindergehäuses 12 beispielsweise an einem vorgeschalteten Bremskraftverstärker weist das Gehäuse 12 einen sich radial nach außen erstreckenden Anschraubflansch 17 auf. In dem Anschraubflansch 17 ist eine Anschraubbohrung zur Aufnahme einer Druckhülse 18 ausgebildet. Bei der Befestigung des Hauptbremszylindergehäuses 12 an einem vorgeschalteten Bremskraftverstärker, beispielsweise durch Verschrauben, gewährleistet die Druckhülse 18, dass die im Bereich der Schraubverbindung vorherrschenden Spannkräfte dauerhaft erhalten bleiben und sich nicht durch eine Materialverformung verringern können.
Zur Abdichtung der Bohrung 14 gegenüber der Umgebungsatmosphäre ist das der Eingangsseite des Hauptbremszylinders 10 zugewandte Ende der Bohrung 14 mittels eines abdichtend von dem ersten Kolben 16 durchsetzten Verschlusselements 19 verschlossen. Aus seiner von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders 10 abgewandten, d.h. in der Figur linken Seite liegt das Verschlusselement 19 an einer in der Bohrung 14 ausgebildeten Stufe 20 an. Zur Festlegung des Verschlusselements 19 in seiner Position in der Bohrung 14 weist das Verschlusselement 18 mindestens ein federnd nachgiebiges Rastelement 22 auf. Bei der Montage des Verschlusselements 19 in der Bohrung 14 verrastet das mindestens eine federnd nachgiebige Rastelement 22 in einer am Hauptbremszylindergehäuse 12 ausgebildeten Nut 24. Im montierten Zustand sorgt das Verschlusselement 19 für eine sichere Abdichtung sowohl gegenüber dem das Verschlusselement 19 durchsetzenden ersten Kolben 16 als auch gegenüber dem Innenumfang der Bohrung 14.
In der Bohrung 14 ist ein zweiter Kolben 26 abdichtend und axial, d.h. entlang der Längsachse L, verschiebbar geführt. Zur Abdichtung eines Außenumfangs des zweiten Kolbens 26 gegenüber einem Innenumfang der in dem Hauptbremszylindergehäuse 12 ausgebildeten Bohrung 14 sind zwei ringförmige erste Dichtelemente 28, 28' vorgesehen, die jeweils in am Außenumfang des zweiten Kolbens 26 ausgebildeten Nuten 30, 30' angeordnet sind.
An seinem der Eingangsseite des Hauptbremszylinders 10 zugewandten Ende weist der zweite Kolben 26 eine erste Ausnehmung 32 auf, in der ein von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders 10 abgewandtes Ende des ersten Kolbens 16 axial verschiebbar geführt ist. Die in dem zweiten Kolben ausgebildete erste Ausnehmung 32 und eine in dem ersten Kolben 16 ausgebildete Ausnehmung 34 begrenzen dabei eine erste Druckkammer 36.
Der erste Kolben 16 wird durch die Kraft einer ersten Rückstellfeder 38 in seine in der Figur gezeigte Ruhestellung vorgespannt. Erste Enden der Rückstellfeder stützen sich an einer Stirnfläche 40 der in dem ersten Kolben 16 ausgebildeten Ausnehmung 34 ab, wohingegen sich zweite Enden der ersten Rückstellfeder 38 an einer Stirnfläche 42 der in dem zweiten Kolben 26 ausgebildeten ersten Ausnehmung 32 abstützen.
In der in der Figur gezeigten Ruhestellung des ersten Kolbens bei nicht betätigtem Hauptbremszylinder 10 ist die erste Druckkammer 36 fluidleitend mit einem in der Figur nicht gezeigten Hydraulikfluidreservoir verbunden. Zur Herstellung der fluidlei tenden Verbindung zwischen der ersten Druckkammer 36 und dem Hydraulikfluidreservoir ist in dem ersten Kolben 16 im Bereich der Ausnehmung 34 eine sich radial durch die Kolbenwand erstreckende erste Verbindungsbohrung 44 vorgesehen. Die erste Verbindungsbohrung 44 mündet in eine am Außenumfang des ersten Kolbens 16 vorgesehene Nut 46. In der Ruhestellung des ersten Kolbens 16 steht die Nut 46 in fluidleitender Verbindung mit einer am Außenumfang des zweiten Kolbens 26 ausgebildeten ersten Aussparung 48 sowie einer in dem Gehäuse 12 ausgebildeten ersten Nachlaufbohrung 50.
Ein zweites ringförmiges Dichtelement 52 ist in einer Nut 54 angeordnet, die am Innenumfang der in dem zweiten Kolben 26 ausgebildeten ersten Ausnehmung 32 vorgesehen ist. Im unbetätigten Zustand des Hauptbremszylinders 10, d.h. wenn sich der erste und der zweite Kolben 16, 26 in ihrer Ruhestellung befinden, ist das ringförmige zweite Dichtelement 42 konzentrisch zu der am Außenumfang des ersten Kolbens 16 ausgebildeten Ringnut 46 angeordnet. Durch diese Positionierung des zweiten Dichtelements 52 relativ zu der am Außenumfang des ersten Kolbens 16 ausgebildeten Ringnut 46 wird in der Ruhestellung des ersten und des zweiten Kolbens 16, 26 die Fluidverbindung zwischen der ersten Verbindungsbohrung 44 und der im Hauptbremszylindergehäuse 12 ausgebildeten ersten Nachlaufbohrung 50 freigegeben.
Die erste Druckkammer 36 ist über eine in dem zweiten Kolben 26 ausgebildete zweite Verbindungsbohrung 56, eine am Außenumfang des zweiten Kolbens 26 ausgebildete zweite Aussparung 58 und eine in dem Hauptbremszylindergehäuse 12 ausgebildete erste Druckausgangsbohrung 60 fluidleitend mit einem in der Figur nicht weiter veranschaulichten ersten Bremskreis der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage verbunden. Die zweite Verbindungsbohrung 56 erstreckt sich im Bereich der in dem zweiten Kolben 26 ausgebildeten ersten Ausnehmung 32 in einem Winkel zu der Längsachse L durch die Kolbenwand. Alternativ dazu ist natürlich auch ein Verlauf der zweiten Verbindungsbohrung 56 in im Wesentlichen radialer Richtung durch die Wand des zweiten Kolbens 26 denkbar.
An seinem von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders 10 abgewandten Ende weist der zweite Kolben 26 eine zweite Ausnehmung 62 auf. Der Längsschnitt des zweiten Kolbens 26 ist somit H-förmig ausgebildet. An dem Hauptbremszylindergehäuse 12 ist ein Gehäusefortsatz 64 ausgebildet, der sich von einem von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders 10 abgewandten Ende der Bohrung 14 entlang der Längsachse L in die Bohrung 14 hinein erstreckt. Der Gehäusefortsatz 64 weist eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form auf und ist auf seinem der Eingangsseite des Hauptbremszylinders 10 zugewandten Ende mit einer Ausnehmung 66 versehen.
Eine zweite Rückstellfeder 68 spannt den zweiten Kolben 26 in seine in der Figur dargestellte Ruhestellung vor. Erste Enden der zweiten Rückstellfeder 68 stützen sich an einer von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders 10 abgewandten Stirnfläche 70 der in dem zweiten Kolben 26 ausgebildeten zweiten Ausnehmung 62 ab. Zweite Enden der zweiten Rückstellfeder 68 stützen sich dagegen an einer der Eingangsseite des Hauptbremszylinders 10 zugewandten Stirnfläche 72 der in dem Gehäusefortsatz 64 ausgebildeten Ausnehmung 66 ab.
Eine zweite Druckkammer 74 wird durch die in dem zweiten Kolben 26 ausgebildete zweite Ausnehmung 62 sowie die in dem Gehäusefortsatz 64 ausgebildete Ausnehmung 66 begrenzt. In der in der Figur gezeigten Ruhestellung des zweiten Kolbens 26 ist die zweite Druckkammer 74 fluidleitend mit dem nicht dargestellten Hydraulikfluidreservoir verbunden. Zur Herstellung einer fluidleitenden Verbindung zwischen der zweiten Druckkammer 74 und dem Hydraulikfluidreservoir ist zwischen einem Innenumfang der in dem zweiten Kolben 26 ausgebildeten zweiten Ausnehmung 62 und einem Außenumfang des Gehäusefortsatzes 64 ein Fluiddurchlass 76 vorhanden. Der Fluiddurchlass 76 ist über einen zwischen dem Außenumfang des Gehäusefortsatzes 64 und dem Innenumfang der Bohrung 14 gebildeten Ringraum 78 und eine sich durch das Hauptbremszylindergehäuse 12 erstreckende zweite Nachlaufbohrung 80 fluidleitend mit dem Hydraulikfluidreservoir verbunden.
Ein drittes ringförmiges Dichtelement 82 ist an einem ringscheibenförmigen Halter 84 befestigt. Der Halter 84 liegt an einer von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders 10 abgewandten Fläche eines stufenförmigen Vorsprungs 86 an, der am Innenumfang der in dem zweiten Kolben 26 ausgebildeten zweiten Ausnehmung 62 vorgesehen ist. Zur Befestigung des dritten Dichtelements 82 und des Halters 84 in ihrer Position in der in dem zweiten Kolben 26 ausgebildeten zweiten Ausnehmung 62 ist ein ringscheibenförmiges Befestigungselement 88 vorhanden. Das Befestigungselement 88 liegt an einer von der Eingangsseite des Hauptbremszylinders 10 abgewandten Fläche des dritten Dichtelement 82 an und drückt das dritte Dichtelement 82 sowie den Halter 84 gegen den Vorsprung 86. Zur Verbindung des Befestigungselements 88 mit dem zweiten Kolben 26 ist am Innenumfang der in dem zweiten Kolben 26 ausgebildeten zweiten Ausnehmung 62 eine Nut 90 zur Aufnahme des Befestigungselements 88 vorgesehen.
In der in der Figur dargestellten Ruhestellung des zweiten Kolbens 26 gibt das dritte Dichtelement 82 den zwischen dem Innenumfang der in dem zweiten Kolben 26 ausgebildeten zweiten Ausnehmung 62 und dem Außenumfang des Gehäusefortsatzes 64 gebildeten Fluiddurchlass 76 frei.
Zur Herstellung einer fluidleitenden Verbindung zwischen der zweiten Druckkammer 74 und einem in der Figur nicht weiter veranschaulichten zweiten Bremskreis der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage ist in dem Hauptbremszylindergehäuse 12 eine zweite Druckausgangsbohrung 92 ausgebildet. Die zweite Druckausgangsbohrung 92 erstreckt sich von der Stirnfläche 72 der in dem Gehäusefortsatz 64 ausgebildeten Ausnehmung 66 in axialer Richtung, d.h. entlang der Längsachse L durch das Hauptbremszylindergehäuse 12.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des in der Figur gezeigten Hauptbremszylinders 10 erläutert.
Bei einer Betätigung des Hauptbremszylinders 10 wird der erste Kolben 16 infolge einer über das nicht gezeigte Krafteingangsglied eingeleiteten Eingangskraft F in Betätigungsrichtung, d.h. in der Figur nach links verschoben. Bei einer derartigen Verschiebung des ersten Kolbens 16 relativ zu dem zweiten Kolben 26 verschiebt sich auch die Position der am Außenumfang des ersten Kolbens 16 ausgebildeten Ringnut 46 relativ zu dem zweiten Dichtelement 52. Das zweite Dichtelement 52 läuft daher bei einer Verschiebung des ersten Kolbens 16 in Betätigungsrichtung auf den Außenumfang des ersten Kolbens 16 auf und dichtet dadurch den Außenumfang des ersten Kolbens 16 gegenüber dem Innenumfang der in dem zweiten Kolben 26 ausgebildeten ersten Ausnehmung 32 ab. Dadurch wird die Fluidverbindung zwischen der ersten Druckkammer 36 und dem Hydraulikfluidreservoir unterbrochen, so dass sich in der ersten Druckkammer 36 ein Hydraulikdruck aufbaut.
Infolge des sich in der ersten Druckkammer 36 aufbauenden Hydraulikdrucks wird auch der zweite Kolben 26 in Betätigungsrichtung, d.h. in der Figur nach links verschoben. Bei einer derartigen Verschiebung des zweiten Kolbens 26 in Betätigungsrichtung läuft das dritte Dichtelement 82 auf den Außenumfang des Gehäusefortsatzes 64 auf und verschließt dabei den Fluiddurchlass 76, der in der Ruhestellung des zweiten Kolbens 26 die zweite Druckkammer 74 mit dem Hydraulikfluidreservoir verbindet. Infolgedessen baut sich auch in der zweiten Druckkammer 74 ein Hydraulikdruck auf.
Der sich bei einer Verschiebung des ersten Kolbens 16 in Betätigungsrichtung in der ersten Druckkammer 36 aufbauende Hydraulikdruck wird zur Betätigung von an den ersten Bremskreis angeschlossenen Radbremsen über die zweite Verbindungsbohrung 56, die am Außenumfang des zweiten Kolbens 26 ausgebildete zweite Aussparung 58 sowie die erste Druckausgangsbohrung 60 an den ersten Bremskreis übertragen. In ähnlicher Weise wird der sich bei einer Verschiebung des zweiten Kolbens 26 in der zweiten Druckkammer 74 aufbauende Hydraulikdruck zur Betätigung von an den zweiten Bremskreis angeschlossenen Radbremsen über die zweite Druckausgangsbohrung 92 an den zweiten Bremskreis übertragen.
Nach Beendigung des Betätigungsvorgangs wird der erste Kolben 16 in der in dem zweiten Kolben 26 ausgebildeten ersten Ausnehmung 32 axial in Betätigungsgegenrichtung, d.h. in der Figur nach rechts in seine Ruhestellung zurückverschoben. In ähnlicher Weise wird der zweite Kolben 26 in der Bohrung 14 axial in Betätigungsgegenrichtung in seine Ruhestellung zurückverschoben. Der erste Kolben 16 wird dabei soweit in Betätigungsgegenrichtung verschoben, bis die am Außenumfang des ersten Kolbens 16 ausgebildete Ringnut 46 wieder, wie in der Figur gezeigt, konzentrisch zu dem zweiten Dichtelement 52 angeordnet ist. Dadurch wird die bei einer Betätigung des Hauptbremszylinders 10 unterbrochene Fluidverbindung zwischen der ersten Druckkammer 36 und dem Hydraulikfluidreservoir wieder hergestellt. Bei der Verschiebung des zweiten Kolbens 26 in Betätigungsgegenrichtung löst sich das dritte Dichtelement 82 wieder vom Außenumfang des Gehäusefortsatzes 64, so dass der Fluiddurchlass 76, der die zweite Druckkammer 74 mit dem Hydraulikfluidreservoir verbindet, wieder freigegeben wird.

Claims

Hauptbremszylinder (10) für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit – einem Gehäuse (12), in dem eine erste Druckkammer (36) und eine zweite Druckkammer (74) angeordnet sind, – einem ersten Kolben (16), der mit der ersten Druckkammer (36) zusammenwirkt, um in ihr befindliches Hydraulikfluid unter Druck zu setzen, und – einem zweiten Kolben (26), der mit der zweiten Druckkammer (74) zusammenwirkt, um in ihr befindliches Hydraulikfluid unter Druck zu setzen, wobei der erste Kolben (16) axial verschiebbar in einer in dem zweiten Kolben (26) ausgebildeten ersten Ausnehmung (32) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Druckkammer (36) nur durch die in dem zweiten Kolben (26) ausgebildete erste Ausnehmung (32) sowie eine in dem ersten Kolben (16) ausgebildete Ausnehmung (34) begrenzt ist.
Hauptbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (16) durch die Kraft einer ersten Rückstellfeder (38) in seine Ruhestellung vorgespannt wird, deren Enden sich an einer Stirnfläche (40) der in dem ersten Kolben (16) ausgebildeten Ausnehmung (34) bzw. einer Stirnfläche (42) der in dem zweiten Kolben (26) ausgebildeten ersten Ausnehmung (32) abstützen.
Hauptbremszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kolben (26) abdichtend und axial verschiebbar in einer in dem Gehäuse (12) ausgebildeten Bohrung (14) geführt ist, die sich entlang einer Längsachse (L) des Gehäuses (12) erstreckt.
Hauptbremszylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erstes Dichtelement (28, 28') vorgesehen ist, das einen Außenumfang des zweiten Kolbens (26) gegenüber einem Innenumfang der in dem Gehäuse (12) ausgebildeten Bohrung (14) abdichtet.
Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Druckkammer (36) über eine in dem ersten Kolben (16) ausgebildete erste Verbindungsbohrung (44), eine am Außenumfang des ersten Kolbens (16) vorgesehene Nut (46), eine am Außenumfang des zweiten Kol bens (26) ausgebildete erste Aussparung (48) und eine in dem Gehäuse (12) ausgebildete erste Nachlaufbohrung (50) fluidleitend mit einem Hydraulikfluidreservoir verbindbar ist.
Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Dichtelement (52) vorgesehen ist, das den zweiten Kolben (26) bei einer Verschiebung des ersten Kolbens (16) gegenüber einem Außenumfang des ersten Kolbens (16) abdichtet.
Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Druckkammer (36) über eine in dem zweiten Kolben (26) ausgebildete zweite Verbindungsbohrung (56), eine am Außenumfang des zweiten Kolbens (26) ausgebildete zweite Aussparung (58) und eine in dem Gehäuse (10) ausgebildete erste Druckausgangsbohrung (60) fluidleitend mit einem ersten Bremskreis der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage verbindbar ist.
Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckkammer (74) durch eine in dem zweiten Kolben (26) ausgebildete zweite Ausnehmung (62) sowie eine in einem Gehäusefortsatz (64) ausgebildete Ausnehmung (66) begrenzt wird.
Hauptbremszylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kolben (26) durch die Kraft einer zweiten Rückstellfeder (68) in seine Ruhestellung vorgespannt wird, deren Enden sich an einer Stirnfläche (70) der in dem zweiten Kolben (26) ausgebildeten zweiten Ausnehmung (62) bzw. einer Stirnfläche (72) der in dem Gehäusefortsatz (64) ausgebildeten Ausnehmung (66) abstützen.
Hauptbremszylinder nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckkammer (74) über einen Fluiddurchlass (76), der zwischen einem Innenumfang der in dem zweiten Kolben (26) ausgebildeten zweiten Ausnehmung (62) und einem Außenumfang des Gehäusefortsatzes (64) vorhanden ist, einen Ringraum (78), der zwischen dem Außenumfang des Gehäusefortsatzes (64) und einem Innenumfang der in dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten Bohrung (14) gebildet ist und/oder eine in dem Gehäuse (10) ausgebildete zweite Nachlaufbohrung (80) fluidleitend mit einem Hydraulikfluidreservoir verbindbar ist.
Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Dichtelement (82) vorgesehen ist, das einen Innenumfang der in dem zweiten Kolben (26) ausgebildeten zweiten Ausnehmung (62) bei einer Verschiebung des zweiten Kolbens (26) gegenüber einem Außenumfang des Gehäusefortsatzes (64) abdichtet.
Hauptbremszylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Dichtelement (82) an einem ringscheibenförmigen Halter (84) befestigt ist, der an einem stufenförmigen Vorsprung (86) der in dem zweiten Kolben (26) ausgebildeten zweiten Ausnehmung (62) anliegt.
Hauptbremszylinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der ringscheibenförmige Halter (84) durch ein ringscheibenförmiges Befestigungselement (88) in seiner Position in Anlage an den stufenförmigen Vorsprung (86) der in dem zweiten Kolben (26) ausgebildeten zweiten Ausnehmung (62) gehalten wird.
Hauptbremszylinder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das ringscheibenförmige Befestigungselement (88) in einer Nut (90) festgelegt ist, die am Innenumfang der in dem zweiten Kolben (26) ausgebildeten zweiten Ausnehmung (62) vorgesehen ist.
Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckkammer (74) über eine zweite Druckausgangsbohrung (92) fluidleitend mit einem zweiten Bremskreis der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage verbindbar ist, wobei die zweite Druckausgangsbohrung (92) in dem Gehäuse (12) ausgebildet ist und sich von einer Stirnfläche (72) der in dem Gehäusefortsatz (64) ausgebildeten Ausnehmung (66) durch das Gehäuse (12) erstreckt.