DE1805167B2 - Kombinierter hydraulischer Betriebsund Federspeicherbremszylinder - Google Patents

Description

Bei bekannten Bremszylindern der im Oberbegriff des Patentanspruches aufgeführten Gattung (US-PS 32 175) weist der zweite hydraulische Arbeits- oder ίο Federspeicher-Lösekolben einen großen Durchmesser auf, so daß für dessen Betätigung ein großer Druckmittelbedarf besteht. Dabei sind mehrere voneinander getrennte und über den Umfang in Winkelabständen verteilte Schraubendruckfedern unmittelbar in dem Gehäuse geführt, das im Bereich dieser Schraubendruckfedern einen deren Form angepaßten Innenraum hat. Die Schraubenfedern müssen einen verhältnismäßig hohen Reibungswiderstand des hydraulischen Federspeicher-Lösekolbens überwinden, der gegenüber der w Innenwandung des Gehäuses abgedichtet ist. Die Beaufschlagung des Federspeicher-Lösekolbens durch vier Druckfedern führt zu der Gefahr einer ungleichmäßigen Belastung des zweiten hydraulischen Arbeitskolbens durch diese Federn, die um so mehr ins Gewicht ^r>^r> fällt, als dieser zweite hydraulische Arbeitskolben auf der den Federn abgekehrten Stirnseite einen kurzen, koaxialen, zylindrischen Fortsatz aufweist, der in der Gehäusewandung axial geführt ist. Damit ist gleichzeitig eine verhältnismäßig geringe Hublänge dieses zweiten ω hydraulischen Arbeitskolbens bedingt, so daß die axiale Führung dieses hydraulischen Lösekolbens kaum eine lange Lebensdauer solcher Bremszylinder erwarten läßt. Hinzu kommen ferner die konstruktionsbedingten, verhältnismäßig großen Abmessungen des Bremszy- t>5 lindergehäuses.

Es ist zwar bereits bekannt (DE-PS 8 11 192), bei kombinierten hydraulischen Betriebs- und Federspeicherbremszylindern den hydraulischen Lösekolben im Innern einer hohlen Federführung, die sich innerhalb der Schraubenfeder befindet, anzuordnen. Die in Form eines Zylindertopfes ausgeführte Federführung weist an einem Ende einen sich nach außen erstreckenden Vorsprung auf, gegen den das eine Ende der gegen das Gehäuse abgestützten Schraubenfeder vorgespannt ist. Der mit der Federführung koaxiale, hydraulische Lösekolben für die Federspeicherbremse ist an einem Ende des Bremszylinders angeordnet der der Bremsbetätigungsstange gegenüberliegt Bei der Erfindung ist dies gerade umgekehrt Es ist zwar bei einer anderen Ausführungsform der genannten Druckschrift eine druckbelastete Bremsbetätigungsstange vorgesehen, dabei wurde jedoch keine hohle Federführung der in Rede stehenden Gattung benutzt

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, den kombinierten hydraulischen Betriebsund Federspeicherbremszylinder der eingangs erwähnten bekannten Gattung so zu verbessern, daß verhältnismäßig kleine Druckmittelmengen für den Lösehub erforderlich sind, um den zweiten hydraulischen Arbeits- oder Federspeicher-Lösekolben voll auszufahren und um den Federmotor unter normalen Betriebsbedingungen unwirksam zu halten und dabei eine kompakte Baueinheit zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der im Oberbegriff und im Kennzeichen des einzigen Anspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die Erfindung wird eine kompakte Baueinheit erreicht, weil die hohle Federführung innerhalb der Schraubenfeder von dieser koaxial dicht umschlossen ist und weil der zweite hydraulische Arbeilskolben, der zum Lösen des Federspeichers dient, mit der Federführung koaxial fluchtet und in diese in seiner Ruhestellung teleskopartig eingreift. Dadurch wird gleichzeitig ein kleiner Durchmesser des Federspeicher-Lösekolbens erzielt so daß nur eine verhältnismäßig geringe Druckmittelmenge erforderlich ist, um den Federspeicher-Lösekolben voll auszufahren und um den Federmotor unter normalen Betriebsbedingungen unwirksam zu halten. Durch die Verwendung nur einer einzigen Schraubenfeder, die koaxial zu dem zweiten und ersten Arbeitskolben angeordnet ist und durch die indirekte Beaufschlagung des Federspeicher-Lösekolbens durch die Federkraft über die hohle Federführung ist stets eine einwandfreie koaxiale Führung des Federspeicher-Lösekolbens bei einer trotzdem in axialer Richtung gedrungenen Bauweise gewährleistet.

In der Beispielsbeschreibung ist ein Ausrührungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen kombinierten hydraulischen Betriebsund Federspeicher-Bremszylinder in seiner Betriebsstellung ohne angezogene Bremsen in einem Längsschnitt und

F i g. 2 den kombinierten hydraulischen Betriebs- und Federspeicher-Bremszylinder in einer Ansicht ähnlich Fig. 1, in der Bremsbetätigungsstellung des Federmotors bei ausgefallenem Hydrauliksystem.

In den Figuren weist ein mehrteiliges Gehäuse einen Rohrabschnitt 98 mit einem Außengewinde, einem Zwischenabschnitt 100 und einem Gehäuseabschnitt 102 auf. Die Teile 98 und 100 nehmen dieselbe Betätigungseinrichtung auf, und der Teil 102 enthält die Feder 180 und die hydraulische Verriegelungseinrichtung für den Federmotor.

Der rohrförmige Teil 98 ist in eine Gewindebohrung 103 eingeschraubt, die am Ende des Zwischenabschnitts

100 vorgesehen ist Die relative Winkellage zwischen dem Rohrabschnitt 98 und dem Zwischenabschnitt 100 wird durch eine Feststeilschraube 104 festgelegt, die eine wahlweise Einstellung der Ausrichtung des Zwischenabschnitts 100 und des Gehäuseabschnitts 102 relativ zu dem Rohrabschnitt 98 und relativ zur Bremsvorrichtung gestattet, an der der Rohrabschnitt 98 befestigt ist, so daß Druckmittelschläuche, die über die Betätigungseinrichtung mit dem Bromssystem verbunden sind, leicht zugänglich angeschlossen werden können.

Die Abschnitte 100 und 102 sind durch im gleichen Umfangsabstand angeordnete Schrauben 104 koaxial aneinander befestigt, wobei nicht gezeigte Dichtungen um jede Schraube 104 vorgesehen sind, um den Eintritt von Schmutz und Feuchtigkeit in das Innere des Gehäuseabschnitts 102 zu verhindern. Der Gehäuseabschnitt 102 hat einen hohlen Innenraum und eine nach auGen elastisch vorgespannte Endkappe 106, die in einer ringförmigen Aussparung 110 und einem Fecerhaltering 112 gehalten ist Eine Flüssigkeitsabdichtung zwischen dem Zwischenabschnitt 100 und dem Gehäuseabschnitt 102 wird mittels eines O-Ringes 114 erzielt, der in einer Ringnut 116 einer Endfläche 118 des Zwischenabschnitts 100 axial zusammengepreßt gehalten ist.

Im Servobetätigungsabschnitt ist ein Kolben 120 vorgesehen, der eine Bohrung 122 aufweist und innerhalb einer Bohrung 124 des Rohrabschnitts 98 verschiebbar gelagert ist. Der Kolben 120 weist eine konische Aussparung 126 und eine zylindrische Bohrung κι 128 auf. Die Aussparung 126 nimmt das halbkugelförmige Ende 130 einer Bremsbetätigungsstange 132 auf, die beispielsweise so ausgebildet sein kann, wie es in der US-PS 30 37 584 beschrieben ist. Die Bremsbetätigungsstange 132 ist von dem Rohrabschnitt 98 umgeben. r>

In einer Bohrung 134 des Zwischenabschnitts 100 ist ein langgestreckter, erster hydraulischer Arbeitskoiben 136 angeordnet An dem neben dem Gehäuseabschnitt 102 liegenden Ende weist dieser erste hydraulische Arbeitskolben 136 eine Ringnut 138 auf, die einen -4» O-Ring 140 aufnimmt, der eine Abdichtung zwischen diesem ersten hydraulischen Arbeitskolben 136 und der Bohrung 134 ermöglicht. Das linke Ende des ersten hydraulischen Arbeitskolbens 136 hat eine Verlängerung 142 mit vermindertem Durchmesser, die, wenn sich -r, der erste hydraulische Arbeitskolben 136 in der in Fi g. 1 dargestellten Stellung befindet, mit der Bohrung 134 zusammenwirkt, so daß eine Ringkammer 144 gebildet wird, in die das Druckmittel über einen Kanal 146 gebildet wird, in die das Druckmittel über einen Ή) Kanal 146 eingeleitet werden kann. Bei Betätigung eines nicht dargestellten Bremspedals wird der Kolben 136 durch einen nicht dargestellten Druckzylinder mit Druckmittel beaufschlagt und in F i g. 1 nach rechts verschoben, so daß der Kolben 120 gegen die r> Bremsbetätigungsstange 132 drückt und diese nach rechts verschiebt, so daß die Bremsen angelegt werden.

Die Bohrung 124 des Rohrabschnitts 98 stellt eine große Innenkammer dar, welche die Schwenkbewegungen der Bremsbetätigungsstange 132 aufnehmen kann, wi obwohl der erste hydraulische Arbeitskolben 136 einen kleinen Durchmesser aufweist. Dadurch wird die Druckmittelmenge auf ein Minimum herabgesetzt, die über den Kanal 146 zugeführt wird, um die Bremse voll anzulegen. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel beträgt der Hub des ersten hydraulischen Arbeitskolbens 136 und des Kolbens 120 etwa 4,8 cm. Der in F i g. 1 dargestellte Aufbau ermöglicht diesen großen Bewegungshub, wobei praktisch ein miriimales Volumen in der Kammer zwischen dem ersten hydraulischen Arbeitskolben 136 und dem Gehäuseabschnitt 102 vorgesehen ist der das Druckmittel über den Kanal 146 aufnimmt.

Wie erwähnt ist der Innenraum des Gehäuseabschnitts 102 im allgemeinen hohl. Der Gehäuseabschnitt 102 weist eine im allgemeinen zylindrische Außenwandung und eine Endwandung 148 sowie einen zentralen inneren Ringabschnitt 150 auf, der sich von der Endwandung 148 zur Endkappe 106 hin erstreckt. Innerhalb des Ringabschnittes 150 ist eine koaxiale Nabe 152 mit der Endwandung 148 als Ganzes ausgebildet, die sich ebenfalls zur Endkappe 106 hin erstreckt Ein zweiter hydraulischer Arbeitskolben oder Federspeicher-Lösekolben 154 ist innerhalb einer Bohrung 156 des Ringabschnittes 150 axial verschiebbar angeordnet. Der Federspeicher-Lösekolben 154 weist eine ringförmige Umfangsnut 158 auf, die einen O-Ring 160 und einen Versteifungsring 161 aufnimmt, wobei diese Teile eine Gleitdichtung zwischen dem Federspeicher-Lösekolben 154 und der Bohrung 156 aufrechterhalten. Der Federspeicher-Lösekolben 154 ist mit einem integralen Schaft 162 versehen, der sich durch eine Öffnung 164 in der Nabe 152 koaxial hindurch erstreckt. Wenn sich der Federspeicher-Lösekolben 154 und der erste hydraulische Arbeitskolben 136 in der in Fig. 1 dargestellten Lage befinden, liegt der Schaft 162 gegen die Verlängerung 142 des ersten hydraulischen Arbeitskolbens 136 an.

Zwischen der Nabe 152 und dem Schaft 162 des zweiten hydraulischen Arbeits- oder Federspeicher-Lösekolbens 154 ist eine Stopfbüchse 166 mit O-Ringen 168,170, Stützringen 172,174, und einem Abstandhalter 176 vorgesehen, wobei diese Teile in konzentrischen Ringnuten innerhalb der Öffnung 164 der Nabe J52 angeordnet sind.

Der zweite hydraulische Arbeits- oder Lösekolben 154, der Ringabschnitt 150, die Endwandung 148 und der Schaft 162 begrenzen eine Druckkammer 179, die normalerweise mit Druckmittel gefüllt ist und über einen Kanal 178 mit Druckmittel gespeist wird.

Der zweite hydraulische Arbeitskoiben 154 ist durch eine Schraubenfeder 180 in F i g. 1 nach rechts vorgespannt, die zum zweiten hydraulischen Arbeitsoder Federspeicher-Lösekolben 154 koaxial angeordnet ist. Ein Ende der Schraubenfeder 180 liegt gegen die Innenseite der Endkappe 106 an. Innerhalb der Schraubenfeder 180 ist eine hohle Federführung 182 angeordnet, die eine im allgemeinen zylindrische Wandung 184 sowie einen sich radial nach außen erstreckenden Vorsprung 186 und eine mittlere Endwandung 188 am anderen Ende aufweist. Wie F i g. 1 zeigt, liegt das andere Ende der Schraubenfeder 180 gegen den Vorsprung 186 der hohlen Federführung 182 an. Innerhalb der zylindrischen Wandung 184 ist ein Rohr 190 angeordnet das an der Endwandung 188 mittels Schrauben 192 befestigt und in dem zweiten hydraulischen Arbeitskolben 154 bei 194 eingeschraubt ist. Durch diesen Aufbau wird die Kraft der Schraubenfeder 180 über die hohle Federführung 182 und das Rohr 190 übertragen, damit der Federspeicher-Lösekolben 154 in F i g. 2 nach rechts vorgespannt werden kann. Der Innendurchmesser der zylindrischen Wandung 184 ist größer als der Außendurchmesser des Ringabschnitts 150 des Gehäuseabschnitts 102 bemessen, und der Außendurchmesser des Rohres 190 ist kleiner als der Innendurchmesser des Ringabschnitts 150 des Gehäuse-

abschnitts 102 bemessen, so daß diese Komponenten sich teleskopartig ineinander bewegen können.

Solange der auf die der Druckkammer 179 zugekehrte Fläche des zweiten hydraulischen Arbeitskolbens 154 einwirkende Druck innerhalb der Druckkammer 179 die Kraft der Schraubenfeder 180 übersteigt, wird die Schraubenfeder so zusammengedrückt, wie es in F i g. 1 dargestellt ist, wobei die Endwandung 188 der hohlen Federführung 182 gegen die Innenseite der Endkappe 106 anliegt. Während dieser Druck aufrechterhalten wird, können die Bremsen in normaler Weise durch eine Betätigung des erwähnten Druckzylinders und des Pedals angeregt werden (nicht gezeigt), wobei der Druckmitteldruck erhöht wird, der dem ersten hydraulischen Ärbcitsko'bcn 136 über den Kanal 146 zugeführt wird, so daß auf diese Weise der erste hydraulische Arbeitskolben 136 und der Kolben 120 nach rechts verschoben werden und die Bremse angelegt wird. Beim Ablassen des über den Kanal 146 zugeführten Druckmittels wird die Bremse gelöst und der erste hydraulische Arbeitskolben 136 sowie der Kolben 120 werden in die in F i g. 1 dargestellte Stellung unter dem Einfluß einer nicht dargestellten Druckfeder zurückgeführt, die einen Teil des eigentlichen Bremsmechanismus bildet, wie er beispielsweise in der US-PS 30 37 584 dargestellt und beschrieben ist.

Wird der Druck in der Druckkammer 179 über das Bremssystem weggenommen, dehnt sich die Schraubenfeder 180 aus und verschiebt die hohle Federführung 182, das Rohr 190, den zweiten hydraulischen Arbeitskolben 154 sowie den ersten hydraulischen Arbeitskolben 136 und den Kolben 120 und damit die Bremsbetätigungsstange 132 nach rechts, so daß die Bremse angelegt wird. Die Kraft der Schraubenfeder 180 wird auf die Bremsbetätigungsstange 132 durch eine Reihe von Organen übertragen, die in direkter Anlage Metall gegen Metall miteinander verbunden sind, so daß keine hydraulische Säule zwischengeschaltet ist, welche die Kraft der Schraubenfeder 180 verschluckt.

Wenn das Fahrzeug durch eine Betätigung der Bremsen unter Einfluß der Schraubenfeder 180 einmal zum Stillstand gebracht ist, ist es erforderlich, die Schraubenfeder 180 zusammenzudrücken, ehe das Fahrzeug wieder bewegt werden kann. Wenn der Druck aus dem System lediglich weggenommen wurde, um die Bremsen als Parkbremse anzuziehen, kann die Schraubenfeder 180 durch eine manuelle Betätigung einer Pumpe wieder zusammengedrückt werden, so daß das Bremssystem wieder unter Druck gesetzt wird, wenn ein Ventil in eine Ruhelage zurückgebracht wird. Trit jeodch in der hydraulischen Leitung ein Fehler auf, kann es nicht mehr möglich sein, die Schraubenfeder 180 durch erneutes Unterdrucksetzen des Systems zusam

ϊ menzupressen. In diesem Fall ist es erforderlich, die Bremsen zu lösen, so daß das Fahrzeug zu einer Stell bewegt werden kann, an der das hydraulische System repariert werden kann. Zu diesem Zweck sine Einrichtungen für ein mechanisches Zusammendrücken

ίο der Schraubfeder 180 vorgesehen.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die mechanische Einrichtung eine Öffnung 1% in dem Rohr 190, die einen nich kreisförmigen Querschnitt hat, z. B. einen Vierkantquer schnitt, sowie einen mit einem Außengewinde versehe

' 's nen Bolzen 198, dessen Kopf 200 auf der Außenseite de Endkappe 106 liegt und der sich koaxial in die durchgehende Öffnung 196 des Rohres 190 hindurcher streckt. Der Bolzen 198 ist drehbar in der Öffnung 20: der Endkappe 106 gelagert und wird axial relativ zu Endkappe 106 durch einen Haltering 204 gehalten. Eir O-Ring 206 ist vorgesehen, um den Eintritt von Schmutz in das Innere des Gehäuses 102 zu verhindern. Es sine Lagerscheiben 208 und 210 vorgesehen, um eine frei Drehung des Bolzens 198 relativ zur Endkappe 106 zi ermöglichen. Eine Mutter 212, deren Querschnitt den der Bohrung 1% entspricht, ist auf dem Gewindebolzet 198 aufgesetzt und sitzt innerhalb der Bohrung 1%, ir der die Mutter frei gleiten kann. Bei einer Drehung de; Bolzens 198 kann sich die Mutter 212 innerhalb der

JO Bohrung 196 axial verschieben, jedoch nicht drehen Eine Mutter 214 ist am Ende des Bolzens 198 befestig und kann sich dort frei innerhalb der Bohrung 19( drehen. Durch einen derartigen Aufbau wird bei de Drehung des Bolzens 198 die Mutter 212 aus ihrer ii F i g. 1 dargestellten unwirksamen Stellung zur Endkap pe 106 hin bewegt. Wenn der Druck aus de Druckkammer 179 abgelassen ist, so daß sich die Teil« 184 und 190 sowie die Kolben 154,136 und 120 in der ii Fig.2 dargestellten Lage befinden, so bewegt eine Drehung des Schraubenbolzens 198 die Mutter 212 nacl links, so daß durch die Anlage der Mutter gegen dii Endwandung 188 des Bauteiles 182 die Bauteile 182 unc 190 sowie der zweite hydraulische Arbeitskolben 15' nach links in die in F i g. 1 dargestellte Lage zurückge bracht werden. Die Kolber. 136 und 120 werden in die ii F i g. 1 dargestellte Stellung durch die Bremse de; Bremsvorrichtung zurückgeführt, die die Bremsbetäti gungsstange 132 bei der Darstellung in F i g. 1 nach link: vorspannt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kombinierter hydraulischer Betriebs- und Federspeicherbremszylinder für keilbetätigte Bremsen, mit einem Gehäuseabschnitt in welchem eine hydraulische Kammer ausgebildet ist, die einen ersten hydraulischen Arbeitskolben aufnimmt, durch den ein Bremsbetätigungsglied bewegbar ist, einem Federmotor, durch den der erste hydraulische Arbeitskolben im Bremssinne vorspannbar ist, und einem zweiten hydraulischen Arbeitskolben, der mit dem Federmotorausgang verbunden ist und normalerweise den Federmotor gegenüber einer Beaufschlagung des ersten hydraulischen Kolbens festhält, wobei der Federmotor aus einem hohlen Gehäuse besteht, welches an einem Ende geschlossen ist und eine Schraubenfeder aufweist, die koaxial innerhalb des Gehäuses dicht an dessen Wandung sowie mit ihrem einen Ende gegen das abgeschlossene Gehäuseende anliegend angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß eine hohle Federführung (182) innerhalb der Schraubenfeder (180) von dieser koaxhil dicht umschlossen ist und an einem Ende einen sich nach außen erstreckenden Vorsprung ^ (186) aufweist, gegen den das andere Ende der Schraubenfeder (180) vorgespannt ist sowie der zweite hydraulische Arbeitskolben (154) mit der Federführung (182) koaxial fluchtet, in diese in seiner Ruhestellung teleskopartig eingreift und mit dem dem geschlossenen Ende des Gehäuses (102) zugekehrten Ende der Federführung (182) verbunden ist.