CN103958922A - 例如用于机动车辆制动的弹簧储能器制动缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹簧储能器制动缸(1)，其具有在弹簧储能器制动缸(1)的壳体(3)中密封地引导的、以圆柱形的中间部分(6)和径向凸出的法兰(7)帽形地构造的活塞(5)，一侧在活塞(5)的横壁(8)上支撑且另一侧在弹簧储能器制动缸(1)的壳体(3)的横壁(4)上支撑的预紧的压力弹簧(13)布置在该活塞中，其中，在圆柱形的中间部分(6)与弹簧储能器制动缸(1)的壳体(3)之间形成了能以压缩空气来加载的环形腔(14)，并且其中，活塞(5)的横壁(8)能安置在与弹簧储能器制动缸(1)组合成结构单元的压缩空气制动缸(2)的工作制动活塞(15)上，以便在环形腔(14)中的压力下降时借助压力弹簧(13)来操纵其进行制动。为了改进弹簧储能器制动缸使得不会发生由于压力弹簧(13)的侧向力所产生的活塞(5)的卡死而规定：活塞(5)的圆柱形的中间部分(6)以其圆柱形的外侧(16)在弹簧储能器制动缸(1)的壳体(3)与压缩空气制动缸(2)的壳体(20)之间的分隔壁(18)的开口(19)中引导并且以其圆柱形的内侧(17)在从弹簧储能器制动缸(1)的壳体(3)的横壁(4)向活塞(5)的横壁(8)的方向伸出的圆柱形的引导元件(11)的圆柱形的外侧(22)上引导。

Description

例如用于机动车辆制动的弹簧储能器制动缸

技术领域

本发明涉及一种弹簧储能器制动缸，其具有在弹簧储能器制动缸的壳体中密封地引导的、以圆柱形的中间部分和径向凸出的法兰帽形地构造的活塞，一侧在活塞的横壁上支撑且另一侧在弹簧储能器制动缸的壳体的横壁上支撑的预紧的压力弹簧布置在该活塞中，其中，在圆柱形的中间部分与弹簧储能器制动缸的壳体之间形成了能以压缩空气来加载的环形腔，并且其中，活塞的横壁能安置在与弹簧储能器制动缸组合成结构单元的压缩空气制动缸的工作制动活塞上，以便在环形腔中的压力下降时借助压力弹簧来操纵其进行制动。

背景技术

由DE 1 203 141 A1公知如下的弹簧储能器制动缸。在这种弹簧储能器制动缸中，借助弹簧储能器制动缸的壳体的圆柱形的内侧上的径向的法兰实现了帽形构造的活塞在轴向运动中的引导。这个活塞的圆柱形的中间部分借助径向的间隙穿过在弹簧储能器制动缸与压缩空气制动缸之间的分隔壁中的轴向的开口地延伸。弹性的密封环布置在分隔壁的开口中的环形槽中，该密封圈密封地放置在活塞的圆柱形的中间部分的外侧上，但不引导该活塞。由于预紧的压力弹簧的不可避免的横向力结合在加载压力的情况下作用在工作制动活塞上的力，公知的弹簧储能器制动缸的活塞容易倾斜并且会在弹簧储能器制动缸的环形腔换气时保持在倾斜的位置并因此发生卡阻，从而会使配备结构单元(弹簧储能器制动缸-压缩空气制动缸)的车辆非期望地不再运动。

由DE 10 2010 006 048 A1和DE 10 2010 006 049 A1公知的弹簧储能器制动缸具有相同的技术上的缺点，其中，弹簧储能器制动缸的活塞径向上在活塞法兰外部具有环形的密封元件以及环形的引导元件，这两个元件都贴靠在弹簧储能器制动缸的壳体的径向的内面上。同样在这个弹簧储能器制动缸中，活塞不利地仅径向上外部地引导。

发明内容

基于这个背景本发明的任务在于，如下地改进公知的弹簧储能器制动缸，即，避免帽形构造的活塞在弹簧储能器制动缸的壳体中的倾斜和活塞的由此产生的卡死。

由独立权利要求的特征得到该任务的解决方案，而本发明的有利的改进方案能从属权利要求中获知。

因此，本发明以弹簧储能器制动缸为出发点，其具有在弹簧储能器制动缸的壳体中密封地引导的、以圆柱形的中间部分和径向凸出的法兰帽形构造的活塞，一侧在活塞的横壁上支撑且另一侧在弹簧储能器制动缸的壳体的横壁上支撑的预紧的压力弹簧布置在该活塞中，其中，在圆柱形的中间部分与弹簧储能器制动缸的壳体之间形成了能以压缩空气来加载的环形腔，并且其中，活塞的横壁能安置在与弹簧储能器制动缸组合成结构单元的压缩空气制动缸的工作制动活塞上，以便在环形腔中的压力下降时借助压力弹簧来操纵其进行制动。

为了解决提出的任务，在根据本发明的弹簧储能器制动缸的情况中规定如下，即，活塞的圆柱形的中间部分以其圆柱形的外侧在弹簧储能器制动缸的壳体与压缩空气制动缸的壳体之间的分隔壁的开口中引导并且以其圆柱形的内侧在从弹簧储能器制动缸的壳体的横壁向活塞的横壁的方向伸出的圆柱形的引导元件的圆柱形的外侧上引导。

两个引导元件之间的径向间距基本上通过活塞的中间部分的径向的材料强度确定并且因此有利地很小，而通过在活塞的推入状态中两个引导元件的轴向间距所确定的轴向的引导长度相对地大。通过活塞的这种双重的轴向引导，由于压力弹簧的不可避免的横向力而产生的活塞卡住的危险相对于公知的技术解决方案来说显著地减小了。此外，径向上在活塞的法兰外部、对置于弹簧储能器制动缸的壳体的内侧布置的第一密封元件无须承担引导任务，由此，在必要时仍然对出现的略微的倾斜运动进行弹性补偿。

优选地，在本发明的改进方案中规定：第一引导环径向地布置在圆柱形的引导元件的圆柱形的外侧与活塞的中间部分的内侧之间，并且第二引导环径向地布置在分隔壁与活塞的中间部分的圆柱形的外侧之间。这些引导环在它们的安装部位能够以相对小的间隙来布置并且良好地润滑，由此，避免了较大的倾斜运动并且保证了活塞的较容易的运动。

径向上在活塞的法兰外部布置的第一密封元件需要对外部密封弹簧储能器制动缸的能以压缩空气来加载的环形腔。轴向上与弹簧储能制动缸的壳体和压缩空气制动缸的壳体之间的分隔壁的开口中的引导环相邻布置的第二密封元件相对于压缩空气制动缸的压力腔密封所谓的环形腔并且相对于这个环形腔密封压缩空气制动缸的压力腔。

优选地，圆柱形的引导元件罐形地构造并且借助它的底部轴向地贴靠在壳体的横壁上。在此，压力弹簧支撑在这个圆柱形的引导元件的底部上。

最后可以规定：具有径向上向外凸出的端侧的法兰的管径向地布置在压力弹簧之内，该管轴向地贴靠在活塞的横壁的压力弹簧侧上，并且压力弹簧轴向地支撑在管的法兰上。

具体实施方式

以下根据在附图中示出的实施例进一步阐述了本发明。

示出的弹簧储能器制动缸1与压缩空气制动缸2组合成结构单元并且进一步地相应于在DE 1 203 141 A1的图6中示出的结构单元。在唯一的附图中，沿着中心线36仅示出由弹簧储能器制动缸1和压缩空气制动缸2构成的结构单元的一半。

弹簧储能器制动缸1具有大致圆柱形的、带有端侧的径向的横壁4的壳体3，帽形构造的活塞5能轴向移动地布置在该壳体中。活塞5具有圆柱形的中间部分6以及轴向向外凸出的环形的法兰7，并且该法兰通过径向延伸的横壁8与压缩空气制动缸2隔开。活塞5的法兰7通过第一密封元件9相对于弹簧储能器制动缸1的壳体3密封，该密封元件容纳于径向地在法兰7外部构造的环形槽中。这个第一密封元件9如下地构造，即，它对在活塞5的圆柱形的中间部分6与弹簧储能器制动缸1的壳体3之间构成的以及能以压缩空气来加载的环形腔14在朝向弹簧储能器制动缸1的壳体3的横壁4的方向上也就是说对外部进行密封。第一密封元件9弹性地构造并且因此对活塞5的引导几乎不或者完全不作出贡献。与此不同的是，由DE 10 2010 006 048 A1和DE 10 2010 006 049 A1公知的弹簧储能器制动缸径向上在法兰7外部除了密封元件之外还具有用于活塞5的引导元件。

罐形的、圆柱形的引导元件11也很重要，该引导元件布置在活塞5的内部，并且该引导元件的径向取向的底部12径向上具有内部开口以及轴向地贴靠在弹簧储能器制动缸1的壳体3的横壁4内部。第一引导环10在活塞5的远离横壁的端部布置于从圆柱形的中间部分6向活塞5的法兰7的过渡区域中的中间部分6的圆柱形的内侧17中的容纳槽中。这个第一引导环10安放在圆柱形的引导元件11的圆柱形的外侧22上并且在活塞5的法兰侧的轴向端部对其进行引导。第二引导环23同样用于活塞5的轴向移动的径向支承并且布置在弹簧储能器制动缸1与压缩空气制动缸2之间的分隔壁18的开口19中。这个第二引导环23安放在活塞5的中间部分6的圆柱形的外侧16上并且在活塞5的远离法兰或者说横壁附近的端部区域中对其进行引导。因此，活塞5通过第一引导环10径向上内部地支撑在圆柱形的引导元件11上并且通过第二引导环23径向上外部地支撑在分隔壁18上。

第二密封元件25轴向上与第二引导环23相邻地布置，该第二密封元件不仅使环形腔14相对于压缩空气制动缸2的压力腔24密封而且也使压力腔24相对于环形腔14密封。这是必要的，因为在由弹簧储能器制动缸1和压缩空气制动缸2构成的结构单元的静止状态中，环形腔14加载了压缩空气，而压缩空气制动缸2的压力腔24不会发生过压，反之，也可出现如下情况，即，压力腔24加载了压缩空气，而环形腔14不会发生过压。

强力地预紧的压力弹簧13布置于径向上非常靠内地布置的管30与圆柱形的引导元件11之间的环形腔21中，该压力弹簧在一侧轴向支撑在圆柱形的引导元件11的底部12轴向内部上，并且在另一侧通过在管30处径向上向外延伸的环形的法兰31轴向支撑在活塞5的横壁8上。管30借助轴向端部支撑在活塞5的横壁8上并且借助它的另一个轴向端部支撑在弹簧储能器制动缸1的壳体3的横壁4上。

当以压缩空气对弹簧储能器制动缸1的环形腔14进行加载时，也就是说当相应于由弹簧储能器制动缸1和压缩空气制动缸2构成的结构单元的正常运行状态时，环形腔14中的压缩空气的压力大于压力弹簧13作用在活塞5上的压力，从而使活塞5保持在示出的位置上。

当在该运行状态下为了按照意愿引发制动过程而对分隔壁18与工作制动活塞15的径向上延伸的压力板38之间的压力腔24加载压缩空气时，工作制动活塞15连同它的推杆26在附图中向右运动，该推杆操纵未示出的车辆制动器进行制动。

压力腔24通过卷状膜(Rollmembran)37相对于工作制动活塞15密封，该卷状膜借助卡环29径向向外地连贯密封地夹在压缩空气制动缸2的壳体20与分隔壁18之间。在压缩空气制动缸2的壳体20与推杆26之间布置的波纹管(Faltenbalg)27使污垢和湿气远离压缩空气制动缸2并且较弱的压力弹簧28用作具有推杆26的工作制动活塞15的回位弹簧。

如果由于某种原因制动系统中的压缩空气的压力下降到预先给定的值之下，从而环形腔14或多或少地无过压，那么强力的预紧的压力弹簧13推动活塞5并因此在附图中向右推动具有推杆26的工作制动活塞15，从而自动地引发制动，而无需为此通常是必须的压缩空气。这个功能是公知的并且在DE 1 203 141 A1中详细地进行了描述，该文献的与此有关的公开被用于本申请的主题。

与推杆26同轴地布置的丝杠33穿过开口在管30、圆柱形的引导元件11的底部12和弹簧储能器制动缸1的壳体的横壁4中轴向地向外部引导，在此将螺母35拧紧在丝杠33上。借助这个螺母35，径向凸出的头部34通过螺母35直至管30的端壁32的轴向内部的端侧地转动而引导到丝杠33的对置的端部，由此，压力弹簧13轴向固定并且活塞5轴向紧固在示出的位置上，即使没有对环形腔14加载压缩空气。以这种方式可以实现：取消在环形腔14中压力下降的情况下通过压力弹簧13所引起的制动作用，以便能够使由于制动系统中的压力下降而制动的车辆重新运动。此外可以实现：当环形腔14泄压时，拆卸由弹簧储能器制动缸1和压缩空气制动缸2构成的结构单元，而推杆26不运动到制动位置。

唯一的附图示出：在根据本发明的弹簧储能器制动缸1中由于它的两个引导环10、23的布置而避免了活塞5在弹簧储能器制动缸1的壳体3中的倾斜并避免了由此产生的活塞5的卡死。上述情况主要通过如下方式实现，即，活塞5通过第一引导环10径向上内部地支撑在附加安装的圆柱形的引导元件11上，并且径向上外部地支撑在第二引导环23上，该第二引导环布置在分隔壁18的轴向的开口中。在公知的弹簧储能器制动缸中，活塞5在轴向运动中的引导仅通过径向上布置在活塞5的法兰7外部的引导机构来实现，而在分隔壁18中的轴向的开口的区域中仅设置有一个密封设施。

当以润滑材料对活塞5的中间部分6的圆柱形的内侧17或圆柱形的引导元件11的圆柱形的外侧22进行涂层时，那么与在附图中示出的实施例不同地可以取消第一引导环10。

在活塞5的中间部分6的空心圆柱形的构造和引导元件11的圆柱形的外侧22的情况中，有利地通过引导元件11和活塞中间部分6的相对大面积的径向对置的圆柱形的面来实现活塞5的轴向引导。

附图标记列表

1  弹簧储能器制动缸

2  压缩空气制动缸

3  弹簧储能器制动缸的壳体

4  弹簧储能器制动缸的壳体的横壁

5  活塞

6  活塞的中间部分

7  活塞的法兰

8  活塞的横壁

9  第一密封元件

10 第一引导环

11 圆柱形的引导元件

12 圆柱形的引导元件的底部

13 压力弹簧

14 环形腔

15 工作制动活塞

16 活塞的中间部分的圆柱形的外侧

17 活塞的中间部分的圆柱形的内侧

18 分隔壁

19 分隔壁中的开口

20 压缩空气制动缸的壳体

21 用以容纳压力弹簧的环形腔

22 圆柱形的引导元件的圆柱形的外侧

23 第二引导环

24 压力腔

25 第二密封元件

26 推杆

27 波纹管

28 回位弹簧

29 卡环

30 管

31 管的法兰

32 管的端壁

33 丝杠

34 丝杠的头部

35 螺母

36 中心线

37 卷状膜

38 活塞的压力板

Claims (6)

1.一种弹簧储能器制动缸(1)，其具有在弹簧储能器制动缸(1)的壳体(3)中密封地引导的、以圆柱形的中间部分(6)和径向凸出的法兰(7)帽形地构造的活塞(5)，一侧在活塞(5)的横壁(8)上支撑且另一侧在弹簧储能器制动缸(1)的壳体(3)的横壁(4)上支撑的预紧的压力弹簧(13)布置在该活塞中，其中，在圆柱形的中间部分(6)与弹簧储能器制动缸(1)的壳体(3)之间形成了能以压缩空气来加载的环形腔(14)，并且其中，活塞(5)的横壁(8)能安置在与弹簧储能器制动缸(1)组合成结构单元的压缩空气制动缸(2)的工作制动活塞(15)上，以便在环形腔(14)中的压力下降时借助压力弹簧(13)来在制动方向上操纵它，其特征在于，活塞(5)的圆柱形的中间部分(6)以其圆柱形的外侧(16)在弹簧储能器制动缸(1)的壳体(3)与压缩空气制动缸(2)的壳体(20)之间的分隔壁(18)的开口(19)中引导并且以其圆柱形的内侧(17)在从弹簧储能器制动缸(1)的壳体(3)的横壁(4)向活塞(5)的横壁(8)的方向伸出的圆柱形的引导元件(11)的圆柱形的外侧(22)上引导。

2.根据权利要求1所述的弹簧储能器制动缸，其特征在于，第一引导环(10)径向地布置在圆柱形的引导元件(11)的圆柱形的外侧(22)与活塞(5)的中间部分(6)的圆柱形内侧(17)之间，并且第二引导环(23)径向地布置在分隔壁(18)与活塞(5)的中间部分(6)的圆柱形的外侧(16)之间。

3.根据权利要求1或2所述的弹簧储能器制动缸，其特征在于，将能以压缩空气来加载的环形腔(14)对外部进行密封的第一密封元件(9)布置在活塞(5)的法兰(7)的与弹簧储能器制动缸(1)的壳体(3)相邻的区域中。

4.根据权利要求1、2或3所述的弹簧储能器制动缸，其特征在于，朝压缩空气制动缸(2)的压力腔(24)密封环形腔(14)以及朝环形腔(14)密封压力腔(24)的第二密封元件(25)轴向上与第二引导环(23)相邻地布置在弹簧储能器制动缸(1)的壳体(3)与压缩空气制动缸(2)的壳体(20)之间的分隔壁(18)的开口(19)中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的弹簧储能器制动缸，其特征在于，圆柱形的引导元件(11)罐形地构造并且以其底部(12)贴靠在弹簧储能器制动缸(1)的壳体(3)的横壁(4)上并且压力弹簧(13)支撑在圆柱形的引导元件(11)的底部(12)上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的弹簧储能器制动缸，其特征在于，具有径向上向外凸出的端侧的法兰(31)的管(30)径向地布置在压力弹簧(13)之内，该管轴向地贴靠在活塞(5)的横壁(8)的压力弹簧侧上，并且压力弹簧(13)轴向地支撑在管(30)的法兰(31)上。