DE3218292A1

DE3218292A1 - Hilfskraftbetaetigter hydraulischer hauptzylinder fuer fahrzeug-lenkbremsanlagen

Info

Publication number: DE3218292A1
Application number: DE19823218292
Authority: DE
Inventors: Phillip Augustus Solihull West Midlands Taft
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1981-05-15
Filing date: 1982-05-14
Publication date: 1982-12-02
Also published as: GB2098683A; GB2098683B; IT1152175B; IT8221273A0; US4463562A; FR2505759A1

Description

D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2 LUCAS INDUSTRIES
Birmingham, England telefon: (089)6620,1

Telegr

Telegramm: protectpatent telex: 524070

1#. Mai 1982

Hilfskraftbetätigter hydraulischer Hauptzylinder für Fahrzeug-Lenkbremsanlagen

Die Erfindung betrifft Hauptzylinder-Anordnungen für hydraulische Fahrzeug-Lenkbremsanlagen, bei denen getrennte Hauptzylinder durch eine Ausgleichsleitung miteinander verbunden sind und vor pedalbetätigten Kolben gelegene Druckräume aufweisen, die über die Ausgleichsleitung miteinander in Verbindung stehen, wenn die Hauptzylinder zum Verzögern des Fahrzeuges gleichzeitig betätigt werden, und durch eine Ausgleichsventil-Baugruppe voneinander trennbar sind, wenn zur Lenkunterstützung einer der Hauptzylinder allein betätigt wird, wobei jeder Hauptzylinder eine Verstärkungskammer hat, in die beim Betätigen des betreffenden Hauptzylinders aus einer Druckquelle hydraulisches Fluid einleitbar ist, das auf den Kolben einwirkt und die mittels des Pedals auf den Kolben ausgeübte Kraft verstärkt.

Bei bekannten Hauptzylinder-Anordnungen dieser Art umfaßt die Ausgleichsventil-Baugruppe ein getrenntes Übertragungsoder Ausgleichsventil in jedem Hauptzylinder und jedes Ausgleichsventil ist gewöhnlich durch das mechanische Eingreifen eines Abschnitts vom Kolben des betreffenden Hauptzylinders betätigbar, und ein getrenntes Ventil, das auf eine anfängliche Druckerzeugung in einem Druckraum anspricht, ruft eine

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Unterdrucksetzung der Verstärkungskammer des betreffenden Hauptzylinders hervor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hauptzylinder-Anordnung von vereinfachtem Aufbau zu schaffen.

Erfindungsgemäß hat bei einer Hauptzylinder-Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung jeder Hauptzylinder ein Regelventil mit einem Bundkolben, der normalerweise von einer Feder in eine zurückgezogene Stellung vorgespannt ist, in der er eine den Druckraum mit der Ausgleichsleitung verbindende Ausgleichsöffnung und zur Unterbrechung der Verbindung zwischen der Druckquelle und der Verstärkungskammer eine Einlaßöffnung schließt, und eine dem Druckraum ausgesetzte erste Druckfläche aufweist, die, wenn auf sie beim Betätigen des Pedals Druck aus dem Druckraum einwirkt, den Bundkolben gegen die Kraft in der Feder verstellt und in eine Arbeitsstellung drängt, in welcher der Druckraum mit der Ausgleichsöffnung und die Einlaßöffnung mit der Verstärkungskammer in Verbindung gesetzt sind.

Bei der erfindungsgemäßen Hauptzylinder-Anordnung erfüllt daher ein einzelnes Bundkolbenventil zwei Aufgaben, so daß die Anordnung vereinfacht ist.

Beim gleichzeitigen Betätigen beider Hauptzylinder sind beide Ausgleichsöffnungen geöffnet und stellen die Verbindung zwischen den beiden Druckräumen her, um eine Abnutzung der Bremsbeläge an den von den Hauptzylindern betätigbaren entsprechenden Bremsen auf entgegengesetzten Seiten des Fahrzeuges auszugleichen, und beide Verstärkungskammern sind unter Druck gesetzt, zweckmäßigerweise aus ein und derselben Druckquelle.

Beim Betätigen eines HauptZylinders allein wird Druckfluid

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aus der Druckquelle nur der Verstärkungskammer dieses Hauptzylinders zugeführt, und es kann keine Fluidübertragung zwischen den beiden Druckräumen stattfinden, weil der Bundkolben des Ventils des anderen, nicht betätigten Hauptzylinders seine zurückgezogene Stellung einnimmt.

Wenn eine Verstärkungskammer unter Druck gesetzt ist, wirkt dieser Druck auf eine zweite Druckfläche am Bundkolben ein, dem Druck aus dem Druckraum entgegen und verstärkt die Kraft in der Feder. Dies drängt den Bundkolben in Richtung der zurückgezogenen Stellung, und der Bundkolben ist in einer Gleichgewichtsstellung gehalten, in der bei gleichzeitigem Betätigen beider Hauptzylinder ein ausgleichender, ausgewogener Strom durch die Ausgleichsleitung fließt.

Durch eine sorgfältige Wahl der Beziehung zwischen den Flächen des Kolbens des Hauptzylinders, der Druckflächen am Bundkolben und einer dem Druck in der Verstärkungskammer ausgesetzten Fläche am Kolben des Hauptzylinders wird es ermöglicht, die auf den Kolben des Hauptzylinders ausgeübte Bremsbetätigungskraft um einen in der Verstärkungskammer herrschenden Druck zu verstärken, der jederzeit kleiner als der Druck im Druckraum ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Hauptzylinder als Teil einer Doppel-Hauptzylinder-Anordnung, den Schnitt 2-2 in Fig. 1,
den Schnitt 3-3 in Fig. 1,

einen Fig. 2 ähnlichen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform,

einen Fig. 2 ähnlichen Schnitt durch einen noch anderen Hauptzylinder und

einen Fig. 5 ähnlichen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform.

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.7.

Eine hilfskraftbetätigte Hauptzylinder-Anordnung hat zwei pedalbetätigte Hauptzylinder je in der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausbildung. Weil die Hauptzylinder von gleichem Aufbau sind, braucht nur einer von ihnen beschrieben zu werden, und die Hauptzylinder können voneinander entfernt an beliebigen zweckdienlichen Stellen in einem Fahrzeug angeordnet sein.

Jeder Hauptzylinder hat ein Hauptteil oder Gehäuse 1 mit zwei im Abstand voneinander parallelen, längsgerichteten Bohrungen 2 und 3, die, wie weiter unten näher beschrieben, an im Abstand voneinander gelegenen Stellen miteinander verbunden sind. Das Gehäuse 1 hat eine Behälteröffnung 4, die an einen nicht dargestellten Fluidbehälter anschließbar ist und in die Bohrung 2 mündet, eine Auslaßöffnung 5, welche in die Bohrung 3 mündet und an eine nicht dargestellte Bremse eines Rades auf einer Seite des Fahrzeuges anschließbar ist, eine Übergangs- bzw. Ausgleichsöffnung 6, die aus der Bohrung 3 herausführt und mit einer nicht dargestellten Übergangs- bzw. Ausgleichsleitung, insbesondere einem Rohr, verbindbar ist, welche ebenfalls an die Ausgleichsöffnung des nicht dargestellten anderen Hauptzylinders anschließbar ist, und eine Einlaßöffnung 7, welche die Bohrung 3 mit einer nicht dargestellten Quelle für unter hohem Druck stehendes Fluid verbindet. Diese Druckquelle ist zweckmäßigerweise eine Pumpe oder ein von der Pumpe aufgeladener Speicher und ist beiden Hauptzylindern gemeinsam.

In der Bohrung 2 arbeitet ein pedalbetätigter Kolben 8, der ein vorderes Verlängerungsstück 9 aufweist, in welchem ein axialer Kanal 10 ausgebildet ist.

Am vorderen Ende der Bohrung 2 ist eine Füllöffnung 11 mit der Behälteröffnung 4 über verbindende Durchlässe im Gehäuse 1 verbunden, welche die Bohrung 3 durchqueren und in ihrer

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Gesamtheit mit 12 bezeichnet sind. Die Füllöffnung 11 ist durch ein Füllventil 13 steuerbar.

Das Füllventil 13 hat einen Ventilkopf 14, der an einen die Füllöffnung 11 umgebenden Ventilsitz 15 anlegbar und vom vorderen Ende einer sich axial erstreckenden Stange 16 getragen ist. Die Stange 16 trägt an ihrem entgegengesetzten Ende einen vergrößerten Kopf 17, der im axialen Kanal 10 im benachbarten Ende des Verlängerungsstückes 9 verschieblich geführt ist. Der Kopf 17 ist im Kanal 10 von einer das Verlängerungsstück 9 umschließenden Hülse 18 gehalten. Die Hülse 18 stützt ein'Ende einer Rückstell-Druckfeder 19 ab, die mit ihrem entgegengesetzten Ende auf ein Gehäuse 20 wirkt, in dem der Ventilkopf 14 aufgenommen ist. In der gezeichneten Stellung spannt die Druckfeder 19 den Kolben 8 in eine zurückgezogene Stellung vor, in welcher der Ventilkopf 14 wegen der Anlage des Kopfes 17 an der Hülse 18 vom Ventilsitz 15 ferngehalten ist.

Ein in der Bohrung 2 vor dem Kolben 8 ausgebildeter Druckraum 21 ist mit der Auslaßöffnung 5 über einen die Bohrung 3 durchquerenden Kanal 22 im Gehäuse 1 verbunden.

In der Bohrung 3 ist eine kombinierte Verstärkungsdruckregel- und -ausgleichsventil-Baugruppe 25 angeordnet. Die Ventilbaugruppe 25 hat einen Bundkolben 26 mit einem in der Bohrung 3 arbeitenden Abschnitt 27 von größerem Durchmesser und einem Abschnitt 28 von kleinerem Durehmesser, der in einem Bohrungsabschnitt 29 von verkleinertem Durchmesser arbeitet, welcher mit den Durchlässen 12 in Verbindung steht. Der Bundkolben 26 ist normalerweise in der gezeichneten zurückgezogenen Stellung von einer Feder 29' gehalten, die sich an seinem Ende von größerem Durchmesser abstützt. In dieser zurückgezogenen Stellung verschließt der Abschnitt 27 des Bundkolbens 26 die Ausgleichsöffnung 6 und die Einlaßöffnung 7. Somit

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ist der Druckraum 21 von der Ausgleichsleitung getrennt, und die Einlaßöffnung 7 ist von einer Verstärkungskammer 30 getrennt, die in der Bohrung 2 zwischen dem Kolben 8 und einem Endverschluß 31 ausgebildet ist, der die Bohrung 2 verschließt und von einem stangenförmigen Abschnitt 32 durchdrungen ist, auf welchen ein nicht dargestelltes Pedal einwirkt.

In der gezeichneten Stellung stehen mit dem Fluidbehälter der Druckraum 21 über das geöffnete Füllventil 13 und die Verstärkungskammer 30 über die Bohrung 3, Verbindungskanäle 33 im Bundkolben 26 und Kanäle 34 im Gehäuse 1 in Verbindung.

Wenn der Hauptzylinder allein betätigt wird, wird durch die anfängliche Bewegung des Kolbens 8 das Füllventil 13 geschlossen und trennt den Druckraum 21 vom Fluidbehälter. Eine weitere Bewegung des Kolbens 8 in derselben Richtung r.etzt im Druckraum 21 Fluid unter Druck, das über die Auslaßöffnung 5 der Bremse zugeführt wird und auch am Bundkolben 26 auf eine ■ erste Druckfläche 35 wirkt, die von einer Schulter des Durchmesserübergangs zwischen den Abschnitten 27 und 28 gebildet ist. Dieser Druck drängt den Bundkolben 26 gegen die Last in der Feder 29' zum Ende von größerer Querschnittsfläche der Bohrung 3 hin, wobei der Bundkolben 26 die Verbindung zwischen dem Kanal 34 und der Verstärkungskammer 30 unterbricht und die Ausgleichsöffnung 6 und die Einlaßöffnung 7 öffnet. Die Ausgleichsöffnung 6 ist daher dem Druck im Druckraum 21 ausgesetzt, und die Verstärkungskammer 30 wird von der Druckquelle unter Druck gesetzt.

Weil die Ausgleichsöffnung des anderen Hauptzylinders geschlossen ist, kann zwischen den Druckräumen kein Fluidübergang bzw. -ausgleich stattfinden.

Durch die Unterdrucksetzung der Verstärkungskammer 30 wird an den Kolben 8 Druck herangeführt, der die mittels des Pedals

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auf den Kolben 8 ausgeübte Bremsbetätigungskraft verstärkt und auch am Bundkolben 26 auf eine vom zugehörigen Ende des Bundkolbens 26 gebildete zweite Druckfläche 37 wirkt, um auf den Bundkolben 26 eine Reaktionskraft auszuüben und die Kraft in der Feder 29' zu verstärken. Der Bundkolben 26 ist daher in einer Gleichgewichtsstellung gehalten.

Beim gleichzeitigen Betätigen beider Hauptzylinder sind beide Bundkolben 26 in Gleichgewichtsstellungen gehalten, in denen zum Ausgleichen unterschiedlicher Abnutzung der Bremsbeläge ein ausgleichender, ausgewogener Strom durch die Ausgleichsleitung fließt.

Die Beziehung zwischen den Flächen des Bundkolbens 26 und zwischen den Flächen des Kolbens 8 und der Verstärkungskammer 30 ist so gewählt, daß die mittels des Pedals auf den Kolben 8 ausgeübte Bremsbetätigungskraft um den Druck in der Verstärkungskammer 30 verstärkt wird, obgleich dieser Druck jederzeit kleiner als der Druck im Druckraum 21 sein kann.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist der Kolben 8 zweiteilig und außen gestuft, wobei die dem Druck in der Verstärkungskammer 30 ausgesetzte Fläche größer ist als die dem Druckraum 21 ausgesetzte Fläche. Somit läßt sich die mittels des Pedals aufgebrachte Bremsbetätigungskraft um einen in der Verstärkungskammer 30 herrschenden Druck verstärken, der beträchtlich kleiner ist als der.Druck im Druckraum 21.

Aufbau und Wirkungsweise des Hauptzylinders gemäß Fig. 4 sind im übrigen die gleichen wie bei der Ausführun'gsform gemäß Fig. 2. Einander entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

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Bei dem in Fig. 5 dargestellten Hauptzylinder ist der Bundkolben 26 über seiner gesamten axialen Länge von konstanter QuersGhnittsgestalt. Aufbau und Wirkungsweise sind im übrigen die gleichen wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2; einander entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Hauptzylinder weist das Füllventil 13 einen Ventilkopf 40 am vorderen Ende des Verlängerungsstückes 9 des Kolbens 8 auf. Der Ventilkopf 40 trägt eine Dichtung 41, die in der gezeichneten zurückgezogenen Stellung des Kolbens 8, die durch eine auf den Kolben 8 wirkende Rückstellfeder 43 bestimmt ist, mi L Abstand von der hinteren Seite einer Füllöffnung 42 im Gehäuse 1 angeordnet ist. Der Druckraum 21 ist in der Bohrung 2 vor dem Ventilkopf 40 und der Dichtung 41 ausgebildet.

Beim Betätigen eines nicht dargestellten Pedals wird der Kolben 8 in der Bohrung 2 vorgeschoben, wobei er anfänglich die Füllöffnung 42 schließt und dadurch den Fluidbehälter vom Druckraum 21 trennt. Bei einer weiteren Bewegung des Kolbens 8 in derselben Richtung wird das Fluid im Druckraum 21 unter Druck gesetzt. Danach ist die Arbeitsweise dieselbe wie im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben.

Claims

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WUESTHOFF-v.PECHMAn'n-Be'hRENS-GOETZ ™·™»·>·> <^ »..«τ.κ.» {.₉»_;

DIPL.-ING. GERHARD PUlS (iy52-ly7l)

EUROPEAN PATENTATTORNEYS d.pl.-c.bm.dk.f.pke.herr von pechmann

DR.-ING. DIETER BEHRENS

DIPL.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. RUI'i RT GOETi

lA-55 948 D-8000 MÜNCHEN 90

LUCAS INDUSTRIES SCHWEIGERSTRASSE 2

Birmingham, England telefon: (089)662051

TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: J 24 070

ΛΗ-. Mai 1982 Patentansprüche :

f 1.) Hauptzylinder-Anordnung für eine hydraulische Fahrzeugirenkbremsanlage, bei der getrennte Hauptzylinder durch eine Ausgleichsleitung miteinander verbunden sind und vor pedalbetätigten Kolben gelegene Druckräume aufweisen, die über die Ausgleichsleitung miteinander in Verbindung stehen, wenn die Hauptzylinder zum Verzögern des Fahrzeuges gleichzeitig betätigt werden, und durch eine Ausgleichsventil-Baugruppe voneinander trennbar sind, wenn zur Lenkunterstützung einer der Hauptzylinder allein betätigt wird, wobei jeder Hauptzylinder eine Verstärkungskammer hat, in die beim Betätigen des betreffenden Hauptzylinders aus einer Druckquelle hydraulisches Fluid einleitbar ist, das auf den Kolben einwirkt und die mittels des Pedals auf den Kolben ausgeübte Kraft verstärkt, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Hauptzylinder ein Regelventil (25) mit einem Bundkolben (26) hat, der normalerweise von einer Feder (29') in eine zurückgezogene Stellung vorgespannt ist, in der er eine den Druckraum (21) mit der Ausgleichsleitung verbindende Ausgleichsöffnung (6) und zur Unterbrechung der Verbindung zwischen der Druckquelle und der Verstärkungskammer (30) eine Einlaßöffnung (7) schließt, und eine dem Druckraum (21) ausgesetzte erste Druckfläche (35) aufweist, die, wenn auf sie beim Betätigen des Pedals Druck aus dem Druckraum (21) einwirkt, den Bundkolben (26) gegen die Kraft in der Feder (29') verstellt und in eine Arbeitsstellung drängt, in welcher der Druckraum (21) mit der Ausgleichsöffnung (6) und die

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Einlaßöffnung (7) mit der Verstärkungskammer (30) in Verbindung gesetzt sind.
2. Hauptzylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß der Bundkolben (26) eine zweite Druckfläche (37) hat, die, wenn die Verstärkungskammer (30) unter Druck gesetzt ist, diesem Druck ausgesetzt ist, dem Druck aus dem Druckraum (21) entgegenwirkt und die Kraft in der Feder (29·) verstärkt, wodurch der Bundkolben (26) in einer Gleichgewichtsstellung gehalten ist, in der bei gleichzeitigem Betätigen beider Hauptzylinder ein ausgleichender, ausgewogener Strom durch die Ausgleichsleitung fließt.
3. Hauptzylinder-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet , daß die Beziehung zwischen den Flächen des Kolbens (8) des Hauptzylinders,' den Druckflächen (35,37) am Bundkolben (26) und einer dem Druck in der Verstärkungskammer (30) ausgesetzten Fläche am Kolben (8) des Hauptzylinders so gewählt ist, daß die auf den Kolben (8) des Hauptzylinders ausgeübte Bremsbetätigungskraft verstärkt wird um einen in der Verstärkungskammer (30) herrschenden Druck, der jederzeit kleiner als der Druck im Druckraum (21) ist.
4. Hauptzylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben (8) des Hauptzylinders außen gestuft ist, einen Abschnitt von größerer Fläche, der Fluid im Druckraum (21) unter Druck zu setzen vermag, und einen Abschnitt (32) von kleinerer Fläche hat, der einen Endverschluß (31) für die Verstärkungskammer (30) durchdringt, wobei die Verstärkungskammer (30) zwischen dem Endverschluß (31) und einer Schulter des Kolbens (8) zwischen dem Abschnitt von größerer und dem Abschnitt (32) von kleinerer Fläche ausgebildet ist.

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5. Hauptzylinder-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch g e kennzeichnet , daß der Kolben (8) einteilig ist.
6. Hauptzylinder-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch g e kennzeichnet , daß der Kolben (8) zweiteilig ist und die Fläche des dem Druck in der Verstärkungskammer (30) ausgesetzten Abschnitts größer als die dem Druck im Druckraum (21) ausgesetzte Fläche ist.