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Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Aktuator
für die
Bremsanlage eine Fahrzeugs. Solche pneumatischen Aktuatoren sind
häufig
als Federspeicherbremszylinder ausgebildet, die einen hinteren Zylinder
aufweisen, in dem ein hinterer Kolben verschieblich angeordnet ist.
Eine Seite des hinteren Kolbens und die Innenwand des hinteren Zylinders bilden
eine hintere Belüftungskammer
aus. Auf der anderen Seite des hinteren Kolbens ist dabei eine Speicherfeder
vorgesehen, die durch den hinteren Kolben zusammengepresst werden
kann. Die hintere Belüftungskammer
wird dabei von einem Zwischenflansch abgeschlossen, der von einer
Verschiebestange durchtreten wird, die am hinteren Kolben anliegt.
Die Verschiebestange kann durch den hinteren Kolben im Zwischenflansch
verschoben werden. Auf der der hinteren Belüftungskammer gegenüber liegenden
Seite des Zwischenflansches ist eine vordere Belüftungskammer vorgesehen, die
von einem in einem vorderen Zylinder beweglichen vorderen Kolben begrenzt
wird. Auf der Vorderseite des vorderen Kolbens ist eine Betätigungsstange
für ein
Bremselement der Bremsanlage des Fahrzeugs vorgesehen. Der hintere
Kolben und der vordere Kolben stehen dabei über die Verschiebestange so
miteinander in Kontakt, daß der
vordere Kolben durch den hinteren Kolben verschiebbar ist.
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Bei einer Inbetriebnahme des Fahrzeugs wird
dabei die hintere Belüftungskammer
gegen den Druck der Speicherfeder mit Druckluft befällt, so
daß sich
der hintere Kolben in den hinteren Zylinder hineinbewegt. Dabei
bewegt sich die Verschiebestange im Zwischenflansch ebenfalls nach
hinten, wodurch der vordere Kolben von der Beaufschlagung durch die
Verschiebestange entlastet wird. Der vordere Kolben und die Betätigungsstange
können
sich deswegen ebenfalls nach hinten in den vorderen Zylinder hinein
bewegen, wodurch das Bremselement der Bremsanlage freigegeben wird.
Das Fahrzeug geht daher von einem durch die Speicherfeder gebremsten
Zustand in einen ungebremsten Zustand über. Durch eine Beaufschlagung
der vorderen Belüftungskammer
mit Druckluft kann der vordere Kolben im vorderen Zylinder bewegt
werden, wodurch über
die Betätigungsstange
das Bremselement der Bremsanlage beaufschlagbar ist. Dadurch können Bremsungen
des Fahrzeugs selektiv erfolgen. Bei einem Ausfall der Druckluftversorgung
des Fahrzeugs nimmt der Druck der Druckluft in der hinteren Belüftungskammer
ab. Die Speicherfeder drückt
nachfolgend den hinteren Kolben zurück in die Ausgangsstellung, wobei
die Verschiebestange den vorderen Kolben beaufschlagt. Der vordere
Kolben wiederum verschiebt die Betätigungsstange so, daß das Bremselement
der Bremsanlage betätigt
wird.
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Die im Stand der Technik bekannten
pneumatischen Aktuatoren sind kompliziert aufgebaut und lassen sich
nur aufwendig herstellen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung,
einen verbesserten pneumatischen Aktuator bereitzustellen, der sich
einfach herstellen läßt.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der
unabhängigen
Ansprüch
gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.
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Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung
ist die Druckplatte des vorderen Kolbens in einem Bereich, an dem
die Rückstell feder
anliegt, wenigstens mit einem einstöckig mit der Druckplatte ausgebildeten
Führungselement
versehen. Ein solches Führungselement
erleichtert die Montage besonders, weil keine zusätzlichen
Führungselemente auf
der Druckplatte vorgesehen werden müssen, um die Rückstellfeder
zuverlässig
zu führen.
Dadurch wird die zuverlässige
und schnelle Montage begünstigt.
Die Druckplatte kann dabei aus Metallblech bestehen, und zwar insbesondere
aus Stahlblech. Dies erleichtert das Herstellen der erfindungemäßen Druckplatte,
weil die erfindungsgemäßen Führungselemente
auch als tiefgezogene Zentriernasen ausgebildet sein können. Diese
lassen sich besonders einfach herstellen.
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In Abwandlung davon kann die erfindungsgemäße Druckplatte
auch als Metall-Gußteil
ausgebildet sein, wobei die Führungselemente
integral auf der Druckplatte vorgesehene Erhöhungen aufweisen. Eine solche
Ausbildung ist besonders dann günstig,
wenn die Druckplatte mit in großen
Stückzahlen
mittels eines Gußverfahrens
hergestellt werden soll, beispielsweise aus Aluminium-Spritzguß.
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Die Führungselemente können dabei
wenigstens Teilbereiche einer umlaufenden Zentrierwanne für die Rückstellfeder
ausbilden, wobei dadurch eine zuverlässige Führung gewährleistet wird. Eine solche
Zentrierwanne kann auch als umlaufender Zentrierkranz oder als Ringsitz
bezeichnet werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Herstellen einer solchen Druckplatte wird ausgehend von einer
Metallplatte die Außenkontur
der Druckplatte und gleichzeitig eine Aufnahmeöffnung für die Betätigungsstange vorgesehen, wobei
im Zusammenhang mit dem Austanzvorgang Führungselemente in die Druckplatte
eingedrückt
werden. Hierfür ist
eine spezielles Werk zeug vorgesehen, mit dem sowohl Schneid- als
auch Druckvorgänge
bzw. Tiefziehvorgänge
ausgeführt
werden können.
Dabei werden die Führungselemente
gedrückt
oder tiefgezogen.
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Es können beliebige Zahlen von Führungselementen
vorgesehen sein, die auch als Führungsnasen
oder Führungselemente
ausgebildet sein können.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung
anhand von zwei Ausführungsbeispielen
näher veranschaulicht.
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1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Federspeicherbremszylinder
im Querschnitt,
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2 zeigt
den vorderen Zylinder des Federspeicherbremszylinders aus 1 in einer perspektivischen
Ansicht,
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Druckplatte mit Betätigungsstange
des Federspeicherbremszylinders aus 1 und 2.
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4 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße Druckplatte
mit Betätigungsstange
in einer perspektivischen Ansicht.
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1, 2 und 3 veranschaulichen einen erfindungsgemäßen Federspeicherbremszylinder 1.
Der Federspeicherbremszylinder 1 hat einen topfförmigen Zylinderkörper bzw.
hinteren Zylinder 2, der aus Stahlblech gefertigt ist.
Im hinteren Zylinder 2 ist ein FBA-Kolben bzw. hinterer
Kolben 3 vorgesehen, der über einen Kolbenstulp bzw.
eine umlaufende Dichtung 4 gegen die Innenwandung des hinteren Zylinders 2 abgedichtet
ist. Der hintere Kolben 3 ist dabei längsverschieblich im hinteren
Zylinder 2 angeordnet. Auf der Rückseite des hinteren Kolbens 3 ist eine
Druckfeder bzw. Spei cherfeder 5 vorgesehen, die sich in
einem Bodenbereich 6 des hinteren Zylinders 2 abstützt.
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Gegenüber dem Bodenbereich 6 ist
die Wandung des hinteren Zylinders 2 zu einem Aufnahmebereich 7 erweitert
ausgebildet.
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Im Aufnahmebereich 7 ist
dabei ein kreisscheibenförmiger
Zwischenflansch 8 aufgenommen, der auf seiner Außenseite
mit einem O-Ring 9 gegenüber dem Aufnahmebereich 7 luftdicht
abgedichtet ist. Der Zwischenflansch 8 weist im Bereich
seiner Symmetrieachse eine Durchgangsöffnung 10 auf, in der
eine am hinteren Kolben 3 ausgebildete Verschiebestange 11 bzw.
ein FBA-Kolbenrohr geführt ist.
Zur Abdichtung ist dabei zwischen der Verschiebestange 11 und
der Durchgangsöffnung 10 eine
Nabendichtung aus PUR bzw. eine Gummidichtung 12 eingebracht.
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Im Zwischenflansch 8 ist
dabei auf einer Seite noch eine Belüftungsöffnung 13 als Radialbohrung im äußeren Rand
des Zwischenflansches 8 vorgesehen. An deren Austrittstelle
im Bereich des Aufnahmebereichs 7 ist zum Anschluß einer
Versorgungsleitung eine Aussparung 14 vorgesehen. Über die
Belüftungsöffnung 13 kann
dabei eine von dem Zwischenflansch 8, von dem hinteren
Zylinder 2 und von dem hinteren Kolben 3 gebildete
Federspeicherkammer bzw. hintere Belüftungskammer 15 mit
Druckluft versorgt werden, so daß der hintere Kolben 3 gegen die
Druckkraft der Speicherfeder 5 in die in 1 gezeigte Stellung bewegt werden kann.
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An den hinteren Zylinder 2 schließt sich
der Zylinderdeckel bzw. vordere Zylinder 20 an, der topfförmig aus
Stahlblech hergestellt ist. Der vordere Zylinder 20 weist
dabei einen umgebördelten
Befestigungsrand 21 auf, der absatzförmig auf die Außenseite
des vorderen Zylinders 20 übersteht. Der Auf nahmebereich 7 ist
dabei so mit einem Rollverfahren umgebogen, daß der Befestigungsrand 21 axial
festgehalten wird. Dabei ist zwischen dem Befestigungsrand 21 und
dem Zwischenflansch 8 eine kreisscheibenförmige flexible
Membrane bzw. Gummimembran 22 vorgesehen, die ein Betriebsbremsteil
bzw. eine vordere Belüftungskammer 23 begrenzt.
Die vordere Belüftungskammer 23 wird
dabei außerdem
noch von einer Seite des Zwischenflansches 8 und von einem
Bereich der durch den Zwischenflansch 8 hindurchragenden
Verschiebestange 11 gebildet.
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Über
in dieser Ansicht nicht sichtbare Belüftungeinrichtungenn kann die
vordere Belüftungskammer 23 selektiv
mit Druckluft beaufschlagt werden.
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Im inneren Bereich der Gummimembran 22 ist
eine Kolbenscheibe bzw. Druckplatte 24 mit einer sich im
Bereich der Symmetrieachse des ersten Federspeicherbremszylinders 1 erstreckenden
Betätigungsstange 25 bzw.
Druckstück
vorgesehen. Die Druckplatte 24 wird dabei von einer Rückstellfeder 26 stets
gegen die Gummimembran 22 gepresst. Eine in der Druckplatte 24 vorgesehene
Zentrieröffnung 27 umfasst
dabei einen in der Gummimembran 22 ausgebildeten Zapfen
bzw. Zentriernoppen 28, so daß die Lage der Betätigungsstange 25 bei
einer Bewegung der Druckplatte 24 und der Gummimembran 22 innerhalb
eines gewünschten
Bereichs bleibt.
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Auf der von der Gummimembran wegweisenden
Seite sind in die Druckplatte 24 eine Federzentrierung
in Form von vier Führungsnasen 35 vorgesehen,
die die Rückstellfeder 26 auf
der Druckplatte 24 zentrieren. Die Rückstellfeder ist hierzu an
ihrem an der Druckplatte 24 anliegenden Ende derart gekröpft ausgebildet,
so daß der
an der Druckplatte 24 anliegende Be reich der Rückstellfeder 36 stets wenigstens
drei der vier Führungsnasen 35 passend eingefaßt werden.
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Ein Faltenbalg 29, der sich
von einer Austrittsöffnung 30 in
einem Boden des vorderen Zylinders 20 zu der Betätigungsstange 25 hin
erstreckt, dichtet dabei das Innere des vorderen Zylinders 20 gegen von
außen
eintretenden Schmutz ab. Zur Befestigung des ersten Federspeicherbremszylinders 1 an einem
Fahrzeug sind dabei weiterhin zwei Befestigungsbolzen 31 im
Boden des vorderen Zylinders 20 eingelassen.
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Zur Betätigung des Federspeicherbremszylinders 1 wird
dabei auf bekannte Weise verfahren, indem die hintere Belüftungskammer 15 bzw.
die vordere Belüftungskammer 23 mit
Druckluft beaufschlagt wird. Die Betätigung eines in dieser Ansicht nicht
gezeigten Bremselements eines Fahrzeugs erfolgt dabei über die
Betätigungsstange 25.
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Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Druckplatte 24 wird
dabei wie folgt verfahren. In einem einzigen Herstellungsschritt
wird die Druckplatte 24 aus einer Stahlblechtafel ausgestanzt.
Dabei wird sowohl der äußere Umriss
der Druckplatte 24 als auch ein für die Aufnahme der Betätigungsstange 25 vorgesehenes
Durchgangsloch 36 eingestanzt. Außerdem wird die Zentrieröffnung 27 eingeformt.
Im gleichen Schritt werden die Führungsnasen 35 eingeformt,
indem diese durch ein Druckwerkzeug durch die Grundfläche der
Druckplatte 24 auf die andere Seite herausgedrückt werden,
so daß sie
wie in 1 besonders gut
zu sehen ist auf die Oberseite der Druckplatte 24 abstehen.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Kolbenscheibe bzw.
Druckplatte 24',
die inte gral mit einer Bestätigungsstange 25' hergestellt
ist. Die Druckplatte 24 ist dabei gewichts- und kraftverlaufsmäßig durch
Vorsehen von Rippen und Aussparungen optimiert. Im Übergangsbereich
zwischen der Druckplatte 24' und der
Betätigungsstange 25 sind
ferner zahlreiche Halterippen 37 ausgebildet, wobei umlaufend
um die Halterippen 37 eine ringförmige Zentrierwanne 38 ausgebildet
ist. Die Zentrierwanne 38 ist in ihrem Durchmesser dabei
so gewählt,
daß der
in dieser Ansicht nicht gezeigte Bereich der Rückstellfeder 26, die
an der Druckplatte 24 anliegt, in der Zentrierwanne 38 geführt wird.
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Die Druckplatte 24' ist in einem
Gußverfahren
hergestellt, und zwar insbesondere mit einem Spritzgußverfahren
aus Aluminiumlegierung.
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- 1
- Federspeicherbremszylinder
- 2
- hinterer
Zylinder, Zylinderkolben
- 3
- hinterer
Kolben, FBA-Kolben
- 4
- Dichtung,
Kolbenstulp
- 5
- Speicherfeder,
Druckfeder
- 6
- Bodenbereich
- 7
- Aufnahmebereich
- 8
- Zwischenflansch
- 9
- O-Ring
- 10
- Durchgangsöffnung
- 11
- Verschiebestange,
FBA-Kolbenrohr
- 12
- Gummidichtung,
Nabendichtung
- 13
- Belüftungsöffnung
- 14
- Aussparung
- 15
- hintere
Belüftungskammer,
Federspeicherkammer
- 20
- vorderer
Zylinder, Zylinderdeckel
- 21
- Befestigungsrand
- 22
- Gummimembran,
Membrane
- 23
- Belüftungskammer,
Betriebsbremsteil
- 24,
24'
- Druckplatte,
Kolbenscheibe
- 25,
25'
- Betätigungsstange,
Druckstück
- 26
- Rückstellfeder
- 27
- Zentrieröffnung
- 28
- Zentriernoppen,
Zapfen
- 29
- Faltenbalg
- 30
- Austrittsöffnung
- 31
- Befestigungsbolzen
- 35
- Führungsnase,
Federzentrierung
- 36
- Durchgangsloch
- 37
- Halterippe
- 38
- Zentrierwanne