DE2460529A1

DE2460529A1 - Hauptzylinder fuer hydraulische bremsanlagen

Info

Publication number: DE2460529A1
Application number: DE19742460529
Authority: DE
Inventors: Glyn Phillip Reginald Farr
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1973-12-22
Filing date: 1974-12-20
Publication date: 1975-07-03
Also published as: DE2460529C3; GB1445355A; DE2460529B2; IN143992B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Hauptzylinder für hydraulische Bremsanlagen, insbesondere für Fahrzeuge, bei denen ein Kolben durch ein Abtriebsglied einer pedalbetätigbaren Bremshelfeinrichtung verstellbar ist, die eine bewegliche Wand aufweist, über der sich ein Fluiddruckunterschied erzeugen läßt.

Bei Hauptzylindern dieser Art, die sich insbesondere zur Verwendung in Nutzfahrzeugen eignen, ist ein relativ großes Verstärkungsverhältnis üblich, d.h. die am Bremspedal aufgebrachte Kraft wird im Betrieb der Bremshelfeinrichtung um einen verhältnismäßig großen Faktor erhöht. Ein Nachteil derartiger großer Verstärkungsverhältnisse besteht darin, daß bei Ausfall der Bremshelfeinrichtung, und wenn der Hauptzylinder mechanisch bzw. durch Fußkraft betätigt werden muß, die am Hauptzylinderkolben aufgetragene Kraft stark vermindert wird. Die am Pedal aufgebrachte Kraft wird tatsächlich nur entsprechend dem Pedalverhältnis erhöht, d.h. entsprechend dem Last-Kraft-Verhältnis in der Übertragungsleitung zwischen dem Pedal und dem Hauptzylinderkolben. Im

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Betrieb der BremsheIfeinrichtung ist die Anwendung eines großen Pedalverhältnisses nicht notwendig, eine Erhöhung des Pedalverhältnisses bei Ausfall der Bremshelfeinrichtung wäre jedoch von Vorteil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptzylinder der genannten Gattung zu schaffen, dem die geschilderten Nachteile nicht anhaften.

Diese Aufgabe ist bei einem Hauptzylinder der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein im Durchmesser den Kolben des Hauptzylinders übersteigender Hilfskolben zwischen dem Abtriebsglied der BremsheIfeinrichtung und dem Kolben des Hauptzylinder angeordnet ist, und daß eine normalerweise eine Offenstellung einnehmende Ventil-Baugruppe, welche die Verbindung zwischen einer an einen Fluidbehälter anschließbaren Öffnung und dem zwischen den beiden Kolben liegenden Raum steuert, im Betrieb der Bremshelfeinrichtung sich zu schließen vermag, um den Raum von der Öffnung zu trennen.

Die Anordnung ist so, daß bei geöffnetem Ventil im Raum zwischen den Kolben befindliches Hydraulikfluid zum Behälter strömen kann und der Kolben des Hauptzylinders durch den Hilfskolben mechanisch verstellt wird. Bei geschlossenem Ventil ist im Raum zwischen den Kolben Hydraulikfluid eingeschlossen und der erzeugte Fluiddruck ist um das Verhältnis der Flächen der beiden Kolben größer als der bei geöffnetem Ventil erzeugte Druck, d.h. das Pedalverhältnis ist bei geschlossenem Ventil verkleinert. Der Hauptzylinder hat daher bei Ausfall der Bremshelfeinrichtung ein größeres Pedalverhältnis.

Mit Vorteil ist die Ventil-Baugruppe in die Offenstellung vorgespannt, jedoch durch den gleichen Fluiddruckunterschied, der die Bremshelfeinrichtung betätigt, schließbar.

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In den Hauptzylinder nach der Erfindung kann eine pneumatisch, durch Vakuum oder hydraulisch betätigbare Bremshelf einrichtung eingegliedert sein.

Der Kolben des HauptZylinders und der Hilfskolben bilden vorzugsweise eine teleskopierende Baugruppe.

Der Behälter kann ein Fluidvorratsbehälter zur Versorgung eines Druckraumes des HauptZylinders sein, welcher als Einfach- oder als Tandem-Hauptzylinder ausgebildet sein kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausbildungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht, teilweise im Längsschnitt und teilweise im Aufriß, eines Aggregates aus einem hydraulischen Hauptzylinder und einer vakuumbetätigten Bremshelfeinrichtung,

Fig. 2 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht eines Aggregates aus einem hydraulischen Hauptzylinder und einer hydraulisch betätigten Bremshelfeinrichtung, und

Fig. 3 einen gegenüber Fig. 2 um 90° versetzten Längsschnitt durch einen Teil des HauptZylinders des in Fig. 2 dargestellten Aggregates.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Aggregat aus einem hydraulischen Hauptzylinder und einer Bremshelfeinrichtung ist der hydrostatische Tandem-Hauptzylinder 1 durch die vakuumbetätigte Bremshelfeinrichtung 2 betätigbar. Die Bremshelfeinrichtung weist in einem Gehäuse an einander abgewandten Seiten einer beweglichen Wand eine Druckkammer mit konstantem Druck und eine Druckkammer mit veränderlichem Druck auf. In einer in einem Gehäuse 3 des Hauptzylinders 1 ausgebildeten

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Längsbohrung 4 arbeiten ein Primärkolben 5 und ein Sekundärkolben 8. Mit dem Primärkolben 5 läßt sich Fluid in einem Primärdruckraum 6 unter Druck setzen, der über einen Auslaß 7 an Bremsen anschließbar ist. Der Sekundärkolben 8 dient der Unterdrucksetzung von Fluid in einem Sekundärdruckraum 9, der vor dem Druckraum 6 liegt und über einen Auslaß 10 an Bremsen anschließbar ist. Die Druckräume 6 und 9 sind über Füllbohrungen 11 und 12 an den gleichen oder an verschiedene Hydraulikfluidbehälter anschließbar. In den gezeichneten zurückgezogenen Stellungen der Kolben 5 und 8 sind die Füllbohrungen 11 und 12 geöffnet. Die Behälter sind unabhängig von den Relativstellungen der Kolben 5 und 8 über Druckausgleichsöffnungen 15 und 16 ständig mit den hinter den Kolben 5 und 8 liegenden Räumen 13 und 14 in Verbindung, die unter Umgebungsdruck stehen. Die Druckausgleichsöffnung 16 ist in einen hinteren Anschlag eingegliedert, der die zurückgezogene Stellung des Sekundärkolbens 8 festlegt.

Die Längsbohrung 4 weist an ihrem der Bremshelfeinrichtung 2 zugewandten Ende eine Bohrungserweiterung 17 auf und der Kolben 5 durchdringt nach hinten ein Dichtglied 18, das an einer Schulter 19 am Durchmesserübergang in Anlage gehaltenist. Der unter Umgebungsdruck stehende Raum 13 ist zwischen dem Dichtglied 18 und der vom Kolben 5 getragenen Dichtung ausgebildet. In einer Ausnehmung 19' im Kolben 5 ist eine nach vorn gerichtete Verlängerung 20 eines in der Bohrungserweiterung 17 arbeitenden Hilfskolbens 21 aufgenommen, wobei zwischen dem Dichtglied 18 und der vom Hilfskolben 21 getragenen Dichtung ein Raum 22 ausgebildet ist. Am Hilfskolben 21 greift ein Abtriebsglied 23 an, auf das die bewegliche Wand wirkt.

Die Verbindung zwischen den Räumen 13 und 22 über Verbindungskanäle 24 und 25, die in eine radiale Bohrung 26 führen, ist mit einer Ventil-Baugruppe 27 steuerbar. Die Ventil-Baugruppe 27 weist ein Verschlußglied 28 in Gestalt

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eines Kolbens auf, der in der Bohrung 26 arbeitet und an einem am inneren Ende der Bohrung zwischen den Verbindungskanälen 24 und 25 befindlichen Sitz zur Anlage bringbar ist. Der Kolben 28 ist von einer Membran 29 getragen, die an einer Seite mit konstantem Druck in einer Druckkammer 30 und an der anderen Seite mit veränderlichem Druck in einer Druckkammer 31 beaufschlagbar ist. Die Druckkammer 30 mit konstantem Druck ist über einen Kanal 32 an die Druckkammer mit konstantem Druck der Bremshelfeinrichtung 2 und die Druckkammer/mit veränderlichem Druck über eine Außenverbindung 33 an die Druckkammer mit veränderlichem Druck der Bremshelfeinrichtung 2 angeschlossen. Eine in der Druckkammer 30 angeordnete Feder 34 drängt das Verschlußglied 28 gegen jeden in der Druckkammer 31 herrschenden Druck in eine Offenstellung.

Normalerweise sind beide Kammern in der Bremshelfeinrichtung an Vakuum angeschlossen, so daß auch die Kammern 30 und 31 beiderseits der Membran 29 beide mit Vakuum in Verbindung stehen, jedoch ist das Verschlußglied 28 infolge Belastung durch die Feder 34 in der Offenstellung gehalten. Bei Betätigen der Bremshelfeinrichtung 2 durch Verstellen eines pedalbetätigbaren Teiles 34' kann in die Kammer mit veränderlichem Druck der Bremshelfeinrichtung 2 und damit über die Außenverbindung 33 in die Kammer 31 Vakuum eintreten. Dadurch wird die bewegliche Wand der Bremshelfeinrichtung 2 vorgeschoben und das Verschlußglied 28 wird zur Anlage an seinem Sitz gebracht, um den Raum 13 vom Eaum 22 zu trennen. Die Bewegung der beweglichen Wand der Bremshelfeinrichtung 2 wird über das Abtriebsglied 23 auf den Hilfskolben 21 übertragen. Während der Hilfskolben 21 durch das Abtriebsglied 23 in der Bohrungserweiterung 17 nach vorn verstellt wird, steigt der Druck im Raum 22 an, und da die ringförmige Fläche des Kolbens 5 kleiner ist als die ringförmige Fläche des Hilfskolbens 21, lösen sich die beiden Kolben voneinander, um den Kolben 5 im Druckgleichgewicht zu halten. Der

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Hilfskolben 21 ruft tatsächlich bei einem gegebenen Pedalweg einen größeren Kolbenhub hervor, d.h. er verringert das Pedalverhältnis des Hauptzylinders 1.

Bei Ausfall des Vakuums oder bei Störung der die Beaufschlagung der Bremshelfeinrichtung steuernden Ventile bleibt die Ventil-Baugruppe 27 geöffnet und im Raum 22 wird kein Druck erzeugt. Die Bewegung des Abtriebsgliedes 23 wird vom Hilfskolben 21, der als Druckstück wirkt, direkt auf den Kolben 5 übertragen. Dadurch ist es möglich, das ganze Pedalverhältnis des Hauptzylinders auszunutzen.

Bei dem in Pig. 2 und 3 dargestellten Hauptzylinder mit hydraulischer Fremdkraftunterstützung weist die Ventil-Baugruppe 27 einen Kolben 35 auf, der in einer zur Bohrungserweiterung 17 parallelen Bohrung 36 arbeitet und an seinem Ende, das dem zwischen den Kanälen 24 und 25 liegenden Sitz abgewandt ist, über einen Längskanal 37 mit in der Energiekammer 36' der Bremshelfeinrichtung 2 herrschendem Druck beaufschlagt ist. Der Druck in der Energiekammer 36' wirkt auf den Kolben 38 der Bremshelfeinrichtung 2. Bei Druckentlastung der Energiekammer 36' wird der Kolben durch eine Rückstell-Druckfeder 39 von seinem Sitz weg gedrängt. Wird jedoch die Energiekammer 36* bei Beaufschlagung der Bremshelfeinrichtung unter Druck gesetzt, kommt der Kolben 35 an seinem Sitz zur Anlage, um, wie weiter oben beschrieben, die Verbindung zwischen den Räumen 13 und 22 zu unterbrechen.

Aufbau und Arbeitsweise der in Pig. 2 und 3 dargestellten Ausbildungsform sind im übrigen die gleichen wie beim Beispiel gemäß Pig. 1 und einander entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

/Patentansprüche 509827/0674

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. ) Hauptzylinder für hydraulische Bremsanlagen, bei dem ..BJCn Kolben durch ein Abtriebsglied einer pedalbetätigbaren Bremshelfeinrichtung verstellbar ist, die eine bewegliche Wand aufweist, über der sich ein Pluiddruckunterschied erzeugen läßt, dadurch gek ennz e i chnet, daß ein im Durchmesser den Kolben (5) des Hauptzylinders (1) übersteigender Hilfskolben (21) zwischen dem Abtriebsglied (23) der Bremshelfeinrichtung (2) und dem Kolben (5) des Hauptzylinders (1) angeordnet ist, und daß eine normalerweise eine Offenstellung einnehmende Ventil·Baugruppe (27), welche die Verbindung zwischen einer an einen Fluidbehälter anschließbaren Öffnung (.15) und dem zwischen den beiden Kolben (5»21) liegenden Raum (22) steuert, im Betrieb der Bremshelfeinrichtung (2) sich zu schließen vermag, um den Raum (22) von der Öffnung (15) zu trennen.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gek e η η zeichnet, daß die Ventil-Baugruppe (27) zwangläufig in die Offenstellung vorgespannt ist und durch den gleichen Fluiddruck, der die Bremshelfeinrichtung (2) betätigt, schließbar ist.

3. Hauptzylinder nach Anspruch 1 oder 2, in Verbindung mit einer pneumatisch betätigten Bremshelfeinrichtung, dadurch gek ennze ichne t, daß die Ventil-Baugruppe (27) ein Verschlußglied (28), das an einem Sitz zwischen cfer Öffnung (15) und dem zwischen den Kolben (5,21) liegenden Raum (22) zur Anlage bringbar ist, und eine Membran (29) aufweist, die das Verschlußglied (28) trägt und an entgegengesetzten Seiten mit den Drücken beaufschlagbar ist, die

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auf die entsprechenden entgegengesetzten Seiten der "beweglichen Wand der Bremshelfeinrichtung (2) wirken. (Fig. 1.)

4. Hauptzylinder nach Anspruch 1 oder 2, in Verbindung mit einer hydraulisch betätigten Bremshelfeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ventil-Baugruppe (27) ein Verschlußglied (35) gehört, das an einem Sitz zwischen der Öffnung (15) und dem zwischen den Kolben (5,21) liegenden Raum (22) zur Anlage bringbar ist und einen in einer Bohrung (36) arbeitenden Kolben (35) aufweist, der an seinem dem Sitz abgewandten Ende mit dem in der Energiekammer (36*) der Bremshelfeinrichtung (2) herrschenden Hydraulikdruck beaufschlagt ist. (Fig. 3.)

5. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) des Hauptzylinders (1) und der Hilfskolben (21) eine teleskopierende Baugruppe bilden.

6. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in Verbindung mit einem Fluidbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidbehälter an die Öffnung (15) und an eine in einen Druckraum (6) des Hauptzylinders (1) führende Füllbohrung (11) angeschlossen ist.

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