DE2430394A1

DE2430394A1 - Vorrichtung zur entlueftung eines sekundaerraumes in bremseinrichtungen, insbesondere in einem bremszylinder

Info

Publication number: DE2430394A1
Application number: DE2430394A
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl Ing Ingenlath; Waldemar Schuster
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1974-06-25
Filing date: 1974-06-25
Publication date: 1976-01-08
Also published as: DE2430394B2; IT1040702B; DE2430394C3; FR2276507A1; HU171787B; GB1516692A; FR2276507B1; SE7507255L

Description

2A30394

München, 12.6.1974 TP 11-hn/wi - 1184 ~

KNORE-BREMSE GmbH, 8 München 40, Moosacher Str. 80

"Vorrichtung zur Entlüftung eines Sekundärraumes in Bremseinrichtungen, insbesondere in einem Bremszylinder".

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entlüftung eines Sekundärraumes in Bremseinrichtungen, insbesondere in Bremszylindern, welche als Federspeicherzylinder? oder als Doppelbremszylinder ausgelegt sind.

Bremszylinder der genannten Art weisen S&kundärräume auf, innerhalb welchen sich Federspeicherelementa befinden, vorzugsweise Druckfedern. Bei Doppelbremszylindern übernehmen die Druckfedern die Bremsfunktion, falls die Druckluftversorgung des eigentlichen Betriebsbremszylinders versagen sollte bzw. eine Unterbrechung der Anschlußverbindung vorliegt. In diesem Fall können die Druckfedern infolge ihrer Vorspannung

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die zur Betätigung der Bremsorgane vorgesehene Druckstange ausfahren. Bei dieser Bewegung vergrößert sich das Volumen des die Druckfedern aufnehmenden Sekundärraums, welchem über einen Anschluß Luft von außen zuströmen kann. Diese nachströmende Luft füllt das Volumen des Sekundärrauns aus.

Bei Federspeicherbremszylindem übernehmen die Druckfedern die eigentliche Bremsfunktion, während die Druckluft benutzt wird, um Bremsen dieser Bauart zu lösen. Die Druckfedern sind in einer den Doppelbremszylindern vergleichbaren Weise innerhalb eines sogenannten Sekundärraums angeordnet und wirken auf eine zur Betätigung der Bremsen dienende, als Zugstange ausgelegte Kolbenstange ein. Bei Betätigung der Bremsen mit Hilfe der Druckfeder vergrößert sich das Volumen des Sekundärraums, welchen über einen Anschluß Luft zuströmen kann, um das Volumen auszufüllen. Die entsprechend der Volumenvergrößerung des Sekundärraums über einen Anschluß von außen einströmende Luft gilt als Träger von Schmutzteilchen und von Feuchtigkeit, welche bei Entspannung der Luft im Inneren des Sekundärraums ausfallen bzw. sich absetzen. Die Schmutzteilchen als auch die sich als Kondensat absetzende Feuchtigkeit führen zu beträchtlicher Korrosion der im Inneren des Sekundärraums befindlichen Druckfedern, so daß diese nach gewisser Zeit funktionsuntüchtig werden oder sogar brechen können. Dieser Bruch kann bei Bremszylindern der in Rede stehenden Art zu katastrophalen Folgen führen.

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Um die einwandfreie Funktion des Bremsmechanismus zu gewährleisten ist es infolgedessen erforderlich, den Sekundärraum von Schmutz und Kondensat zu befreien, was äußerst komplizierte und zeitaufwendige Arbeiten mit sich bringt. Abgesehen davon unterliegen alle im Sekundärraum befindlichen Teile trotz Wartung ständiger Korrosion bzw. ständigem zusätzlichen Verschleiß und weisen infolgedessen vergleichsweise kurze Lebensdauer auf.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Entlüftung eines Sekundärraums der in Bede stehenden Art so auszubilden, daß die genannten Probleme und Nachteile der Verschmutzung und Kondensatablagerung nicht mehr auftreten. Es soll insbesondere möglich sein, den Sekundärraum bzw. den darin befindlichen Federmechanismus während längerer Zeit wartungsfrei benutzen zu können.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch einen an dem Sekundärraum des BremsZylinders angeschlossenen, innenseitig Prallwände aufweisenden Schnorchel.

Hit Hilfe dieses Schnorchels ist es möglich, die Luft vor Eintritt in den Sekundärraum von Schmutzteilchen und Feuchtigkeit zu befreien, da sich Schmutz und Feuchtigkeit an den im Inneren des Schnorchels befindlichen Prallwänden absetzen. Die Prallwände sind dabei vorzugsweise so ausgerichtet, daß die mit ziemlich großer Geschwindigkeit den Schnorchel durchströmende Luft

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mehrfach umgelenkt wird, was zum Niederschlag von Schmutz und Feuchtigkeit beiträgt.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform kennzeichnet sich durch eine den Sekundärraum vorgeschaltete, über Verbindungsbohrungen mit diesem verbundene und an den Schnorchel angeschlossene Kammer. Die Vorschaltung dieser Kammer zu dem mit ihr verbundenen Sekundärraum bietet den Vorteil, daß sich die über den Schnorchel mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit einströmende Luft entspannen und beruhigen kann, bevor sie in den Sekundärraum gelangt. Sollte sich die in der einströmenden Luft enthaltene Feuchtigkeit an den Prallwänden des Schnorchels noch nicht restlos abgeschlagen haben, dann kann sie sich als Kondensat am Boden der vorgeschalteten Kammer absetzen und wieder über den Schnorchel ablaufen.

Das Reinigen des Schnorchels bew. dessen Prallwände von Schmutzteilchen ist äußerst einfach, da der nach Umschalten des Bremszylinders im Sekundärraum bzw. im vorgeschalteten Raum entstehende Überdruck ausreicht, Schmutzteilchen als auch Feuchtigkeit durch das mit Außenluft in Verbindung stehende Ende abzublasen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

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Fig. 1 ist eine Teilschnittansicht eines Doppelbremszylinders mit einem Schnorchel gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht eines Federspeicherbremszylinders mit einem zusätzlich dem Sekundärraum vorgeschalteten Kaum,an welchem der Schnorchel angeschlossen ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Bremseinrichtung ist als Doppelbremszylinder an sich bekannter Wirkungsweise aufgebaut und weist einen Druckluftanschluß 1 auf, über welchen Druckluft in einen Primärraum 3 gelangt. Der Primärraum ist an einer Seite durch die den Druckluftanschluß 1 aufnehmende Stirnseite des Bremszylinders begrenzt, während eine Membran 5 ctie entgegengesetzte Wandung des Primärraumes 3 bildet. Die Membran 5 steht in an sich bekannter Weise mit einer Kolbenstange 7 in. Verbindung, welche ihrerseits an die gemäß Fig. 1 links dargestellte Druckstange 9 angeschlossen ist. Durch Einleiten eines Druckmittels, vorzugsweise Druckluft, in den Druckluftanschluß 1, bewegt sich die Membran 5 gemäß Fig. 1 nach links und verschiebt die Druckstange 9« um über diese auf Bremsorgane einzuwirken, so auf das Bremsgestänge eines Fahrzeuges.

Die bezüglich des Primärraumes 3 an entgegengesetzter Seite der Membran 5 befindliche Kammer 11 besteht als Teilkammer des Sekundärraumes 13» innerhalb welchem sich Druckfedern 15 befinden. Die Kammer 11 steht über eine Verbindungsbohrung

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mit dem Sekundärraum I3 in Verbindung, so daß in den beiden Kammern gleiche Druckverhältnisse herrschen.

Gemäß der Erfindung ist am unteren (Fig. 1) Ende der Kammer 11 ein Schnorchel 19 vorgesehen, welcher über eine Bohrung 21 mit der Kammer 11 in Verbindung steht. Der Schnorchel 19 weist sogenannte Prallwände 23 auf, welche vorteilhafterweise toter einem Schrägwinkel angesetzt sind und sich freitragend geringfügig über die den Schnorchel in Längsrichtung durchsetzende Längsachse hinaus erstrecken. Der an einem Ende über die Bohrung 21 an die Kammer 11 und den Sekundärraum I3 angeschlossene Schnorchel steht am entgegengesetzten Ende mit Außenluft in Verbindung, Der Schnorchel kann aus beliebigem Material gefertigt und in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise am Gehäuse des Bremszylinders befestigt sein. Der Anstellwinkel der Prallwände 23 als auch deren Länge kann entsprechend den erwünschten Einaatzbedingungen gewählt sein.

Die Vorteile des Prallwände 23 aufweisenden Schnorchels 19 i seiner Position am Bremszylinder werden nachfolgend anhand der Funktionsbeschreibung verdeutlicht;

Bei normalem Bremsvorgang wird zum Anlegen der Bremse bzw. Brem sen Druckluft in den Druckluftanschluß 1 eingeleitet, um die an Bremsorgane beliebiger Art angeschlossene Druckstange 9 mit Hil fe der Kolbenstange 7 und der mit der Kolbenstange verbundenen Membran 5 gemäß Fig. 1 nach links zu bewegen. Der am Druckluft-

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anschluß 1 wirkende Druck ist auch an einem Druckluftanschluß 25 des sogenannten Federspeicherzylinders 27 wirksam, welcher sich gemäß Fig. 1 bezüglich des Sekundärraums I3 an der linken Seite desselben befindet und welcher gegenüber dem Sekundärraum durch einen Kolben 29 getrennt ist. Am Kolben stützen sich Federelemente, im dargestellten Ausführungsbeispiel die Druckfedern 15 ab, wobei der Druck der Druckluft innerhalb des Federspeicherzylinders 27 ausreicht, die Druckfedern 15 entsprechend der Lage des Kolbens 29 in gespannter Lage zu halten.

Bei Versagen der Druckluftversorgung bzw. bei einem Bruch einer Zuführungsleitung wirkt keine Druckluft am Druckluftanschluß auf die Membran 5 ein; in gleicher Weise ist die Druckluftversorgung am Druckluftanschluß 25 des Federspeicherzylinders 27 unterbrochen, so daß die im Federspeicherzylinder gespeicherte Luft über den Druckluftanschluß 25 entweicht. Das Entweichen der Druckluft hat zur Folge, daß der Druck der Luft am Kolben 29 gelöst ist und sich dieser infolge der Vorspannung der Druckfedern 15 gemäß Fig. 1 nach links bewegen kann. Der Kolben 29 nimmt bei nach links gerichteter Bewegung in an sich bekannter Weise die Druckstange 9 mit, um die Bremse bzw. die Bremsen anzulegen. Auf diese Weise kann bei Versagen der Druckluftversorgung mit Hilfe der Druckfedern 15 gebremst werden.

Bei der nach links gerichteten Bewegung des Kolbens 29 vergrößert sich das Volumen des Sekundärraums I3 verhältnismäßig rasch, so

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daß über den Schnorchel 19 Luft angesaugt wird. Diese Luft gelangt in vorstehend beschriebener Weise über die Bohrung 21 in die Kammer 11 und von dieser über die Verbindungsbohrung 17 in den Sekundärraum I3, um dessen Volumen entsprechend der nach links gerichteten Bewegung des Kolbens 29 zu füllen· Beim Passieren des Schnorchels 19 muß die angesaugte Luft die vorzugsweise unter einem bezüglich der anströmenden Luft unter einem spitzen Winkel angesetzten Prallwände 23 im Inneren des Schnorchels passieren, wobei sie mehrere Haie umgelenkt wird. In der Luft enthaltene Feuchtigkeit und Schmutzteilchen können sich infolgedessen an den Prallwänden 23 ablagern und gelangen nicht in die dem Sekundärraum I3 vorgeschaltete Kammer 11. Es wird vermieden, daß Feuchtigkeit oder Schmutzteilchen bei nach links gerichteter Bewegung des Kolbens 29 in den im Volumen sich vergrößernden Sekundärraum 17 gelangen und zur Korrosion innerhalb desselben befindlicher Teile führen.

Von besonderem Vorteil ist die Position des Schnorchels 19 an der Kammer 11, da diese als vorgeschaltete Kammer des Sekundärraums 13 anzusehen ist. Auf diese Weise kann sich die über den Schnorchel angesaugte Luft innerhalb der Kammer 11 entspannen und beruhigen, bevor sie über die Verbindungsbohrung I7 in den Sekundärraum gelangt. Dabei ist es zweckmäßig, daß sich die Verbindungsbohrung 17 an einer bezüglich der Lage des Schnorchels 19 diametral entgegengesetzten Position (Fig.1) befindet· Innerhalb der Kammer 11 bei Expansion der Luft ausfallendes Kondensat kann sich an der Kammerunterseite sammeln und fließt über die Bohrung 21 und den Schnorchel 19 wieder ab.

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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist der Schnorchel 19 in gleicher Weise mit Prallw&nden 23 ausgestattet und ist an der Außenseite eines Federspeicherbremszylinders angebracht. Dieser Bremszylinder ist gegenüber dem vorstehend beschriebenen Doppelbremszylinder von umgekehrter Wirkungsweise, d.h. der Druckstange 9 entspricht eine Zugstange 31, welche bei Zug, also bei gemäß Fig. 2 nacii rechts gerichteter Bewegung auf die Bremsen bzw. die Betätigungsorgane derselben einwirkt, um die Bremsung zu vollführen. Beim in Fig. 2 dargestellten Federspeicherbremszylinder ist im Inneren desselben in an sich bekannter Weise ein Kolben 53 vorgesehen, welcher mittels Druckfedern 35 bei Bremsung gemäß Fig. 2 nach rechts verschoben wird und dabei die in bekannter Weise mit ihm verbundene Zugstange 31 mitnimmt. Die Druckfedern 35 sind in einer der Anordnung gemäß Fig. 1 vergleichbaren Weise innerhalb des Sekundärraums I3 des Federspeicherbremszylinders vorgesehen, wobei das Volumen des Sekundärraumes bei nach rechts gerichteter Bewegung des Kolbens 33 zunimmt und entsprechend Luft über den Schnorchel 19 angesaugt wird.

Der Druckluftanschluß 1 dient bei dieser Anordnung dazu,mittels Druckluft den Kolben 33 gemäß Fig. 2 nach links gerichtet zu verschieben, wenn die Bremsen zu lösen sind. Ungeachtet der bestehenden funktioneilen Unterschiede ist es beim Federspeicherbremszylinder gemäß Fig. 2 erforderlich, den Sekundärraum 13 zu lüften, wenn sich dessen Volumen vergrößert. Gemäß der Erfindung ist der Schnorchel 19 nicht direkt an den Sekundärraum I3 des Federspei-

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cherbremszylinders angeschlossen, sondern mundet in die Außenwand einer Kammer 37» welche demnach in einer der Kammer 11 vergleichbaren Weise dem Sekundärraum vorgeschaltet ist. Die Kammer 37 steht über Verbindungsbohrungen 39 (Fig. 2) mit dem Sekundärraum in Verbindung; vorzugsweise sind die Verbindungsbohrungen, im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Bohrungen, an bezüglich der Position des Schnorchels 19 diametral gegenüberliegender Lage vorgesehen, um das Eindringen von Feuchtigkeit oder Schmutzteilchen aus der Kammer 37 in den Sekundärraum zu verhindern. Wie im Fall der in Fig· 1 dargestellten Ausführungsform ist der Schnorchel 19 mit Prallwänden 23 ausgestattet, welche unter rechtem Winkel zur Schnorcheliunenwand sich erstreckend dargestellt sind. Die Prallwände 23 erstrecken sich dabei etwas über die den Schorchel in Längsrichtung durchsetzende Wittelachse hinaus, um die den Schnorchel bei Volumenvergrößerung des Sekundärraums durchströmende Luft umzulenken und um dadurch Schmutzteilchen oder Feuchtigkeit an den Prallwänden abzusetzen. Die nach Fassieren der Prallwände 23 gegebenenfalls verbleibenden Schmutzteilchen können sich im Inneren der Kammer 37 absetzen, so daß eine Verunreinigung des Sekundärraums vollkommen ausgeschlossen ist. Die Kammer 37 ist wie die Kammer 11 geeignet, die bei Volumenvergrößerung des Sekundärraums 13 mit hoher Geschwindigkeit über den Schnorchel einströmende Luft zu beruhigen, bevor sich die Luft innerhalb des Sekundärraums entspannt. Innerhalb der Kammer 37 gegebenenfalls ausfallendes Kondensat kann in einer der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ver-

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gleichbaren Weise über den Schnorchel 19 wieder abfließen. Die Kammer 37 kann in beliebiger Weise an der Außenseite des Federspeicherbremszylinders bestehen, so kann sie beispielsweise auch die Form einer Dose oder dergleichen einnehmen. Die in Fig. 2 dargestellte Form der Kammer 37 ist von besonderem Vorteil, da sie als Hingkammer den Sekundärraum umschließt und es ermöglicht, die Verbindungsbohrungen 39 in vorstehend genannter Weise an bezüglich der Position des Schnorchels diametral gegenüberliegender Lage vorzusehen. Dabei ist die Kammer 37 mit Hilfe von Spannbändern 4-1 befestigt, welche die Außenseite der Kammer als Ringe umschließen und welche gegebenenfalls schnell lösbar sind, um das Innere der Kammer zu reinigen. Es sind auch andere Mittel der Befestigung möglich, um die Kammer 37 zu befestigen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Entlüftung eines Sekundärraum

sich

in Bremseinrichtungen erweist/als besonders vorteilhaft im LKW-Betrieb, also dort, wo die Arbeitsbedingungen durch Schmutz und Wasser beeinträchtigt sind.. Besondere Bedeutung kommt der Einrichtung dabei im Winterbetrieb zu, wenn Verunreinigungen und Korrosion des Sekundärraums durch Streusalze etc. zu befürchten sind. Wie vorstehend erwähnt, vollzieht sich die Reinigung des Schnorchels selbst auf einfache Weise, da nach Umschalten des Bremszylinders der in Rede stehenden Art im Sekundärraum ein durch Volumenverkleinerung bedingter Überdruck entsteht, der die Ablagerungen und Feuchtigkeitsanteile durch den Schnorchel in die Atmosphäre abbläst. Aus diesem Grunde ist es im allgemeinen nicht erforderlich, Reinigungs- oder Wartungsarbeiten an der

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dem Sekundärraum vorgeschalteten Kammer bzw. am Schnorchel vorzunehmen. Als Sekundärraum an Bremseinrichtungen der genannten Art seien Einfach- und Mehrfachräume beliebiger Konstruktion und Schaltung verstanden; in jedem Fall handelt es sich um üäume oder Kammern, welche vor Eindringen von korrodierenden Schmutzteilchen und feuchtigkeit zu schützen sind.

Die Anwendung der Einrichtung gemäß der Erfindung ist nicht auf den LKV-Betrieb beschränkt, vielmehr erweist sich der Schnorchel, vorzugsweise mit einer dem Sekundärraum vorgeschalteten Kammer, auch als für Bremsen an Schienenfahrzeugen geeignet.

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Claims

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Patentansprüche

rl J Vorrichtung zur Entlüftung eines Sekundärraums in Bremseinrichtungen, insbesondere in einem Bremszylinder, gekennzeichnet durch einen an den Sekundärraum (13) des Bremszylinders angeschlossenen, innenseitig Prallwände (23) aufweisenden Schnorchel (19)·
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dem Sekundärraum (13) vorgeschaltete, über Verbindungsbohrungen (17* 39) mit diesem verbundene und an den Schnorchel (19) angeschlossene Kammer (11,37)·
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Sekundärraum (13) vorgeschaltete Kammer (11) als Teilkammer eines Betriebsbremszylinders besteht.
4-. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeschaltete Kammer (37) als Ringkammer den Sekundärraum (13) des Bremszylinders umschließt, und daß die in den Sekundärraum führenden Verbindungsbohrungen (39) an bezüglich der Schnorchelposition diametral entgegengesetzter Lage in den Sekundärraum münden.

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S>. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Sekundärraum (13) vorgeschaltete Hingkammer (37) durch umschließende Spannbänder (41) befestigt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Prallwände (23) über die Längs-Mittelachse des Schnorchels (19) hinaus erstrecken und unter einem spitzen Winkel bezüglich der in den Sekundärraum einströmenden Luft angestellt sind.

7« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Prallwände unter einem rechten Winkel zur Längs-Mittelachse des Schnorchels erstrecken.

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