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Gasfeder für Anflaufbremsen von anhänger Die Erfindung betrifft eine
Gasfeder für Auflaufbremsen von Anhängern, bestehend aus einem mit hochgespanntem
Gas gefüllten Behälter, in den eine einen Kolben tragende Kolbenstange einendig
und abdichtend eintaucht.
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Beim Zurückstoßen mit einem Caravan-Gespann bzw. einem sonstigen Anhänger
muß der Beifahrer nach den bisher üblichen Ausführungen der grrflaufbremsen aussteigen
und eine Rückfahrsperre einschalten, damit die suflaufbremse außer Kraft gesetzt
wird. Es gibt einige Konstruktionen, wo die Sperre elektrisch vom Fahrzeug aus eingeschaltet
werden kann. Diese Bremsen sind jedoch sehr aufwendig und teuer und haben daher
wenig Verbreitung gefunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stand der
Technik eine Gasfeder gern. dem Gattungsbegriff zu schaffen, die bei einer Einschaltung
in das Gestänge der Auflaufbremse den Bremsvorgang bei Vorwärtsfahrt normal ablaufen
läßt, bei Rückwärtsfahrt aber die Buflaufbremse ausschaltet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Eolben
bzw. die Kolbenstange eine hub- und richtungsabhängige Ventileinrichtung aufweist,
die den Durchtritt von Füllmedium zum golbenstangenraum beim Einschieben der Ko
lbenst ange zunächst sperrt und bei Erreichen einer bestimmten Einschubtiefe freigibt
und die den Durchtritt von Fullmedium beim Herausziehen der Kolbenstange über den
ganzen Hubweg freigibt. Durch diese Ausbildung der Gasfeder wird ein Kraftverlauf
erreicht, bei der beginnend mit einer relativ hohen Anfangskraft diese bis zu einem
Teilweg des Hubes weiter ansteigt und sobald diese
Hubstrecke überdrückt
wird, auf eine ganz geringe Kraft abfällt.
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Diese geringe Kraft wird dann beim weiteren Anschieben nahezu nicht
weiter erhöht und auch beim Herausziehen der Kolbenstange über den gesamten Hubweg
nicht verändert. Dadurch wird erreicht, daß bei einer unordnung der erfindungsgemäßen
Gasfeder in dem Gestänge einerAuflaufbremse in dem ganzen Hubbereich, in dem die
hohe Kraft wirkt, die JuflauSbremse durch Ubertragung der Kräfte über das Gestänge
geschlossen bleibt, wie es im normalen Fahrbetrieb beim Auflaufen des Anhängers
auf den Zugwagen gewünscht wird. Beim Rückwärtsfahren wird durch Uberdrücken dieses
Bereiches der Hubbereich mit der geringen Gegenkraft erreicht, der dann beim Rückwärtsfahren
eingeschaltet ist, wobei die Kraft nicht zur Betätigung der duflaufbremse ausreicht.
Damit wird eine sehr einfache Ausschalteinrichtung für Auf laufbrernsen geschaffen,
die beim Bückwärtastoßen des Fahrzeuges selbsttätig eine Betätigung der Auflaufbremse
verhindert.
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Erfindungsgemäß kann dabei die Gasfeder so ausgebildet sein, daß,
wie an sich bekannt, der als Zylinder ausgebildete Behälter einen in Längsrichtung
abgestuften Innendurchmesser besitzt, der im erweiterten Bereich mit einem auf dem
Kolben sitzenden Dichtungsring einen Spalt bildet, der den übertritt von Füllmedium
von einer Kolbenseite auf die andere gestattet und daß dieser Dichtungsring für
den im Durchmesser engen Zylinderbereich selbstabhebend bei Kolbenstangenausfahrbewegung
ausgebildet ist, sodaß dabei ebenfalls ein übertritt von Füllrnedium von einer auf
die andere Kolbenseite möglich ist, wodurch Dichtungsring und innen gestufter Zylinder
die hub- und richtungsabhängige Ventileinrichtung bilden.
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Die Erfindung schlägt weiter vor, daß der am Kolben sitzende Dichtungsring
einen Außendurchmesser hat, der größer als der Innendurchmesser des engen Zylinderabschnittes
und kleiner als der Innendurchmesser des weiteren Zylinderabschnittes ist und der
Außendurchmesser des Dichtungsringes sich in seiner Längsrichtung zum Xolbenstangenseitigen
Ende des Kolbens hin verringert.
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Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung, daß der Dichtungsring mit
parallelen zur Zylinderachse senkrechten Seitenflächen ausgebildet ist und mit Spiel
in einer Kolbennut liegt, wobei die kolbenstangenseitige Nutwand radiale Aussparungen
aufweist, die mit dem kolbenstangenfernen Ende des Kolbens über Durchtrittskanäle
für das Füllmedium verbunden sind, wobei die radialen Aussparungen durch Anlage
der Seitenfläche des Dichtungsringes abgedeckt werden können.
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Erfindungsgemäß ergibt sich eine besonders einfache Anordnung dadurch,
daß die radialen Aussparungen innerhalb eines Kreises mit dem kleinsten Dichtringdurchmesser
liegen.
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Für die Betriebseigenschaften ist es erfindungsgemäß vorteilhaft,
daß die zur Abdeckung der radialen Aussparungen bestimmte Seitenfläche des sonst
aus elastischem Kunststoff oder ähnlichem Material bestehenden Dichtungsringes durch
vorzugsweise ringförmige Metalleinlagen verstärkt ist.
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Eine besonders einfache Ausgestaltung der Ventileinrichtung ergibt
sich ferner dadurch, daß die Durchtrittskanäle vom ausgesparten Nutgrund sowie durch
sich etwa in der Verlängerung des Nutgrundes erstreckende, auf der kolbenstangenfernen
Eolbenseite mündende Bohrungen, gebildet werden.
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In den Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Die Figur 1 zeigt dabei einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Gasfeder, die einerseits mit ihrem Behälter und andererseits mit ihrer Kolbenstange
in das Betätigungsgestänge einer Auflaufbremse eingebaut wird.
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Figur 2 zeigt ein Eräftediagramm der erfindungsgemäßen Gasfeder gern.
Figur 1. Die dabei angegebenen Zahlenwerte sind nur als Ausführungsbeispiel anzusehen
und können je nach Bedarf variiert wer1onX
Die Gasfeder besteht
aus dem Zylinder 1, in den einendig die Kolbenstange 3 eintaucht, die den Kolben
2 an ihrem inneren Ende trägt. Der Kolbenstangenaustritt aus dem Zylinder 1 erfolgt
durch eine Führungs- Dichtungsanordnung 4, die an beiden Enden Jeweils einen im
Zylinder zentrierten Fwirungsring 8 aufweist.
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Diese Fuhrungsringe werden durch einen Abstandsring 7 und den äußeren
Rand der Lippendichtung 6 im vorbestimmten Abstand voneinander gehalten und sind
am Hereinrutschen in den Zylinder 1 durch eine Haltesicke 9 gehindert. Der Abstandsring
7 weist an der Innenseite eine Aussparung für einen 0-Ring 5 auf. An seinem äußeren
Ende weist der kbstandsring eine größere Aussparung auf, die einerseits Teile der
Lippendichtung und zum anderen einen O1-vorrat als Schmiermittel aufnimmt. Gegen
Herausfallen nach außen wird die Fuhrungs-Dichtungsanordnung durch eine Abkantung
13 des Zylinders 1 gehalten. Der Zylinder 1 bildet in dem Bereich, in dem sich der
Kolben 2 bewegen kann, im wesentlichen 2 Abschnitte und zwar einen engeren Zylinderabschnitt
18 und einen weiteren Zylinderabschnitt 19. Der engere Zylinderabschnitt 18 ist
der Fuhrungs-Dichtungsanordaung 4 benachbart und erstreckt sich beim dargestellten
Ausführungsbeispiel über 14 mm, während der Gesamthub bei diesem Beispiel 40mm beträgt.
Diese angegebenen Zahlen sollen nur als Beispiele gelten, denn selbstverständlich
können die Längen der Bereiche den Jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden, wobei
aber der enge Bereich vorzugsweise immer kürzer als der weitere Zylinderabschnitt
sein wird. Auf der dem Kolbenstangeneintritt abgekehrten Seite ist der Zylinder
1 durch einen Abschlußdeckel 12 verschlossen, der eine Füllbohrung 10 uhd einen
Kugelverschluß 11 trägt. Der Kolben ist mit einem Dichtungsring 16 versehen, der
zusammen mit dem engeren bzw. weiteren Zylinderabschnitt 18 bzw. 19 eine hub- und
richtungsabhängige Ventileinrichtung bildet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
besteht der Kolben im wesentlichen aus 2 Teilen, nämlich dem Kolbenkrper 14, der
einen Absatz mit geringerem Durchmesser aufweist und der sich daran anschließenden
Kolbenscheibe 15. Dabei bilden beide zusammen ein Ringnut zur Aufnahme des Dichtungsringes
16. Diese Ringnut weist an ihrer der Kolbenstange zugekehrten Seite radiale Aussparungen
20 auf, die vom auFgesparten Nutgrund 22 ausgehen. In der Verlängerung
des
ausgesparten Nutgrundes schließen sich axial in der Eolbenscheibe 15 die Bohrungen
23 an, die den Nutgrund mit dem der Kolbenstange åbgekehrten Zylinderraum verbinden.
Der Dichtungsring 16 trägt an seiner der Kolbenstange zugekehrten Seite eine Ringscheibe
21 als Verstärkung. Diese Ringscheibe dient zur Abdeckung der radialen Aussparungen
20 in der Kolbennut.
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An Hand des in Fig. 2 dargestellten Federdiagramms soll nunmehr die
Wirkungsweise dieser Gasfeder erläutert werden. Wie schon bei der Erläuterung der
Figuren erwähnt, ist diese Gasfeder für den Einbau in das Gestänge einer Auflaufbremse
vorgesehen. Dabei wird ein Teil des Gestänges mit dem Zylinder 1 und ein anderes
Teil des Gestänges mit der Kolbenstange 3 verbunden, so daß die Bremsbetätigung
in Jedem Fall nicht durch eine direkte metallische Verbindung, sondern über das
Gaspolster der Gasfeder erfolgt.
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Die Gasfeder befindet sich bei Normalstellung in der Position, in
der die Kolbenstange am meisten ausgefahren ist und der Eolben seine äuBerste linke
Position einnimmt, d. h. an der Haltesicke 9 anliegt. Bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges
mit Anhänger geschieht nun nichts. Wird der Zugwagen gebremst und läuft infolge
dessen der Anhänger auf, so wirkt die Gasfeder praktisch wie eine starre Verbindung,
da sich der Kolben im engen Zylinderabschnitt 18 befindet und daher der Dichtungsring
16 den Kolbenstangenraum 17 vom kolbenstangenfernen Raum trennt. Das Einschieben
der Kolbenstange erfordert einen sehr großen Kraftaufwand, da der auf der gesamten
Kolbenfläche lastende Gasdruck überwunden werden müßte. Derart hohe Kräfte treten
aber beim Auflaufen des Anhängers nicht auf. Die Anfangskraft für das Einschieben
der Kolbenstange kann beispielsweise mit 295 kp festgelegt werden. Da sich die Gasfeder
wie ein starres Teil verhält, wird also beim Auflaufen die Auflaufbrernse normal
betätigt.
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Beim Rückwärtsfahren wird in der ersten Phase ebenfalls die Auflaufbremse
betätigt und somit der Anhåger festgehalten.
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Gegen diese Haltekraft des Anhängers schiebt nun der Zugsagen
beim
Bückwärtsfahren die Kolbenstange in den Zylinder 1 der Gasfeder ein. Der dabei sich
ergebende Kraftanstieg (beim Ausführungsbeispiel auf etwa 530 kp nach einem Weg
von 14 mm) wird von dem Zugwagen beim Rückwärtsfahren überdrückt. Der angegebene
Weg von 14 mm entspricht dabei dem engen Zylinderabschnitt 18. Tritt der Kolben
2 mit seinem Dichtungsring 16 aus diesem Zylinderabschnitt aus, so wird zwischen
der Zylinderwand und dem Dichtungsring 16 ein Durchtrittsspalt für das gasförmige
Füllmedium freigegeben. Dadurch geht die Einschubkraft schlagartig, zumindest Jedoch
steil abfallend, zurück, auf die Kraft, die sich aus dem Innendruck der Gasfeder
multipliziert mit der Kolbenstangenfläche ergibt. Diese Kraft beträgt beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel etwa 35 kp. Sie bleibt nun beim weiteren Einschieben infolge
der baulichen Verhältnisse und des gewahlten Gasdruckes etwa konstant. Durch den
Kraftabfall im Betätigungsgestänge für die guflaufbremse wird diese gelöst. Das
Fahrzeug kann dann mit Anhänger zurückstoßen. Wie erläutert, erfolgt die Lösung
der Auflaufbremse automatisch ohne ein weiteres Zutun des Fahrers des Zugwagens.
Durch die Beziehung zwischen Rollwiderstand und Schubkraft ist im übrigen sichergestellt,
daß bei normalen Bückfahrwegen die Kolbenstange nicht zur Anlage an den Abschlußdeckel
12 kommt, was ja zur Blockierung der Gasfeder und damit zu einem erneuten Betätigen
der LLuflaufbremse führen müßte.
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Wird nun von Rückwärts- auf Vorwärtsfahrt gewechselt, so wird die
Kolbenstange 3 aus dem Zylinder 1 mit einer Kraft von etwa 33 kp ausgefahren, bis
der Kolben 2 sich wieder an die Haltesicke 9 anlegt. Da in diesem ZusRmmenhang auch
im engen Zylinderabschnitt 18 der Dichtungsring 16 durch die Wandreibung von den
radialen Aussparungen 20 abgehoben wird, ist ein ungehinderter Durchfluß auch im
engen Zylinderabschnitt bei dieser Kolbenstangenbewegungsrichtung gesichert. Die
Ringscheibe 21 dient bei dem in der Ruhestellung folgenden Aufsetzen des Dichtungsringes
16 auf die radialen Aussparungen 20 dem Schutz des Dichtungsringes, der sonst durch
Eindringen in die radialen Aussparungen 20 zerstört werden könnte.