DE102013109374B4

DE102013109374B4 - Brake cylinder with rod seal arrangement

Info

Publication number: DE102013109374B4
Application number: DE102013109374.4A
Authority: DE
Inventors: Ferenc Müllek
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2020-04-23
Anticipated expiration: 2033-08-30
Also published as: DE102013109374A1

Abstract

Druckmittelbetätigter Bremszylinder eines Fahrzeugs mit einem Gehäuse (1), einer durch eine Bohrung (4) des Gehäuses (1) ragenden, sich von einem Bereich (8) höheren Drucks in einen Bereich (10) demgegenüber niedrigeren Drucks erstreckenden Bremskolbenstange (12), welche mittels einer Stangendichtungsanordnung (6) gegenüber dem Gehäuse (1) abgedichtet ist, wobei die Stangendichtungsanordnung (6) mita) einem Führungsring (22) aus einem metallischen Werkstoff, dessen radial innere Umfangsfläche gegenüber einer radial äußere Umfangsfläche (20) der Welle oder Stange (12) einen Gleitsitz ausbildet, und mitb) wenigstens einem vom Führungsring (22) getragenen oder mit diesem verbundenen wenigstens radial elastischen Dichtungselement (24A; 24B), das gegen die radial äußere Umfangsfläche (20) der Welle oder Stange (12) als Bewegungsdichtung dichtet, und mit einemc) wenigstens in radialer Richtung elastisch verformbaren Ring (34) versehen ist, der dem Führungsring (22) und einer radial inneren Umfangsfläche (36) des Gehäuses (1) radial zwischengeordnet und einerseits mit dem Führungsring (22) verbunden und andererseits an einer radial inneren Umfangsfläche (36) des Gehäuses (1) abgestützt ist, wobeid) der elastisch verformbare Ring (34) und das Dichtungselement (24A; 24B), jeweils separate Bauteile darstellen, unde) der elastische Ring (34) plattenförmig ausgebildet ist, dessen vom Bereich (8) des höheren Drucks abgewandte Seitenfläche (50) im gesamten radialen Bereich zwischen seiner radial inneren Umfangsfläche und seiner radial äußeren Umfangsfläche gegen eine Gehäusefläche (46) des Gehäuses (1) axial abgestützt ist.Pressure-actuated brake cylinder of a vehicle with a housing (1), a brake piston rod (12) projecting through a bore (4) in the housing (1) and extending from a region (8) higher pressure into a region (10) than the lower pressure, which is sealed against the housing (1) by means of a rod seal arrangement (6), the rod seal arrangement (6) including a) a guide ring (22) made of a metallic material, the radially inner peripheral surface of which is opposite a radially outer peripheral surface (20) of the shaft or rod ( 12) forms a sliding seat, and mitb) at least one at least radially elastic sealing element (24A; 24B) carried by or connected to the guide ring (22) and which seals against the radially outer peripheral surface (20) of the shaft or rod (12) as a movement seal , and is provided with a c) at least in the radial direction elastically deformable ring (34), the guide ring (22) and a r radially inner circumferential surface (36) of the housing (1) is radially interposed and connected on the one hand to the guide ring (22) and on the other hand is supported on a radially inner circumferential surface (36) of the housing (1), the elastically deformable ring (34) and the sealing element (24A; 24B), each represent separate components, and e) the elastic ring (34) is plate-shaped, the side surface (50) facing away from the region (8) of the higher pressure in the entire radial region between its radially inner peripheral surface and its radially outer peripheral surface against one Housing surface (46) of the housing (1) is axially supported.

Description

Die Erfindung geht aus von einem druckmittelbetägtigten Bremszylinder eines Fahrzeugs mit einem Gehäuse, einer durch eine Bohrung des Gehäuses ragenden, sich von einem Bereich höheren Drucks in einen Bereich demgegenüber niedrigeren Drucks erstreckenden Bremskolbenstange, welche mittels einer Stangendichtungsanordnung gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist, gemäß Anspruch 1.The invention is based on a pressure-actuated brake cylinder of a vehicle with a housing, a brake piston rod which projects through a bore in the housing and extends from a region of higher pressure into a region of lower pressure and is sealed with respect to the housing by means of a rod seal arrangement .

Zur Abdichtung von Wellen und Stangen gegenüber einem Gehäuse beim Durchtritt durch eine Bohrung in einer Gehäusewandung, insbesondere zur Abdichtung einer Bremskolbenstange, die durch eine Gehäusebohrung eines pneumatischen Bremszylinders ragt, werden üblicherweise Wellendichtringe nach DIN 3760 verwendet. Der Wellendichtring, insbesondere Simmerring ® dichtet dann beispielsweise zwischen einem Bereich höheren Drucks wie beispielsweise einer eine Rückholfeder eines Bremskolbens aufnehmende und bei einer Betätigung des Bremskolbens komprimierte Federkammer und einem Bereich demgegenüber niedrigeren Drucks den Durchtritt einer Bremskolbenstange durch eine Gehäusebohrung eines pneumatischen Bremszylinders ab. Der Wellendichtring soll auch gegen Verschmutzung von außen oder gegen Austritt von Schmiermittel aus dem Gehäuse abdichten.Shaft sealing rings according to DIN 3760 are usually used to seal shafts and rods from a housing when passing through a bore in a housing wall, in particular to seal a brake piston rod that projects through a housing bore of a pneumatic brake cylinder. The shaft sealing ring, in particular Simmerring®, then seals, for example, between a region of higher pressure, such as a spring chamber that receives a return spring of a brake piston and compressed when the brake piston is actuated, and a region that has a lower pressure than the passage of a brake piston rod through a housing bore of a pneumatic brake cylinder. The shaft sealing ring should also seal against contamination from outside or against the escape of lubricant from the housing.

Um die Dichtfunktion eines solchen Wellendichtrings zu gewährleisten, sollte die Welle/Stange exakt koaxial zum Wellendichtring geführt werden. Dabei sollte die Lagerung der Welle/Stange nur so wenig Spiel aufweisen, dass die Dichtlippe des Wellendichtrings der Radialbewegung der Welle folgen kann, ohne dass es zu einem Abheben der Dichtlippe von der radial äußeren Umfangsfläche der Welle/Stange kommt.In order to ensure the sealing function of such a shaft sealing ring, the shaft / rod should be guided exactly coaxially with the shaft sealing ring. The bearing of the shaft / rod should have so little play that the sealing lip of the shaft sealing ring can follow the radial movement of the shaft without the sealing lip lifting off from the radially outer peripheral surface of the shaft / rod.

Die Kraft, die die Dichtlippe eines solchen Wellendichtrings auf die Welle/Stange rückt, beruht auf ihrer elastischen Vorspannung. Wird ein solcher Wellendichtring mit Druck beaufschlagt, dann wirkt auf seine Dichtlippe die Druckkraft in die Dichtigkeit verstärkender Weise. Bei sehr niedrigen Temperaturen ändern jedoch Dichtungswerkstoffe ihre Eigenschaften insofern, als deren Elastizität stark sinkt und sich das Material versteift. Dann kann die Dichtlippe eines Wellendichtrings selbst geringen Radialbewegungen der Welle oder Stange nur noch eingeschränkt folgen. Dann kann sich zwischen der Dichtlippe und der radial äußeren Umfangsfläche der Welle/Stange ein die Dichtigkeit herabsetzender Spalt ausbilden.The force that the sealing lip of such a shaft sealing ring pushes onto the shaft / rod is based on its elastic pretension. If pressure is applied to such a shaft sealing ring, then the pressure force acts on its sealing lip in a manner which increases the tightness. At very low temperatures, however, sealing materials change their properties in that their elasticity drops sharply and the material stiffens. Then the sealing lip of a shaft sealing ring can only follow small radial movements of the shaft or rod to a limited extent. Then a gap reducing the tightness can form between the sealing lip and the radially outer peripheral surface of the shaft / rod.

Weiterhin spielen auch Fertigungstoleranzen eine große Rolle, nämlich dann, wenn die Lagerung der Welle/Stange nicht exakt koaxial zur Bohrung bzw. zu dem in der Bohrung angeordneten Wellendichtring angeordnet ist. Dann wird ein solcher Wellendichtring bezogen auf seinen Umfang einseitig belastet, was einen erhöhten Verschleiß der Belastungszone bedingt.Manufacturing tolerances also play a major role, namely when the shaft / rod bearing is not arranged exactly coaxially with the bore or with the shaft sealing ring arranged in the bore. Such a shaft sealing ring is then loaded on one side in relation to its circumference, which results in increased wear of the loading zone.

Bei pneumatischen Bremszylindern besteht nicht zuletzt das Problem, dass deren Bremskolbenstangen einen exzentrischen Bremsmechanismus treiben, wobei es zu einem Verkippen der Bremskolbenstange kommen kann. Dann kommt es zu wechselnden Deformationen der Dichtlippe des Wellendichtrings.Last but not least, the problem with pneumatic brake cylinders is that their brake piston rods drive an eccentric brake mechanism, which can cause the brake piston rod to tilt. Then there are changing deformations of the sealing lip of the shaft sealing ring.

Insgesamt fördern daher Fertigungstoleranzen insbesondere in Form von Lage- und Winkelfehlern und Mittenversätzen, wechselnde Deformationen während des Betriebs sowie Richtungswechsel der Welle/Stange den Verschleiß von Wellendichtringen, was dann neben den oben erwähnten tiefen Temperaturen ebenfalls für Undichtigkeiten ursächlich ist.Overall, therefore, manufacturing tolerances, in particular in the form of position and angle errors and center offsets, changing deformations during operation and changing the direction of the shaft / rod, promote the wear of shaft seals, which in addition to the above-mentioned low temperatures is also the cause of leaks.

Um einen gewissen Ausgleich von Radialversätzen der Welle/Stange gegenüber der Bohrung zu erzielen, wird in der DE 25 30 097A1 eine radialelastische Stangendichtungsanordnung eines Trockenlaufkompressors vorgeschlagen, welche im Wesentlichen aus folgenden Teilen besteht: Ein mit einer Welle oder Stange einen Schiebe- oder Drehsitz ausbildendes, radial inneres Tragteil mit Dichtlippe und Schmiernuten als einstückiges Bauteil, ein radial äußerer, im Gehäuse geklemmter Außenring und ein elastisches Zwischenteil in Form eines Faltenbalgs, der einerseits mit dem Außenring und andererseits mit dem Tragteil verbunden ist, um durch seine elastische Verformung Radialbewegungen des radial inneren Tragteils infolge von radialen Wellen-/Stangenbewegungen ausgleichen zu können.In order to achieve a certain compensation of radial misalignments of the shaft / rod in relation to the bore, the DE 25 30 097A1 proposed a radially elastic rod seal arrangement of a dry-running compressor, which essentially consists of the following parts: a radially inner support part with a shaft or rod that forms a sliding or rotating seat with a sealing lip and lubrication grooves as a one-piece component, a radially outer outer ring clamped in the housing and an elastic one Intermediate part in the form of a bellows, which is connected on the one hand to the outer ring and on the other hand to the support part in order to be able to compensate for radial movements of the radially inner support part as a result of radial shaft / rod movements due to its elastic deformation.

Diese Stangendichtungsanordnung ist jedoch zum einen nicht geeignet, um gegen ein unter Druck stehendes Medium wie z.B. Druckluft abzudichten, da, wenn der Faltenbalg Druckkräften ausgesetzt wird, die Gefahr besteht, dass er bei größerem Druckgefälle vom Außenring oder vom inneren Tragteil abreißt.On the one hand, however, this rod seal arrangement is not suitable for protecting against a medium under pressure, e.g. Sealing compressed air, since when the bellows is subjected to pressure forces, there is a risk that it will tear off from the outer ring or from the inner supporting part if there is a greater pressure drop.

Zum andern stellen gemäß einer in der genannten Schrift in 1 gezeigten Ausführungsform das radial innere Tragteil mit Dichtlippe und Schmiernuten wie auch der Faltenbalgteil und der Außenring ein einstückiges Bauteil aus dem gleichen Werkstoff dar, so dass dieser einzige Werkstoff in Bezug auf die Anforderungen hinsichtlich des Ausgleichs von Radialbewegungen, der Trag- und Stützfunktion der Dichtlippe, der Dichtfunktion der Dichtlippe sowie im Hinblick auf die Dichtwirkung bei tiefen Temperaturen einen Kompromiss bildet.On the other hand, according to one of the cited in 1 Embodiment shown, the radially inner support part with sealing lip and lubrication grooves as well as the bellows part and the outer ring is a one-piece component made of the same material, so that this single material in relation to the requirements with regard to the compensation of radial movements, the support and support function of the sealing lip, the sealing function of the sealing lip and in terms of the sealing effect at low temperatures makes a compromise.

Gemäß einer in der genannten Schrift in 3 gezeigten Ausführungsform kann das Tragteil zwar teilweise aus einem Ring aus Lagermetall bestehen, indes bestehen aber der Außenring, der Faltenbalg sowie der verbleibende Rest des Tragteils wie die Dichtlippe und die Schmiernuten aber weiterhin aus demselben Material, woraus wiederum die oben genannten Nachteile resultieren. Außerdem erfordert das Tragteil einen relativ großen Bauraum, vor allem in axialer Richtung. According to one of the cited in 3rd In the embodiment shown, the support part can consist partly of a ring made of bearing metal, but the outer ring, the bellows and the rest of the support part, such as the sealing lip and the lubrication grooves, still consist of the same material, which in turn results in the disadvantages mentioned above. In addition, the support member requires a relatively large amount of space, especially in the axial direction.

In der DE 603 14 492 T2 wird eine gattungsfremde Einrohrdämpferanordnung beschrieben, bei welcher eine Kolbenstange einer Kolbenanordnung mittels einer Stangenführungsanordnung gegenüber einem Dämpferkörperrohr geführt wird. Bei der Stangenführungsanordnung ist radial zwischen einem Gehäuse und einer Lagerhülse für die Kolbenstange ein Federungselement angeordnet. In axialer Richtung ist die Lagerhülse einer Fluiddichtung und einer Abstreifdichtung zwischengeordnet, welche durch jeweils eine Scheibe gegenüber der Lagerhülse gekontert sind.In the DE 603 14 492 T2 describes a non-generic single-tube damper arrangement in which a piston rod of a piston arrangement is guided relative to a damper body tube by means of a rod guide arrangement. In the rod guide arrangement, a suspension element is arranged radially between a housing and a bearing sleeve for the piston rod. In the axial direction, the bearing sleeve is interposed between a fluid seal and a wiper seal, each of which is countered by a disk relative to the bearing sleeve.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Bremszylinder mit einer Stangendichtungsanordnung zur Verfügung zu stellen, bei dem die Stangendichtungsanordnung auch ohne hohe Anforderungen an Fertigungstoleranzen zuverlässiger funktioniert, insbesondere auch bei sehr niedrigen Temperaturen.In contrast, the present invention has for its object to provide a brake cylinder with a rod seal arrangement, in which the rod seal arrangement functions more reliably even without high demands on manufacturing tolerances, in particular even at very low temperatures.

Insbesondere soll die Stangendichtungsanordnung bei radial und axial und auch stoßartig beweglicher und dabei eventuell auch drehender Stange/Welle zuverlässig funktioniert, insbesondere auch bei niedrigen Temperaturen und insbesondere auch bei kleinen Druckunterschieden.In particular, the rod seal arrangement should function reliably with the rod / shaft being radially and axially and also abruptly movable and possibly also rotating, in particular also at low temperatures and in particular also with small pressure differences.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung beinhaltet, dass der elastisch verformbare Ring und das Dichtungselement jeweils separate Bauteile darstellen und der elastische Ring plattenförmig ausgebildet ist, dessen vom Bereich des höheren Drucks abgewandte Seitenfläche im gesamten radialen Bereich zwischen seiner radial inneren Umfangsfläche und seiner radial äußeren Umfangsfläche gegen eine Gehäusefläche des Gehäuses axial abgestützt ist.The invention includes that the elastically deformable ring and the sealing element each represent separate components and the elastic ring is plate-shaped, the side surface facing away from the region of the higher pressure in the entire radial region between its radially inner peripheral surface and its radially outer peripheral surface against a housing surface of the Housing is axially supported.

Dabei wird angenommen, dass sich der Bereich des größeren Drucks im Inneren des Gehäuses und der Bereich des demgegenüber niedrigeren Drucks außerhalb des Gehäuses befinden und beispielsweise durch die Atmosphäre gebildet wird. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn das Gehäuse das Gehäuse eines Bremszylinders ist, mit einer Bohrung, durch welche hindurch die mit einem Betriebsbremskolben oder mit einem Membranteller einer Membran verbundene Bremskolbenstange nach außen tritt. Alternativ könnte der Bereich des größeren Drucks im Inneren des Gehäuses und der Bereich des demgegenüber niedrigeren Drucks ebenfalls im Inneren des Gehäuses, beispielsweise jeweils durch eine Gehäusekammer gebildet, angeordnet sein, wobei die Bohrung dann in einer Zwischenwand zwischen den beiden Bereichen ausgebildet und sich die Welle/Stange dann von dem einen Bereich in den anderen Bereich im Inneren des Gehäuses erstreckt. Ein Beispiel für letztere Ausführung ist ein sog. pneumatischer Kombizylinder als Kombination eines Betriebsbremszylinders und einem Federspeicherbremszylinder mit zwischen einer be- und entlüftbaren Federspeicherkammer und einer ebenfalls be- und entlüftbaren Betriebsbremskammer angeordneter Zwischenwand, die dann eine Bohrung für den Durchtritt einer Federspeicherbremskolbenstange aufweist.It is assumed that the area of the higher pressure is inside the housing and the area of the lower pressure is outside the housing and is formed, for example, by the atmosphere. This is the case, for example, when the housing is the housing of a brake cylinder with a bore through which the brake piston rod connected to a service brake piston or to a membrane plate of a membrane emerges. Alternatively, the area of the greater pressure inside the housing and the area of the lower pressure, in contrast, could also be arranged inside the housing, for example each formed by a housing chamber, the bore then being formed in an intermediate wall between the two areas and the shaft itself / Rod then extends from one area to the other area inside the housing. An example of the latter design is a so-called pneumatic combination cylinder as a combination of a service brake cylinder and a spring brake cylinder with an intermediate wall arranged between a spring-loaded chamber that can be vented and vented and a partition wall that can also be vented and vented, which then has a bore for the passage of a spring-loaded brake piston rod.

Weil der elastisch verformbare Ring und das Dichtungselement jeweils separate Bauteile darstellen, können deren Materialien anhand der jeweiligen Anforderung ausgewählt werden. Beispielsweise übernimmt der elastische Ring in Form einer Ringplatte den Ausgleich von radialen Bewegungen der Welle/Stange bzw. von Fertigungstoleranzen, indem er, an der radial inneren Gehäusefläche abgestützt bzw. gekontert, durch radial elastische Verformung Radialbewegungen des auf der Welle/Stange gleitenden Führungsrings aufnimmt und ausgleicht. Das Spiel in der Gleitverbindung zwischen zwischen Führungsring und Stange/Welle ermöglicht dann eine Kippstellung der Stange/Welle ohne Verklemmen. Folglich kann das Material dieses Rings hinsichtlich Materialsteifigkeit und Temperaturverhalten individuell angepasst werden kann, insbesondere derart, dass auch bei sehr niedrigen Temperaturen noch eine notwendige radiale Elastizität gewährleistet ist. Demgegenüber kann bei dem Dichtungselement das Material ganz auf die Dichtfunktion abgestimmt werden, während dem Ausgleich von Radialbewegungen eine geringere Bedeutung zukommt, welcher vornehmlich durch den elastischen Ring bewerkstelligt wird.Because the elastically deformable ring and the sealing element each represent separate components, their materials can be selected on the basis of the respective requirement. For example, the elastic ring in the form of an annular plate compensates for radial movements of the shaft / rod or of manufacturing tolerances by supporting radial movements of the guide ring sliding on the shaft / rod, supported or countered on the radially inner housing surface and balances. The play in the sliding connection between the guide ring and the rod / shaft then enables the rod / shaft to be tilted without jamming. As a result, the material of this ring can be individually adapted with regard to material rigidity and temperature behavior, in particular in such a way that a necessary radial elasticity is still guaranteed even at very low temperatures. In contrast, the material of the sealing element can be completely matched to the sealing function, while the compensation of radial movements is of less importance, which is primarily accomplished by the elastic ring.

Weil weiterhin der elastische Ring plattenförmig ausgebildet und dessen vom Bereich des höheren Drucks abgewandte Seitenfläche im gesamten radialen Bereich zwischen seiner radial inneren Umfangsfläche und seiner radial äußeren Umfangsfläche gegen eine Gehäusefläche des Gehäuses axial abgestützt ist, können auch größere Druckgefälle den Ring nicht schädigen, da dann die auf ihn senkrecht zur Plattenebene wirkenden Kräfte an der Gehäusefläche abgestützt werden. Allgemein hängt die Elastizität des Rings von der Materialsteifigkeit seines Materials wie aber auch von der Formsteifigkeit ab, welche durch die Form des Rings bedingt ist. Dabei ist eine plattenförmige Ausbildung des elastischen Rings vor allem senkrecht zur Plattenebene viel steifer als der Faltenbalg in der eingangs diskutierten DE 25 30 097A1 . Der elastisch verformbare Ring muss auch das im Falle einer sich drehenden Welle/Stange durch Reibung verursachte Drehmoment zwischen Dichtlippe und Welle/Stange bzw. zwischen Führungsring und Welle/Stange aufnehmen und in das Gehäuse ableiten.Furthermore, because the elastic ring is plate-shaped and its side surface facing away from the region of the higher pressure is axially supported in the entire radial region between its radially inner circumferential surface and its radially outer circumferential surface against a housing surface of the housing, even larger pressure drops cannot damage the ring, since then the forces acting on it perpendicular to the plate plane are supported on the housing surface. Generally, the elasticity of the ring depends on the material stiffness of its Material but also from the stiffness, which is due to the shape of the ring. A plate-shaped design of the elastic ring, especially perpendicular to the plate plane, is much stiffer than the bellows in the discussion above DE 25 30 097A1 . In the case of a rotating shaft / rod, the elastically deformable ring must also absorb the torque caused by friction between the sealing lip and shaft / rod or between the guide ring and shaft / rod and lead it into the housing.

Insgesamt tragen daher die erfindungsgemäßen Merkmale dazu bei, dass die Dichtfunktion und die Radialbewegungen ausgleichende Funktion der Stangendichtungsanordnung gegenüber dem Stand der Technik zuverlässiger und besser ausgeführt werden kann, insbesondere auch bei sehr tiefen Temperaturen.Overall, the features according to the invention therefore contribute to the fact that the sealing function and the function of compensating the radial movements of the rod sealing arrangement can be carried out more reliably and better than in the prior art, in particular even at very low temperatures.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindung möglich.The measures listed in the subclaims allow advantageous developments and improvements of the invention specified in the independent claims.

Besonders bevorzugt ist wenigstens ein Teil der dem Bereich des höheren Drucks zugewandten Seitenfläche des elastisch verformbaren Ring gegen eine im Gehäuse axial festgelegte Stützscheibe axial abgestützt, wobei der elastische Ring in axialer Richtung gesehen der Gehäusefläche und der Stützscheibe zwischengeordnet ist. Durch die Stützscheibe wird der elastisch verformbare Ring an der Gehäusefläche gehalten, beispielsweise unter geringem Spiel und dadurch in dieser Lage stabilisiert. Die Stützscheibe kann dabei mittels eines Sicherungsrings im Gehäuse axial festgelegt und gegen den elastisch verformbaren Ring gekontert sein. Die Aufgabe der Stützscheibe besteht einerseits darin, dass wenn die Welle/Stange axial bewegt wird, die axiale Reibkraft zwischen Dichtlippe bzw. Führungsring und Welle/Stange aufzunehmen. Anderseits, wenn sich die Druckverhältnisse dahingehend ändern, dass der Bereich mit normalerweise höherem Druck temporär einen niedrigeren Druck aufweist, dann kann die Stützscheibe den elastisch verformbaren Ring in Position halten und dadurch vor Beschädigungen schützen und verhindert, dass sich der Führungsring zu viel gegenüber dem Gehäuse bewegt.Particularly preferably, at least a part of the side surface of the elastically deformable ring facing the region of the higher pressure is axially supported against a support disk axially fixed in the housing, the elastic ring being arranged between the housing surface and the support disk in the axial direction. The elastically deformable ring is held on the housing surface by the support disk, for example with little play and thereby stabilized in this position. The support disc can be axially fixed in the housing by means of a locking ring and countered against the elastically deformable ring. The task of the support disc is, on the one hand, that when the shaft / rod is moved axially, the axial frictional force between the sealing lip or guide ring and the shaft / rod is absorbed. On the other hand, if the pressure conditions change such that the area with normally higher pressure temporarily has a lower pressure, the support disk can hold the elastically deformable ring in position and thereby protect it from damage and prevent the guide ring from becoming too much against the housing emotional.

Gemäß einer Weiterbildung kann der elastisch verformbare Ring mit einem axialen Vorsprung versehen sein, insbesondere an seinem radial äußeren Rand und in Form eines in Umfangsrichtung umlaufenden Wulstes, welcher unter elastischer Verformung zwischen der Gehäusefläche und der Stützscheibe reibschlüssig geklemmt ist. Alternativ kann der Vorsprung des elastisch verformbaren Rings auch in eine korrespondierende Ausnehmung in der Gehäusewand oder in der Stützfläche eingreifen, wobei dadurch ein Formschluss erzielt wird. Durch den Reibschluss bzw. Formschluss des elastisch verformbaren Rings mit der Gehäusewand bzw. mit der Stützscheibe ergibt sich eine noch bessere Fixierung und Stabilisierung des elastisch verformbaren Rings, was vor allem bei großen Druckgefällen von Vorteil ist.According to a development, the elastically deformable ring can be provided with an axial projection, in particular at its radially outer edge and in the form of a circumferential bead which is frictionally clamped between the housing surface and the support disk under elastic deformation. Alternatively, the projection of the elastically deformable ring can also engage in a corresponding recess in the housing wall or in the support surface, a positive fit being achieved in this way. The frictional engagement or positive engagement of the elastically deformable ring with the housing wall or with the support disk results in an even better fixation and stabilization of the elastically deformable ring, which is particularly advantageous in the case of large pressure drops.

Besonders bevorzugt ist die zur Gehäusefläche weisende Seitenfläche des elastischen Rings mit wenigstens einer Nut zur Aufnahme von Schmierstoff versehen, insbesondere in Form von mehreren radial voneinander beabstandeten und in Umfangsrichtung umlaufenden Schmiernuten. Der in der Nut oder in den Nuten aufgenommene Schmierstoff erleichtert dann ein Gleiten des elastischen Rings entlang der Gehäusewand, wenn er sich in radialer Richtung verformen muss. Auch der Führungsring kann Schmierstoffnuten zur Auflagefläche zum Gehäuse hin aufweisen.The side surface of the elastic ring facing the housing surface is particularly preferably provided with at least one groove for receiving lubricant, in particular in the form of several radially spaced and circumferential lubrication grooves. The lubricant received in the groove or in the grooves then facilitates sliding of the elastic ring along the housing wall when it has to deform in the radial direction. The guide ring can also have lubricant grooves towards the bearing surface towards the housing.

Gemäß einer Weiterbildung kann die von der Gehäusefläche weg weisende Seitenfläche des elastischen Rings mit Noppen versehen sein Diese Noppen, welche mit dem elastischen Ring bevorzugt einstückig ausgebildet und daher auch elastisch verformbar sind, sorgen dann beispielsweise durch axiale Vorspannung gegen die Stützscheibe, dass der Ring vorzugsweise mit geringem Spiel an der Gehäusewand gehalten wird.According to a development, the side surface of the elastic ring facing away from the housing surface can be provided with knobs.These knobs, which are preferably formed in one piece with the elastic ring and are therefore also elastically deformable, then ensure, for example, by means of axial prestressing against the support disk that the ring preferably is held on the housing wall with little play.

Besonders bevorzugt ist der Führungsring aus Lagerbronze gefertigt bzw. er besteht aus dieser. Dieser Werkstoff eignet sich besonders für den Gleitsitz zwischen der Welle/Stange und dem Führungsring.The guide ring is particularly preferably made of bearing bronze or consists of this. This material is particularly suitable for the sliding fit between the shaft / rod and the guide ring.

Insbesondere wird das Dichtungselement durch einen Wellendichtring (insbesondere nach DIN 3760 gebildet, welcher in einem an der radial inneren Umfangsfläche des Führungsrings ausgebildeten und zum Bereich des höheren Drucks weisenden Absatz gehalten ist. Solche Wellendichtringe bzw. Radial-Wellendichtringe bestehen in bekannter Weise aus einem Elastomerteil, einem Versteifungsring und einer Zugfeder. Ihr zylindrischer Außenmantel stellt dann die statische Abdichtung an der Sitzstelle am Absatz dar und fixiert den Wellendichtring dort. Dabei verleiht der Versteifungsring dem Wellendichtring die notwendige Steifigkeit. Die Dichtlippe als Elastomerteil stellt sowohl die dynamische als auch die statische Dichtigkeit an der Welle/Stange sicher. Für einen verstärkten Anpressdruck an der Welle/Stange ist die Dichtlippe durch eine Zugfeder belastet.In particular, the sealing element is formed by a shaft sealing ring (in particular according to DIN 3760), which is held in a shoulder formed on the radially inner circumferential surface of the guide ring and pointing towards the region of the higher pressure. Such shaft sealing rings or radial shaft sealing rings consist in a known manner of an elastomer part , a stiffening ring and a tension spring. The cylindrical outer jacket then forms the static seal at the seat at the shoulder and fixes the shaft sealing ring there. The stiffening ring gives the shaft sealing ring the necessary rigidity. The sealing lip as an elastomer part provides both dynamic and static tightness on the shaft / rod securely For an increased contact pressure on the shaft / rod, the sealing lip is loaded by a tension spring.

Da dann nicht der Wellendichtring sondern der radial elastische Ring zwischen dem Führungsring und der radial inneren Umfangsfläche des Gehäuses den größeren Teil des Radialausgleichs übernimmt, sind die Verformungen des Wellendichtrings vergleichsweise gering, so dass von einer hohen Lebensdauer des vorzugsweise als Dichtungselement eingesetzten Wellendichtrings auszugehen ist.Since then not the shaft sealing ring but the radially elastic ring between the guide ring and the radially inner circumferential surface of the housing takes over the greater part of the radial compensation, the deformations of the shaft sealing ring comparatively low, so that a long service life of the shaft sealing ring, which is preferably used as a sealing element, can be assumed.

Alternativ könnte das Dichtungselement auch durch einen einstückigen Dichtring aus einem Elastomer gebildet werden, welcher mit einer zum Bereich des höheren Drucks weisenden Fläche des Führungsrings durch Vulkanisation stoffschlüssig verbunden ist. Ein solcher Dichtring kann dann mittels wenigstens einer Wurmfeder gegen die radial äußere Umfangsfläche der Stange oder Welle gespannt werden, um die Dichtwirkung zu erhöhen.Alternatively, the sealing element could also be formed by a one-piece sealing ring made of an elastomer, which is integrally connected to a surface of the guide ring facing the region of higher pressure by vulcanization. Such a sealing ring can then be clamped against the radially outer circumferential surface of the rod or shaft by means of at least one worm spring in order to increase the sealing effect.

Besonders bevorzugt ist auch zwischen der radial äußeren Umfangsfläche des elastisch verformbaren Rings und der radial inneren Umfangsfläche des Gehäuses ein Versteifungsring aus einem gegenüber dem Material des elastisch verformbaren Rings steiferen Material angeordnet, beispielsweise aus Stahl. Dann kann die Stangendichtungsanordnung insgesamt wie ein Wellendichtring in das Gehäuse eingepresst werden, wobei dann zwischen dem Versteifungsring und der radial inneren Umfangsfläche des Gehäuses ein Presssitz ausgebildet ist.A stiffening ring made of a material that is stiffer than the material of the elastically deformable ring, for example steel, is also arranged between the radially outer circumferential surface of the elastically deformable ring and the radially inner circumferential surface of the housing. The rod seal arrangement can then be pressed into the housing as a whole as a shaft sealing ring, a press fit then being formed between the stiffening ring and the radially inner peripheral surface of the housing.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen.Advantageous further developments of the invention result from the patent claims, the description and the drawings. The advantages of features and combinations of several features mentioned in the introduction to the description are only examples and can have an alternative or cumulative effect without the advantages necessarily having to be achieved by embodiments according to the invention.

Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Further features can be found in the drawings, in particular the geometries shown and the relative dimensions of a plurality of components to one another, and their relative arrangement and operative connection. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible, deviating from the selected back relationships of the claims, and is hereby suggested. This also applies to those features which are shown in separate drawings or mentioned in the description. These features can also be combined with features of different claims. Features listed in the claims can also be omitted for further embodiments of the invention.

Identische bzw. gleich wirkende Bauteile und Baugruppen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen jeweils mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. In different embodiments, identical or equivalent components and assemblies are each identified by the same reference numbers.

FigurenlisteFigure list

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 eine teilweise Querschnittsdarstellung eines Gehäuses eines druckmittelbetätigten Bremszylinders mit einer in einer Bohrung des Gehäuses angeordneten Stangendichtungsanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2A eine perspektivische Ansicht einer Seitenfläche eines elastischen Rings der Stangendichtungsanordnung von 1;
2B eine perspektivische Ansicht der anderen Seitenfläche des elastischen Rings der Stangendichtungsanordnung von 1
3 eine teilweise Querschnittsdarstellung eines Gehäuses eines druckmittelbetätigten Bremszylinders mit einer in einer Bohrung des Gehäuses angeordneten Stangendichtungsanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
4 eine teilweise Querschnittsdarstellung eines Gehäuses eines druckmittelbetätigten Bremszylinders mit einer in einer Bohrung des Gehäuses angeordneten Stangendichtungsanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Exemplary embodiments of the invention are shown below in the drawing and explained in more detail in the description below. In the drawing shows

1 a partial cross-sectional view of a housing of a pressure-actuated brake cylinder with a rod seal arrangement arranged in a bore of the housing according to a preferred embodiment of the invention;
2A a perspective view of a side surface of an elastic ring of the rod seal assembly of 1 ;
2 B a perspective view of the other side surface of the elastic ring of the rod seal assembly of 1
3rd a partial cross-sectional view of a housing of a pressure-actuated brake cylinder with a rod seal arrangement arranged in a bore of the housing according to a further embodiment of the invention;
4th a partial cross-sectional view of a housing of a pressure-operated brake cylinder with a rod seal arrangement arranged in a bore of the housing according to a further embodiment of the invention.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt eine teilweise Querschnittsdarstellung eines Gehäuses 1 eines druckmittelbetätigten Bremszylinders 2 mit einer in einer Durchgangsbohrung 4 des Gehäuses 1 angeordneten Stangendichtungsanordnung 6 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Druckmittel handelt es sich bevorzugt um Druckluft. 1 shows a partial cross-sectional view of a housing 1 a pressure-actuated brake cylinder 2nd with one in a through hole 4th of the housing 1 arranged rod seal arrangement 6 according to a preferred embodiment of the invention. The pressure medium is preferably compressed air.

Dabei befindet sich ein Bereich größeren Drucks im Inneren des Gehäuses 1, beispielsweise in Form einer be- und entlüftbaren Bremszylinderkammer oder einer eine Rückholfeder aufnehmenden Federkammer 8, und ein Bereich eines demgegenüber niedrigeren Drucks außerhalb des Gehäuses 1, der beispielsweise durch die Atmosphäre 10 gebildet wird. Durch die Durchgangsbohrung 4 hindurch tritt eine mit einem hier nicht gezeigten Bremskolben oder mit einem Membranteller einer Membran verbundene Bremskolbenstange 12 nach au-ßen. Durch Be- bzw. Entlüften der Bremskammer wird der Bremskolben bzw. die Membrane mit dem Membranteller längs einer Mittelachse 14 betätigt, wobei die Kraft über die Bremskolbenstange 12 auf einen beispielsweise exzentrischen Bremsmechanismus übertragen wird, wobei es zu einer Kompression der in der Federkammer 8 befindlichen Druckluft kommt. Weiterhin kann es zu einem Verkippen und zu radialen Bewegungen der Bremskolbenstange 12 kommen, in 1 in der Zeichenebene gegenüber der Mittelachse 14.There is an area of greater pressure inside the housing 1 , for example in the form of a brake cylinder chamber which can be ventilated and vented or a spring chamber which receives a return spring 8th , and a range of lower pressure outside the housing 1 , for example, by the atmosphere 10th is formed. Through the through hole 4th a brake piston rod connected to a brake piston (not shown here) or to a membrane plate of a membrane passes through 12th outward. By venting the brake chamber, the brake piston or the diaphragm with the diaphragm plate along a central axis 14 actuated, the force on the brake piston rod 12th is transmitted to an eccentric braking mechanism, for example, whereby there is a compression of the Spring chamber 8th located compressed air comes. Furthermore, the brake piston rod can tilt and radially move 12th get into 1 in the plane of the drawing opposite the central axis 14 .

Die Durchgangsbohrung 4 in einer Gehäusewandung 16 des Bremszylinders 2 ist bevorzugt gestuft ausgeführt und weist in einem zur Federkammer 8 weisenden ersten Bohrungsabschnitt 4A einen größeren Durchmesser auf als in einem sich an diesen anschließenden zweiten Bohrungsabschnitt 4B, der in einem die Federkammer 8 zur Atmosphäre 10 hin begrenzenden und radial verlaufenden Abschnitt 17 der Gehäusewandung 16 ausgebildet ist und in dessen Axialbereich der Austritt 18 der Bremskolbenstange 12 aus dem Gehäuse 1 stattfindet. Die radial innere Umfangsfläche des zweiten Bohrungsabschnitts 4B weist dann im Bereich des Austritts 18 einen Ringspalt in Bezug zu einer radial äußeren Umfangsfläche 20 der Bremskolbenstange 12 auf.The through hole 4th in a housing wall 16 of the brake cylinder 2nd is preferably staged and points in one to the spring chamber 8th facing first bore section 4A a larger diameter than in a second bore section adjoining this 4B that in a the spring chamber 8th to the atmosphere 10th downward and radially extending section 17th the housing wall 16 is formed and in the axial region of the outlet 18th the brake piston rod 12th out of the case 1 takes place. The radially inner peripheral surface of the second bore section 4B then points in the area of the exit 18th an annular gap with respect to a radially outer peripheral surface 20th the brake piston rod 12th on.

In dem ersten Bohrungsabschnitt 4A ist die Stangendichtungsanordnung 6 zur Abdichtung der durch die Durchgangsbohrung 4 ragenden, sich von der Federkammer 8 in die Atmosphäre 10 erstreckenden Bremskolbenstange 12 gegenüber dem Gehäuse 1 angeordnet.In the first hole section 4A is the rod seal arrangement 6 to seal through the through hole 4th protruding from the spring chamber 8th into the atmosphere 10th extending brake piston rod 12th towards the housing 1 arranged.

Die Stangendichtungsanordnung 6 umfasst einen radial inneren Führungsring 22, bevorzugt aus einem Lagermetall, beispielsweise Lagerbronze, dessen radial innere Umfangsfläche gegenüber der radial äußeren Umfangsfläche 20 der Bremskolbenstange 12 einen Gleitsitz ausbildet, indem die Bremskolbenstange 12 entlang der Mittelachse 14 längverschieblich betätigbar ist, wobei es, wie bereits oben erwähnt zu radialen Lagefehlern zwischen Bremskolbenstange 12 und Stangendichtungsanordnung 6 und und/oder zu Verkippungen der Bremskolbenstange 12 in Bezug zur Mittelachse 14 des Bremszylinders 2 kommen kann, so dass die Stangendichtungsanordnung 6 radial belastet werden kann.The rod seal arrangement 6 includes a radially inner guide ring 22 , preferably made of a bearing metal, for example bearing bronze, the radially inner circumferential surface of which is opposite the radially outer circumferential surface 20th the brake piston rod 12th forms a sliding fit by the brake piston rod 12th along the central axis 14 can be actuated in a longitudinally displaceable manner, wherein, as already mentioned above, there are radial position errors between the brake piston rod 12th and rod seal assembly 6 and / or to tilt the brake piston rod 12th in relation to the central axis 14 of the brake cylinder 2nd can come, so the rod seal assembly 6 can be loaded radially.

Die Stangendichtungsanordnung 6 umfasst weiterhin ein vom Führungsring 22 getragenes, wenigstens radial elastisches Dichtungselement 24A, das gegen die radial äußere Umfangsfläche 20 der Bremskolbenstange 12 als Bewegungsdichtung dichtet. Das Dichtungselement 24A besteht hier beispielsweise aus einem Wellendichtring, insbesondere nach DIN 3760. Der Wellendichtring 24A ist in einem an der radial inneren Umfangsfläche des Führungsrings 22 ausgebildeten und zur Federkammer 8 weisenden Absatz 26 gehalten, vorzugsweise durch Preßsitz. Der an sich bekannte Wellendichtring 24A besteht aus einem Elastomerteil 28, einem Versteifungsring 30 und einer Zugfeder 32. Sen zylindrischer Außenmantel stellt dann die statische Abdichtung an der Sitzstelle am Absatz 26 dar und fixiert den Wellendichtring 24A dort. Dabei verleiht der Versteifungsring 30 dem Wellendichtring 24A die notwendige Steifigkeit. Die Dichtlippe als Elastomerteil 28 stellt sowohl die dynamische als auch die statische Dichtigkeit an der Bremskolbenstange 12 sicher. Für einen verstärkten Anpressdruck an der Bremskolbenstange 12 ist die Dichtlippe 28 durch die Zugfeder 32 belastet.The rod seal arrangement 6 also includes one from the guide ring 22 worn, at least radially elastic sealing element 24A that against the radially outer peripheral surface 20th the brake piston rod 12th seals as a movement seal. The sealing element 24A consists here, for example, of a shaft sealing ring, in particular according to DIN 3760. The shaft sealing ring 24A is in on the radially inner peripheral surface of the guide ring 22 trained and to the spring chamber 8th pointing paragraph 26 held, preferably by a press fit. The well-known shaft seal 24A consists of an elastomer part 28 , a stiffening ring 30th and a tension spring 32 . The cylindrical outer jacket then provides the static seal at the seat on the heel 26 and fixes the shaft sealing ring 24A there. The stiffening ring lends 30th the shaft seal 24A the necessary rigidity. The sealing lip as an elastomer part 28 provides both dynamic and static tightness on the brake piston rod 12th for sure. For increased contact pressure on the brake piston rod 12th is the sealing lip 28 by the tension spring 32 charged.

Die Stangendichtungsanordnung 6 umfasst nicht zuletzt einen in radialer Richtung elastisch verformbaren und plattenförmigen Ring 34, bevorzugt aus einem Elastomer, der dem Führungsring 22 und einer radial inneren Umfangsfläche 36 des ersten Bohrungsabschnitts 4A radial zwischengeordnet ist. Dabei ist der Ring 34 einerseits mit dem Führungsring 22 verbunden, bevorzugt durch Vulkanisation und andererseits an der radial inneren Umfangsfläche 36 des ersten Bohrungsabschnitts 4A abgestützt. Dieser plattenförmige elastische Ring 34 erstreckt sich daher mit seiner Plattenebene in radialer Richtung, senkrecht zur Mittelachse 14.The rod seal arrangement 6 not least includes a plate-shaped ring which is elastically deformable in the radial direction 34 , preferably made of an elastomer, the guide ring 22 and a radially inner peripheral surface 36 of the first hole section 4A is radially intermediate. Here is the ring 34 on the one hand with the guide ring 22 connected, preferably by vulcanization and on the other hand on the radially inner peripheral surface 36 of the first hole section 4A supported. This plate-shaped elastic ring 34 therefore extends with its plate plane in the radial direction, perpendicular to the central axis 14 .

Besonders bevorzugt ist zwischen der radial äußeren Umfangsfläche des elastisch verformbaren Rings 34 und der radial inneren Umfangsfläche 36 des ersten Bohrungsabschnitts 4A ein dünner Versteifungsring 38 aus einem gegenüber dem Elastomer des Rings 34 steiferen Material angeordnet, beispielsweise aus Stahl. Dann kann die Stangendichtungsanordnung 6 insgesamt wie ein Wellendichtring in die Durchgangsbohrung 4 bzw. in deren ersten Bohrungsabschnitt 4A eingepresst werden, wobei dann zwischen dem Versteifungsring 38 und der radial inneren Umfangsfläche 36 des ersten Bohrungsabschnitts 4A vorzugsweise ein Presssitz vorliegt.Is particularly preferred between the radially outer peripheral surface of the elastically deformable ring 34 and the radially inner peripheral surface 36 of the first hole section 4A a thin stiffening ring 38 from one versus the elastomer of the ring 34 stiffer material arranged, for example made of steel. Then the rod seal assembly 6 overall like a shaft seal in the through hole 4th or in their first bore section 4A are pressed in, then between the stiffening ring 38 and the radially inner peripheral surface 36 of the first hole section 4A preferably a press fit is present.

Besonders bevorzugt ist die der Federkammer 8 zugewandte Seitenfläche 40 des elastisch verformbaren Rings 34 gegen eine Stützscheibe 44 axial abgestützt, welche ihrerseits durch einen in einer Nut 42 im ersten Bohrungsabschnitt 4A axial festgelegten Sicherungsring 48 axial festgelegt ist. Die Stützscheibe 44 ist dadurch gegen den elastisch verformbaren Ring 34 gekontert. Durch die Stützscheibe 44 wird der elastisch verformbare Ring 34 an der Gehäusefläche 46 gehalten, beispielsweise unter geringem Spiel und dadurch in dieser Lage stabilisiert.That of the spring chamber is particularly preferred 8th facing side surface 40 of the elastically deformable ring 34 against a support disc 44 axially supported, which in turn by a in a groove 42 in the first section of the hole 4A axially fixed circlip 48 is fixed axially. The support disc 44 is thus against the elastically deformable ring 34 countered. Through the support disc 44 becomes the elastically deformable ring 34 on the housing surface 46 kept, for example with little play and thereby stabilized in this position.

Dann ist der elastische Ring 34 in axialer Richtung gesehen einer radialen, zur Federkammer 8 weisenden Gehäusefläche 46 des radialen Abschnitts 17 der Gehäusewandung 16 und der Stützscheibe 44 zwischengeordnet. Die Gehäusefläche 46 ist daher eine innere Gehäusefläche in dem radial verlaufenden Abschnitt 17 der Gehäusewandung 16, in dem der zweite Bohrungsabschnitt 4B ausgebildet ist, an dem der Austritt 18 der Bremskolbenstange 12 aus dem Gehäuse 1 stattfindet.Then the elastic ring 34 seen in the axial direction of a radial to the spring chamber 8th facing housing surface 46 of the radial section 17th the housing wall 16 and the support disc 44 intermediate. The housing area 46 is therefore an inner housing surface in the radially extending section 17th the housing wall 16 in which the second bore section 4B is formed, at which the exit 18th the brake piston rod 12th out of the case 1 takes place.

Wie insbesondere 2A zeigt, ist besonders bevorzugt die zur Gehäusefläche 46 weisende Seitenfläche 50 des elastischen Rings 34 mit mehreren radial voneinander beabstandeten und in Umfangsrichtung umlaufenden Schmiernuten 52 versehen. Der in den Schmiernuten 52 aufgenommene Schmierstoff erleichtert dann ein Gleiten des elastischen Rings 34 entlang der Gehäusefläche 46, wenn er sich in radialer Richtung verformen muss. How in particular 2A shows, is particularly preferred that to the housing surface 46 facing side surface 50 of the elastic ring 34 with several radially spaced and circumferential lubrication grooves 52 Mistake. The one in the lubrication grooves 52 The lubricant absorbed then facilitates sliding of the elastic ring 34 along the housing surface 46 if it has to deform in the radial direction.

Gemäß 2B ist die von der Gehäusefläche 46 weg und zur Federkammer 8 bzw. zur Stützscheibe 44 weisende Seitenfläche 40 des elastischen Rings 34 mit axialen Vorsprüngen, z.B. in Form von auf der Seitenfläche 40 verteilt angeordneten Noppen 54 versehen. Diese Noppen 54, welche mit dem elastischen Ring 34 bevorzugt einstückig ausgebildet und daher auch elastisch verformbar sind, sorgen dann beispielsweise durch axiale Vorspannung gegen die Stützscheibe 44, dass der Ring 34 vorzugsweise mit geringem Spiel an der Gehäusefläche 46 gehalten wird.According to 2 B is that of the housing surface 46 away and to the spring chamber 8th or to the support disc 44 facing side surface 40 of the elastic ring 34 with axial projections, for example in the form of on the side surface 40 distributed knobs 54 Mistake. These pimples 54 which with the elastic ring 34 are preferably formed in one piece and are therefore also elastically deformable, then provide, for example, by axial prestressing against the support disk 44 that the ring 34 preferably with little play on the housing surface 46 is held.

Bei den Ausführungsformen von 3 und 4 wird das Dichtungselement durch einen einstückigen Dichtring 24B aus einem Elastomer gebildet, welcher mit einer zur Federkammer 8 weisenden Fläche des Führungsrings 22 durch Vulkanisation stoffschlüssig verbunden ist. Dabei können der Führungsring 22 und das Dichtungselement 24B ineinander greifende Flächenabschnitte aufweisen. Ein solcher elastischer Dichtring 24B kann dann mittels wenigstens einer Wurmfeder 56 gegen die radial äußere Umfangsfläche 20 der Bremskolbenstange 12 gespannt werden, um die Dichtwirkung zu erhöhen.In the embodiments of 3rd and 4th the sealing element is a one-piece sealing ring 24B made of an elastomer, which with one to the spring chamber 8th facing surface of the guide ring 22 is cohesively connected by vulcanization. The guide ring 22 and the sealing element 24B have interlocking surface sections. Such an elastic sealing ring 24B can then by means of at least one worm feather 56 against the radially outer peripheral surface 20th the brake piston rod 12th be tensioned to increase the sealing effect.

Gemäß einer in 4 gezeigten Ausführungsform ist der elastisch verformbare Ring 34 mit einem axialen Vorsprung 58 versehen, insbesondere an seinem radial äußeren Rand und in Form eines in Umfangsrichtung umlaufenden Wulstes, wodurch der Ring 34 dann durch elastische Verformung des Wulstes 58 zwischen der Gehäusefläche 46 und der Stützscheibe 44 reibschlüssig geklemmt wird. Der Wulst 58 ist mit dem Ring 34 bevorzugt einstückig ausgebildet. Alternativ kann der axiale Vorsprung 58 des elastisch verformbaren Rings 34 auch in hier nicht gezeigter Weise in eine korrespondierende axiale Ausnehmung in der Gehäusefläche 46 oder in der Stützscheibe 44 eingreifen, wobei dadurch ein Formschluss zwischen Ring 34 und Gehäuse 1 bzw. Stützscheibe 44 erzielt wird. Bei der Ausführungsform von 4 ist bevorzugt kein Versteifungsring 38 zwischen der radial äußeren Umfangsfläche des Rings 34 und der radial inneren Umfangsfläche 36 des ersten Bohrungsabschnitts 4A der Durchgangsbohrung 4 vorgesehen.According to one in 4th The embodiment shown is the elastically deformable ring 34 with an axial projection 58 provided, in particular on its radially outer edge and in the form of a circumferential bead, whereby the ring 34 then by elastic deformation of the bead 58 between the housing surface 46 and the support disc 44 is frictionally clamped. The bead 58 is with the ring 34 preferably formed in one piece. Alternatively, the axial projection 58 of the elastically deformable ring 34 also in a manner not shown here in a corresponding axial recess in the housing surface 46 or in the support disc 44 intervene, thereby creating a positive connection between the ring 34 and housing 1 or support disc 44 is achieved. In the embodiment of 4th is preferably not a stiffening ring 38 between the radially outer peripheral surface of the ring 34 and the radially inner peripheral surface 36 of the first hole section 4A the through hole 4th intended.

Was die Materialien des elastischen Rings 34 einerseits und des Elastomerteils 28 des Wellendichtrings 24A bzw. des Dichtungselements 24B andererseits betrifft, so bestehen diese bevorzugt aus unterschiedlichen Elastomeren, wobei die Elastomere hinsichtlich Materialsteifigkeit und Temperaturverhalten an die jeweils geforderte Funktion angepasst sind.As for the materials of the elastic ring 34 on the one hand and the elastomer part 28 of the shaft seal 24A or the sealing element 24B on the other hand, these preferably consist of different elastomers, the elastomers being adapted to the function required in terms of material rigidity and temperature behavior.

So besteht die Hauptaufgabe des elastischen Rings 34 darin, einen Radialversatz der Bremskolbenstange 12 bzw. Lagetoleranzen und dadurch bedingte Radialverschiebungen des steifen Führungsrings 22 gegenüber der Mittelachse 14 durch elastische Verformung auszugleichen, insbesondere auch bei sehr tiefen Temperaturen. Folglich sollte der Elastomer des elastischen Rings 34 auch bei sehr niedrigen Temperaturen noch eine vergleichsweise hohe Elastizität aufweisen.This is the main task of the elastic ring 34 therein a radial offset of the brake piston rod 12th or positional tolerances and the resulting radial displacements of the rigid guide ring 22 against the central axis 14 compensate by elastic deformation, especially at very low temperatures. Consequently, the elastomer of the elastic ring 34 have a comparatively high elasticity even at very low temperatures.

Demgegenüber ist bei dem Elastomerteil 28 des Wellendichtrings 24A bzw. bei dem Dichtungselements 24B der Elastomer ganz auf die Dichtfunktion abgestimmt, während dem Ausgleich von Radialbewegungen eine geringere Bedeutung zukommt, welcher vornehmlich durch den elastischen Ring 34 bewerkstelligt wird.In contrast, the elastomer part 28 of the shaft seal 24A or with the sealing element 24B the elastomer is completely tailored to the sealing function, while the compensation of radial movements is less important, which is primarily due to the elastic ring 34 is accomplished.

BezugszeichenlisteReference list

11: Gehäusecasing
22nd: BremszylinderBrake cylinder
44th: DurchgangsbohrungThrough hole
4A4A: erster Bohrungsabschnittfirst bore section
4B4B: zweiter Bohrungsabschnittsecond bore section
66: StangendichtungsanordnungRod seal arrangement
88th: FederkammerSpring chamber
1010th: Atmosphärethe atmosphere
1212th: BremskolbenstangeBrake piston rod
1414: MittelachseCentral axis
1616: GehäusewandungHousing wall
1717th: Abschnittsection
1818th: Austrittexit
2020th: radial äußere Umfangsflächeradially outer peripheral surface
2222: FührungsringGuide ring
24A24A: WellendichtringShaft seal
24B24B: DichtringSealing ring
2626: Absatzparagraph
2828: ElastomerteilElastomer part
3030th: VersteifungsringStiffening ring
3232: ZugfederTension spring
3434: Ringring
3636: radial innere Umfangsflächeradially inner peripheral surface
3838: VersteifungsringStiffening ring
4040: SeitenflächeSide surface
4242: NutGroove
4444: StützscheibeSupport disc
4646: GehäuseflächeHousing area
4848: SicherungsringCirclip
5050: SeitenflächeSide surface
5252: SchmiernutenLubrication grooves
5454: NoppenPimples
5656: WurmfederWorm feather
5858: Vorsprunghead Start

Claims

Pressure-actuated brake cylinder of a vehicle with a housing (1), a brake piston rod (12) projecting through a bore (4) in the housing (1) and extending from an area (8) higher pressure into an area (10) compared to lower pressure, which is sealed off from the housing (1) by means of a rod sealing arrangement (6), the rod sealing arrangement (6) including a) a guide ring (22) made of a metallic material, the radially inner peripheral surface of which forms a sliding fit with respect to a radially outer peripheral surface (20) of the shaft or rod (12), and with b) at least one at least one radially elastic sealing element (24A; 24B) carried by or connected to the guide ring (22), which seals against the radially outer peripheral surface (20) of the shaft or rod (12) as a movement seal, and with a c) at least in the radial direction elastically deformable ring (34) is provided, which is radially interposed between the guide ring (22) and a radially inner peripheral surface (36) of the housing (1) and connected on the one hand to the guide ring (22) and on the other hand on a radial inner peripheral surface (36) of the housing (1) is supported, wherein d) the elastically deformable ring (34) and the sealing element (24A; 24B), each represent separate components, and e) the elastic ring (34) is plate-shaped, the side surface (50) facing away from the region (8) of the higher pressure in the entire radial region between its radially inner peripheral surface and its radially outer peripheral surface against a housing surface (46) of the housing (1 ) is axially supported.

Brake cylinder with rod seal arrangement according to Claim 1 , characterized in that at least part of the side surface (40) of the elastically deformable ring (34) facing the region (8) of the higher pressure is axially supported against a support disk (44) axially fixed in the housing (1), the elastic ring (34) seen in the axial direction between the housing surface (46) and the support disc (44).

Brake cylinder with rod seal arrangement according to Claim 1 or 2nd , characterized in that the support disc (44) is axially fixed in the housing (1) by means of a locking ring (48) and is countered against the elastically deformable ring (34).

Brake cylinder with rod seal arrangement according to Claim 2 or 3rd , characterized in that the elastically deformable ring (34) is provided with an axial projection (58) which is clamped under elastic deformation between the housing surface (46) and the support disc (44).

Brake cylinder with rod seal arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the side surface (50) of the elastic ring (34) facing the housing surface (46) is provided with at least one groove for receiving lubricant.

Brake cylinder with a rod seal arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the side surface (40) of the elastic ring (34) pointing away from the housing surface (46) is provided with knobs (54).

Brake cylinder with rod seal arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the guide ring (22) is made of bearing bronze.

Brake cylinder with a rod seal arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element (24A) is formed by a shaft sealing ring which is formed in a shoulder (18) which is formed on the radially inner peripheral surface of the guide ring (22) and faces the region (8) of the higher pressure. 26) is held.

Brake cylinder with rod seal arrangement according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the sealing element (24B) is formed by a sealing ring made of an elastomer which is integrally connected to a surface of the guide ring (22) facing the region (8) of the higher pressure by vulcanization.

Brake cylinder with rod seal arrangement according to Claim 9 , characterized in that the sealing ring (24B) by means of at least one Worm spring (56) is tensioned against the radially outer peripheral surface (20) of the rod or shaft (12).

Brake cylinder with rod seal arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that between the radially outer circumferential surface of the elastically deformable ring (34) and the radially inner circumferential surface (36) of the housing (1) a stiffening ring (38) made of an elastic material deformable ring (34) stiffer material is arranged.