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Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder mit zwei durch Druckmittel
beaufschlagbaren, teleskopartig ineinander verschiebbaren Kolben, von denen ein
hohler Druckkolben mit einem Rückschlagventil zusammenwirkt, das sich zu einem im
Druckkolben verschiebbar gelagerten Anstellkolben hin öffnet und in Ruhelage des
Druckkolbens offen ist, wobei der Druckkolben an seinem Boden auf der vom Anstellkolben
abgewandten Seite einen zylinderartigen Vorsprung aufweist, der vom Druckmittel
voll zu beaufschlagen ist, ehe das Druckmittel voll auf die gesamte Druckfläche
des Druckkolbens wirkt, und wobei der Druckkolben mindestens vor dem Beginn des
Ausfahrens des Anstellkolbens entgegen der auf ihn in Verschieberichtung wirkenden
Kraft in seiner Ruhelage gehalten ist.
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Der Druckkolben eines bekannten Arbeitszylinders hat einen Dichtvorsprung
geringen Durchmessers, der in Ruhelage des Druckkolbens mittels eines seinen Umfang
umfassenden Dichtringes ein Eindringen von Druckmittel zwischen den Druckkolben
und den Kolbenzylinder verhindert. In Ruhelage des Druckkolbens ist dieser mit Ausnahme
der Stirnseite seines Vorsprunges auf seiner Außenseite nur über ein überdruckventil
zu beaufschlagen, das erst dann zur Wirkung kommt, wenn sich bei auf Widerstand
treffendem Anstellkolben ein bestimmter Druck im Druckmittel aufbaut. Das Abheben
des Druckkolbens vor Öffnung des Ventils wird durch den auf seine Innenseite wirkenden
Druck des Druckmittels verhindert (USA.-Patentschrift 2 829 498).
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Ein anderer bekannter Arbeitszylinder hat einen Druckkolben, der im
Verlaufe seines Hubes nur unmittelbar beaufschlagt ist und mittels einer auf ihn
wirkenden Feder an einem mutigen Vorsprung am Boden des Zylindermantels gehalten
wird, wodurch er durch eine entgegen der auf ihn in Verschieberichtung wirkenden
Kraft in seiner Ruhelage gehalten ist. Erst bei einer durch das Druckmittel auf
den Druckkolben ausgeübten Kraft, welche die Kraft der , Feder übersteigt, wird
der Druckkolben aus seiner Ruhelage verschoben, wobei das in seiner Mitte angeordnete
und einen Durchgang zum Anstellkolben überwachende Ventil schließt (deutsche Patentschrift
905934).
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Die Erfindung hat einen Arbeitszylinder zum Ziel, dessen Druckkolben
ohne Verwendung eines überdruckventils zur Wirkung gebracht werden kann. Dieses
Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Außendurchmesser des Vorsprungs
mindestens dem Außendurchmesser des Anstellkolbens entspricht und daß der Druckkolben
im Verlaufe seines Hubes in an sich bekannter Weise vom Druckmittel nur unmittelbar
zu beaufschlagen ist.
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Hierbei ist die Bemessung des zylinderartigen Vorsprungs maßgebend
für die Verschiebung des Druckkolbens, welcher wegen der auf ihn wirkenden Kraft
an einem frühzeitigen Ausfahren gehindert wird. Eine Umlenkung des Druckmittels
über ein überdruckventil ist nicht erforderlich. Somit ergibt sich eine einfache,
gedrungene Bauart mit wenigen, unkomplizierten Teilen.
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Wenn der zylinderartige Vorsprung in Weiterbildung der Erfindung mit
einer Dichtlippe zusammenwirkt, die bei Rückkehr des Druckkolbens in seine Ruhelage
Druckmittel durchläßt, so kann auf ein besonderes in Richtung des Auslasses öffnendes
Rückschlagventil verzichtet werden, welches für den Abfluß von Druckmittel bei Rückkehr
des Druckkolbens in seine Ruhelage dient.
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Das mit dem Druckkolben zusammenwirkende Rückschlagventil braucht
dann nicht in diesem Kolben angeordnet zu sein, wenn der zylinderartige Vorsprung
von einem Rohrstück durchsetzt ist, in welchem sich das Rückschlagventil befindet
und ein vom Druckkolben zu betätigender Hebel zum Öffnen des Rückschlagventils dient.
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Um eine im Verlaufe des Hubes des Druckkolbens sich steigernde Kolbenkraft
zu erreichen, ist dieser in vorteilhafter Weise außer dem zylinderartigen Vorsprung
im Durchmesser zusätzlich abgestuft.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung im Längsschnitt schematisch dar.
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Die Zeichnung zeigt einen Hauptbremszylinder für ein Kraftfahrzeug.
In einem Zylindergehäuse 1 ist ein hülsenförmiger Druckkolben 2 axial verschiebbar
gelagert, der einen ebenfalls in Achsrichtung verschiebbaren Anstellkolben 3 aufnimmt.
Das Zylindergehäuse 1 ist durch ein topfförmiges Bodenstück 4 abgeschlossen, das
Zuflußöffnungen 5 aufweist.
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Der Druckkolben 2 hat einen zylinderartigen Vorsprung 6, dessen Querschnitt
wenig größer als der Querschnitt des Anstellkolbens 3 ist. Der Vorsprung 6 ist auf
seiner Zylinderfläche von einer im Bodenstück 4 untergebrachten Dichtlippe 7 umgeben,
deren freies Ende sich in Richtung zum Ende des Vorsprunges 6 erstreckt.
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Der Vorsprung 6 nimmt in einem erweiterten Abschnitt einer Längsbohrung
8 ein Rückschlagventil auf, das durch eine Ventilkugel 9 und eine Ventilfeder 10
gebildet ist, wobei letztere von einem in den Vorsprung 6 eingesetzten Halteteil
gehalten ist. In der Mitte des Bodenstückes 4 ist ein Anschlagstift 11 angeordnet,
der in der dargestellten Ruhelage des Druckkolbens in die Längsbohrung 8 im Vorsprung
6 eingreift und die Ventilkugel 9 von ihrem Sitz abhebt, so daß der Durchgang durch
die Längsbohrung 8 frei ist. Das Rückschlagventil 9, 10 öffnet in Richtung
zum Anstellkolben 3.
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Im Bereich des Bodenstückes 4 ist ein nach außen öffnendes, ebenfalls
eine Kugel 12 und eine Feder 13
aufweisendes Rückschlagventil vorgesehen.
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Das Bodenstück 4 wird am Zylindergehäuse 1 mittels eines Zylinders
14 gehalten, in dem ein mechanisch zu betätigender Betätigungskolben 15 verschiebbar
gelagert ist. Zwischen dem Betätigungskolben 15 und dem Bodenstück 4 ist eine Feder
16 eingespannt. Der diese Feder aufnehmende Raum ist über eine Bohrung
17 mit einem nicht dargestellten Druckmittelbehälter verbunden, der die Versorgung
dieses Raumes mit Druckmittel sichert. Eine Bohrung 18
kann mit dem gleichen
Behälter oder einem ebenfalls nicht dargestellten Vorratsbehälter verbunden sein.
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An einem flanschartigen Vorsprung des Druckkolbens 2 ist ein am Zylindergehäuse
1 anstehender Dichtring 19 untergebracht. Zwischen diesem flanschartigen Vorsprung
und einem in das Zylindergehäuse 1 eingesetzten und von einem Federring abgestützten
Ring 20 ist eine Feder 21 eingespannt, die den Druckkolben 2 in seiner
Ruhelage zu halten sucht. Der die Feder 21 aufnehmende Raum ist über eine Bohrung
22 mit dem Vorratsbehälter verbunden.
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An dem aus dem Druckkolben 2 herausragenden Ende des Anstellkolbens
3 ist ein Bremskolben 23 vorgesehen. Eine zwischen diesem Bremskolben 23
und
einer Ventilplatte 24 eingespannte Feder 25 sucht den Bremskolben 23 und damit den
Anstellkolben 3 in seiner Ruhelage zu halten. In der Ventilplatte 24 ist
ein nach außen öffnendes Schließglied 26 eingesetzt, das eine Feder 27 in
Schließlage zu halten sucht. Der die Feder 25 aufnehmende Raum ist über eine Bohrung
28 mit dem nicht dargestellten Druckmittelbehälter verbunden, der zur ständigen
Druckmittelversorgung dient.
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Wird der Betätigungskolben 15 entgegen der Wirkung der Feder 16 in
Richtung zum Bodenstück 4 verschoben, so wird zunächst die Bohrung 17 abgeschlossen
und dadurch das in der die Feder 16 aufnehmenden Kammer vorhandene Druckmittel,
insbesondere Druckflüssigkeit, unter Druck gesetzt. Dieses fließt über die Zuflußöffnungen
5 zur Stirnseite des Vorsprunges 6 am Druckkolben 2 und über die freie Längsbohrung
8 zur Stirnseite des Anstellkolbens 3. Dieser wird innerhalb des Druckkolbens 2
in Achsrichtung verschoben. Sobald sich in dem die Feder 25 aufnehmenden
Raum ein Widerstand aufbaut und der Druck in dem die Feder 16 aufnehmenden Raum
eine Größe erreicht, welche durch Beaufschlagen der Stirnseite des Vorsprunges des
Druckkolbens 2 diesen entgegen der Wirkung der Feder 21
verschiebt,
wird das Rückschlagventil 9, 10 geschlossen, und der Anstellkolben 3 und
der Druckkolben 2
werden gemeinsam verschoben. Nachdem der Vorsprung 6 die
Dichtlippe 7 verlassen hat, beaufschlagt das unter Druck stehende Druckmittel den
Druckkolben 2 voll auf seiner Stirnseite, so daß ein dieser Druckfläche entsprechender
Druck auf den Anstellkolben und von hier auf den Bremskolben 23 übertragen
wird.
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Wird die auf den Betätigungskolben 15 ausgeübte Kraft aufgehoben,
so wird unter der Wirkung der Feder 21 der Druckkolben 2 in seine
Ausgangslage zurückgeführt, wobei nach dem Überschleifen der Dichtlippe 7 durch
den Vorsprung 6 das vor dem Druckkolben 2 hergeschobene Druckmittel über die sich
öffnende Dichtlippe 7 austreten kann. Sobald der Druckkolben 2 seine Ruhelage erreicht,
wird das Rückschlagventil 9, 10 geöffnet, so daß das zwischen dem Anstellkolben
3 und dem Druckkolben 2 eingeschlossene Druckmittel sich über die Längsbohrung
8 aus dem vor der Stirnseite des Anstellkolbens 3 liegenden Raum entfernen
kann. Der Anstellkolben 3 wird durch die Feder 25 in seine Ruhelage zurückgeführt.
Das Rückschlagventil 12, 13 erlaubt eine beschleunigte Rückführung des Druckkolbens
2.
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Im Bodenstück 4 kann ein Rohr eingesetzt sein, welches das
Rückschlagventil aufnimmt. Dieses Rohr durchsetzt dann den zylindrischen Vorsprung
des Druckkolbens und ragt mindestens in Ruhelage des Anstellkolbens in diesen hinein,
der entsprechend hohl ausgebildet ist. Auf der vom Druckkolben abgewandten Seite
ist dann am Bodenstück ein doppelarmiger Hebel angebracht, von dem ein Arm mit der
Ventilkugel und dessen anderer Arm mit einem von der Stirnseite des Druckkolbens
betätigbaren, das Bodenstück durchsetzenden und auf den Hebel wirkenden Stift zusammenarbeitet.
Der Druckkolben hält in seiner Ruhelage das Rückschlagventil über den Stift und
über den doppelarmigen Hebel offen. Beim Abheben des Druckkolbens aus seiner Ruhelage
schließt das Rückschlagventil langsam, und bei der Freigabe des Stiftes durch den
Druckkolben ist das Rückschlagventil geschlossen.