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Für Druckluftanlagen, insbesondere Druckluftbremsanlagen in Kraftfahrzeugen bestimmter Zylinder des Einkammersystems
Die Erfindung befasst sich mit der Ausbil- dung von Zylindern des Einkammersystems für
Druckluftanlagen, insbesondere für Druckluft- bremsanlagen in Kraftfahrzeugen. Diese Zylin- ! der sind üblicherweise so ausgebildet, dass sie auf der Aussenluftseite atmen können, d. h. dass beim Arbeitshub des Kolbens die vor ihm in der
Aussenluftkammer vorhandene Luft nach aussen verdrängt werden und beim Rückhub des KolD bens wieder eine entsprechende Luftmenge in die Aussenluftkammer eingesaugt werden kann.
Damit mit der zurückströmenden Luft keine un- erwünschten Fremdkörper in den Aussendruck- raum gelangen, ist der Belüftungsöffnung oft ein Filter vorgeschaltet. Solche Filter halten jedoch nur feste Körper zurück ; sie bilden keinen Schutz gegen das Eindringen von Flüssig- keiten, z. B. von Wasser. Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, den Aussendruckraum der Zylinder durch einen Balg abzuschliessen, der so bemessen ist, dass er die vom Kolben ver- drängte Luft aufnehmen und wieder an den
Aussendruckraum abgeben kann. Diese Ausfüh- rung hat unter anderem den Nachteil, dass der
Balg gross sein muss und leicht beschädigt wer- den kann.
Ein anderer Weg ist es, den Aussen- druckraum nach aussen derart abzuschliessen, dass vom Kolben aus ihm verdrängte Luft gegebe- nenfalls nach aussen ausgeschoben, beim Rück- hub des Kolbens aber von aussen nichts einge- saugt werden kann.
Auch bei einer solchen Anordnung muss aber dem Aussendruckraum des Zylinders in geeig- neter Weise Luft zugeführt werden, damit der
Kolben nach dem Arbeitshub sich wieder frei zurückbewegen kann, d. h. auch bei einer sol- chen Ausführung muss dafür gesorgt werden, dass der Druck im Aussendruckraum stets mög- lichst in der Nähe des Atmosphärendrucks bleibt.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung auf einfache Weise dadurch gelöst, dass im bzw. am
Zylinder Mittel vorgesehen werden, die beim
Rückhub des Kolbens im unteren Bereich des
Drucks im Druckwechselraum mindestens einen beschränkten Druckausgleich zwischen dem letz-
50teren und dem Aussendruckraum des Zylinder zulassen.
Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstande der Erfindung sind in der Zeichnung an Hanc von Druckluft-Bremszylindern der in Kraftfahr zeugen üblichen Bauart dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Ein kammer-Druckluft-Bremszylinder, Fig. 2 einer Schnitt durch einen gleichartigen Bremszylinde etwas abgewandelter Bauart.
Mit 1 ist ein Bremszylinder der bei Ein kammer-Druckluftbremsen in Kraftfahrzeugen üblichen Form bezeichnet. An seinem Boden besitzt dieser Zylinder einen Stutzen 3 zum An schluss an eine Druckluftleitung, über die die linke Zylinderseite, der Druckwechselraum 4 Druckluft zugeführt erhält oder entlüftet wer den kann.
Im Zylinder läuft ein im wesentlichen schei. benförmiger Kolben 5, der seinerseits mittels einer Bohrung 6 in seiner Mitte auf einen Rohr 7 geführt ist. Zur Dichtung gegen Zylin-
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beispielsweise aufvulkanisierte Dichtungsscheibe 8 mit einem äusseren, den Kolbenrand umfassenden Dichtungsstulp 9 und einen inneren Dich- tungsstulp 10.
Mit seinem nicht gezeichneten rechten Ende ist das Rohr 7 in bekannter Weise geführt in einem ebenfalls nicht gezeichneten Zylinderdeckel, wobei nicht dargestellte Mittel vorgesehen sind, die gegebenenfalls wohl ein Ausschieben der vom Kolben aus dem Aussendruckraum 11 des Zylinders verdrängten Luft zulassen, aber verhindern, dass beim Rückhub des Kolbens etwas von aussen eintritt.
Eine kräftige metallische Kappe 12 schliesst das in den Druckwechselraum 4 ragende Ende des Kolbenrohrs dicht ab. An einer Vertiefung 13 des Kappenbodens liegt in bekannter Weise vermöge von der Bremsanlage ausgehender Rückführkräfte eine Kolbenstange 14 an. Diese trägt in ebenfalls bekannter Weise eine Führungsscheibe 15.
Ein Kragen 16 an der Kappe 12 bildet einen
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Anschlag für den Kolben. Nach der anderen Seite ist die Bewegung des Kolbens auf dem Führungsrohr 7 begrenzt durch einen auf letzterem aufgeschweissten, doppelt abgesetzten Flanschring 17.
Eine an diesem Flanschring sich abstützende Schraubenfeder 18 drückt den Kolben 5 bei gelöster Bremse gegen den Kragen 16.
In diesem Falle ist über eine oder mehrere Querbohrungen 19 in der Kolbenwand und eine entsprechende Durchbrechung 20 in der Dichtungsscheibe 8 der Druckwechselraum 4 mit dem Aussendruckraum 11 des Zylinders verbunden. Diese Querbohrungen haben nur einen ge-
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Liegt der Kolben am Flansch 17 an, so ist die Drosselbohrung 19 durch eine ihr gegenüberliegende Dichtungsscheibe 21 auf dem Flanschring
17 verschlossen. Durch drei nicht gezeichnete Warzen auf der Kolbenwand, die den gleichen Abstand von der Achse haben wie die Drosselbohrung 19 und voneinander gleichweit abstehen, ist gesorgt, dass sich der Kolben ohne Verkanten gegen den Flanschring 17 legen kann und die Dichtungsscheibe dabei nur die für das Abdichten notwendige Pressung, nicht aber einen grossen Teil des Kolbendruckes aufnimmt.
Ein Verdrehen des Kolbens gegen den Flanschring 17 wird verhindert durch einen in die Kolbenwand eingenieteten und mit dem nötigen Spiel in eine Bohrung 22 im Flanschring 17 eingreifenden Bolzen 23.
Gegen den Flanschring 17 einerseits, den nicht gezeichneten Zylinderdeckel anderseits stützt sich eine Rückführfeder 24. In der Ruhelage drückt sie das Rohr 7 mit seiner Kappe 12 gegen den Zylinderboden 2.
Zum Anziehen der Bremsen wird Druckluft in den Druckwechselraum 4 des Zylinders eingelassen. Ein Teil davon tritt zunächst über die noch offene Drosselbohrung 19 in den Aussen- druckraum : n über. Ve. rmöge des vergleichsweise kleinen Querschnittes der Bohrung 19 steigt aber der Druck im Druckwechselraum : rotzdem sehr schnell an, so dass sich der Kolben 5 gegen die Kraft der Feder 18 in Richtung Luf den Flansch 17 bewegt, bis dieser mit der Dichtung 21 die Drosselbohrung 19 verschliesst.
Nun ist der Aussendruckraum 11 vom Druckvechselraum 4 abgetrennt. Die Feder 18 ist so gemessen, dass dies ungefähr bei einem Über-.
Iruck von 0, 3 at eintritt, also bei einem Druck, ) ei dem üblicherweise die Bremsbacken anzuiegen beginnen.
Strömt weitere Druckluft nach 4, so nimmt lort der Druck weiter zu, der Kolben wird veiter nach rechts geschoben und nimmt über len Anschlag 17 das Führungsrohr 7 und die Colbenstange 14 mit. Die vom Kolben ver- lrängte Luft wird dabei vermöge der oben ervähnten Mittel nach aussen ausgeschoben. Die Bremsung geschieht somit im eigentlichen 3remsbereich ohne Luftverlust.
Wird umgekehrt zum Lösen der Bremsen der
Druckwechselraum 4 entlüftet, so geht das Füh- rungsrohr samt dem Kolben unter der Kraft der
Rückführfeder gegen die Ausgangsstellung zu- rück. Die Drosselbohrung 19 bleibt zunächst geschlossen. Dabei wird dem Aussendruckraum
11 keine Luft zugeführt, weder vom Kolben her noch von aussen.
Der überdruck im Druck- wechselraum fällt sehr rasch ab und erreicht schnell die oben erwähnte Grenze von 0, 3 atü und unterschreitet diese. Infolgedessen schiebt nun die Feder 18 den Kolben vom Flansch 17 weg und die Drosselbohrung 19 wird frei. Dann findet zwischen dem Druckwechselraum und dem Aussendruckraum wiederum ein Druckaus- gleich statt.
Der in Fig. 2 dargestellte Bremszylinder ist von einer Bauart, die besonders für grössere
Zylinderdurchmesser geeignet ist.
In einem Zylinder 31 mit Boden 32 und An- schlussstutzen 33 läuft ein Kolben 34 mit einem äusseren Dichtungsstulp 35. In der Mitte hat der aus Stahlblech hergestellte Kolben eine napf- artige Vertiefung 36, die gegen den Zylinder- boden 32 hin hohl und auf dieser Seite durch einen Schraubstopfen 37 dicht abgeschlossen ist.
Der Napf 36 wird lose von einem Führungs- rohr 38 umfasst. In dem Rohr ist nahe dem zum
Zylinderboden weisenden Ende ein Zwischen- boden 39 mit einem Vierkantansatz 40 und einem Gewindebolzen 41 eingeschweisst.
Der Kolben ist mittels einer Durchbrechung
42 in seiner Mitte und des Vierkants 40 am
Führungsrohr 38 verdrehungssicher geführt.
Unter der Kraft einer das Vierkant 40 um- gebenden Schraubenfeder 43 legt er sich im
Lösezustand der Bremsen mit dem Boden des
Napfs 36 gegen eine Mutter 44 auf dem Gewindebolzen 41.
Auf der andern Seite kann sich der Kolben 34 an einen Flanschring 45 am linken Ende des Führungsrohrs legen. In dieser Kolbenstellung schliesst eine Gummidichtungsscheibe 46 auf dem Flanschring 45 eine ihr gegenüberliegende Drosselbohrung 47 im Kolbenboden.
Es sind weiter drei Warzen 48 auf dem Flanschring 44 angebracht von denen nur eine in der Zeichnung zu sehen ist und die ein Anliegen des Kolbens ohne Verkanten gestatten, ohne dass die Dichtungsplatte 46 überlastet wird.
Am Flanschring 45 liegt eine Rückführfeder 49 an, die sich auf der andern Seite in bekannter Weise gegen den nicht gezeichneten Zylinderdeckel stützt. Im übrigen ist der Bremszylinder auf der Aussendruckseite übereinstimmend mit dem Zylinder nach Fig. 1 ausgebildet. An dem Zwischenboden 39 im Kolbenrohr liegt in bekannter Weise eine Kolbenstange 51 mit Führungsscheibe 52 an.
Die Wirkungsweise des Zylinders nach Fig. 2 entspricht in dem Zusammenwirken des Kolbens 34 mit Drosselbohrung 47 einerseits und des 1 Führungsrohrs 38 mit Flanschring 45 und Dich-
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tungsscheibe 46 anderseits vollständig derjenigen des Zylinders nach Fig. 1.
Für die erwähnten Steuervorgänge für den Druckausgleich zwischen beiden Zylinderseiten genügt ein verhältnismässig geringes Axialspiel des Kolbens auf dem Führungsrohr. Im übrigen ist die Erfindung auch sinngemäss anwendbar bei Zylindern, deren Kolben nicht mit einem besonderen Rohr, sondern mit der Kolbenstange im Zylinderdeckel oder dem Zylinderboden geführt ist. Es lassen sich ausserdem auch andere Steuerungen z. B. mit im Kolbenrohr verlaufenden Drosselkanälen und einem den Kolben tragenden oder mit diesem in einer Schleppverbindung stehenden Steuerschieber denken. Auch könnte der Kolben mit einem steuernden Ringkolben versehen oder als Membrankolben ausgebildet sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Für Druckluftanlagen, insbesondere Druckluftbremsanlagen in Kraftfahrzeugen bestimmter Zylinder des Einkammersystems, dessen Aussendruckraum nach aussen derart abgeschlossen ist, dass aus ihm vom Kolben verdrängte Luft nach aussen ausgeschoben, beim Rückhub des Kolbens aber von aussen nichts eingesaugt werden kann, gekennzeichnet durch Mittel, die beim Rückhub des Kolbens im unteren Bereich des Drucks im Druckwechselraum mindestens einen beschränkten Druckausgleich zwischen dem letzteren und dem Aussendruckraum des Zylinders zulassen.
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For compressed air systems, in particular compressed air brake systems in motor vehicles, certain cylinders of the single-chamber system
The invention is concerned with the formation of cylinders of the single-chamber system for
Compressed air systems, in particular for compressed air braking systems in motor vehicles. This cylin-! they are usually designed so that they can breathe on the outside air side, i. H. that on the working stroke of the piston the one in front of it in the
Air present in the outside air chamber can be displaced to the outside and a corresponding amount of air can be sucked into the outside air chamber on the return stroke of the piston.
A filter is often connected upstream of the ventilation opening so that no undesired foreign bodies can get into the external pressure chamber with the air flowing back. However, such filters only hold back solid bodies; they do not provide any protection against the ingress of liquids, e.g. B. of water. It has therefore already been proposed to close off the external pressure space of the cylinder with a bellows which is dimensioned so that it absorbs the air displaced by the piston and returns it to the
Can deliver external pressure chamber. This design has the disadvantage, among other things, that the
The bellows must be large and can be easily damaged.
Another way is to close off the external pressure chamber from the outside in such a way that air displaced from it by the piston may be pushed outwards, but nothing can be drawn in from the outside during the return stroke of the piston.
Even with such an arrangement, however, air must be supplied to the external pressure chamber of the cylinder in a suitable manner so that the
The piston can move back freely after the working stroke, d. H. Even with such a design, it must be ensured that the pressure in the external pressure chamber always remains as close as possible to atmospheric pressure.
According to the invention, this object is achieved in a simple manner in that in or on
Cylinder means are provided when
Return stroke of the piston in the lower area of the
Pressure in the pressure change space at least a limited pressure equalization between the last
Allow 50ter and the external pressure chamber of the cylinder.
Two embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing on Hanc of air brake cylinders of the usual type in motor vehicles. 1 shows a longitudinal section through a chamber compressed air brake cylinder, FIG. 2 shows a section through a similar brake cylinder of somewhat modified design.
1 with a brake cylinder is called the usual form in a chamber air brakes in motor vehicles. At its bottom, this cylinder has a nozzle 3 for connection to a compressed air line, via which the left side of the cylinder, the pressure change chamber 4, receives compressed air or can be vented.
There is essentially a mess in the cylinder. Ben-shaped piston 5, which in turn is guided onto a tube 7 by means of a bore 6 in its center. For sealing against cylinder
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For example, a vulcanized-on sealing washer 8 with an outer sealing faceplate 9 encompassing the piston edge and an inner sealing faceplate 10.
With its right end, not shown, the tube 7 is guided in a known manner in a cylinder cover, also not shown, means, not shown, are provided which, if necessary, allow the air displaced by the piston from the external pressure chamber 11 of the cylinder to be pushed out, but prevent that something occurs from the outside during the return stroke of the piston.
A strong metallic cap 12 tightly closes the end of the piston tube protruding into the pressure change chamber 4. A piston rod 14 rests against a recess 13 in the cap base in a known manner by virtue of return forces emanating from the brake system. This also carries a guide disk 15 in a known manner.
A collar 16 on the cap 12 forms one
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Stop for the piston. On the other hand, the movement of the piston on the guide tube 7 is limited by a double offset flange ring 17 welded onto the latter.
A helical spring 18 supported on this flange ring presses the piston 5 against the collar 16 when the brake is released.
In this case, the pressure change chamber 4 is connected to the external pressure chamber 11 of the cylinder via one or more transverse bores 19 in the piston wall and a corresponding opening 20 in the sealing disk 8. These cross bores have only one
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If the piston is in contact with the flange 17, the throttle bore 19 is on the flange ring through a sealing washer 21 opposite it
17 locked. Three lugs, not shown, on the piston wall, which are the same distance from the axis as the throttle bore 19 and protrude equally from each other, ensure that the piston can lie against the flange ring 17 without tilting and the sealing washer is only used for sealing necessary pressure, but not a large part of the piston pressure.
Rotation of the piston against the flange ring 17 is prevented by a bolt 23 riveted into the piston wall and engaging with the necessary play in a bore 22 in the flange ring 17.
A return spring 24 is supported against the flange ring 17 on the one hand and the cylinder cover (not shown) on the other hand. In the rest position, it presses the tube 7 with its cap 12 against the cylinder base 2.
To apply the brakes, compressed air is let into the pressure change chamber 4 of the cylinder. Part of it first passes through the throttle bore 19, which is still open, into the external pressure space: n. Ve. Due to the comparatively small cross-section of the bore 19, however, the pressure in the pressure change chamber rises very quickly, so that the piston 5 moves against the force of the spring 18 in the direction of the flange 17 until it closes the throttle bore 19 with the seal 21 .
The external pressure space 11 is now separated from the pressure change space 4. The spring 18 is measured so that this is approximately with an over.
Pressure of 0.3 at occurs, i.e. at a pressure at which the brake shoes usually begin to rise.
If more compressed air flows to 4, the pressure increases further, the piston is pushed further to the right and takes the guide tube 7 and the piston rod 14 with it via the stop 17. The air displaced by the piston is pushed outwards by means of the means mentioned above. Braking takes place in the actual braking area without loss of air.
Is reversed to release the brakes
If the pressure change chamber 4 is vented, the guide tube together with the piston moves under the force of the
Return spring to return to the starting position. The throttle bore 19 initially remains closed. This is the external pressure chamber
11 no air supplied, neither from the piston nor from the outside.
The overpressure in the pressure change chamber drops very quickly and quickly reaches the above-mentioned limit of 0.3 atmospheres and falls below it. As a result, the spring 18 now pushes the piston away from the flange 17 and the throttle bore 19 is free. Pressure equalization then takes place again between the pressure change space and the external pressure space.
The brake cylinder shown in Fig. 2 is of a type that is particularly suitable for larger
Cylinder diameter is suitable.
A piston 34 with an outer sealing face 35 runs in a cylinder 31 with base 32 and connecting piece 33. In the middle, the piston made of sheet steel has a cup-like recess 36 which is hollow towards the cylinder base 32 and on top of it Page is sealed off by a screw plug 37.
The cup 36 is loosely encompassed by a guide tube 38. In the pipe is near the to
At the end facing the cylinder base, an intermediate base 39 with a square shoulder 40 and a threaded bolt 41 is welded in.
The piston is by means of an opening
42 in its center and the square 40 am
Guide tube 38 out of rotation.
Under the force of a helical spring 43 surrounding the square 40, it lies down in the
Release state of the brakes with the bottom of the
Cups 36 against a nut 44 on the threaded bolt 41.
On the other hand, the piston 34 can lie on a flange ring 45 at the left end of the guide tube. In this piston position, a rubber sealing washer 46 on the flange ring 45 closes a throttle bore 47 opposite it in the piston head.
There are also three lugs 48 attached to the flange ring 44, only one of which can be seen in the drawing and which allow the piston to rest without tilting, without the sealing plate 46 being overloaded.
A return spring 49 rests on the flange ring 45 and is supported on the other side in a known manner against the cylinder cover (not shown). Otherwise, the brake cylinder on the external pressure side is designed to match the cylinder according to FIG. A piston rod 51 with a guide disk 52 rests in a known manner on the intermediate base 39 in the piston tube.
The mode of operation of the cylinder according to FIG. 2 corresponds in the interaction of the piston 34 with throttle bore 47 on the one hand and of the guide tube 38 with flange ring 45 and sealing
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processing disk 46 on the other hand completely that of the cylinder according to FIG. 1.
A relatively small axial play of the piston on the guide tube is sufficient for the aforementioned control processes for the pressure equalization between the two cylinder sides. In addition, the invention can also be used by analogy with cylinders whose piston is not guided with a special tube, but with the piston rod in the cylinder cover or the cylinder base. There can also be other controls such. B. think with running in the piston tube throttle channels and a piston bearing or with this in a drag connection control slide. The piston could also be provided with a controlling annular piston or designed as a diaphragm piston.
PATENT CLAIMS:
1. For compressed air systems, in particular compressed air brake systems in motor vehicles, certain cylinders of the single-chamber system, the external pressure chamber of which is closed from the outside in such a way that air displaced by the piston is pushed outwards, but nothing can be sucked in from the outside during the return stroke of the piston, characterized by means that allow at least a limited pressure equalization between the latter and the external pressure chamber of the cylinder during the return stroke of the piston in the lower range of the pressure in the pressure change chamber.