DE4040271A1

DE4040271A1 - Hauptzylinder

Info

Publication number: DE4040271A1
Application number: DE4040271A
Authority: DE
Inventors: Klaus Bergelin; Harald Koenig; Bernhard Hammes
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1992-06-25
Also published as: GB2251043B; GB2251043A; FR2670449A1; US5195322A; FR2670449B1; GB9126630D0

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für eine hy draulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem Ge häuse, in dessen Bohrung mindestens ein Kolben abgedichtet axial verschiebbar geführt ist, wobei der Kolben einen Druck raum im Hauptzylinder begrenzt, mit mindestens einem Anschluß an einen drucklosen Ausgleichsbehälter und mit einem Zentral ventil, welches den Druckmittelfluß zwischen Ausgleichsbe hälter und Druckraum in Abhängigkeit von der Kolbenposition regelt, wobei das Zentralventil aus einem in den Kolben in tegrierten Dichtsitz, einem eine Zentralbohrung des Kolbens durchgreifenden, mit einem gehäusefesten Anschlag zusammen wirkenden Ventilstift, einer sich am Kolben abstützenden Ventilfeder, die einen Ventilkörper in Richtung auf den Dichtsitz vorspannt, und dem aus gummielastischem Material bestehenden Ventilkörper besteht, der in einer Nut des Ventilstifts verankert ist.

Derartige Hauptzylinder mit Gummizentralventilen sind bereits aus der Praxis und vielen Patentschriften bekannt (s. z. B. DE 38 35 396 A1 oder DE 37 15 209 A1).

Bei den bekannten Ausführungen ist jedoch stets der Ventil körper im Bereich des Dichtsitzes radial nach innen über den Ventilstift gezogen. Zusammen mit der aus der DE 37 15 209 A1 bekannten Nut am Ventilstift, in die der Ventilkörper ein greift, ergibt sich zwar ein guter Halt des Ventilkörpers am Ventilstift, aber diese Konstruktion ist mit dem Nachteil be haftet, daß der Ventilkörper beim mechanischen Öffnen des Zentralventils gegen einen Restdruck im Druckraum in die Zentralbohrung hineingedrückt wird. Dies führt jedoch bereits nach relativ wenigen Öffnungsvorgängen zu einer Beschädigung der Dichtlippe des Ventilkörpers und dadurch bedingt zu einem Ausfall des Bremskreises.

Um diesem Mangel abzuhelfen, ist es bereits bekannt, Stahl kugelzentralventile zu verwenden, die aber sehr schmutzanfäl lig sind oder aber den Gummiteil des Zentralventils als Dichtsitz im Kolben auszubilden. Letzteres ist mit erhöhtem baulichem Aufwand verbunden.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, einen Haupt zylinder zu schaffen, dessen Zentralventil gegen einen Rest druck von ca. 80 bar (heute sind ca. 50 bar üblich) geöffnet werden kann, ohne beschädigt zu werden, und das einfach im Aufbau ist und kostengünstig hergestellt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt auf überraschend einfache Weise dadurch, daß die Dichtlippe des Ventilkörpers als zy lindrischer Ring über den breiten Teil des Ventilstiftes her vorsteht. Da die Dichtlippe sich nicht radial nach innen in Richtung Zentralbohrung erstreckt, ist die Gefahr, daß sie in diese hineingesaugt und dadurch abgeschert wird, auf ein un vermeidbares Minimum reduziert.

Das Abscherrisiko wird durch die im Anspruch 2 angegebene Maßnahme weiter minimiert, da die konische Ausführung des Übergangsbereiches am Ventilstift dazu beiträgt, daß die Dichtlippe nicht zu stark verformt wird. Dies könnte vor al lem geschehen, wenn die Rippen des Führungsabschnitts bis zum breiten Teil des Ventilstifts reichen würden.

Auch die im Anspruch 3 genannte Weiterbildung der Erfindung, daß die Kanten der Zentralbohrung des Ventilstifts und des Ventilkörpers gerundet sind, trägt zu einer Schonung des empfindlichen Gummiteils im Ventilkörper bei. Eine andere Maßnahme sieht vor, daß die Shore-Härte des Materials, aus dem der Ventilkörper gefertigt ist, 80 ±5° beträgt. Dieses härtere Material ist weniger elastisch und kann daher weniger leicht in die Zentralbohrung hineingedrückt werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Zentralbohrung einen Durchmesser von ca. 4,3 mm aufweist. Diese Vergrößerung des Durchmessers von den heute üblichen 3,9 mm um etwa 10% hat zur Folge, daß der Druckausgleich zwischen Druckraum und Aus gleichsbehälter in kurzer Zeit erfolgt und daß auch die Be lastung der Dichtlippe reduziert wird.

Der Herstellungsaufwand des erfindungsgemäßen Hauptzylinders kann durch die im Anspruch 6 angegebene Maßnahme, daß am Ventilkörper eine Stufe ausgebildet ist, an der sich die Ventilfeder abstützt, auf einfache Weise weiter reduziert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels erläutert.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen Tandemhauptzylinder im Axialschnitt mit zwei Zentralventilen nach der Erfindung und

Fig. 2 ein Zentralventil im Detail, wobei der Ventilstift geringfügig anders als in Fig. 1 ausgebildet ist.

Im folgenden werden nur die für die Erfindung wesentlichen Bestandteile des in der Zeichnung dargestellten Haupt zylinders beschrieben, da derartige Hauptzylinder zum allge meinen Stand der Technik gehören und ihre Funktion daher be kannt ist. Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist ein Tandemhauptzylinder 1 mit einem Gehäuse 2 dargestellt, das zwei Anschlüsse 3, 4 für einen nicht gezeig ten Ausgleichsbehälter und eine Bohrung 5 aufweist. In der Bohrung 5 sind hintereinander zwei Kolben 6, 7 angeordnet, die zusammen mit ihr zwei Druckräume 8, 9 begrenzen. In jedem Druckraum 8, 9 ist eine Feder 10, 11 angeordnet, die den zuge hörigen Kolben 6, 7 in der Ruhelage nach rechts vorspannt. Da beide Kolben im wesentlichen gleich aufgebaut sind, wird im folgenden nur der Druckstangenkolben 6 beschrieben. Er weist an seinem linken Ende eine Ausnehnung 12 auf, die in die Zentralbohrung 13 übergeht, welche mit der Querbohrung 14 verbunden ist. Durch die Querbohrung 14 greift ein Anschlag stift 15, der in der Ruhestellung an der gehäusefesten Schei be 16 anliegt. Die gleiche Aufgabe übernimmt im Kolben 7 der Stift 17.

Vom Anschluß 3 führt ein Kanal 18 in einen Ringraum 19, der in Kontakt mit der Querbohrung 14 steht. Somit besteht in der gezeichneten Ruhestellung eine hydraulische Verbindung vom Druckraum 8 durch die Ausnehmung 12 am Zentralventil 20 vor bei und durch die Zentralbohrung 13, die Querbohrung 14 und den Ringraum 19 über den Kanal 18 zum Ausgleichsbehälter.

Das Zentralventil 20 ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Es besteht aus dem Ventilstift 21, der in der Zentralbohrung 13 geführt ist. In der Variante nach Fig. 2 weist er drei um je 120° gegeneinander versetzte Rippen 22 auf. In der Fig. 1 ist er im Querschnitt kreisförmig und mit Spiel in der Zentral bohrung 13 geführt. Der Ventilstift 21 erstreckt sich mit einem konischen Übergangsbereich 23 und einem sich an schließenden breiten Teil 24 bis in die Ausnehmung 12.

Der breite Teil 24 weist eine Nut 25 auf, in die ein ent sprechend geformter Abschnitt des Ventilkörpers 26 eingreift. Der Dichtsitz 27 ist am Kolben 6 ausgebildet in der Stufe 28, die das rechte Ende der Ausnehmung 12 bildet. Der Übergang von der Stufe 28 zur Zentralbohrung 13 ist abgerundet. Die Dichtlippe 29 des Ventilkörpers 26, die mit dem Dichtsitz 27 zusammenwirkt, steht in axialer Richtung auf den Dichtsitz 27 zu etwas über den breiten Teil 24 des Ventilstifts 21 vor. In der Ruhestellung ist sie um den Leerweg s vom Dichtsitz 27 entfernt. Auch die Kanten des Ventilkörpers 26 sind im Be reich der Dichtlippe 29 gerundet.

Am Ventilkörper 26 ist weiterhin eine Stufe 30 ausgebildet, an der sich ein Ende der Ventilfeder 31 abstützt, deren an deres Ende sich an einem Vorsprung, einer Scheibe oder einem Sprengring 32 (Fig. 1) in der Ausnehmung 12 abstützt.

Die Funktion des oben beschriebenen Hauptzylinders ist an sich bekannt, d. h. bei Beginn der Betätigung drückt die Ventilfeder 31 den Ventilkörper 26 gegen den Dichtsitz 27 und nach Überwindung des Leerwegs s hebt der Ventilstift 21 vom Stift 15 bzw. 17 ab und der Druckaufbau im Druckraum 8 bzw. 9 beginnt.

Am Ende des Bremsvorganges drücken die Federn 10 und 11 die Kolben 6 und 7 wieder nach rechts. Die Ventilstifte 21 legen sich an die Stifte 15 und 17 an und öffnen mechanisch die Zentralventile 20. Dies geschieht häufig vor allem, wenn während der Bremsung eine Anti-Blockier-Regelung stattfand, bei noch relativ hohen Drücken in den Druckräumen 8 und 9. Diese ergeben sich, da die Pumpe während des Regelvorganges in die Druckräume 8 und 9 hineinfördert und nicht immer alles zusätzliche Druckmittelvolumen über Auslaßventile wieder in den Ausgleichsbehälter abgelassen wird. Durch den Druck im Druckraum 8 bzw. 9 versucht das Druckmittel möglichst schnell durch die Zentralbohrung 13 zum drucklosen Behälter zu gelangen. Da sich in der schnellen Strömung Wirbel ausbilden, wird der Ventilkörper 26 und insbesondere seine Dichtlippe 29 mitgesogen. Die erfindungsgemäße Dichtlippe 29 ist so ausgebildet, daß sie bei diesem zwangsläufig stattfin den Prozeß nicht in die Zentralbohrung 13 gelangt und auch nicht beschädigt wird.

Die Erfindung erlaubt daher die Verwendung von Gummizentral ventilen auch in blockiergeschützten Bremsanlagen, bei denen in der Regelung die Zentralventile häufig gegen Restdruck ge öffnet werden müssen.

Bezugszeichenliste

1 Tandemhauptzylinder
2 Gehäuse
3 Anschluß
4 Anschluß
5 Bohrung
6 Kolben
7 Kolben
8 Druckraum
9 Druckraum
10 Feder
11 Feder
12 Ausnehmung
13 Zentralbohrung
14 Querbohrung
15 Anschlagstift
16 Scheibe
17 Stift
18 Kanal
19 Ringraum
20 Zentralventil
21 Ventilstift
22 Rippe
23 Übergangsbereich, konisch
24 breiter Teil
25 Nut
26 Ventilkörper
27 Dichtsitz
28 Stufe
29 Dichtlippe
30 Stufe
31 Ventilfeder
32 Sprengring
s Leerweg

Claims

1. Hauptzylinder für eine hydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuse, in dessen Bohrung min destens ein Kolben abgedichtet axial verschiebbar ge führt ist, wobei der Kolben einen Druckraum im Haupt zylinder begrenzt, mit mindestens einem Anschluß an einen drucklosen Ausgleichsbehälter und mit einem Zentralventil, welches den Druckmittelfluß zwischen Aus gleichsbehälter und Druckraum in Abhängigkeit von der Kolbenposition regelt, wobei das Zentralventil aus einem in den Kolben integrierten Dichtsitz, einem eine Zentralbohrung des Kolbens durchgreifenden, mit einem gehäusefesten Anschlag zusammenwirkenden Ventilstift, einer sich am Kolben abstützenden Ventilfeder, die einen Ventilkörper in Richtung auf den Dichtsitz vorspannt, und dem aus gummielastischem Material bestehenden Ventilkörper besteht, der in einer Nut des Ventilstifts verankert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (29) des Ventilkörpers (26) auf der dem Dichtsitz (27) zugewandten Seite als zylindrischer Ring, d. h. nur axial, über den breiten Teil (24) des Ventil stifts (21) vorsteht.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ventilstift (21) im Übergangs bereich (23) zwischen dem breiten Teil (24), der den Ventilkörper (26) trägt, und dem Führungsabschnitt (Rippe 22), der in die Zentralbohrung (13) ragt, konisch ausgeführt ist.

3. Hauptzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kanten der Zentral bohrung (13), des Ventilstifts (21) und des Ventil körpers (26) abgerundet sind.

4. Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil körper (26) aus einem Material mit Shore-Härte 80 ±5° besteht.

5. Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentral bohrung (13) einen Durchmesser von ca. 4,3 mm aufweist.

6. Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilkörper (26) eine Stufe (30) ausgebildet ist, an der sich die Ventilfeder (31) abstützt.