DE1032679B

DE1032679B - Cylinders, in particular air brake cylinders for motor vehicle brakes

Info

Publication number: DE1032679B
Application number: DEB27888A
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1953-10-13
Filing date: 1953-10-13
Publication date: 1958-06-19

Description

Zylinder, insbesondere Druckluftbremszylinder für Kraftfahrzeugbremsen Die Erfindung betrifft einen Zylinder für durch Druckluft betätigte Anlagen, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsen. Bei diesen Zylindern, insbesondere wenn sie in Druckluftbremsanlagen von geländegängigen Kraftfahrzeugen verwendet werden sollen, besteht häufig die Aufgabe, die Außenluftseite des Zylinders so abzuschließen, daß in die sich beim Arbeiten des Kolbens räumlich dauernd ändernde Außenluftkammer weder Staub noch Wasser eindringen kann. Es ist deshalb für solche Fälle schon vorgesehen worden, die Außenluftseite des Zylinders mit einem Balg abzudecken, dessen Enden dicht abschließend mit dem Zylindergehäuse bzw. der aus diesem Gehäuse herausragenden Kolbenstange verbunden sind. Dabei ist der Balg so ausgebildet und angeordnet bzw. bemessen worden, daß der zwischen dem Balg, dem Kolben und dem Zylinder eingeschlossene Luftraum in allen Kolbenstellungen ungefähr gleich groß bleibt. Man ist deshalb bei der bekannten Ausführung für den Balg auf einen Durchmesser gegangen, der auch bei ausgezogener Kolbenstange ungefähr dem Außendurchmesser des Bremszylinders entspricht. Bei der bekannten Ausführung ist aber nicht berücksichtigt, daß Kolbendichtungen mindestens nach längerer Betriebszeit nachlassen, so daß ein Druckausgleich zwischen der im vorliegenden Fall dicht abgeschlossenen Außenluftkammer und der Arbeitskammer des Zylinders auftreten kann. Die bekannte Bremszylinderausführung, die für einen Unterdruckbremszylinder gedacht war, ist daher für Druckluftbremszylinder nicht immer geeignet.Cylinders, in particular compressed air brake cylinders for motor vehicle brakes The invention relates to a cylinder for compressed air operated systems, in particular for motor vehicle brakes. With these cylinders, especially when they are used in air brake systems to be used by all-terrain vehicles, there is often the Task to close off the outside air side of the cylinder so that the Working of the piston constantly changing space outside air chamber neither dust nor Water can penetrate. It has therefore already been provided for such cases to cover the outside air side of the cylinder with a bellows, the ends of which are tightly sealed with the cylinder housing or the piston rod protruding from this housing are connected. The bellows is designed and arranged or dimensioned in such a way that that the air space enclosed between the bellows, the piston and the cylinder remains approximately the same in all piston positions. One is therefore with the well-known Version for the bellows has gone to a diameter that is also the same when it is extended Piston rod roughly corresponds to the outer diameter of the brake cylinder. In the known execution is not taken into account that piston seals at least decrease after a long period of operation, so that a pressure equalization between the im present case tightly closed outside air chamber and the working chamber of the Cylinder can occur. The well-known brake cylinder design for a vacuum brake cylinder was intended, is therefore not always suitable for air brake cylinders.

Um diese Mängel zu beheben, ist nach der Erfindung das eine Ende des nachgiebigen Balgs mit dem ihm zugeordneten Balgträger als ein nach außen öffnendes Überströmventil ausgebildet, das nur bei einer in der Außenluftkammer auftretenden Drucksteigerung wirksam wird. Bei dieser Ausführung kann also über den Kolbenstulp zuströmende Druckluft aus der Außenluftkammer entweichen, der Eintritt von Luft und Wasser von außen aber wird mit Sicherheit verhindert.In order to remedy these shortcomings, one end of the is according to the invention flexible bellows with the bellows support assigned to it as an outwardly opening one Overflow valve formed, which only occurs when one occurs in the outside air chamber Pressure increase takes effect. In this version, you can use the piston faceplate Incoming compressed air escape from the outside air chamber, the entry of air and water from the outside is certainly prevented.

Einige Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine erste Ausführungsform, Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 ein Teilbild einer zweiten Ausführungsform im Schnitt, Fig. 4 ein Teilbild einer dritten Ausführungsform, gleichfalls im Schnitt, während in Fig. 5 eine Einzelheit der Balgausbildung erläutert ist.Some embodiments according to the invention are in the drawing shown, namely Fig. 1 shows a first embodiment, Fig. 2 shows a detail from FIG. 1 on an enlarged scale, FIG. 3 shows a partial image of a second embodiment in section, Fig. 4 is a partial image of a third embodiment, also in section, while in Fig. 5 a detail of the bellows design is explained.

Der in üblicher Weise aus Blech gezogene Bremszylinder 1 hat einen Flansch 2, einen Boden 3 und einen Anschluß 4, über den der rechten Seite des Bremszylinders Druckluft zugeleitet oder diese Zylinderseite entlüftet werden kann. Im Zylinder 1 ist ein im wesentlichen scheibenförmiger Kolben 5 beweglich, der einen dem Boden 3 zugekehrten Dichtungsstulp 6 trägt. Eine gewellte, gleichzeitig den Rechtshub des Bremskolbens begrenzende Blechscheibe 7 hält den Dichtungsstulp an der Kolbenscheibe. Die Dichtlippe des Stulps wird in üblicher Weise durch Eigenspannung oder durch eine Spreizfeder an der Zylinderwand gehalten. An die Kolbenscheibe 5 ist ein Führungsrohr B angeschweißt, dessen linker Teil in dem Hals 9 eines aus Blech gezogenen Zylinderdeckels 10 gelagert ist. Der Deckel 10 endet nach außen in einem Ringflansch 11, der mit dem Flansch 2 des Bremszylinders verbunden ist. Am Hals 9 stützt sich außerdem eine Rückführfeder 12 für den Bremskolben ab. Im Führungsrohr 8 ist mit einer Scheibe 13 eine Kolbenstange 14 untergebracht, die mit ihrem rechten Ende sich gegen die Kolbenscheibe 5 legt. An das linke Ende der Kolbenstange ist ein Gabelkopf 15 angesetzt für den Anschluß des Brernsgestänge:s. Ein mit Spannbändern 16 und 17 am Gabelkopf 15 bzw. am Hals 9 festgespannter Faltenbalg 18 überdeckt die aus dem Zylinderdeckel 10 hinausragenden Kolbenteile.The brake cylinder 1 drawn in the usual way from sheet metal has a Flange 2, a base 3 and a connection 4, over which the right side of the brake cylinder Compressed air can be supplied or this cylinder side can be vented. In the cylinder 1 is a substantially disk-shaped piston 5 movable, one of the bottom 3 facing sealing faceplate 6 carries. A wavy, at the same time the right stroke the sheet metal disk 7 delimiting the brake piston holds the sealing faceplate on the piston disk. The sealing lip of the faceplate is in the usual way by internal stress or by a spreading spring is held on the cylinder wall. A guide tube is attached to the piston disk 5 B is welded, the left part of which is in the neck 9 of a cylinder cover drawn from sheet metal 10 is stored. The cover 10 ends outwardly in an annular flange 11, which is with the flange 2 of the brake cylinder is connected. A is also supported on the neck 9 Return spring 12 for the brake piston. In the guide tube 8 is with a washer 13 housed a piston rod 14, which with its right end against the Piston disk 5 places. A fork head 15 is attached to the left end of the piston rod for the connection of the Brerns linkage: s. One with straps 16 and 17 on the fork head 15 or the bellows 18 clamped to the neck 9 covers those from the cylinder cover 10 protruding piston parts.

Der Zylinderdeckel 10 verläuft auf dem zwischen dem Hals 9 und dem Flansch 11 liegenden Teil kegelig und hat dort Öffnungen 19. Diese Öffnungen sind von außen überdeckt durch eine Verlängerung 20 des aus synthetischem Gummi hergestellten Faltenbalgs. Die Verlängerung ist nach Art eines Dichtungsstulps mit gegen den Zylinderflansch 2 sich verjüngender Dichtlippe 21 ausgebildet und schließt zwischen dem Konus des Deckels und ihrer Innenwand einen freien Raum ein. Der Rand der Dichtlippe 21 legt sich unter Eigenspannung gegen den Deckel 10.The cylinder cover 10 extends between the neck 9 and the Flange 11 lying part conical and there has openings 19. These Openings are covered from the outside by an extension 20 of the synthetic Rubber manufactured bellows. The extension is like a sealing faceplate formed with a sealing lip 21 tapering towards the cylinder flange 2 and encloses a free space between the cone of the lid and its inner wall. The edge of the sealing lip 21 lies against the cover 10 under internal stress.

Wenn infolge eines Nachlassens des Dichtungsstulps 6 am Kolben aus der rechten Zylinderkammer Druckluft in die linke überströmt, so wirkt sich die links entstehende Drucksteigerung über die Öffnungen 19 auch auf die Dichtlippe 21 aus. Diese hebt sich mit ihrem Rand von dem Konus des Zylinderdeckels ab und läßt die Druckluft aus der Ringkammer des Bremszylinders ins Freie entweichen. Nach Entlüftung der Ringkammer und beim Zurückgehen des Bremskolbens 5 in die Ausgangslage liegt die Dichtlippe 21 mit ihrem Rand wieder abschließend am Zylinderdeckel, so daß von außen weder Luft noch Staub noch Wasser in das Innere des Bremszylinders dringen kann. Das Entstehen eines Unterdruckes in der Ringkammer ist trotzdem vermieden, weil über den nicht vollständig dicht abschließenden Kolbenstulp 6 ein Luftausgleich herbeigeführt wird.If as a result of a weakening of the sealing cuff 6 on the piston the right cylinder chamber flows over compressed air into the left, so the The increase in pressure generated on the left via the openings 19 also affects the sealing lip 21 off. This stands out with its edge from the cone of the cylinder cover and lets the compressed air escape from the ring chamber of the brake cylinder to the outside. To Venting of the annular chamber and when the brake piston 5 returns to the starting position if the edge of the sealing lip 21 is again finally on the cylinder cover, see that from the outside neither air nor dust nor water into the interior of the brake cylinder can penetrate. The creation of a negative pressure in the annular chamber is nevertheless avoided, because the piston faceplate 6, which is not completely sealed, is an air balance is brought about.

Im Kolbenrohr sind bei den üblichen Bremszylinderausführungen Ausgleichsöffnungen vorgesehen, durch die erforderlichenfalls Luft aus der Ringkammer in das Rohr oder aus dem Rohr in die Ringkammer strömen kann. Diese Ausgleichsöffnungen ergeben sich meist schon beim Herstellen des Kolbenrohres von selbst, weil dieses aus einem Blechstreifen gerollt wird und die Trennfuge am Rohrmantel offen bleibt. Beim Arbeitshub eines Bremszylinders mit Kolbenrohr bleibt der Luftinhalt des Kolbenrohres immer gleich. Es ist empfehlenswert, die Abmessungen so zu wählen, daß der Durchmesser d1 des Kolbenrohres etwa drei Viertel des Durchmessers d2 des Bremszylinders beträgt und der Außendurchmesser d3 des Balgs 18 nur wenig größer ist als der Außendurchmesser d5 des Deckelhalses 9.With the usual brake cylinder designs, there are compensation openings in the piston tube provided by the necessary air from the annular chamber into the pipe or can flow out of the tube into the annular chamber. These compensation openings result usually when the piston tube is manufactured by itself, because it is made from a sheet of sheet metal is rolled and the parting line on the pipe jacket remains open. One on the working stroke Brake cylinder with piston tube, the air content of the piston tube always remains the same. It is advisable to choose the dimensions so that the diameter d1 of the Piston tube is about three quarters of the diameter d2 of the brake cylinder and the outer diameter d3 of the bellows 18 is only slightly larger than the outer diameter d5 of the lid neck 9.

An Stelle eines zylindrischen Außenumfangs (Fig. 1 und 2) kann bei der Dichtlippe 21 der Balgverlängerung 20 eine konische Form vorgesehen werden, die hinsichtlich ihrer Neigung dem kegeligen Teil des Zylinderdeckels 10 angepaßt ist (Fig. 3).Instead of a cylindrical outer circumference (Fig. 1 and 2) can with the sealing lip 21 of the bellows extension 20 is provided with a conical shape, which are adapted to the conical part of the cylinder cover 10 in terms of their inclination is (Fig. 3).

Die Dichtlippe verjüngt sich gegen ihren Rand etwa im Verhältnis 3 :1, so daß eine genügende Festigkeit am Spannband 17 vorhanden ist und auch der Rand der Dichtlippe noch mit genügender Sicherheit ohne andere Hilfsmittel gegen den Zylinderdeckel gepreßt wird.The sealing lip tapers towards its edge in a ratio of approximately 3 : 1, so that there is sufficient strength on the strap 17 and also the Edge of the sealing lip still with sufficient security without other aids against the cylinder cover is pressed.

Der Ringraum zwischen der Verlängerung 20 und dem Zylinderdeckel, der erforderlich ist, damit ein in der Ringkammer des Zylinders entstehender Überdruck sich ungehindert am ganzen Umfang der Dichtlippe auswirken kann; kann auf einfache Weise auch dadurch erreicht werden, daß der Zylinderdeckel, wie in Fig. 4 dargestellt, in Ringstufen 22, 23 gezogen wird. In diesem Falle kann die eine Ringstufe 22 gleich das Balgende gegen axiales Verschieben sichern, während die andere Ringstufe mit ihrer abgerundeten Außenkante die Auflage für den Rand der Dichtlippe 21 bildet. Die Bohrungen 19 werden dann zweckmäßig in dem zylindrischen Mantelteil zwischen den beiden Ringstufen vorgesehen.The annular space between the extension 20 and the cylinder cover, which is necessary to create an overpressure in the annular chamber of the cylinder can act unhindered on the entire circumference of the sealing lip; can be simple Way can also be achieved in that the cylinder cover, as shown in Fig. 4, is drawn in ring stages 22, 23. In this case, one ring step 22 can be the same secure the end of the bellows against axial displacement, while the other ring step with its rounded outer edge forms the support for the edge of the sealing lip 21. The holes 19 are then expediently in the cylindrical shell part between the two ring stages provided.

Eine besonders zweckmäßige Form des Faltenbalgs ergibt sich, wenn die Wandstärke an den Innen- und Außenkämmen groß gewählt wird und die Faltenwand ausgehend von den Kämmen eine allmählich nachlassende Wandstärke erhält. So kann beispielsweise die Wandstärke S1 an den Kämmen mit etwa 6 mm, die Wandstärke s2 in der Mitte der Faltenwände mit etwa 1 mm bemessen werden. In diesem Fall bleibt beim Kolbenhub der Innen- und Außendurchmesser d4 bzw. d3 des Balgs praktisch unverändert, und eine gegebenenfalls beim Arbeitshub des Bremskolbens auftretende Volumenvergrößerung wird aufgenommen durch Aufblähen des Balgs im Bereich der verdünnten Wandzonen, ohne das eine nennenswerte Drucksteigerung im Raum links des Kolbens 5 entsteht (vgl. Fig. 5).A particularly useful shape of the bellows is obtained when the wall thickness on the inner and outer ridges is chosen to be large and the fold wall starting from the ridges, the wall thickness gradually decreases. So can For example, the wall thickness S1 at the ridges is about 6 mm, the wall thickness s2 in the middle of the fold walls are measured with about 1 mm. In this case it remains the inner and outer diameters d4 and d3 of the bellows practically unchanged for the piston stroke, and an increase in volume that may occur during the working stroke of the brake piston is absorbed by expanding the bellows in the area of the thinned wall zones, without a significant increase in pressure in the space to the left of the piston 5 (see Fig. 5).

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Cylinder for systems operated by compressed air, in particular compressed air brake cylinders for motor vehicle brakes, with one the outside air side of the cylinder covering flexible bellows, whose. one end to the cylinder housing and the other end thereof with a movable one protruding from the cylinder housing Part, e.g. B. the piston rod is connected, characterized in that the one Bellows end (20) with the bellows support (9) assigned to it an outwardly opening overflow valve forms, which is only effective in the event of a pressure increase occurring in the outside air chamber will.

2. Cylinder according to claim 1, characterized in that the bellows on the Side of the cylinder housing behind the fastening point (9, 17) one like a Has sealing lip formed extension (20) with its tapered edge (21) is held tightly against the cylinder housing under internal stress and there Shields recesses (19) from the outside.

3. Cylinder according to claim 2 with one from Sheet metal drawn cylinder cover closing off the outside air side of the cylinder, its neck as a bearing for a piston feed tube of the piston and as a fastening point serves for the bellows, characterized in that the cylinder cover (10) between Neck (9) and external mounting flange (11) is essentially conical and in this conical part has openings (19) which lead to the external air annular chamber of the cylinder (1) between the piston guide tube (8) and the cylinder jacket and are covered by the correspondingly designed bellows extension (20), with by the bellows extension and the part of the cylinder cover containing the openings an annular cavity is formed.

4. Cylinder according to claim 3, characterized in that that the annular cavity between the bellows extension and the cylinder cover has an annular groove is on the inside of the bellows extension.

5. Cylinder according to claim 3, characterized characterized in that the annular cavity between the bellows extension and the cylinder cover is formed by a retracted in the manufacture of the lid ring step that the Receives compensation openings.

6. Cylinder according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the bellows is a rubber bellows whose inner and outer ridges are reinforced, while the fold walls, starting out from the combs, get a gradually decreasing wall thickness, such that the fold walls at a slight overpressure in the bellows without changing the crest diameter. Documents considered: German Patent No. 574 262. Cited documents earlier rights: German Patent No. 942 488.