DE19520670A1 - Automatic braking system piston design in vehicle - Google Patents
Automatic braking system piston design in vehicleInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Kolben für einen Geberzylinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a piston for a master cylinder according to the preamble of claim 1.
Ein derartiger Kolben ist beispielsweise aus der WO 87/03344 bekannt. Bei diesem bekannten Kolben erfolgt eine direkte Kraftübertragung von einer Druckstange auf den aus Kunststoff bestehenden Kolben bzw. eine direkte Druckübertragung von im Druckraum befindlichen Bauelementen auf den aus Kunststoff bestehenden Kolben.Such a piston is for example from WO 87/03344 known. In this known piston there is a direct one Power transmission from a push rod to the plastic existing piston or a direct pressure transfer from im Components located on the pressure chamber made of plastic existing pistons.
Als nachteilig an diesem bekannten Kolben ist anzusehen, daß bei Verwendung eines derartigen Kolbens keine hohen Drücke im Druckraum möglich sind, da Verformungen des Kunststoffs zu befürchten sind, die dann zu einer geringen Funktionssicher heit und eventuell sogar zu einer Zerstörung des Kolbens füh ren können. Im Falle eines Kupplungsgeberzylinders kann durch geeignete bauliche Maßnahmen auf ein Erfordernis derartig hoher Drücke verzichtet werden.A disadvantage of this known piston is that when using such a piston no high pressures in the Pressure space are possible because of deformation of the plastic are feared, which then leads to a low level of reliability unit and possibly even destroy the piston can. In the case of a clutch master cylinder, through appropriate structural measures to a requirement of this kind high pressures can be dispensed with.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsge mäßen Geberzylinder vorzuschlagen, der für hohe Drücke im Druckraum geeignet ist.The object of the present invention is a genus propose master cylinder which is suitable for high pressures in the Pressure room is suitable.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 bzw. 2 sowie der Unteransprüche ange gebenen Maßnahmen. This task is solved by the in the characteristic Parts of claims 1 and 2 as well as the subclaims given measures.
Der erfindungsgemäße Kolben weist einen zentralen Bereich auf, der aus einem stabilen Material, beispielsweise Metall besteht, und zur Übertragung von hohen Kräften geeignet ist. Der zentrale Bereich kann dazu vorteilhafterweise mit geeig neten Anschlagflächen versehen sein. Der aus Kunststoff be stehende Hohlbereich übernimmt eine Führungsfunktion des Kol bens im Geberzylinder und dient gegebenenfalls zur Aufnahme von Dichtelementen oder ähnlichen Bauteilen. Hohlbereich und zentraler Bereich sind über geeignete Verbindungsflächen ver bunden. Ein derartiger Kolben hat den Vorteil, daß er in der Form einem herkömmlichen Kolben entsprechen kann und dennoch ein geringes Gewicht aufweist, da ein großer Teil seines Volumens aus einem Material mit niedrigem spezifischen Ge wicht (Kunststoff) besteht.The piston according to the invention has a central area on that of a stable material, such as metal exists, and is suitable for the transfer of high forces. The central area can advantageously also be used for this purpose Neten stop surfaces should be provided. The plastic be standing hollow area takes over a management function of the col bens in the master cylinder and is used for recording if necessary of sealing elements or similar components. Cavity and central area are ver through suitable connecting surfaces bound. Such a piston has the advantage that it is in the Shape can correspond to a conventional piston and still has a low weight because a large part of its Volume from a material with a low specific Ge weight (plastic).
Weist der erfindungsgemäße Kolben eine glatte zylindrische Außenfläche sowie einen dem Druckraum des Geberzylinders zu gewandten inneren Hohlraum auf (sogenannter Plungerkolben), so besteht dieser erfindungsgemäß aus einem Kunststoffrohr mit einem in diesem angeordneten Druckübertragungselement. Das Kunststoffrohr weist ein geringes spezifisches Gewicht auf und ist problemlos mit einer glatten und somit gut ab dichtenden Außenfläche herstellbar, während das Druckübertra gungselement aus einem stabileren, zur Druckübertragung ge eigneten Material, beispielsweise Metall, Keramik oder aus einem speziellen, formstabilen Kunststoff besteht. Das Druck übertragungselement wirkt direkt auf im Druckraum angeordnete Elemente des Geberzylinders ein und weist keine beziehungs weise nur eine extrem geringfügige Verformung bei Kraftein wirkung auf. Eine derartige Kraft wird auf das Drücküber tragungselement beispielsweise durch ein Betätigungselement zum Verschieben des Kolbens ausgeübt. Dabei kann das Betäti gungselement eine den Kolben betätigende Druckstange, aber auch ein zwischen den Kolben eines Tandemhauptzylinders an geordnetes Federelement sein. Das Kunststoffrohr ist vorteil hafterweise relativ dünnwandig ausgebildet, so daß fast die gesamte, senkrecht zur Achse des Kolbens ausgerichtete Fläche des Kolbens aus dem stabilen Material des Druckübertragungs elements besteht, während nur die relativ kleine Rohrstirn fläche aus Kunststoff besteht. Es tritt daher nur eine gerin ge axiale Druckbelastung des Kunststoffs auf, Rohrinnen- und Rohraußenfläche sind jeweils mit dem gleichen, im Druckraum herrschenden Druck belastet.The piston of the invention has a smooth cylindrical Outer surface and one to the pressure chamber of the master cylinder inner cavity on (so-called plunger), according to the invention, this consists of a plastic tube with a pressure transmission element arranged in it. The plastic tube has a low specific weight on and is easy with a smooth and therefore good off sealing outer surface producible, while the pressure transfer supply element from a more stable, for pressure transmission suitable material, such as metal, ceramic or a special, dimensionally stable plastic. The pressure Transmission element acts directly on those arranged in the pressure chamber Elements of the master cylinder and has no relation only an extremely slight deformation when force is applied effect on. Such a force is applied to the pressure support element for example by an actuator exercised to move the piston. The actuator can supply element a push rod actuating the piston, but also one between the pistons of a tandem master cylinder orderly spring element. The plastic tube is an advantage relatively thin-walled, so that almost the total area aligned perpendicular to the axis of the piston of the piston from the stable material of the pressure transmission elements, while only the relatively small pipe end surface is made of plastic. Therefore only one occurs ge axial pressure load on the plastic, inside and Pipe outer surface are each the same, in the pressure chamber prevailing pressure.
Ein im Hohlraum des Kolbens angeordnetes Rückstellelement, beispielsweise eine Rückstellfeder, die zwischen dem Boden des Geberzylinders und dem Kolben beziehungsweise zwischen den beiden Kolben eines Tandemhauptzylinders angeordnet ist und zum Zurückstellen des Kolbens in seiner Ausgangsposition dient, greift vorteilhafterweise direkt am Druckübertragungselement an. Auf diese Weise wird keine hohe Belastung auf den Kunststoffteil des Kolbens ausgeübt, eine Beschädigung des Kunststoffrohrs durch das im allgemeinen aus Metall bestehende Rückstellelement wird vermieden.A restoring element arranged in the cavity of the piston, for example a return spring that is between the floor of the master cylinder and the piston or between the two pistons of a tandem master cylinder is arranged and to return the piston to its original position is used, advantageously directly on Pressure transmission element. This way, no high Load applied to the plastic part of the piston, a Damage to the plastic pipe from the generally Metal existing reset element is avoided.
Der erfindungsgemäße Kolben kann kostengünstig hergestellt werden, wenn das Druckübertragungselement bei der Herstellung des Kunststoffrohrs in dieses eingespritzt wird.The piston according to the invention can be manufactured inexpensively be when manufacturing the pressure transmission element the plastic pipe is injected into it.
Dazu weist es vorteilhafterweise radiale Vorsprünge bzw. radiale Einbuchtungen auf, die axiale Anlageflächen für das Kunststoffrohr bilden. Diese Anlageflächen dienen zur Aufnahme der Kraft, die der auf die kreisringförmige Rohrstirnfläche wirkende, im Druckraum herrschende Druck aus übt. Sie dienen andererseits zur Übertragung der durch das Rückstellelement auf das Druckübertragungselement ausgeübten Rückstellkraft auf das Kunststoffrohr. Eine geeignete Gestal tung der Anlagenfläche bewirkt eine druckdichte Abdichtung zwischen Kunststoffrohr und Druckübertragungselement.For this purpose, it advantageously has radial projections or radial indentations on the axial contact surfaces for the Form plastic tube. These contact surfaces are used for Absorbing the force of the on the annular Pipe end surface acting pressure prevailing in the pressure chamber practices. On the other hand, they serve to transmit the data through the Reset element exerted on the pressure transmission element Restoring force on the plastic tube. A suitable shape The system surface creates a pressure-tight seal between plastic pipe and pressure transmission element.
Eine derartige Abdichtung kann aber auch durch einen zwischen Kunststoffrohr und Druckübertragungselement angeordnetes Dichtelement ausgeübt werden. Dieses Dichtelement kann ein aus gummielastischem Material bestehender O-Ring sein, der in eine Nut des Druckübertragungselements eingelegt ist.Such a seal can also by an between Plastic pipe and pressure transmission element arranged Sealing element are exercised. This sealing element can be a O-ring made of rubber-elastic material, which in a groove of the pressure transmission element is inserted.
Besteht das Dichtelement aus einem geeigneten temperaturbeständigen Material, so kann es direkt bei der Herstellung des Kunststoffrohrs in dieses eingespritzt werden, was die Herstellung vereinfacht.The sealing element consists of a suitable one temperature resistant material, so it can be directly at the Production of the plastic tube injected into this be what simplifies manufacturing.
Eine weitere Möglichkeit, eine entsprechende Abdichtung zu realisieren besteht darin, daß das Druckübertragungselement zumindest einseitig mit einer einstückig mit dem Kunststoff rohr ausgebildeten Kunststoffschicht versehen ist. Diese Schicht kann relativ dünn sein, so daß keine bzw. nur eine geringfügige, für die Funktion des erfindungsgemäßen Kolbens unerhebliche Verformung auftritt. Die Kunststoffschicht kann auf der Druckraumseite, auf der dem Druckraum abgewandten Seite oder beidseitig des Druckübertragungselements angeord net sein und entweder eine zusätzliche oder die einzige Ab dichtung des erfindungsgemäßen Kolbens bilden.Another way to seal accordingly Realize is that the pressure transmission element at least on one side with one piece with the plastic Pipe formed plastic layer is provided. These Layer can be relatively thin, so that none or only one minor, for the function of the piston according to the invention insignificant deformation occurs. The plastic layer can on the pressure chamber side, on the side facing away from the pressure chamber Arranged side or on both sides of the pressure transmission element be net and either an additional or the only Ab form seal of the piston according to the invention.
Zur Verbindung des Druckraums des Geberzylinders mit einem Nachlaufraum im zurückgestellten Zustand des Kolbens können vom Hohlraum zur Außenfläche des Kunststoffrohrs verlaufende Querbohrungen oder an der Außenfläche des Kunststoffrohrs verlaufende axiale Nuten vorgesehen sein.For connecting the pressure chamber of the master cylinder with a Trailing space in the reset state of the piston can extending from the cavity to the outer surface of the plastic tube Cross holes or on the outer surface of the plastic tube extending axial grooves may be provided.
Weist das Kunststoffrohr an seinem vorderen, im Druckraum befindlichen Ende einen oder mehrere radiale Vorsprünge auf, so können diese als Anschlag zur Sicherung des Kolbens gegen Herausfallen beitragen. Eine derartige Sicherung ist bei spielsweise beim Transport des kompletten Geberzylinders zum Einbau in einem Kraftfahrzeug sinnvoll. Vorteilhafterweise werden die radialen Vorsprünge einstückig an das Kunststoff rohr angespritzt.Has the plastic tube on its front, in the pressure chamber end located on one or more radial projections, this can be used as a stop to secure the piston against Fall out contribute. Such a backup is at for example when transporting the complete master cylinder to Installation in a motor vehicle makes sense. Advantageously the radial projections are made in one piece on the plastic injected pipe.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung anhand der Zeichnungen.Further advantages of the invention result from the following description based on the drawings.
Dabei zeigenShow
Fig. 1 einen Geberzylinder mit erfindungsgemäßem Plungerkolben und in teilweise alternativen Ausführungsformen (oberhalb bzw. unterhalb der Achse A). Fig. 1 shows a master cylinder with a plunger according to the invention and in some alternative embodiments (above or below the axis A).
Fig. 2 einen Geberzylinder mit erfindungsgemäßem her kömmlichen Kolben, ebenfalls in teilweise alternativen Ausführungsformen (oberhalb bzw. unterhalb der Achse A). Fig. 2 shows a master cylinder with conventional piston according to the invention, also in partially alternative embodiments (above or below the axis A).
Der Geberzylinder 1 der Fig. 1 ist als Tandem-Hauptzylinder einer Kraftfahrzeugbremsanlage mit zwei Kolben 2, 3 versehen. Die Kolben 2, 3 sind in entsprechenden Führungselementen 4, 5 geführt und mittels Dichtelementen 6, 6′ bzw. 7, 7′ abge dichtet.The master cylinder 1 of FIG. 1 is provided as a tandem master cylinder of a motor vehicle brake system with two pistons 2 , 3 . The pistons 2 , 3 are guided in corresponding guide elements 4 , 5 and seals abge by means of sealing elements 6 , 6 'and 7 , 7 '.
Die Dichtelemente 6, 6′ werden durch das Führungselement 4 sowie eine Hülse 8 axial positioniert. Die Dichtelemente 7, 7′ werden durch das Führungselement 5 sowie eine Buchse 9 axial fixiert. Zwischen Hülse 8 und Führungselement 5 ist eine Ausgleichsscheibe 10 angeordnet, die ebenfalls zu axialen Fixierung des Dichtelements 7 beiträgt.The sealing elements 6 , 6 'are axially positioned by the guide element 4 and a sleeve 8 . The sealing elements 7 , 7 'are axially fixed by the guide element 5 and a socket 9 . A shim 10 is arranged between the sleeve 8 and the guide element 5 , which also contributes to the axial fixation of the sealing element 7 .
Eine Ausgleichsscheibe 11 ist zwischen Buchse 9 und einem Verschlußdeckel 13 angeordnet. Die Ausgleichsscheibe 11 weist Federabschnitte 11′ auf, die sich gegen den Verschlußdeckel 13 abstützen und die Buchse 9 gegen das Führungselement 5 drücken, und somit einen Ausgleich für gegebenenfalls gering fügig abweichende relative axiale Positionen von Verschlußdeckel 13 bezüglich der Buchse 9 bzw. dem Führungselement 7 bilden. Auch geringfügige axiale Toleranzen der einzelnen Bauteile können so ausgeglichen werden.A shim 11 is arranged between the bushing 9 and a cover 13 . The shim 11 has spring portions 11 ', which are supported against the cover 13 and press the bush 9 against the guide element 5 , and thus compensation for possibly slightly different relative axial positions of the cover 13 with respect to the bush 9 and the guide element 7th form. Even minor axial tolerances of the individual components can be compensated for in this way.
Der Verschlußdeckel 13 verschließt eine Öffnung 15 des Ge berzylinders 1, von der aus sich eine gestufte axiale Bohrung 12 bis zu einer Öffnung 14 erstreckt. Aus der Öffnung 14 ragt ein rückwärtiger Teil des Kolbens 2 heraus. An dem Kolben 2 liegt eine Kolbenstange 16 an, mittels derer eine Betäti gungskraft F₁ auf den Kolben 2 ausgeübt werden kann.The cover 13 closes an opening 15 of the Ge berzylinders 1 , from which a stepped axial bore 12 extends to an opening 14 . A rear part of the piston 2 protrudes from the opening 14 . On the piston 2 , a piston rod 16 is present , by means of which an actuating force F 1 can be exerted on the piston 2 .
Das Kunststoffrohr 40 weist an seinem vorderen, im Druckraum 22, 23 befindlichen Ende einen bzw. mehrere radiale Vorsprünge 39 auf, die an einer Stufe der Hülse 8 zur Anlage kommen können, und somit ein Herausfallen des Kolbens 2 aus dem Geberzylinder 1 verhindern. The plastic tube 40 has at its front end located in the pressure chamber 22 , 23 one or more radial projections 39 , which can come to rest on a step of the sleeve 8 , and thus prevent the piston 2 from falling out of the master cylinder 1 .
Die Kolben 2 bzw. 3 weisen eine glatte, zylindrische Außenfläche 32 bzw. 33 auf und sind mit einem Hohlraum 34 bzw. 35 versehen. Ein zwischen den Kolben 2 und 3 angeordnetes Federpaket 17, bestehend aus Spannstift 17′, Spannhülsen 18 und 19 sowie Feder 20, übt bei Verschiebung des Kolbens 2 eine Axialkraft auf den Kolben 3 aus um diesen zu verschieben. Wirkt keine Betätigungskraft F₁ auf den Kolben 2 ein, so wird dieser durch die Kraft der Feder 20 zurückgestellt. Der Kolben 3 wird durch die Kraft der Feder 21, die sich am Verschlußdeckel 13 abstützt, zurückgestellt.The pistons 2 and 3 have a smooth, cylindrical outer surface 32 and 33 and are provided with a cavity 34 and 35 , respectively. An arranged between the pistons 2 and 3 spring assembly 17 , consisting of spring pin 17 ', clamping sleeves 18 and 19 and spring 20 , exerts an axial force on the piston 3 when the piston 2 is displaced in order to displace it. Does no actuating force F₁ on the piston 2 , this is reset by the force of the spring 20 . The piston 3 is reset by the force of the spring 21 , which is supported on the closure cover 13 .
Zwischen den Kolben 2 und 3 befindet sich ein Primärdruckraum 22, zwischen Kolben 3 und Verschlußdeckel 13 befindet sich ein Sekundärdruckraum 23. Die Druckräume 22 bzw. 23 sind durch die schematisch angedeuteten Druckanschlüsse 24 bzw. 25 an unterschiedliche Bremskreise eines Kraftfahrzeugs angeschlossen.A primary pressure chamber 22 is located between pistons 2 and 3 , and a secondary pressure chamber 23 is located between piston 3 and closure cover 13 . The pressure spaces 22 and 23 are connected to different brake circuits of a motor vehicle by means of the schematically indicated pressure connections 24 and 25, respectively.
Im zurückgestellten Zustand der Kolben 2 bzw. 3 sind die Druckräume 22 bzw. 23 über in den entsprechenden Kolben angeordnete Querbohrungen 26 bzw. 27 mit Nachlaufräumen 28 bzw. 29, die in den Führungselementen 4 bzw. 5 ausgebildet sind, verbunden. Statt einer Querbohrung 26 kann auch eine Axialnut 26′ vorgesehen sein, die als Alternative in der oberhalb der gestrichelt angedeuteten Achse A des Geberzylinders 1 abgebildeten Hälfte des Kolbens 2 dar gestellt ist. Die Nachlaufräume 28 bzw. 29 sind über Behäl teranschlüsse 30 bzw. 31 mit einem hier nicht dargestellten drucklosen Nachlaufbehälter verbunden.In the reset state of the pistons 2 and 3 , the pressure spaces 22 and 23 are connected to trailing spaces 28 and 29 , which are formed in the guide elements 4 and 5 , via transverse bores 26 and 27 arranged in the corresponding pistons. Instead of a transverse bore 26 and an axial groove 26 'may be provided, which is provided as an alternative in the above the dashed axis A of the master cylinder 1 half of the piston 2 is shown. The trailing spaces 28 and 29 are connected via ter connections 30 and 31 to a pressureless trailing container, not shown here.
Vor einer Betätigung des Geberzylinders 1 befinden sich die Kolben 2, 3 in ihrer dargestellten, zurückgesetzten Ausgangs position. Dabei sind die Druckräume 22, 23 mit dem nicht dar gestellten drucklosen Ausgleichsbehälter verbunden, das in ihnen befindliche Hydraulikmedium ist drucklos.Before actuating the master cylinder 1 , the pistons 2 , 3 are in their reset, shown starting position. The pressure chambers 22 , 23 are connected to the non-pressurized expansion tank not shown, the hydraulic medium located in them is depressurized.
Zur Betätigung des Geberzylinders i wird eine Betätigungskraft F₁ über die Kolbenstange 16 auf den Kolben 2 ausgeübt, welcher sich dadurch in der Abbildung nach links bewegt. Durch die unter Vorspannung stehende Feder 20 des Federpakets 17 wird gleichzeitig der Kolben 3 nach links verschoben. Die Querbohrungen 26, 27 bzw. bei Vorhandensein die entsprechenden Axialnuten 26′ überfahren dabei die Dichtelemente 6′, 7′, wodurch die hydraulische Verbindung zwischen Primärdruckraum 22 und Nachlaufraum 28 sowie zwi schen Sekundärdruckraum 23 und Nachlaufraum 29 unterbrochen wird. Eine weitere Verschiebung der Kolben 2, 3 nach links bewirkt eine Druckerhöhung in den Druckräumen 22, 23. Hydrau likmedium wird über die Druckanschlüsse 24, 25 zur Betätigung der angeschlossenen, nicht dargestellten Radbremsen ausge schoben.To actuate the master cylinder i, an actuating force F 1 is exerted via the piston rod 16 on the piston 2 , which thereby moves to the left in the figure. By the prestressed spring 20 of the spring assembly 17, the piston 3 is displaced to the left at the same time. The transverse bores 26 , 27 or in the presence of the corresponding axial grooves 26 'drive over the sealing elements 6 ', 7 ', whereby the hydraulic connection between the primary pressure chamber 22 and the trailing chamber 28 and between the secondary pressure chamber 23 and trailing chamber 29 is interrupted. A further displacement of the pistons 2 , 3 to the left causes an increase in pressure in the pressure chambers 22 , 23 . Hydraulic likmedium is pushed out via the pressure connections 24 , 25 for actuating the connected wheel brakes, not shown.
Läßt die Betätigungskraft F₁ nach, so werden die Kolben 2, 3 durch den in den Druckräumen 22, 23 herrschenden Druck sowie die Kraft der Federn 20, 21 nach rechts verschoben. Dabei kann erforderlichenfalls Hydraulikmedium aus den Nachlaufräumen 28, 29 über die äußere Dichtlippe der Dichtelemente 6′, 7′ in die entsprechenden Druckräume 22, 23 nachgesaugt werden. Sobald die Kolben 2, 3 ihre Ausgangsstellung eingenommen haben besteht wieder eine direkte Verbindung der Druckräume 22, 23 zu den entsprechenden Nachlaufräumen 28, 29 über die Querbohrungen 26, 27.If the actuating force F 1 decreases, the pistons 2 , 3 are displaced to the right by the pressure prevailing in the pressure chambers 22 , 23 and the force of the springs 20 , 21 . If necessary, hydraulic medium can be sucked in from the trailing spaces 28 , 29 via the outer sealing lip of the sealing elements 6 ', 7 ' into the corresponding pressure spaces 22 , 23 . As soon as the pistons 2 , 3 have assumed their starting position, there is again a direct connection of the pressure chambers 22 , 23 to the corresponding trailing chambers 28 , 29 via the transverse bores 26 , 27 .
Ein Zurückschieben der Kolben bzw. eines der Kolben in die entsprechende Ausgangsstellung kann auch über eine Druckerhöhung im Druckraum 22 bzw. 23 bewirkt werden.Pushing the pistons or one of the pistons back into the corresponding starting position can also be brought about by increasing the pressure in the pressure chamber 22 or 23 .
Eine derartige Druckerhöhung kann bei der Verwendung eines erfindungsgemäßen Tandemhauptzylinders in einer geregelten Bremsanlage (ABS, ASR, Regelung der Fahrstabilität o. ä.) während einer entsprechenden Regelung auftreten.Such an increase in pressure when using a tandem master cylinder according to the invention in a regulated Brake system (ABS, ASR, regulation of driving stability or similar) occur during a corresponding regulation.
Erfindungsgemäß besteht der Kolben 2 aus einem Kunststoffrohr 40 in dem ein metallisches Druckübertragungselement 42 ein gespritzt ist. Das Druckübertragungselement 42 ist mit einem umlaufenden radialen Vorsprung 44 versehen, der in das Kunst stoffrohr 40 hineinragt und radiale Anlageflächen 46, 46′ bildet.According to the invention, the piston 2 consists of a plastic tube 40 in which a metallic pressure transmission element 42 is injected. The pressure transmission element 42 is provided with a circumferential radial projection 44 which protrudes into the plastic tube 40 and forms radial contact surfaces 46 , 46 '.
An dem Druckübertragungselement 42 liegt einerseits die Kolbenstange 16 und andererseits die Spannhülse 18 direkt an, so daß eine Druckübertragung direkt über Metall-auf-Metall-Kontakte erfolgt. Eine Beeinträchtigung des Kunststoffrohrs 40 durch eventuelle bewegliche Metallteile ist somit nicht gegeben, siehe unterhalb der Achse A liegende Hälfte des Kolbens 2. Zur Verbesserung der Abdichtung zwischen Kunststoffrohr 40 und Druckübertragungselement 42 kann ein O-Ring 48 vorgesehen sein, der in einer umlaufenden Nut 48′ des Druckübertragungselements 42 angeordnet und vom Kunststoff des Kunststoffrohrs 40 andererseits umspritzt ist, siehe untere Hälfte des Kolbens 2. Eine zusätzliche oder alter native Maßnahme, die Dichtheit zu erhöhen besteht im Anbringen einer einseitigen Kunststoffschicht 48′′ die, wie in der oberen Hälfte des Kolbens 2 dargestellt, als dünne Schicht zwischen Druckübertragungselement 42 und Spannhülse 18 angeordnet sein kann. The piston rod 16 and the clamping sleeve 18 are in direct contact with the pressure transmission element 42 , so that pressure is transmitted directly via metal-to-metal contacts. There is therefore no impairment of the plastic tube 40 by any movable metal parts, see half of the piston 2 below the axis A. To improve the seal between the plastic tube 40 and the pressure transmission element 42 , an O-ring 48 can be provided, which is arranged in a circumferential groove 48 'of the pressure transmission element 42 and on the other hand is overmolded by the plastic of the plastic tube 40 , see lower half of the piston 2 An additional or alternative alternative measure to increase the tightness consists in attaching a one-sided plastic layer 48 '' which, as shown in the upper half of the piston 2 , can be arranged as a thin layer between the pressure transmission element 42 and the clamping sleeve 18 .
Der im Primärdruckraum 22 herrschende Druck wirkt auf die Kreisfläche A₁ des Druckübertragungselements 42 sowie die wesentlich kleinere Kreisringfläche A₂ des Kunststoffrohrs 40. Die dementsprechend auf das Kunststoffrohr 40 wirkende Axialkraft kann problemlos über die Anschlagfläche 46 auf das Druckübertragungselement 42 übertragen werden, welches diese und die über die Fläche A₁ direkt auf sich wirkende Kraft auf die Kolbenstange 16 überträgt. Umgekehrt wird die von der Kolbenstange 16 ausgeübte Kraft F₁ entsprechend auf das im Druckraum 22 befindliche Hydraulikmedium übertragen. Durch die Wahl eines stabilen Materials für das Druckelement 42 ist dieses trotz relativ geringer axialer Ausdehnung hinreichend formstabil.The pressure prevailing in the primary pressure chamber 22 acts on the circular area A 1 of the pressure transmission element 42 and the substantially smaller annular area A 2 of the plastic tube 40 . The correspondingly acting on the plastic tube 40 axial force can be easily transmitted via the stop surface 46 to the pressure transmission element 42 , which transmits this and the force directly acting on the surface A 1 to the piston rod 16 . Conversely, the force exerted by the piston rod 16 is transmitted accordingly to the hydraulic medium located in the pressure chamber 22 . Through the choice of a stable material for the pressure element 42 , this is sufficiently dimensionally stable despite the relatively small axial extent.
Der Sekundärkolben 3 kann entweder vollkommen aus Kunststoff bestehen oder ebenfalls erfindungsgemäß aus einem Kunststoffrohr 41 mit darin angeordnetem Druckübertragungselement 43, welches aus Metall besteht (obere Hälfte des Kolbens 3). Das Druckübertragungselement 43 weist eine radiale Einbuchtung 45 sowie axiale Anlageflächen 47, 47′ auf, die vom Kunststoff des Kunststoffrohrs 41 umspritzt sind. An dem Druckübertragungselement 43 liegt einerseits die Feder 21 und andererseits die Spannhülse 19 des Federpakets 17 an. Bei einer Relativbewegung dieser Bauteile gegeneinander tritt keine Beeinträchtigung des Kunststoffs auf, da hier nur Metall-auf-Metall-Kontakte vorliegen.The secondary piston 3 can either be completely made of plastic or also according to the invention of a plastic tube 41 having arranged therein pressure-transmitting element 43, which is made of metal (upper half of the piston 3). The pressure transmission element 43 has a radial indentation 45 and axial contact surfaces 47 , 47 ', which are encapsulated by the plastic of the plastic tube 41 . On the one hand, the spring 21 and on the other hand the clamping sleeve 19 of the spring assembly 17 abuts the pressure transmission element 43 . If these components move relative to one another, there is no impairment of the plastic, since only metal-to-metal contacts are present here.
In der unteren Hälfte des Kolbens 3 ist alternativ zum Druckübertragungselement 43 eine Druckübertragungsplatte 43′ vorgesehen, hinter der sich eine relativ dicke Kunststoffschicht 49′′ befindet. Im Normalbetrieb des Geberzylinders 1 herrschen in den Druckräumen 22, 23 Drücke, die sich in etwa der gleichen Größenordnung bewegen, so daß auf das Kunststoffmaterial des Kolbens 3 gleichmäßige Kräfte einwirken. Lediglich am Ansatzpunkt der Feder 21 können lokal erhöhte Kräfte pro Flächeneinheit auftreten, so daß hier eine erhöhte Beanspruchung des Kunststoffmaterials auftreten kann, die durch die Anordnung der Druckübertragungsplatte 43′, die die Kraft gleichmäßig auf ihre gesamte Fläche verteilt, gemindert wird. Der Fuß 43′′ der Spannhülse 19 ist großflächig ausgebildet, so daß auch hier eine großflächige Verteilung der Kraft erfolgt.In the lower half of the piston 3 , an alternative to the pressure transmission element 43, a pressure transmission plate 43 'is provided, behind which there is a relatively thick plastic layer 49 ''. During normal operation of the master cylinder 1 , pressures prevail in the pressure chambers 22 , 23 which are of approximately the same order of magnitude, so that 3 uniform forces act on the plastic material of the piston. Only at the starting point of the spring 21 locally increased forces can occur per unit area, so that here an increased stress on the plastic material can occur, which is reduced by the arrangement of the pressure transmission plate 43 ', which distributes the force evenly over its entire surface. The foot 43 '' of the clamping sleeve 19 is formed over a large area, so that here too there is a large-area distribution of the force.
Fig. 2 zeigt einen Geberzylinder 1 konventioneller Bauart mit Primärkolben 2 und Sekundärkolben 3. Die Kolben 2, 3 sind in einer glatten Bohrung 12′ geführt, gegen die sie durch Dichtmanschetten 6′′, 7′′ abgedichtet sind. Zwischen den Kolben 2, 3 ist ein Federpaket 17 bestehend aus einem Spannstift 17′, durch diesen zusammengehaltenen Spannhülsen 18, 19 und Feder 20, in einem Primärdruckraum 22 angeordnet. Fig. 2 shows a master cylinder 1 of conventional design with the primary piston 2 and the secondary piston 3. The pistons 2 , 3 are guided in a smooth bore 12 ', against which they are sealed by sealing sleeves 6 '', 7 ''. Between the pistons 2 , 3 , a spring assembly 17 consisting of a roll pin 17 ', held together by this clamping sleeves 18 , 19 and spring 20 , is arranged in a primary pressure chamber 22 .
In der Fig. 2 sind oberhalb bzw. unterhalb der Achse A zwei verschiedene Varianten des Kolbens 2 abgebildet. In der oberen Hälfte ist der Druckraum 22 bei zurückgestelltem Kolben 2 über eine Nachlaufbohrung 50 mit einem Behälteranschluß 30 verbunden, während bei Betätigung des Kolbens 2 die Dichtmanschette 6′′ die Nachlaufbohrung 50 überfährt und somit den Druckraum 22 vom Nachlaufbehälter abtrennt. Ein Nachsaugen vom Hydraulikmedium in den Druckraum 22 ist über den Nachlaufraum 52, eine im Kolben 2 angeordnete Axialbohrung 54 und die Dichtmanschette 6′′, deren äußere Dichtlippe in diesem Fall nach innen wegklappt, möglich. Two different variants of the piston 2 are shown in FIG. 2 above and below the axis A. In the upper half of the pressure chamber 22 is connected at zurückgestelltem piston 2 via a run-bore 50 with a tank port 30, while the sealing sleeve 6 'the trailing bore 50 passes over on actuation of the piston 2, and thus 22 separates the pressure chamber from the expansion reservoir. A suction of the hydraulic medium into the pressure chamber 22 is possible via the trailing chamber 52 , an axial bore 54 arranged in the piston 2 and the sealing sleeve 6 '', the outer sealing lip of which in this case folds inwards.
In der unteren Hälfte der Fig. 2 ist ein Kolben 2 mit Zentralventil 51 abgebildet, dessen Ventilkörper 51′ in der zurückgestellten Position des Kolbens 2 vom Ventilsitz 51′′ abgehoben ist und bei betätigtem Kolben 2 an diesem anliegt.In the lower half of Fig. 2, a piston 2 is shown with a central valve 51 whose valve body is lifted 51 'in the reset position of the piston 2 from the valve seat 51' 'and abuts against this when the piston is actuated 2.
Dadurch wird eine Axialbohrung 55, die zum Nachlaufraum 52 führt freigegeben bzw. verschlossen. Dazu schlägt ein Ventil stößel 51′′′ des Zentralventils 51 an einem Querbolzen 56 an.As a result, an axial bore 55 , which leads to the trailing space 52 , is released or closed. For this purpose, a valve tappet 51 '''of the central valve 51 on a cross pin 56 .
Erfindungsgemäß weist der Kolben 2 einen zentralen Bereich 60 auf, der aus Metall besteht, sowie eine Hüllbereich 62, der aus Kunststoff besteht. Der zentrale Bereich 60 weist radiale Vorsprünge 64 sowie radiale Einbuchtungen 66 auf, wodurch Anlageflächen zur Anlage von zentralem Bereich 60 auf dem Hüllbereich 62 gebildet werden. Am zentralen Bereich 60 ist die Spannhülse 18 mittels einer Eindrückung 68 befestigt, im hinteren Bereich kann eine Kolbenstange 16 anliegen. Über eine Anschlagscheibe 70 und den Querbolzen 56 (untere Hälfte der Fig. 2) bzw. den radialen Vorsprung 64 (obere Hälfte der Fig. 2) wird die zurückgestellte Position des Kolbens 2 im Gehäuse des Geberzylinders 1 festgelegt. Die Dichtmanschette 6′′′ wird durch den aus Kunststoff bestehenden Hüllbereich 60 geführt. Auch der Sekundärkolben 3 weist einen Zentralbereich 61 auf, der aus Metall besteht sowie einen aus Kunststoff bestehenden Hüllbereich 63.According to the invention, the piston 2 has a central area 60 , which is made of metal, and an envelope area 62 , which is made of plastic. The central region 60 has radial projections 64 and radial indentations 66 , as a result of which contact surfaces for the central region 60 are formed on the envelope region 62 . The clamping sleeve 18 is fastened to the central area 60 by means of an indentation 68 , and a piston rod 16 can rest in the rear area. The reset position of the piston 2 in the housing of the master cylinder 1 is determined by means of a stop disk 70 and the transverse bolt 56 (lower half of FIG. 2) or the radial projection 64 (upper half of FIG. 2). The sealing sleeve 6 '''is guided through the plastic envelope 60 . The secondary piston 3 also has a central region 61 which is made of metal and an envelope region 63 which is made of plastic.
Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, die Kolben 2, 3 eines Geberzylinders 1 mit einem zentralen Bereich 60, 61 aus stabilem Material, z. B. Metall sowie einen Hüllbereich 62, 63 aus Kunststoff herzustellen. Der hohe Volumenanteil des spezifisch leichten Hüllbereichs 62, 63 ermöglicht ein geringes Gewicht des Kolbens 2, 3 während der stabile zentrale Bereich 60, 61 eine Übertragung hoher Kräfte ohne Formänderung ermöglicht.According to the invention it is thus proposed that the pistons 2 , 3 of a master cylinder 1 with a central region 60 , 61 made of stable material, eg. B. metal and an envelope region 62 , 63 made of plastic. The high volume fraction of the specifically light envelope area 62 , 63 enables the piston 2 , 3 to be lightweight, while the stable central area 60 , 61 enables high forces to be transmitted without a change in shape.
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