DE3808522A1 - Tandemhauptzylinder - Google Patents

Tandemhauptzylinder

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Hans-Dieter Reinartz
Helmut Steffes
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Alfred Teves GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft einen Tandemhauptzylinder für eine schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage, in dessen Gehäuse in einer Längsbohrung ein durch eine erste Rückstellfeder vorgespannter Primär- sowie ein durch eine zweite Rückstellfeder vorgespannter Sekundärkolben einen Primär- und einen Sekundärdruckraum begrenzen, die über Nachlaufräume sowie Rückschlagventile mit einem Druckmittelvorratsbehälter verbunden sind und denen ein erstes und ein zweites Regelventil zugeordnet sind, die in Abhängigkeit von einer Betätigungskraft eine zweite Verbindung zwischen den Druckräumen und dem Druckmittelvorratsbehälter freigeben bzw. absperren.
Ein derartiger Tandemhauptzylinder ist z. B. in der DE-OS 36 27 000 im Zusammenhang mit der darin offenbarten schlupfgeregelten Bremsanlage beschrieben.
Das Besondere an diesem Tandemhauptzylinder besteht darin, daß dessen Kolben mit Zentral-Regelventilen versehen sind, wobei den beiden Druckräumen zugeordnete Bremsleitungen über Einströmleitungen, in die Rückschlagventile eingeschaltet sind, mit motorisch angetriebenen Pumpen in Verbindung stehen, deren Sauganschlüsse über eine Saugleitung an dem Druckmittelvorratsbehälter angeschlossen sind. Die Zentral-Regelventile arbeiten dabei als pedalkraftabhängig gesteuerte Druckbegrenzerventile, die den durch die beiden Pumpen aufgebauten hydraulischen Druck begrenzen, indem sie in Abhängigkeit von der am Pedal einwirkenden Fußkraft Druckmittelverbindungen zwischen den Druckräumen und dem Druckmittelvorratsbehälter freigeben. Dadurch wird erreicht, daß bei Bremsbetätigung und auch im Falle einer Bremsdruckregelung eine möglichst geringe Anzahl von Ventilen vom Druckmittel durchströmt werden, bzw. nach jeder Schlupfregelung die beiden Hauptzylinderkolben vollständig zurückgestellt werden können, um eine maximale Reserve für eine Bremsung bei Pumpenausfall zu garantieren.
Weniger vorteilhaft anzusehen ist jedoch bei der bekannten Bremsanlage die beträchtliche axiale Baulänge des verwendeten Hauptzylinders, die sich vor allem beim Einbau des Bremsdruckgebers in den Motorraum eines Kraftfahrzeuges negativ auswirkt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tandemhauptzylinder der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß, ohne daß dessen Funktionssicherheit über Gebühr beeinträchtigt wird, dessen axiale Baulänge erheblich reduziert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Regelventile außerhalb der Kolben angeordnet sind und durch die Kolben linear angesteuert werden.
Zur Konkretisierung dieses erfinderischen Gedankens wird vorgeschlagen, daß die Regelventile in einem vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Ventilkörper angeordnet sind, der in einem Abschnitt größeren Druchmessers der Längsbohrung ortsfest gelagert ist.
Eine besonders kompakte Ausführung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die Nachlaufräume des Primär- bzw. Sekundärdruckraumes außerhalb der Längsbohrung im Gehäuse in dessen zylindrischen Ausnehmungen ausgebildet und mittels Rückschlagventile vom Druckmittelvorratsbehälter getrennt sind, wobei die Rückschlagventile durch Strömungsmanschetten gebildet sind, die an in den zylindrischen Ausnehmungen angeordneten, mit Druckmittelkanälen versehenen Haltekörpern angebracht sind.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Wandung der Axialbohrung des Ventilkörpers eine radiale Ausnehmung ausgebildet ist, die mit der Oberfläche des Sekundärkolbens einen Ringraum bildet, der mit dem Druckmittelvorratsbehälter in Verbindung steht und mittels eines ersten Dichtringes vom Primärdruckraum und eines zweiten Dichtringes vom Sekundärdruckraum getrennt ist. Durch diese Maßnahme wird die Erkennung einer Undichtigkeit eines der beiden Dichtringe durch den Fahrer direkt am Bremspedal ermöglicht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung hervor. Es zeigt:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Tandemhauptzylinder im Axialschnitt;
Fig. 2 eine erste Ausführung des Regelventils im Axialschnitt und
Fig. 3 eine zweite Ausführung des Regelventils im Axialschnitt.
Der in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Tandemhauptzylin­ der besteht aus einem Gehäuse 2, in dessen Längsbohrung 4 ein Primärkolben 6 und ein Sekundärkolben 7 einen Primärdruckraum 8 und einen Sekundärdruckraum 9 begrenzen. Die einen Abschnitt 35 größeren Durchmessers aufweisende Längsbohrung 4 wird durch ein Verschlußstück 3 verschlossen, an dem eine den Primärkolben 6 vorspannende erste Rückstellfeder 18 abgestützt ist. Das Verschlußstück 3, in dem der Primärkolben 6 unter Abdichtung mittels einer Dichtmanschette 21 geführt ist, umgibt teilweise einen im Abschnitt 35 eingesetzten, vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Ventilkörper 5, in dessen den Primärdruckraum 8 bildenden Axialbohrung 71 der als Tauchkolben ausgebildete Primärkolben 7 mittels eines mit mehreren Bohrungen 29 versehenen Führungsbundes 28 zusätzlich axial geführt ist. Der Abschnitt 35 ist dabei als Stufenbohrung ausgebildet, deren Stufen mit am Ventilkörper 5 vorgesehenen Ringflächen geringerer Durchmesser zwei mit dem Primärdruckraum 8 in Verbindung stehende Ringräume 25, 26 begrenzen, deren Aufgabe nachfolgend beschrieben ist. Die Abdichtung des Ventilkörpers 5 gegenüber dem Verschlußstück 3 bzw. dem Abschnitt 35 erfolgt mittels vier in Radialnuten des Ventilkörpers 5 eingelegter Dichtringe 38, 39, 40 und 41.
Das dem Primärkolben 6 abgewandte Ende des Ventilkörpers 5 dient als Anschlag des darin geführten Sekundärkolbens 7, der zu diesem Zweck einen radialen Bund 70 aufweist. Der Sekundärkolben 7 wirkt dabei mit einem ersten 22 und einem zweiten Dichtring 23 zusammen, die in Radialnuten des Ventilkörpers 5 angeordnet sind und einen durch eine radiale Ausnehmung 72 im Ventilkörper 5 und die Oberfläche des Sekundärkolbens 7 begrenzten Ringraum 73 vom Primärdruckraum 8 bzw. vom Sekundärdruckraum 9 trennen. Zwischen dem Boden der Längsbohrung 4 und dem Sekundärkolben 7 ist eine zweite Rückstellfeder 19 angeordnet, die den Sekundärkolben 7 in Richtung auf den Ventilkörper 5 zu vorspannt.
Um bei Rückstellbewegungen der beiden Kolben 6, 7 Druckmittel aus einem Druckmittelvorratsbehälter 20 nachsaugen zu können sind im Gehäuse 2 zylindrische Ausnehmungen 31, 32 vorgesehen, die einen ersten und einen zweiten Nachlaufraum 14, 15 bilden, die mittels Rückschlagventile - Strömungsmanschetten 12, 13 absperrbar sind.
Die Strömungsmanschetten 12, 13 sind vorzugsweise an in den zylindrischen Ausnehmungen 31, 32 eingesetzten Haltekörpern 33, 34 angebracht, die mit Druckmittelkanälen 64, 65, 66 versehen sind und denen in Strömungsrichtung des Druckmittels aus dem Druckmittelvorratsbehälter 20 ins Innere des Gehäuses 2 Filter 68, 69 vorgeschaltet sind. Die Zuordnung der Nachlaufräume 14, 15 dem einzelnen Druckräumen 8, 9 ist dabei derart getroffen, daß während der erste Nachlaufraum 14 mit dem Primärdruckraum 8 mittels eines ersten Nachlaufkanals 16 über den ersten Ringraum 25 in Verbindung steht, erfolgt die Verbindung des zweiten Nachlaufraumes 15 mit dem Sekundärdruckraum 9 direkt über einen zweiten Nachlaufkanal 17.
Außer der oben beschriebenen ersten Druckmittelverbindung zwischen den Druckräumen 8, 9 und dem Druckmittelvorratsbehälter 20 ist eine zweite Verbindung vorgesehen, die mittels eines ersten 10 und eines zweiten Regelventils 11 absperrbar ist, die in im Ventilkörper 5 vorgesehenen Bohrungen angeordnet sind. Die zweite Verbindung zwischen dem Primärdruckraum 8 und dem Druckmittelvorratsbehälter 20 erfolgt über einen im Ventilkörper 5 ausgebildeten Schlitz 30, den offenen Ventilsitz 46 (Fig. 2) des ersten Regelventils 10, einen radialen Druckmitteldurchgang 47 im Ventilkörper 5, den zweiten Ringraum 26, einen Druckmittelkanal 36 im Gehäuse 2 und die Zentralbohrung 64 im ersten Haltekörper 33. Die zweite Verbindung zwischen dem Druckmittelbehälter 20 und dem Sekundärdruckraum 9 führt über den offenen Ventilsitz 57 (Fig. 3) des zweiten Regelventils 11, einen unten näher beschriebenen Ringraum 59, einen radialen Druckmittelkanal 60 im Ventilkörper 5, einen im Gehäuse 2 ausgebildeten Druckmittelkanal 37 sowie die Zentralbohrung 66 des zweiten Haltekörpers 34. Die Art der Ansteuerung der beiden Regelventile 10, 11 durch den am Primärkolben 6 ausgebildeten Führungsbund 28 bzw. eine am Sekundärkolben 7 angebrachte Betätigungsplatte 24 wird im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 näher erläutert.
Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, besteht das erste Regelventil 10 aus einem in einer Bohrung 42 des Ventilkörpers 5 axial verschiebbar gelagerten Betätigungskörper 43, der, mit einem Filter 44 versehen, einen halbkugelförmigen Schließkörper 45 trägt, der mit dem mit 46 bezeichneten Ventilsitz zusammenwirkt. An seinem dem Schließkörper 45 abgewandten Ende weist der Betätigungskörper 43 eine Nase 27 auf, die den nicht gezeigten Führungsbund 28 des Primärkolbens 6 hintergreift, so daß der Betätigungskörper 43 entgegen der Wirkung einer in dessen Bohrung 48 angeordneten Druckfeder 49 am Verschlußstück 3 anschlägt. Die Druckfeder 49 stützt sich dabei am Verschlußstück 3 unter Zwischenschaltung eines Abstützelementes 50 ab, das in einem Abschnitt größeren Durchmessers der Bohrung 49 mittels eines Sprengringes 51 gesichert ist. Durch die Vorspannung der Druckfeder 49 wird der Betätigungskörper 43 bei deren Entlastung (Verschieben des Primärkolbens 6 in Betätigungsrichtung) in Richtung auf den Ventilsitz 46 zu verschoben, so daß das Regelventil 10 schließt und die zweite Verbindung zwischen dem Primärdruckraum 8 und dem Druckmittelvorratsbehälter 20 unterbrochen wird.
Das zweite, in Fig. 3 gezeigte Regelventil 11 besteht aus einer in einer Axialbohrung 56 des Ventilkörpes 5 ortsfest gelagerten Ventilhülse 52, die einen Betätigungsstößel 53 führt, der einen kugelsegmentförmigen Schließkörper 58 trägt und zwei senkrecht zueinander stehende Bohrungen 53, 63 aufweist. Der mittels einer Druckfeder 62 vorgespannte Betätigungsstößel 53 wirkt mit der am Sekundärkolben 7 angebrachten Betätigungsplatte 24 zusammen, wobei die zweite Verbindung zwischen dem Sekundärdruckraum 9 und dem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter 20 über ein in der Ventilhülse 52 vorgesehenes Filter 55, die beiden Bohrungen 63, 54 des Betätigungsstößels 53, den offenen Ventilsitz 57, einen in der Ventilhülse 52 ausgebildeten Durchgang 61 und den durch eine radiale Ausnehmung 74 der Ventilhülse 52 begrenzten Ringraum 59 führt. Bei der Betätigung des Hauptzylinders wird die Druckfeder 62 durch das Verschieben des Sekundärkolbens 7 entlastet, so daß der kugelsegmentförmige Schließkörper 58 den Ventilsitz 57 verschließt und die zweite Verbindung zwischen dem Sekundärdruckraum 9 und dem Druckmittelvorratsbehälter 20 unterbrochen wird.
Bezugszeichenliste
 1 Tandemhauptzylinder
 2 Gehäuse
 3 Verschlußstück
 4 Längsbohrung
 5 Ventilkörper
 6 Primärkolben
 7 Sekundärkolben
 8 Primärdruckraum
 9 Sekundärdruckraum
10 erstes Regelventil
11 zweites Regelventil
12 erstes Rückschlagventil
13 zweites Rückschlagventil
14 Nachlaufraum
15 Nachlaufraum
16 Nachlaufkanal
17 Nachlaufkanal
18 erste Rückstellfeder
19 zweite Rückstellfeder
20 Vorratsbehälter
21 Dichtmanschette
22 erster Dichtring
23 zweiter Dichtring
24 Betätigungsplatte
25 Ringraum
26 Ringraum
27 Nase
28 Führungsbund
29 Bohrung
30 Schlitz
31 Ausnehmung
32 Ausnehmung
33 Haltekörper
34 Haltekörper
35 Abschnitt
36 Druckmittelkanal
37 Druckmittelkanal
38 Dichtring
39 Dichtring
40 Dichtring
41 Dichtring
42 Bohrung
43 Betätigungskörper
44 Filter
45 Schließkörper
46 Ventilsitz
47 Druckmitteldurchgang
48 Bohrung
49 Druckfeder
50 Abstützelement
51 Sprengring
52 Ventilhülse
53 Betätigungsstößel
54 Bohrung
55 Filter
56 Axialbohrung
57 Ventilsatz
58 Schließkörper
59 Ringraum
60 Druckmittelkanal
61 Durchgang
62 Druckfeder
63 Querbohrung
64 Druckmittelkanal
65 Druckmittelkanal
66 Druckmittelkanal
67 Druckmittelkanal
68 Filter
69 Filter
70 Bund
71 Axialbohrung
72 Ausnehmung
73 Ringraum
74 Ausnehmung

Claims (26)

1. Tandemhauptzylinder für eine schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage, in dessen Gehäuse in einer Längsbohrung ein durch eine erste Rückstellfeder vorgespannter Primär- sowie ein durch eine zweite Rückstellfeder vorgespannter Sekundärkolben einen Primär- und einen Sekundärdruckraum begrenzen, die über Nachlaufräume sowie Rückschlagventile mit einem Druckmittelvorratsbehälter verbunden sind, und denen ein erstes und ein zweites Regelventil zugeordnet sind, die in Abhängigkeit von einer Betätigungskraft eine zweite Verbindung zwischen den Druckräumen und dem Druckmittelvorratsbehälter freigeben bzw. absperren, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelventile (10, 11) außerhalb der Kolben (6, 7) angeordnet sind und durch die Kolben (6, 7) linear angesteuert werden.
2. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelventile (10, 11) in einem vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Ventilkörper (5) angeordnet sind, der in einem Abschnitt (35) größeren Durchmessers der Längsbohrung (4) ortsfest gelagert ist.
3. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (35) als Stufenbohrung ausgebildet ist, deren Stufen mit am Ventilkörper (5) ausgebildeten Ringflächen geringerer Durchmesser einen ersten und einen zweiten Ringraum (25, 26) begrenzen, die mit dem Primärdruckraum (8) in Verbindung stehen.
4. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ringraum (25) über einen ersten Nachlaufkanal (16) mit einem Nachlaufraum (14) des Primärdruckraumes (8) verbunden ist.
5. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ringraum (26) einerseits mit dem Druckmittelvorratsbehälter (20) und andererseits unter Zwischenschaltung des ersten Regelventils (10) mit dem Primärdruckraum (8) verbunden ist.
6. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des zweiten Ringraumes (26) mit dem Primärdruckraum (8) über eine Querbohrung (47), sowie ein Schlitz (30) des Ventilkörpers (5) erfolgt.
7. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärdruckraum (9) mit einem zweiten Nachlaufraum (15) mittels eines zweiten Nachlaufkanals (17) direkt verbunden ist.
8. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachlaufräume (14, 15) außerhalb der Längsbohrung (4) im Gehäuse (2) in dessen zylindrischen Ausnehmungen (31, 32) ausgebildet und mittels der Rückschlagventile (12, 13) vom Druckmittelvorratsbehälter (20) getrennt sind.
9. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile durch Strömungsmanschetten (12, 13) gebildet sind, die an in den zylindrischen Ausnehmungen (31, 32) angeordneten, mit Druckmittelkanälen (64, 65, 66, 67) versehenen Haltekörpern (33, 34) angebracht sind.
10. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß den Haltekörpern (33, 34) Filter (68, 69) vorgeschaltet sind.
11. Tandemhauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Primär- (6) und der Sekundärkolben (7) als Tauchkolben ausgebildet sind.
12. Tandemhauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkolben (7) im Ventilkörper (5) geführt ist.
13. Tandemhauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkolben (7) einen radialen Bund (70) aufweist, der in Lösestellung zur Anlage am Ventilkörper (5) kommt.
14. Tandemhauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärkolben (6) im Verschlußstück (3) geführt ist.
15. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärkolben (6) einen radialen Führungsbund (28) aufweist, der mit der Wandung einer Axialbohrung (71) des Verschlußkörpers (5) zusammenwirkt, die den Primärdruckraum (8) bildet.
16. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsbund (28) mit mehreren axial verlaufenden Bohrungen (29) versehen ist.
17. Tandemhauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung der Axialbohrung (71) des Ventilkörpers (5) eine radiale Ausnehmung (72) ausgebildet ist, die mit der Oberfläche des Sekundärkolbens (7) einen Ringraum (73) bildet, der mit dem Druckmittelvorratsbehälter (20) in Verbindung steht und mittels eines ersten Dichtringes (22) vom Primärdruckraum (8) und eines zweiten Dichtringes (23) vom Sekundärdruckraum (9) getrennt ist.
18. Tandemhauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des ersten Regelventils (10) mittels des Führungsbundes (28) des Primärkolbens (6) erfolgt.
19. Tandemhauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des zweiten Regelventils (11) mittels einer am Sekundärkolben (7) angebrachten Betätigungsplatte (24) erfolgt.
20. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Regelventil (10) durch einen in einer Bohrung (42) des Ventilkörpers (5) verschiebbar angeordneten, durch eine Druckfeder (49) vorgespannten Betätigungskörper (43) gebildet ist, der eine mit dem Führungsbund (28) des Primärkolbens (6) zusammenwirkende Nase (27) aufweist und mit einem Schließkörper (45) versehen ist, der mit einem in der Bohrung (42) angeordneten Ventilsitz (46) zusammenwirkt.
21. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schließkörper (45) in Druckmittelströmungsrichtung zum Primärdruckraum (8) hin ein Filter (44) nachgeschaltet ist.
22. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Bohrung (48) des Betätigungskörpers (43) angeordnete Druckfeder (49) unter Zwischenschaltung eines Abstützelementes (50) am Verschlußstück (3) abgestützt ist.
23. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Regelventil (11) durch eine einen Betätigungsstößel (53) führende, in einer Axialbohrung (56) des Ventilkörpers (5) unverschiebbar gelagerte Ventilhülse (52) gebildet ist, wobei der Betätigungsstößel (53) einen mit einem in der Axialbohrung (56) ortsfest angeordneten Ventilsitz (57) zusammenwirkenden kugelsegmentförmigen Schließkörper (58) trägt, durch den Ventilsitz (57) hindurchgeführt ist und in Schließrichtung durch eine Druckfeder (62) vorgespannt ist, die sich am Boden der Axialbohrung (56) abstützt.
24. Tandemhauptzylinder nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilhülse (52) eine radiale Aussparung (74) aufweist, die mit der Wandung der Axialbohrung (56) einen Ringraum (59) begrenzt, der einerseits über Druckmittelkanäle (60, 37, 66) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (20) und andererseits über den offenen Ventilsitz (57) sowie Bohrungen (54, 63) im Betätigungsstößel (53) mit dem Sekundärdruckraum (9) in Verbindung steht.
25. Tandemhauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückstellfeder (18) außerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist.
26. Tandemhauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkolben (7) die zweite Rückstellfeder (19) teilweise umgibt.
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