DE69101351T2 - Verfahren zum Einstellen des Anlegehubs eines Tandem-Hauptzylinders und Tandem-Hauptzylinder zur Durchführung des Verfahrens. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Tandemhauptzylinder, die insbesondere für die Ausstattung der Hydraulikbremskreise von Kraftfahrzeugen bestimmt sind, und sie betrifft insbesondere ein Verfahren zu deren Einstellung, um ihren Totgang zu reduzieren.
• Ein herkömmlicher Tandemhauptzylinder besteht aus einem Primär- und einem Sekundärkolben, die dicht in einer Bohrung gleiten, um dort zwei Druckkammern zu bilden, die bei Betätigung des Primärkolbens jeweils einen Hydraulikkreis versorgen. In jeder Druckkammer ist eine Feder untergebracht.
• Die Vorbelastung der Primärfeder ist herkömmlicherweise höher als die der Sekundärfeder, und die Länge der Primärfeder ist in der Ausdehnung begrenzt.
• Die Druckkammern werden beide einerseits durch eine erste Öffnung, die einen Behälter mit unter Niederdruck stehendem Fluid über einen Dichtungsteller des Rückschlagtyps mit der entsprechenden Kammer verbindet, sowie durch eine zweite Öffnung, ein sogenanntes Ausdehnungsloch mit geringerer Abmes-Sung, das so angeordnet ist, daß es sich schließt, wenn sich der Kolben bewegt, mit unter Niederdruck stehendem Fluid versorgt.
• Nach Übereinkunft sind hier mit "Primär-" diejenigen Elemente bezeichnet, die sich dem Bremspedal am nächsten befinden, und mit "Sekundär-" diejenigen Elemente, die von diesem am weitesten entfernt sind.
• Bei der Betätigung eines solchen Hauptzylinders entweder durch den Schubstift eines Bremshilfeservos oder direkt durch das Bremspedal bewirkt die auf den Primärkolben ausgeübte Kraft in einem ersten Takt den Ausgleich der Vorbelastung der dem Sekundärkolben zugeordneten Feder sowie die Überwindung der Reibungen aufgrund der Dichtungsteller. Bei dieser ersten Phase der Betätigung des Hauptzylinders erzeugt die auf den Primärkolben ausgeübte Kraft keinerlei hydraulischen Druck in einem Bremskreis. Dann läßt die auf den Primärkolben ausgeübte Kraft den Sekundärkolben weiter vorschieben, dessen Verschiebung es ermöglicht, das Ausdehnungsloch zu verschließen. In diesem Augenblick beginnt der hydraulische Druck in dem Sekundärkreis zu steigen, und der entsprechende Kolben setzt dann seinem Vorschub einen Widerstand entgegen.
• Dies hat zur Folge, daß die Primärfeder zusammengedrückt wird; da das Primärausdehnungsloch zu Beginn des Hubs durch den Primärkolben verschlossen war, steigt der hydraulische Druck in der entsprechenden Kammer.
• Der Totgang, der hier eingestellt werden soll, ist die Strecke, um die der Sekundärkolben bewegt werden muß, um das Sekundärausdehnungsloch zu verschließen.
• Demnach wird angenommen, daß der Totgang bei einer Serienproduktion in Abhängigkeit von den Herstellungstoleranzen der verschiedenen, einen Hauptzylinder bildenden Elemente variieren kann. Darüberhinaus ist es mit dem Ziel, nach dem Beginn der Betätigung des Hauptzylinders so rasch wie möglich eine Bremswirkung zu erzielen, wünschenswert, daß sein Totgang so gering wie möglich ist.
• Aus der DE-A-3 819 737 ist ein kompliziertes Verfahren zum Einstellen des Totgangs eines Hauptzylinders durch das Einfügen einer Abstandsplatte und die Veränderung der Länge einer Einstellschraube bekannt. Dieses Verfahren weist zahlreiche Nachteile auf, die es unbrauchbar machen, wie die Notwendigkeit, daß der Sekundärkolben nach dem Ausbau des Hauptzylinders und vor dem Wiedereinsetzen der Kolben und Federn in den Zylinder eingestellt wird. Daraus ergibt sich also eine nach theoretischen Berechnungen erfolgte, ungenaue Einstellung, die die tatsächliche Position des Sekundärausdehnungsloches sowie die unterschiedlichen Fertigungstoleranzen nicht berücksichtigen kann. Daraus ergeben sich auch unangemessene Herstellungskosten.
• Wie oben beschrieben, ist demnach der Totgang des Sekundärkolbens genau zu minimieren, da der Hub des Primärkolbens deutlich größer als der des Sekundärkolbens ist, und da der Druck in der Primärkammer nicht steigen kann, solange das Sekundärausdehnungsloch geöffnet ist.
• Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung liegt also darin, ein Verfahren zum Einstellen des Totgangs eines Tandemhauptzylinders vorzusehen, das einfach und rasch, zuverlässig und gewichtssparend anzuwenden ist, und das sich darüberhinaus auf eine Hauptzylinder anwenden läßt, ohne daß dessen Ausbau erforderlich wird.
• Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Einstellen des Totgangs eines Tandemhauptzylinders vor, wobei der Tandemhauptzylinder in einer Bohrung einen Primärkolben aufweist, der mit einem Sekundärkolben eine Primärkammer bildet, wobei der Sekundärkolben mit dem Boden der Bohrung eine Sekundärkammer bildet, wobei die Primär- und die Sekundärkammer Primärausgangs- bzw. Sekundärausgangsöffnungen aufweisen, die Primär- und die Sekundärkammer einem Primärausdehnungsloch bzw. einem Sekundärausdehnungsloch zugeordnet sind, die durch den Primär- bzw. den Sekundärkolben geschlossen werden können, wobei die Fläche gegenüber der Primärkammer des Sekundärkolbens mit einer Hülse zusammenwirkt, in der ein mit dem Primärkolben fest verbundener Stift frei gleitet, der eine Sicherungsscheibe aufweist, wobei eine Primärfeder den Primär- und den Sekundärkolben voneinander in Abstand hält, deren maximaler Abstand durch die Sicherungsscheibe begrenzt ist, und eine Sekundärfeder den Primär- und den Sekundärkolben in die Ruhestellung zurückstellt und in der Ruhestellung eine Vorbelastung aufweist, die unter der der Primärfeder liegt.
• Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
• - die Kolben und die Federn werden in die Bohrung eingesetzt;
• - der Primärkolben wird in der Ruhestellung in Kontakt mit seinem Sicherungsanschlag gelassen;
• - der Sekundärkolben wird verschoben, bis das Sekundärausdehnungsloch verschlossen ist;
• - der Verschluß des Sekundärausdehnungslochs wird erfaßt;
• - der Sekundärkolben wird veschoben, bis das Sekundärausdehnungsloch gerade wieder geöffnet ist;
• - die Wiederöffnung des Ausdehnungslochs wird erfaßt;
• - der maximale Abstand wird festgelegt.
• Die Erfassung der Öffnung oder des Verschlusses des Sekundärausdehnungslochs wird bevorzugt dadurch bewirkt, daß durch die Ausgangsöffnung für das unter Druck stehende Hydraulikfluid in die Sekundärkammer ein unter Druck stehendes Fluid wie Luft in die Sekundärkammer eingeblasen und der Durchgang des Fluids durch das Ausdehnungsloch erfaßt wird.
• Zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ist in dem Primärkolben eine Öffnung mit einem Innengewinde so vorgesehen, daß sie ihn vollständig durchsetzt, wobei das Ende des obengenannten Stifts mit einem Außengewinde mit dem Innengewinde der Öffnung zusammenwirkt und von außerhalb des Hauptzylinders zugänglich ist, um die Einstellung des maximalen Abstandes zwischen den beiden Kolben sicherzustellen.
• Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein speziell für die Durchführung des Verfahrens entworfener Tandemhauptzylinder, der einfach und zuverlässig ausgelegt ist und dessen Totgang minimal ist.
• Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung einen Tandemhauptzylinder vor, der in einer Bohrung einen Primärkolben aufweist, der mit einem Sekundärkolben eine Primärkammer bildet, und der Mittel aufweist, um den maximalen Abstand zwischen dem Primärkolben und dem Sekundärkolben von außerhalb des Hauptzylinders variieren zu lassen.
• Dank eines solchen Hauptzylinders ist es möglich, die Herstellungstoleranzen so zu berücksichtigen, daß der Totgang in dem Hauptzylinder reduziert wird.
• Nun wird eine Ausführungsform der Erfindung als in keinster Weise einschränkendes Beispiel unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben; darin zeigt
• - die einzige Figur eine seitliche Längsschnittansicht eines Tandemhauptzylinders zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• In der Figur ist ein nach der Erfindung hergestellter Hauptzylinder zu sehen. Per Übereinkunft ist mit "vorne" die Richtung bezeichnet, in die sich die Teile bei der Betätigung des Hauptzylinders verschieben, und mit "hinten" die Richtung, in die sich die Teile verschieben, um in ihre Ruhestellung zurückzugelangen. In der Figur liegen der vordere Bereich links und der hintere Bereich rechts. Der Primärkreis liegt also in der Figur rechts und der Sekundärkreis links.
• Der Hauptzylinder der Figur ist aus einem Körper 10 gebildet, in dem eine Blindbohrung 12 ausgeführt ist, in der dank eines Tellers 14 ein Primärkolben 16 dicht gleitet. In der Bohrung gleitet auch ein Sekundärkolben 22 dank eines Tellers 18 und einer Dichtung 20 dicht. Der in der Bohrung 12 zwischen dem Primärkolben 16 und dem Sekundärkolben 22 abgegrenzte Raum bildet eine Primärkammer 24, wobei eine Primärfeder 26 zwischen dem Primär- und dem Sekundärkolben angeordnet ist. Der von dem Boden der Blindbohrung 12 und dem Sekundärkolben abgegrenzte Raum bildet eine Sekundärkammer 28, in der eine Sekundärfeder 30 aufgenommen ist.
• Die Primärkammer 24 ist durch eine (nicht dargestellte) Primärausgangsöffnung mit einem (nicht dargestellten) Primärbremskreis verbunden. Ebenso ist die Sekundärkammer 28 durch eine (nicht dargestellte) Sekundärausgangsöffnung mit einem (nicht dargestellten) Sekundärbremskreis verbunden.
• Befindet sich der Hauptzylinder in der Ruhestellung, dann steht die Primärkammer 24 durch ein (nicht dargestelltes) Primärausdehnungsloch 32, eine Bohrung 34 und eine Öffnung 36 mit einem (nicht dargestellten) Bremsflüssigkeitsbehälter in Verbindung, während die Sekundärkammer 28 durch ein Sekundärausdehnungsloch 38, eine Bohrung 40 und eine Öffnung 42 mit dem Behälter in Verbindung steht.
• Wird der Hauptzylinder durch das Aufbringen einer Kraft auf den Primärkolben 16 betätigt, dann verschieben sich die beiden Kolben zunächst gleichzeitig, da die Primärfeder 26 in der Ruhestellung eine Vorbelastung aufweist, die über derjenigen der Sekundärfeder 30 liegt, und die Teller 14 und 18 verschließen die Ausdehnungslöcher 32 bzw. 38. Dann widersetzt sich der wachsende Druck in der Sekundärkammer 28 der Vorwärtsbewegung des Sekundärkolbens 22, wodurch die Primärfeder 26 zusammengedrückt wird und der Druck in der Primärkammer 24 ansteigt.
• Erfindungsgemäß ist ein Einstellungsverfahren vorgesehen, um diesen Verschluß des Sekundärausdehnungslochs mit einem minimalen Hub der beiden Kolben sicherzustellen.
• An der Hinterseite des Sekundärkolbens 22 befindet sich eine zylindrische Hülse 50, die nach hinten in einen Teil 52 mündet, der sich radial nach innen erstreckt und eine Öffnung 54 bildet, in der ein mit dem Primärkolben 16 fest verbundener Stift 56 frei gleitet. Der Stift 56 trägt an seinem vorderen, in die Öffnung 54 eindringenden Ende eine Sicherungsscheibe 58, die normalerweise in Anlage an der durch den Teil 52 gebildeten Schulter liegt, da die Feder 26 vorgesehen ist.
• Das hintere Ende 62 des Stifts 56 ist außen mit einem Gewinde versehen und in eine mit einem Innengewinde versehene Öffnung 64 geschraubt, die so in dem Primärkolben vorgesehen ist, daß er ihn vollständig durchsetzt. Dieses hintere Ende 62 ist also von außerhalb des Hauptzylinders zugänglich. Die Dichtigkeit zwischen dem Primärkolben 16 und dem Stift 56 ist durch eine Dichtung 60 sichergestellt.
• Es ist also zu verstehen, daß sich der Sekundärkolben 22 von dem Primärkolben 16 entfernt oder sich diesem nähert, wenn der Stift 56 mehr oder weniger in den Kolben 16 ein- oder herausgeschraubt wird. Damit ist es dank der Erfindung möglich, den maximalen Ruheabstand zwischen den beiden Kolben so zu verstellen, daß der gewollte Verschluß des Sekundärausdehnungslochs mit dem Ziel erhalten wird, den Totgang des Hauptzylinders zu reduzieren. Darüberhinaus kann diese Verstellung durch ein Drehung des Stifts 56 geschehen, die von außerhalb des Hauptzylinders in dem Hohlraum gesteuert wird, der gewöhnlich im hinteren Teil des Primärkolbens vorgesehen ist. Der Stift 56 kann beispielsweise einen Kopf in Form eines Schraubenkopfes oder etwas gleichwertiges aufweisen.
• Nun wird das Verfahren der Erfindung unter Bezug auf die Figur dargelegt. Zunächst wird ein unter Druck stehendes Fluid durch die Ausgangsöffnung in die Sekundärkammer 28 geschickt.
• Dann wird, wie oben erwähnt, mit Hilfe eines geeigneten, von hinten in den Hohlraum des Primärkolbens eingeführten Werkzeugs der Stift 56 gedreht, um seinerseits den Sekundärkolben unter der Wirkung der Primärfeder 26 nach vorne zu bewegen, die in der Ruhestellung eine Vorbelastung aufweist, die über derjenigen der Sekundärfeder 30 liegt, bis der Teller 18 das Sekundärausdehnungsloch 38 verschließt.
• Der Verschluß des Sekundärausdehnungslochs kann durch zahlreiche Mittel erfaßt werden. Das unter Druck stehende, in die Sekundärkammer eingeblasene Fluid kann gasförmig oder hydraulisch sein. Der Verschluß des Ausdehnungslochs wird sehr einfach dadurch erfaßt, daß das Fluid nicht mehr durch die Öffnung 42 strömt, oder indem erfaßt wird, daß der Druck in der Sekundärkammer ansteigt, wodurch der Verschluß des Sekundärausdehnungslochs unmittelbar angezeigt wird.
• Dann läßt man den Sekundärkolben um eine vorbestimmte Strecke zurückweichen, die dem Durchmesser des Ausdehnungslochs entspricht, indem der Stift 56 in der umgekehrten Richtung gedreht wird, so daß das Ausdehnungsloch 38 wieder um den gewollten Betrag geöffnet wird.
• Dann kann der Stift 56 durch jedes Mittel bezüglich des Primärkolbens drehfest gestellt werden: eine auf den Stift geschraubte Mutter, wenn diese in den am hinteren Teil des Primärkolbens gelegenen Hohlraum übersteht, wobei diese Mutter die Aufgabe einer Gegenmutter übernimmt, oder durch die Verwendung von selbsthemmenden oder selbstgebremsten Systemen für die Gewinde des Stifts 56 und des Primärkolbens 16.
• Nach diesen Operationen steht damit fest, daß der Verschluß des Sekundärausdehnungslochs so stattfindet, daß der Totgang des Sekundärkolbens auf ein Minimum reduziert ist. Dies macht es erforderlich, daß der Teller 18 in der Ruhestellung perfekt an seinem Platz in dem Kolben bleibt, selbst wenn die Sekundärkammer vorher einem Unterdruck ausgesetzt worden ist, was mit Hilfe des Tellers 66 erreicht wird. Selbstverständlich lassen sich andere, dem Fachmann wohlbekannte Mittel verwenden, um den Totgang des Hauptzylinders relativ zum Primärkreis zu reduzieren, wenn dies auch nicht wirklich erforderlich ist.
• Erfindungsgemäß ist also ein Hauptzylinder realisiert, dessen Totgang nach dem Zusammenbau nach Wunsch eingestellt werden kann, dies nach einem besonders einfach durchzuführenden Verfahren, ohne daß es erforderlich ist, den Hauptzylinder auszubauen, um die Einstellung durchzuführen, und ihn dann wieder einzubauen, wodurch sich folglich offensichtlich ein Zeit- und Kostengewinn ergibt. Darüberhinaus kann das eben beschriebene Einstellverfahren leicht automatisch und mit Robotern im Rahmen einer Serienproduktion bei einer einheitlichen Kontrolle jedes hergestellten Teils durchgeführt werden.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die eben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann vielfache Veränderungen erfahren, die dem Fachmann klar sind und in sein Gebiet fallen. So kann die Erfindung beispielsweise bei anderen Hauptzylindertypen Anwendung finden. Auch ist die Erfindung genauso auf Hauptzylinder anwendbar, die durch einen Bremshilfeservo gesteuert sind, wie auf solche, die direkt durch das Bremspedal gesteuert sind.

Claims (7)

1. Verfahren zum Einstellen des Totgangs eines Tandemhauptzylinders, wobei der Tandemhauptzylinder in einer Bohrung (12) einen Primärkolben (16) aufweist, der mit einem Sekundärkolben (22) eine Primärkammer (24) bildet, wobei der Sekundärkolben (22) mit dem Boden der Bohrung (12) eine Sekundärkammer (28) bildet, wobei die Primär- und die Sekundärkammer (24, 28) Primärausgangs- und Sekundärausgangsöffnungen bzw. Öffnungen (36, 42) zur Verbindung mit einem Behälter aufweisen, die Primär- und die Sekundärkammer (24, 28) einem Primärausdehnungsloch (32) bzw. einem Sekundärausdehnungsloch (38) zugeordnet sind, die durch den Primär- bzw. den Sekundärkolben (16, 22) geschlossen werden können, wobei die Fläche gegenüber der Primärkammer (24) des Sekundärkolbens (22) mit einer Hülse (50) zusammenwirkt, in der ein Stift (56) mit einem Außengewinde frei gleitet, der mit dem Primärkolben (16) fest verbunden ist und eine Sicherungsscheibe (58) aufweist, wobei eine Primärfeder (26) den Primär- und den Sekundärkolben (16, 22) voneinander im Abstand hält, deren maximaler Abstand durch die Sicherungsscheibe (58) begrenzt ist, und eine Sekundärfeder (30) den Primär- und den Sekundärkolben (16, 22) in die Ruhestellung zurückstellt und in der Ruhestellung eine Vorbelastung aufweist, die unter der der Primärfeder liegt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

- die Kolben (16, 22) und die Federn (26, 30) werden in die Bohrung eingesetzt;

- der Primärkolben wird in der Ruhestellung in Kontakt mit seiner Sicherungsscheibe gelassen;

- der Sekundärkolben (22) wird verschoben, bis das Sekundärausdehnungsloch (38) verschlossen ist;

- der Verschluß des Sekundärausdehnungslochs (38) wird erfaßt;

- der Sekundärkolben (22) wird verschoben, bis das Sekundärausdehnungsloch (38) gerade wieder geöffnet ist;

- die Wiederöffnung des Sekundärausdehnungslochs (38) wird erfaßt;

- der maximale Abstand wird festgelegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Öffnung oder des Verschlusses des Sekundärausdehnungslochs dadurch bewirkt wird, daß durch eine andere Öffnung als das Sekundärausdehnungsloch (38) in die Sekundärkammer ein unter Druck stehendes Fluid eingeblasen und der Durchgang des Fluids durch das Sekundärausdehnungsloch (38) überwacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid ein unter Druck stehendes Gas ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkolben (22) unter der Wirkung der Primärfeder (26) und der Drehung des in den Primärkolben (16) eingeschraubten Stifts (56) mit Außengewinde verschoben wird.

5. Tandemhauptzylinder, der in einer Bohrung (12) einen Primärkolben (16) aufweist, der mit einem Sekundärkolben (22) eine Primärkammer (24) bildet, wobei der Sekundärkolben (22) mit dem Boden der Bohrung (12) eine Sekundärkammer (28) bildet, wobei die Primär- und die Sekundärkammer (24, 28) Primärausgangs- und Sekundärausgangsöffnungen bzw. Öffnungen (36, 42) zur Verbindung mit einem Behälter aufweisen, die Primär- und die Sekundärkammer (24, 28) einem Primärausdehnungsloch (32) bzw. einem Sekundärausdehnungsloch (38) zugeordnet sind, die durch den Primär- bzw. den Sekundärkolben (16, 22) geschlossen werden können, wobei die Fläche gegenüber der Primärkammer (24) des Sekundärkolbens (22) mit einer Hülse (50) zusammenwirkt, in der ein Stift (56) mit einem Außengewinde frei gleitet, der mit dem Primärkolben (16) fest verbunden ist und eine Sicherungsscheibe (58) aufweist, wobei eine Primärfeder (26) den Primär- und den Sekundärkolben (16, 22) voneinander in Abstand hält, deren maximaler Abstand durch die Sicherungsscheibe (58) begrenzt ist, und eine Sekundärfeder (30) den Primär- und den Sekundärkolben (16, 22) in die Ruhestellung zurückstellt und in der Ruhestellung eine Vorbelastung aufweist, die unter der der Primärfeder liegt, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er Mittel aufweist, um den maximalen Abstand zwischen dem Primär- und dem Sekundärkolben (16, 22) von außerhalb des Hauptzylinders zu verändern.

6. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Primärkolben eine Öffnung mit einem Innengewinde so vorgesehen ist, daß sie ihn vollständig durchsetzt, wobei das Ende des Stifts (56) mit einem Außengewinde mit dem Gewinde der Öffnung zusammenwirkt und von außerhalb des Hauptzylinders zugänglich ist, um die Einstellung des maximalen Abstands sicherzustellen.

7. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stift (56) und dem Primärkolben (16) ein Dichtungsring angeordnet ist.