DE2158507A1

DE2158507A1 - Hydraulisch betätigte Zylinder-Kolben-Einheit

Info

Publication number: DE2158507A1
Application number: DE19712158507
Authority: DE
Inventors: Uno Ingemar Malmö Kraft (Schweden). P
Original assignee: Bromsregulator Svenska AB
Current assignee: Haldex AB
Priority date: 1970-11-27
Filing date: 1971-11-25
Publication date: 1972-06-08
Also published as: BR7107826D0; DE2158507C3; RO57098A; FR2116405B1; US3738229A; DE2158507B2; AT321767B; GB1284840A; FR2116405A1; SU594889A3; IT941791B; BE775372A; ZA717715B; CA939279A; ES397212A1; DD96443A5; PL81443B1; CH528679A; HU170067B; SE363381B

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzhauer - Dr. F. Zumstein. j ir

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5/N Case 253

SAB BROMSREGULATOR, Malmö/Schweden

Hydraulisch betätigte Zyllnder-Kolben-Einheit

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Zylinder-Kolben-Einheit mit einem Kolben und einem Zylinder, in dem der Kolben in einer Richtung durch eine hydraulische Kraft verschiebbar ist, sowie einer mechanischen Klemmeinrichtung, durch die der Kolben lösbar gegenüber Bewegungen in der entgegengesetzten Richtung blockiert werden kann, wobei die mechanische Klemmeinrichtung durch hydraulische Einrichtungen gelöst werden kann und der Kolben mit einer ein Gewinde tragenden Kolbenstange versehen ist, die eine Mutter mit einem entsprechenden Gewinde trägt, die drehbar, jedoch nicht axia in Bezug auf den Zylinder verschiebbar auf der Kolbenstange angeordnet ist, wobei ferner die Gewinde der Kolbenstange und der Mutter eine solche Steigung aufweisen, daß sie nicht selbst-hemmend sind.

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Zylinder-Kolben-Einheiten dieser Art können beispielsweise zur Betätigung von Fahrzeugbremsen verwendet werden. Hier werden die mechanischen Klemmeinrichtungen zum Blockieren des Kolbens und^aimit zum Anziehen der Bremsen in dem Falle verwendet, in dem das Fahrzeug über einen längeren Zeitraum geparkt wird, währenddessen der hydraulische Druck in dem Zylinder auf Grund eines geringfügigen Lecks nachlassen kann.

Ein vollständiges Kraftubertragungssystem, dessen Teil die Zylinder-Kolben-Einheit im Gebrauch darstellt, umfaßt im allgemeinen Elemente, die während längerer Zeiträume einer zunehmenden übertragenen Kraft elastisch verformt werden und in die Normallage zurückkehren, wenn die übertragene Kraft auf Null zurückgeht.

Zur Überwindung der gespeicherten Kraft der elastisch verformten Teile des Übertragungssystems und zur Lösung des Kolbens war es bisher notwendig, durch die hydraulische Einrichtung eine zumindest gleich große Kraft in die entgegengesetzte Richtung auszuüben*

Die Erfindung ist auf die Schaffung einer Zylinder-Kolben-Einheit der eingangs angegebenen Art gerichtet, bei der die mechanische Klemmeinrichtung sehr schnell gelöst werden kann, indem eine kleine Kraft ausgeübt wird, die unabhängig von der Größe der Kräfte auf Grund der elastischen Verformung in dem Kraftübertragungssystem ist, in das die Zylinder-Kolben-Einheit eingefügt ist.

Die erfindungsgemäße hydraulisch betätigte Zylinder-Kolben-Einheit der eingangs beschriebenen Art ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Verhindern unerwünschter Drehungen der Mutter in einer Richtung diese lösbar mit der Kolbenstange über Einrichtungen verbunden ist, die eine Einweg-Kupplung und eine federbeaufschlagte Klauen-Kupplung umfassen, die mit Hilfe eines Kolbens gelöst werden kann.

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Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zylinder der hydraulisch betätigten Zylinder-Kolben-Einheit starr mit dem Zylinder einer pneumatisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Einheit verbunden, und der Kolben der hydraulisch betätigten Einheit ist in der Lage, den Kolben der pneumatisch betätigbaren Einheit zu verschieben.

Die einzige Figur der beigefügten Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Zylinder-Kolben-Einheit in teilweisem Axialschnitt in gelöster Stellung.

Zur Vereinfachung wird in der folgenden Beschreibung die Rich-.tung von links nach rechts in der Figur als Vorwärtsrichtung % bezeichnet.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Konstruktion ist ein Zylinder 1 mit einem Kolben 2 versehen, der vorwärts bewegt werden kann, wenn ein Hydraulikfluid unter Druck durch eine Öffnung 3 in den Endbereich des Zylinders 1 eingeleitet wird. Eine Kolbenstange 4 ist an dem Kolben 2 befestigt und mit einem Gewinde solcher Steigung versehen, daß keine Selbst-Hemmung gegenüber einer Mutter 5 auftritt, die von der Kolbenstange 4 getragen wird. Die Mutter 5 trägt ein auf der Vorderseite angeordnetes reibungsfreies Axiallager 6 und ein auf der Rückseite angeordnetes reibungsfreies Axiallager 7. Ein ringförmiger An- g schlag 8 ist in dem Zylinder 1 befestigt und wird durch einen Klemmring 9 gehalten. Der Anschlag 8 legt die Axialstellung der Mutter 5 in Bezug auf den Zylinder 1 in der rückwärtigen Richtung fest. Die Mutter 5 trägt außerdem eine Einweg-Kupplung 10. Diese Kupplung 10 ist im einzelnen nicht dargestellt, jedoch ■ · als solche bekannt. Sie weist eine Anzahl von zylindrischen Nadelrollen auf, die je in einer etwa keilförmigen Öffnung zwischen zwei etwa zylindrischen Ringen angeordnet sind, deren innerermit der Mutter 5 verbunden ist, während der äussere mit einem Kupplungsring 11 verbunden ist, der an seinem hinteren Ende mit dem Lager 6 in Verbindung steht. Das vordere Ende des Kupplungsringes 11 ist mit Klauenkupplungszähnen versehen,

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die in entsprechende Klauenkupplungszähne auf einer Kupplungshülse 12 eingreifen können, die axial verschiebbar auf der Kolbenstange 4 angebracht ist* Eine Schrauben-Druckfeder 13 stützt sich'"cjegen eine nach vorwärts gerichtete Schulter 14 auf der Kupplungshülse 12 und eine nach rückwärts gerichtete Oberfläche auf einer Federhalterung 15 ab, die in dem Zylinder 1 durch einen Federklemmring 16 gehalten wird.

Der Zylinder 1 ist mit einer seitlichen Öffnung 17 versehen, die zu einem Raum zwischen der inneren Oberfläche der Zylinderwand und einem hülsenförmigen Kolben 18 führt, der einen Bereich 19 mit größerem Durchmesser und einen Bereich 20 mit kleinerem Durchmesser aufweist. Wenn Hydraulikfluid unter Druck durch die Öffnung 17 eingeleitet wird, wird der Kolben 18 in Vorwärtsrichtung verschoben. Eine Anschlagoberfläche 21 auf dem Kolben 18 tritt mit der Kupplungshülse 12 in Eingriff und bewegt somit die Hülse 12 vorwärts und von dem Kupplungsring 11 weg und löst damit die Klauenkupplung.

Der Zylinder 1 umfaßt weiterhin einen Bereich 22 mit größerer Bohrung, der einen Kolben 23 aufnimmt. Dieser Kolben 23 wird durch eine Druckfeder 24 nach rückwärts gedrückt, die sich an einem Zylinderdeckel 25 abstützt. Der Kolben 23 ist mit einer Kolbenstange 26 verbunden, die ihrerseits mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Fahrzeug-Bremsgestänge in Verbindung steht.

Die beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Die Teile der Vorrichtung sind in der Zeichnung in der gelösten Stellung der Bremse gezeigt. Wenn Hydraulikfluid unter Druck durch die Öffnung 3 in den Zylinder 1 geleitet wird, werden der Kolben 2 und die Kolbenstange 4 nach vorwärts verschoben. Die Mutter, 5 verbleibt in ihrer Axialstellung in Bezug auf den Zylinder 1, beginnt jedoch, sich zu drehen. Eine derartige Drehung der Mutter 5 wird dadurch ermöglicht, daß die Einweg-Kupp-

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lung 10 eine Drehung in der jeweiligen Richtung in Bezug auf den Kupplungsring 11 freigibt, der durch die Klauenkupplung gegen_eine Drehung festgehalten wird. Die Kolbenstange 4 tritt mit/dem Kolben 23 in Eingriff und schiebt den Kolben 23 vorwärts entgegen der. Wirkung der Feder 24, bis die Bremsen an— igezogen sind· , '

Wenn der Druck des Hydraulikfluids hinter dem Kolben 2 abfällt "■ oder zurückgenommen wird, bleibt der Kolben 2 lösbar geklemmt, da die Axialstellung der Kolbenstange 4 auf Grund der Tatsache erhalten bleibt, daß die Mutter 5 an einer Drehung gehindert wird, da die Einweg-Kupplung 10 eine umgekehrte Drehung nicht . •freigibt und da der Kupplungsring 11 durch Verbindung mit der ^ Klauenkupplung festgehalten wird. Wenn das Hydraulikfluid unter Druck durch die Öffnung 17 geleitet wird, wird der hülsenförroige Kolben 18 nach vorwärts verschoben.

Die Kupplungshülse 12 ist, wie oben erwähnt, axial auf der Kolbenstange 4 verschiebbar, jedoch sind die Kupplungshülse 12 Und die Kolbenstange 4 mit Keilen und Nuten versehen, so daß die Kupplungshülse 12 sich nicht in Bezug auf die Kolbenstange 4 drehen kann. Daher wird während der Eingriffszeit der erwähnten Klauenkupplung eine Drehung des Kupplungsringes 11 in Bezug auf die Kolbenstange 4 verhindert. Wenn dagegen das Hydraulikfluid unter Druck in die Öffnung 17 eingeleitet wird, wird durch Vor- * wärtsbewegung des Kolbens 18 die Kupplungshülse 12 nach vorwärts verschoben und löst die Klauenkupplung, und die Mutter 5 kann sich nun in beiden Richtungen zusammen mit dem Kupplungsring 11 drehen und dreht sich tatsächlich unter der Wirkung der Kolbenstange 4, die durch die Rückholfeder 24 nach rückwärts gedrückt wird. - ·

Die Lösung der Klauenkupplung hängt lediglich von dem Kupplungsaufbau ab, d.h. von der Überlappung der Zähne in der Kupplung und der Kraft der Feder 13. Die Lösung dieser Klauenkupplung ist daher vollständig unabhängig von den Kräften und den elastischen Verformungen, die in dem Bremsgestänge vor der Lösung der Bremse auftreten.

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Die Mutter 5, die Lager 6 und 7 und der Kupplungsring 11 bleiben in konstanten Axialstellungen in Bezug auf den Zylinder 1, die durch den Anschlag 8 bestimmt werden·

Die Mutter 5 kann keine unerwünschten Drehungen ausführen, da sie lösbar mit der Kolbenstange 4 über Einrichtungen verbunden ist, die die Einweg-Kupplung 10 und die federbeaufschlagte Klauenkupplung umfassen, die durch die Feder 13 belastet wird und mit Hilfe des Kolbens 18 gelöst werden kann.

Der Zylinder 1 ist starr mit dem Zylinder 22 der pneumatisch A betätigbaren Zylinder-Kolben-Einheit 22-23 verbunden, und der .Kolben 2 kann den Kolben 23 der pneumatisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Einheit verschieben.

Während die Mutter 5 lösbar mit der Kolbenstange 4 über die Einweg-Kupplung 10 und die Klauenkupplung und die Hülse 12 verbunden ist, wird das Drehmoment, das zum Verhindern der Drehung der Mutter 5 in Bezug auf den Kolben 4 erforderlich ist, nicht auf den Zylinder 1 übertragen.

Die erwähnte mechanische Klemmeinrichtung, durch die die Kolbenstange 4 lösbar gegenüber Bewegungen in Rückwärtsrichtung geklemmt werden kann, umfaßt die Mutter 5, den Anschlag 8, die ™ Kupplung 10, den Kupplungsring 11 und die Kupplungshülse 12. Die erwähnte hydraulische Einrichtung umfaßt den Kolben 18, durch den die meachnischen Klemmeinrichtungen gelöst werden.

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Claims

, 21585Q7

Patentansprüche

Hydraulisch betätigte Zylinder-Kolben-Einheit mit einem Kolben und einem Zylinder, in dem der Kolben in einer Richtung durch eine hydraulische Kraft verschiebbar ist, sowie einer mechanischen Klemmeinrichtung, durch die der Kolben lösbar gegenüber Bewegungen in der entgegengesetzten Richtung blockiert werden kann, wobei die mechanische Klemmeinrichtung durch hydraulische Einrichtungen'gelöst werden kann und der Kolben mit einer ein Gewinde tragenden Kolbenstange versehen ist, die .eine Mutter mit einem entsprechenden Gewinde trägt, die drehbar, jedoch nicht axial in Bezug auf den Zylinder verschiebbar auf der Kolbenstange angeordnet ist, wobei ferner die Gewinde der Kolbenstan ge und der Mutter eine solche Steigung aufweisen, daß sie nicht selbst-hemmend sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verhindern einer unerwünschten Drehung der Mutter (5) in einer Richtung diese lösbar mit der Kolbenstange (4) über Einrichtungen verbunden ist, die eine Einweg-Kupplung (10) und eine federbeaufschlagte Klau enkupplung (11, 12, 13) umfassen, die mit Hilfe eines Kolbens (18) gelöst werden kann.
2.) Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Zylinder (1) der hydraulisch betätigten Zylinder-Kolben-Einheit starr mit dem Zylinder einer pneumatisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Einheit verbunden ist, und daß der Kolben (2) der hydraulisch betätigten Einheit den Kolben (18) der pneumatisch betätigbaren Einheit verschieben kann.

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