DE2532513B2 - Pneumatisch betaetigbarer bremszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen pneumatisch betätigbaren Bremszylinder, insbesondere Betriebsbremszylinder, Federspeicherbremszylinder oder kombinierten Federspeicherbremszylinder für Kraftfahrzeuge, mit einer Druckkammer und einer davon durch einen Kolben abgeteilten, gegen die Atmosphäre abgedichteten Federkammer. Bremszylinder sind im wesentlichen in den drei genannten Bauarten bekannt. Sie weisen z. B. als Federspeicherbremszylinder ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse auf, in welchem ein Kolben dichtend geführt ist, der auf der einen Seite in einer gebildeten Druckkammer mit pneumatischem Druck beaufschlagbar ist, während er auf der anderen Seite, beispielsweise in einer Federkammer, von der Kraft einer Speicherieder beaufschlagt wird.

Bei Betätigung derartiger Bremszylinder besteht die Gefahr, daß beim Kolbenrückgang Staub- und Schmutzteilchen mit angesaugt werden, die das Gleiten des Kolben;, ungünstig beeinflussen und Funktionsstörungen des gesamten Mechanismus nach sich ziehen. Durch die dauernde Nachfüllung neuer und eine gewisse Feuchtigkeit aufweisender Luft ist die Gleitbahn des Kolben;, eirnrr dauernden Kondensatbildung und einer hierdurch verursachten bzw. begünstigten Korrosion ausgesetzt, die die Lebensdauer der Bremszylinder verkürzt. Die Verbindung zur Atmosphäre und damit die Ermöglichung der Eindringung von Staub- und Schmutzteilchen einerseits und feuchter Luft andererseits wird dadurch sichergestellt, daß die Federkammern direkt oder jedenfalls indirekt über Bohrungen, Kanäle, Löcher od. dgl. mit der Atmosphäre verbunden sind. Verschiedene Bauarten derartiger, meist als Federspeicherbremszylinder oder in kombinierter Bauart ausgebildeter Bremszylinder sind aus der DT-PS 16 55 742, DT-OS 17 55 396, DT-OS 20 33 742, DT-AS 19 21 622 und der DT-OS 21 01 573 bekanntgeworden.

Es ist bereits bekannt, die öffnungen der Federkammer durch einen Filter zu schützen, um auf diese Weise die eindringende Staub- und Schmutzmenge zu verringern. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Filter leicht verschmutzen und verstopfen, so daß sie dauernd gewartet und häufig gereinigt werden müssen. Darüber hinaus sind diese Filter gegen eindringende Feuchtigkeit meist unwirksam.

Darüber hinaus ist es bekannt, die Federkainmer, die in keinem Fall hermetisch abgeschlossen ist, mit einem oder zwei Rückschlagventilen auszustatten, die jedenfalls so angeordnet sind, daß auf den Ansaugort bzw. die Ansaugrichtung der Luft Einfluß genommen wird. Als Einlaßventile arbeitende Rückschlagventile werden daher bevorzugt oben am Bremszylinder angeordnet, während als Auslaßventile eingesetzte Rückschlagventi-Ie möglichst an der tiefsten Stelle des Bremszylinders angeordnet werden, um gleichzeitig auch die Möglichkeit der Wasserabfuhr aus der Federkammer zu realisieren. Von besonderem Nachteil ist jedoch in jedem Falle, daß überhaupt ein Luftaustausch stattfin-

den muß. Durch ständig neu angesaugte Luft kann sich nämlich erst das Kondensat in der Federkammer bilden. Abgesehen davon genügt bereits ständige Anwesenheit von Luftfeuchtigkeit, um letztlich einen meist sehr starken Korrosionsanfall im Federraum 7u bewirken.

Auch das Deutsche Gebrauchsmuster 69 27 124 zeigt einen Federspeicherbremszylinder, der mit einem Schnellöseventil zusammengeschaltet ist, welches mit der Federkammer in Verbindung steht. Die Federkammer besitzt ein Rückschlagventil, so daß in der Federkammer nur der um die Vorspannung des Rückschlagventils erhöhte Überdruck auftreten kann. Sollte sich aus irgendeinem Grund ein gegenüber dem umgebenden Atmosphärendruck geringerer Innendruck des Systems ausbilden, dann wird in diesem Falle durch starkes Anpressen der Dichtung des Rückschlagventils das Eindringen von Fremdkörpern verhindert. Ansonsten aber wird bei ordnungsgemäßer Betätigung immer wieder frische und mit Schmutzteilen angereicherte Steuerluft in die Federkammer gebracht, so daß bei bestimmungsgemäßer Funktion kein wirksamer Schutz erreicht wird.

Das Deutsche Gebrauchsmuster 17 49 335 zeigt einen Bremszylinder, dessen Kolbenstange abgedichtet im Gehäuse geführt ist, wobei diese Dichtung nach Art eines Rückschlagventils das Entstehen eines Überdrukkes verhindert. Beim Lösehub des Bremszylinders kann ein geringer Unterdruck entstehen. Dieser Unterdruck ist jedoch unerwünscht und es soll der Druckausgleich zur Außenluftkammer genügend schnell über die als Dichtungsstulp des Kolbens ausgebildete Dichtung erreicht werden. Es wird also auch hier der Nachteil nicht behoben, daß jeweils frische und mit Fremdkörpern angereicherte Steuerluft in die Federkammer gelangt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, v-inen Bremszylinder zu schaffen, bei dem das Eindringen von Schmutz und Luftfeuchtigkeit und damit die Ursache für Verschmutzung und Korrosion im Federrraum weitgehend vermieden ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Federkainmer derart abgedichtet ist, daß bei expandierter Feder dauernd Unterdruck herrscht. Die erfinderische Lösung beschreitet damit erstmals den Weg, ganz

bewußt einen Unterdruck in der Federhammer in Kauf zu nehmen und die Federkammer hermetisch abzuschließen, so daß jedenfalls keine Staubteilchen oder Luftfeuchtigkeit aus der Atmosphäre in die Federkammer gelangen können. Hierdurch erhöht sich die Lebensdauer der Bremszylinder ganz erheblich. Dabei ist es erforderlich, die Federkraft der Feder entsprechend der Kompensierung des Unterdrucks größer zu wählen, so daß der Bremszylinder an sich denselben Kraltverlauf über den Hub besitzt, wie die bisher bekannten Bremszylinder. Der Erfindungsgedanke läßt sich bei alien Arten von Bremszylindern anwenden, insbesondere bei Betriebsbremszylindern, Federspeicherbremszyündern, aber auch bei kombinierten Federspeicherbremszylindern. Wesentlich ist in allen Fällen, daß die Federkammer vollkommen abgedichtet ist, so daß jedenfalls ein Ansaugen von Luf! aus der Atmosphäre vermieden wird. Es versteht sich, daß auf die Höhe des entstehenden Unierdrucks durch die Bemessung der Federkammer im Verhältnis zum Hubvolumen Einfluß genommen werden kann. Hierbei ist es erforderlich, daß die Entstehung eines zu hohen Unterdrucks und damit die Notwendigkeit der weitgehenden Abänderung der Charakteristik der Feder teilweise aufgehoben bzw. einer solchen entgegengewirkt werden kann. Es ist möglich, daß das Volumen der Federkammer durch eine mit ihr verbundene Zusatz kammer zwecks Verkleinerung des entstehenden Unterdrucks vergrößert ist. Bei der Ausbildung als kombinierter Federspeicherbremszylinder kann als Zusatzkammer der Sekundärraum des Betriebsbremszylinders vorgesehen sein. Es versteht sich, daß dieser Sekundärraum dann gegenüber der Atmosphäre abgedichtet sein muß.

Die Federkammer bzw. die Zusatzkammer kann in an sich bekannter Weise mit einem als Auslaßventil zur Atmosphäre angeordneten und die Entstehung von Überdruck verhindernden Rückschlagventil ausgestattet sein, so daß beispielsweise in der Lösestellung eines Federspeicherbremszylinders auch dann atmosphärischer Druck in der Federkammer herrscht, also ein reproduzierbarer Ausgangsdruck, wenn die Kolbendichtung nicht mehr vakuumdicht ist. Für den Fall, daß das Rückschlagventil undicht werden sollte, so daß sich überhaupt kein Unterdruck mehr ausbilden kann, steht eine höhere Sicherheit zur Verfugung, weil die Federkraft in der Federkammer über den Sollwert hinaus voll auf den Kolben zur Wirkung kommen kann.

Die Erfindung läßt sich an verschiedenen Bremszy'iii dem verwirklichen. Sie ist anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Bremszylinder,

F i g. 2 einen Schnitt durch einen Federspeicher bremszylinder,

Fig.3 einen Schnitt durch einen kombinierten Federspeicherbremszylinder und

F ig. 4 eil Diagramm dos Kraftverlanfes über dem Kolbenhub.

Der Bremszylinder gemäß F 1 g. 1 besitzt ein Gehaus. I. in welchem tier Kolben 2 nut kolbenstange 5 dichtend geführt ist. Der Kolben 2 unterteilt in; vichäusc ί die vollkommen gegenüber der Atmosphäre geschlossene Feuerkammer 4 von der Druckkammer 5, in clic nber den Anschluß 11 Druckluft geschickt werden kann. In der Federkammer 4 ist die Feder 6 gelagert, die den Kolben 2 bei Fehlen von Druckluft in der Druckkammer 5 in die in F i g. 1 dargestellte Endlage verschiebt. In dieser Stellung ist die Bremse gelöst.

Durch Anschläge 7 ist der Kolbenhub begrenzt. Das bei der Bewegung vom Kolben 2 verdrängte Volumen wird als Hubvolumen bezeichnet.

Wenn Druckluft in die Druckkammer 5 geschickt wird, bewegt sich der Kolben 2 entgegen der Kraft der Feder 6 und gelangt schließlich an dem Anschlag 7 zur Anlage. Dabei erreicht der Druck in der Federkammer 4 nunmehr Atmosphärendruck, weil der Bremszylinder so montiert wurde, daß in der Federkammer 4 in der in F i g. 1 dargestellten Stellung Unterdruck herrscht.

In Fig. 2 ist ein Federspeicherbremszylinder dargestellt, der an sich ganz ähnlich aufgebaut ist, wie der Bremszylinder gemäß Fig. 1, nur zeigt F i g. 2 die Stellung, in welcher die Bremse angezogen ist. Auch hier ist eine Druckkammer 5' gebildet, die zum Lösen der Bremse mit Druckluft beschickt wird. Das Volumen der Federkammer 4 ist durch die mit ihr über die Leitung 8 verbundene Zusatzkammer 9 vergrößert, um den sich in Bremsstellung ausbildenden Unterdruck zu verringern.

Darüber hinaus weist die Federkammer 4 ein Rückschlagventil 10 auf, welches in der dargestellten Richtung eingebaut ist, um zu verhindern, daß in der Federkamm°r 4 bei irgendeinem Betriebszustand Überdruck entsteht. Dieses Rückschlagventil 10 hat also die Aufgabe, immer reproduzierbare Ausgangsverhältnisse zu schaffen, so daß sich kein Überdruck in der Federkammer 4 aufbauen kann. Durch die Anordnung der Zusatzkammer 9 wird das Volumen der Federkammer 4 bewußt vergrößert, und zwar relativ zu dem Hubvolumen.

F i g. 3 zeigt einen kombinierten Federspeicherbremszylinder, bei dem die wesentlichen Teile an sich üblicher Bauart entsprechen. Als Zusatzkammer für die Federkammer 4 diert hier der Sekundärraum 12, der mit der Federkammer 4 über die Leitung 8' in Verbindung steht. Es versteht sich, daß sowohl die Federkammer 4 als auch der Sekundärraum 12 gegenüber der Atmosphäre abgeschlossen sind.

In F i g. 4 ist ein Diagramm des Kraftverlaufes über den Hub eines Federspeicherbremszylinders dargestellt. Die durchgezogene Linie stellt den gewünschten Sollverlauf der Kraft dar. Die gestrichelte Linie zeigt den Kraftverlauf, der sich bei nicht angepaßter Feder und unter Einwirkung des Unterdrucks bei gleicher Bezugskraft m Lösestellung ergeben würde. Durch Anpassung des C-Wertes der Feder kann die durchgezogene .Sollwertlinie erreicht werden, so daß die Funktion des Federspeicherbremszylinders gegenüber bisher bekannten Federpeicherbremszylindern unverändert ist. Findet ein Rückschlagventil, wie es beispielsweise 111 F i g. 2 dargestellt ist, Verwendung, welches undicht geworden ist, dann kann sich der Unterdruck in tier Federkammer nicht mehr aufbauen, so daß die Kraft der Speicherfeder voll zur Auswirkung .luf den Kolben kommt. Fs wird sich also ein kraftveriaui ergeben, wie er in strichpunktierter Linie dargestellt im. Damit is: cmc erhöhte Sicherheit bei einem Defekt des Riick-schlao entiles gegeben.

Hierzu 2 Hlatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Pneumatisch betätigbarer Bremszylinder, insbesondere Betriebsbremszylinder, Federpeicherbremszylinder oder kombinierter Federspeicherbremszylinder für Kraftfahrzeuge, mit einer Druckkammer und einer davon durch einen Kolben abgeteilten, gegen die Atmosphäre abgedichteten Federkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkammer (4) derart abgedichtet ist, daß bei expandierter Feder (6) dauernd Unterdruck herrscht.

2. Bremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der Feder (6) entsprechend der Kompensierung des Unterdrucks größer gewählt ist.

3. Bremszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Federkammer (4) durch eine mit ihr verbundene Zusatzkammer (9, 12) vergrößert ist.

4. Bremszylinder nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausbildung als kombinierter Federspeicherbremszylinder als Zusatzkammer (9) der Sekundärraum (12) des Betriebsbremszylinders vorgesehen ist.

5. Bremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Federkammer (4) bzw. die Zusatzkammer (9, 12) mit einem als Auslaßventil zur Atmosphäre angeordneten und die Entstehung von Überdruck verhindernden Rückschlagventil (10) ausgestattet ist.