DE2608502A1 - Vorrichtung zum unterbrechen und automatischen rueckfuehren der betriebsfunktion einer federbelasteten bremsbetaetigungseinrichtung - Google Patents
Vorrichtung zum unterbrechen und automatischen rueckfuehren der betriebsfunktion einer federbelasteten bremsbetaetigungseinrichtungInfo
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Description
Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.
PATENTANWÄLTE
8 MÜNCHEN 2, ' BRAUHAUSSTRASSE 4
TELEFON: SAMMEL-NR 225341 TELEGFiAMME: ZUMPAT TELEX 529979
6/Li
Non 314
Non 314
Svenska Aktiebolaget Bromsregulator, Malmö/Schweden
Vorrichtung zum Unterbrechen und automatischen Rückführen der Betriebsfunktion einer federbelasteten
Bremsbetätigungseinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterbrechen und automatischen Rückführen der Betriebsfunktion einer federbelasteten
Bremsbetätigungseinrichtung mit einem Zylinder, einem Kolben, einer Feder, die den Kolben in Bremsanzugsrichtung
bei fallendem Fluiddruck an der gegenüberliegenden Seite des Kolbens beaufschlagt, einer drehfesten Kolbenstange und mit
zwei koaxial zu der Kolbenstange und in nicht selbsthemmendem Gewindeeingriff miteinander stehende Einrichtungen, die im
Kraftübertragungsweg zwischen dem Kolben und der Kolbenstange angeordnet sind, wobei eine der Einrichtungen drehbar gelagert
und die andere wenigstens bei der Kraftübertragung der Federkraft drehfest ist.
Eine Vorrichtung zum Unterbrechen und automatischen Rückführen
6Q9838/Q6A6
26Ü8502
der Betriebsfunktion einer federbelasteten Bremsbetätigungseinrichtung
ist für den Fall erforderlich, daß kein Fluiddruck zum Zusammendrücken der Feder und folglich zum Lösen der Bremsen
verfügbar ist, und daß das Fahrzeug, an dem die Bremsbetätigungseinrichtung angebracht ist,, bewegt werden muß. Demzufolge muß
der Kraftübertragungsweg in der Betätigungseinrichtung von der Feder zum Kolben von außen unterbrechbar sein, jedoch muß die
ursprüngliche Betriebsfunktion automatisch beim Wiederaufbau eines Fluiddrucks zum Zusammenpressen der Feder eingenommen werden.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist in der Schwedischen
Patentschrift Nr. 73 14472-7 (deutsche Patentanmeldung P 24 50 652.3) beschrieben. Diese Vorrichtung enthält eine"drehfeste
Mutter, die in nicht-selbsthemmendem Eingriff mit einer
mit Gewinde versehenen Spindel oder einer mit Gewinde versehenen Kolbenstange steht. Zwischen dem Kolben und der Mutter ist eine
ausrückbare Einwegkupplung angeordnet. Die beiden, in dieser Patentschrift gezeigten, bevorzugten Ausführungsformen weisen
gewisse Nachteile auf. Bei der ersten, bevorzugten Ausführungsform ist ein Stellglied für die Kupplung vorgesehen, das den
Kolbenbewegungen nachläuft und sich von der Betätigungseinrichtung aus erstreckt. Bei dieser Ausführungsform treten Dichtungsprobleme auf, und in einigen Fällen arbeitet diese Vorrichtung
unzuverlässig. Bei der zweiten,bevorzugten Ausführungsform wird die gesamte Federkraft über die Kupplung übertragen, was zur
Folge hat, daß zum Ausrücken der Kupplung große Kräfte von Hand aufgebracht werden müssen.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die Nachteile
bei den zuvor beschriebenen und vorgeschlagenen Vorrichtungen "beseitigt sind, so daß eine zuverlässige, jedoch billige, einfach
aufgebaute und platzsparende Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung steht.
ΒΓ)983Β/ηΒ4β
2 G ί 3 β Β G 2 - 3 -
Erfindungsgemäß zeichnet sich eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art dadurch aus, daß die drehbare Einrichtung lösbar mit dem Zylinder in Drehrichtung zur Kraftübertragung sperrbar ist.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
anhand der beigefügten Zeichnung. Hierbei sind zwei etwas unterschiedliche Ausbildungsformen vorgesehen. Im ersten Fall
steht eine drehbare Mutter in nicht-selbsthemmendem Gewindeeingriff
mit einer drehfesten Spindel, die mit der lösbaren Sperre verbunden ist. Bei der zweiten Ausbildungsform ist eine drehbare
Spindel, die in nicht-selbsthemmendem Gewindeeingriff mit
einer drehfesten Mutter steht, wenigstens bei der Kraftübertragung der Federkraft mit der lösbaren Sperre verbunden. Die erforderliche
Einwegkupplung kann in der Sperre selbst oder in einer anderen Einrichtung untergebracht sein.
Fig. 1 bis 5 sind Seitenansichten in teilweise geschnittener
Darstellung von fünf verschiedenen Ausführungsformen einer federbelasteten
Bremsbetätigungseinrichtung gemäß der Erfindung.
Da die verschiedenen Ausführungsformen einander ähnlich sind, sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein federbelasteter Bremszylinder 1 einteilig mit einer Betriebsbremsbetätigungseinrichtung
ausgelegt, die an einer entsprechend geeigneten Stelle am Fahrzeugunterbau angebracht ist, deren Kolben mit der Bezugsziffer
2 bezeichnet ist. Der Zylinder 1 kann ebenfalls vollständig an der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung angebracht sein. Ein
Zylinderdeckel 3 ist am Zylinder 1 vorgesehen. Ein Kolben mit einer an sich bekannten Dichtung ist axial bewegbar im Zylinder
1 angeordnet, wobei dieser von der einen Seite durch den Fluiddruck, der über einen Fluiddruckeinlaß 5 eingeleitet wird, und
auf der anderen Seite durch eine Druckfeder 6 beaufschlagt ist,
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die gegen den Zylinderdeckel 3 anliegt. Eine Kolbenhülse 7 ist am Kolben 4 befestigt und axial durch eine zylindrische Hülse 1'
und ein Zylinderdeckelrohr 31 geführt. In der dargestellten
Stellung reicht der Fluiddruck aus, um der Kraft der Feder 6 entgegenzuwirken, die somit in zusammengedrücktem Zustand gehalten
und inaktiv ist. Wenn sich die Feder beim Sinken des Fluiddrucks ausdehnt, bewegt sich der Kolben 4 nach links in der
Zeichnung.
Eine Kolbenstange 8 ist bei den Axialbewegungen durch die Zylinderhülse
1· geführt und wirkt mit dem Betriebsbremskolben 2 zusammen.
Die Kolbenstange 8 ist an der Drehung dadurch gehindert, daß eine Eingriffsstellung von einem Vorsprung 81 an der Kolbenstange
und einer axial verlaufenden Ausnehmung in der Zylinderhülse 1' eingenommen wird. Eine mit Gewinde versehene Spindel
9A ist fest mit der Kolbenstange 8 verbunden oder kann auch einteilig mit dieser ausgebildet sein. Eine Mutter 1OA steht in
nicht-selbshemmendem Gewindeeingriff mit der Spindel 9A. Wie
gezeigt, ist die Mutter 1OA drehbar bezüglich der Kolbenhülse mit Hilfe von Drucklagern bzw. Längslagern 11 gelagert, die
zwischen einer Seite der Mutter 1OA und an der anderen Seite eines Flansches 71 an der Kolbenhülse J und einem Seegerring
angeordnet sind.
Ein kreisförmiges Stellglied 13, das teilweise die Mutter 1OA umgibt, ist damit mit Hilfe von ein oder mehreren Stiften 14
verbunden, die in axial verlaufenden Ausnehmungen in dem Ring 13 und der Mutter 10A angeordnet sind, so daß nur eine relative
axiale Verschiebung zwischen diesen beiden Teilen möglich ist. Das Stellglied 13 ist, wie in der Zeichnung dargestellt, in dem
Zylinderdeckel 3 axial und bewegbar angeordnet. Es ist mit Sperrklinkenzähnen am Außenumfang versehen, die mit einer entsprechenden
Verzahnung an einem Tauchkolben 15 zusammenwirken, der im Zylinderdeckel 3 angeordnet ist und der in der Eingriffsstellung mit den Sperrklinkenzähnen am Stellglied mit Hilfe
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einer Feder 16 vorgespannt ist. Ein Zugring 17 ist am Ende des Tauchkolbens 15 angeordnet, der über den Zylinderdeckel 3 übersteht.
Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt:
Wenn sich die Feder 6 infolge des abfallenden Fluiddrucks zu dehnen beginnt, bewegt sich der Kolben 4 mit der Kolbenhülse 7
in der Zeichnung nach links. Die Kraft von der Feder 6 wird von der Kolbenhülse 7 über den Flansch 7', das rechts liegende Lager
11, die Mutter 1OA, die Spindel 9A und die Kolbenstange 8 zum Betriebsbremskolben 2 und weiter zu einem Bremsgestänge, das
nicht gezeigt ist, übertragen, wobei die Mutter 1OA an der Drehbewegung bei der Kraftübertragung gehindert ist. Durch entsprechende
Abstimmung der Gewindeverlaufrichtung von Spindel 9A und
Mutter 1OA und der Sperrichtung der Sperrkupplung mit den Sperrklinkenzähnen
des Stellgliedes und dem Tauchkolben 15 kann diese Stellung und Funktion beibehalten werden, solange der Tauchkolben
15 mit dem Stellglied 13 durch die Feder 16 in Eingriff gehalten ist. Wenn Fluiddruck wiederum aufgebaut wird, wodurch
die Feder 6 zusammengedrückt wird, kehren die einzelnen Bauteile in die gezeigten Stellungen zurück, und in diesem Fall wird
die Kraft von der Kolbenhülse 7 zu der Anordnung mit der Mutter 14A, der Spindel 9A und der Kolbenstange 8 über den Seegerring
und das links liegende Lager 11 übertragen.
Wenn der Betriebsbremskolben 2 von der Federkraft freikommen soll, und kein Fluiddruck für die normale Rückkehrbewegung verfügbar
ist, reicht es aus, wenn der Zugring 17 gezogen wird, Nunmehr können sich das Stellglied 13 und die Mutter 1OA frei
relativ zur Spindel 9A drehen, so daß sich der Kolben 4 in Richtung der am weitesten links liegenden Lage unter der Wirkung der
Feder 6 bewegen kann, und die Spindel 9A mit der Kolbenstange 8 kann sich, wie gezeigt, in ihre äußerste rechte Lage unter der
Wirkung einer Rückholfeder (nicht gezeigt) in dem Bremsgestänge bewegen, wodurch die Bremsen gelöst werden, und das Fahrzeug, an
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dem diese Anordnung angebracht ist, kann trotz des Fehlens des Fluiddrucks zum Zusammendrücken der Feder 6 bewegt werden.
Wenn wiederum ein Fluiddruck zum Zusammendrücken der Feder 6 aufgebaut wird, bewegen sieh die verschiedenen Bauteile automatisch
in ihre gezeigten Stellungen zurück, und hierbei kann sich das Stellglied (und folglich die Mutter 9A) trotz der Tatsache
frei drehen, daß der Tauchkolben 15 in Eingriff mit dem Stellglied
13 durch die Feder 16 steht. Dies ist aufgrund des nicht selbsthemmenden Gewindeeingriffs zwischen diesen beiden Bauteilen
in Drehrichtung möglich. Wenn die Bauteile ihre dargestellten Lagen wieder eingenommen haben, kann die federbelastete
Bremsbetätigungseinrichtung auf normale Art und Weise wie oben beschrieben, wiederum betätigt werden.
Die in Fig. 2 gezeigte, bevorzugte Weiterbildung weicht nur geringfügig
von der zuvor beschriebenen ab. Der Hauptunterschied liegt darin, daß bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform
eine federbelastete Bremsbetätigungseinrichtung nicht mit einer Betriebsbremsbetätigungseinrichtung verbunden ist, sondern eine
Zugkolbenstange 8 aufweist, die an der Hülse 3" des Zylinderdeckels geführt und auf nicht gezeigte Art und Weise drehfest
ist. Bei dieser Ausführungsform ist zusätzlich ein Seegerring 18 auf der Kolbenstange 8 an der Hülse 3" des Zylinderdeckels
in der gezeigten Lage angeordnet.Der Seegerring18 wirkt als Anschlag für die Kolbenstange 8, wenn wiederum Fluiddruck
nach dem manuellen Lösen mit Hilfe des Zugrings 17 aufgebaut wird.
Die Betriebsweise der in Fig. 2 gezeigten, bevorzugten Weiterbildung
ist entsprechend der zuvor beschriebenen. Der hauptsächliche Unterschied liegt hierbei darin, daß als Arbeitskraft
eine Zugkraft aufgebracht werden muß. ·
Diese Betätigungsvorrichtung kann beispielsweise als eine Fest-
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stellbremsbetätigungsvorrichtung in Verbindung mit einer getrennten
Betriebsbremsbetätigungseinrichtung bei sehr begrenzten Platzverhältnissen angeordnet werden, bei denen die zuvor
beschriebene Anordnung, die in Fig. 1 dargestellt ist, unmöglich unterzubringen ist.
Bei beiden, in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen ist die Spindel drehfest gehalten, wohingegen die Mutter,
die mit dieser in Gewindeeingriff steht, drehbar gelagert ist.
Jedoch ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich, und drei bevorzugte Ausführungsbeispiele sind anhand der Fig. 3 bis 5 erörtert.
Hierbei ist die Spindel drehbar gelagert, und eine Mutter ist drehfest, wenigstens bei der Kraftübertragung, angeordnet.
Ein Zylinder 1 mit einem Fluiddruckeinlaß 5 weist einen Zylinderdeckel
3 und einen Kolben 4 auf, und eine Feder 6 ist zwischen dem Zylinderdeckel 3 und dem Kolben 4 angeordnet. Ein Kolbenstange
8 ist axial in einer Zylinderhülse 1' geführt, die mit einem Betriebsbremskolben 2 zusammenwirkt. Eine Kolbenhülse 7»
die durch ein Rohr 3' am Zylinderdeckel geführt ist, ist mit einem Flansch 71 und einem Seegerring12 versehen. Ein Stellglied
13» das in dem Zylinderdeckel 3 drehbar angeordnet ist, wirkt mit einem Tauchkolben 15 zusammen, der mit einem Zugring 17 versehen
ist und der entgegen der am Umfang des Stellglieds 13 angeordneten Sperrklinkenzähnen mit Hilfe einer Feder 16 vorgespannt
ist.
Zum Unterschied wirkt bei dieser Ausführungsform eine Spindel 9B mit der Kolbenstange 8 zusammen, die jedoch relativ zur Kolbenstange
drehbar mit Hilfe eines Lagers 19 gelagert ist, und eine Mutter 1OB, die in nicht-selbsthemmendem Gewindeeingriff
mit der Spindel steht, ist drehfest zwischen dem Flansch 71 der
Kolbenhülse und dem Seegerring12 eingespannt. Ein oder mehrere
Stifte 14 sind zwischen der Spindel 9B und dem Stellglied 13
angeordnet, so daß eine relative Drehbewegung zwischen diesen beiden Bauteilen unterbunden ist.
β Π °. 8 3 R / fj (i /♦ B
2 b U 8 5 O 2
Die Betriebsweise dieser anhand der Fig. 3 erörterten, bevorzugten
Ausbildungsform ist der in Fig. 1 dargestellten ähnlich. In Grundbetriebsstellung ist die Spindel 9B an der Drehung
durch das Stellglied 13 gehindert, und es ergibt sich folgender Kraftübertragungsweg: Feder 6, Kolben 4, Kolbenhülse 7, Flansch
7', Mutter 1OB, Spindel 9B, Lager 19 i Kolbenstange 8 und Betriebsbremskolben
2 oder umgekehrt bei der Rückkehrbewegung. Durch ein Lösen mit Hilfe des Zugrings 17 kommt die Mutter 1OB
frei und kann sich in Bremsanzugsrichtung unter der Einwirkung der Feder 6 infolge der Drehung der Spindel 9B bewegen. Wenn
Fluiddruck wiederum aufgebaut wird, nehmen die einzelnen Bauteile ihre dargestellten Lagen wiederum automatisch ein, so daß
eine weitere Betätigung möglich ist.
Der Hauptunterschied zwischen der in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen liegt in dem Zusammenwirken von drehbar gelagerter
Spindel 9B und dem Stellglied 13. Die drehbar gelagerte Spindel 9B weist eine axial verlaufende Ausnehmung auf, und
ein Bolzen bzw. Stift 20, der in dieser Ausnehmung verläuft, ist an dem Stellglied 13 angebracht. Die Stifte 14 sind in der Aussparung
zwischen der Spindel 9B und dem Bolzen 20 angeordnet. Ein Kugellager 21 bildet ein Lager für den Bolzen 20 und das
Stellglied 13.
Wie beim Vergleichen der Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist, bestehen zwei Hauptunterschiede: einerseits das Zusammenwirken von
Mutter 1OB und Kolbenhülse 7 und von Stellglied 13 und Tauchkolben 15. Hier-bei liegt die Mutter 1OB gegen den Flansch 7' der
Kolbenhülse durch die Wirkung einer Feder 22 zwischen der Mutter 1OB und einem Lager 23 an, das durch den Seegerring 12 gehalten
ist. Die aneinanderliegenden Flächen von der Mutter und dem Flansch sind vorzugsweise mit einer Verzahnung versehen,
so daß sich eine Klauenkupplung bildet.
Weiterhin ist der Tauchkolben 15 in Axialrichtung der Betätigungseinrichtung
angeordnet und wirkt mit in geringem Abstand
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dazu angeordneten Ausnehmungen am Umfang des Stellglieds 13 zusammen.
Bei den zuvor beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen ist eine Einwegkupplung zwischen den Sperrklinkenzähnen des Stellgliedes
13 und dem Tauchkolben 15 vorgesehen. In dem vorliegenden Fall jedoch ist keine solche Einwegkupplung vorgesehen.
Aus diesem Grunde muß eine Relativbewegung zwischen der Kolbenhülse 7 und der Spindel 9B auf andere Art und Weise beim Rückführen
des Fluiddrucks nach einem manuellen Lösen ermöglicht werden. In der Grundstellung liegt die Mutter 1OB gegen den
Flansch 71 der Kolbenhülse an und kann somit als ein festes Bauteil
bezeichnet werden. Nur wenn wiederum Fluiddruck nach einem manuellen Lösen der Klauenkupplung,die zwischen der Mutter 10B
und dem Flansch 71 vorgesehen ist, aufgebaut ist, kann diese
unter der Einwirkung der Kraft des Fluiddrucks ausgerückt werden, so daß die Mutter 10B sich drehen kann und wiederum die
dargestellte Lage einnimmt.
Beispielsweise kann die axial bewegbare Verbindung zwischen dem Stellglied 13 und der drehbaren Einrichtung (die Mutter 10A
oder die Spindel 9B) auf andere Art und Weise als mit Stiften 14 ausgelegt sein. Ferner kann auch die lösbare Drehsperre des
Stellgliedes 13 mit dem Zylinderdeckel 3 auf andere Art und Weise ausgebildet sein. Eine mechanische Lösebewegung kann auf
den Tauchkolben 15 auch auf andere Art und Weise als mit Hilfe eines Zugringes 17, beispielsweise mit Hilfe eines Exzenters
oder ähnlichem, übertragen werden. Der Tauchkolben 15 kann ferner durch Fluiddruck gesteuert werden.
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Claims (9)
1. Vorrichtung zum Unterbrechen und automatischen Rückführen
der Betriebsfunktion einer federbelasteten Bremsbetätigungseinrichtung mit einem Zylinder, einem Kolben, einer Feder,
die den Kolben in Bremsanzugsrichtung bei fallendem Fluiddruck an der gegenüberliegenden Seite des Kolbens beaufschlagt,
einer drehfesten Kolbenstange und mit zwei Einrichtungen im Kraftübertragungsweg zwischen Kolben und Kolbenstange, die
koaxial zu der Kolbenstange angeordnet und miteinander nicht selbsthemmend im Gewindeeingriff sind, wobei eine dieser Einrichtungen
drehbar gelagert ist, während die andere wenigstens bei der Kraftübertragung der Federkraft drehfest ist, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare
Einrichtung (1OA, 9B) lösbar mit dem Zylinder (1,3) in Drehrichtung bei der Kraftübertragung der Feder gesperrt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sperre ein Stellglied (13), das mit der drehbaren Einrichtung
(10A, 9b) derart verbunden ist, daß nur eine relative axiale Bewegung gestattet ist, das jedoch axial unbeweglich in dem
Zylinder (1 ,3) angeordnet ist und einen Tauchkolben (15) aufweist,
der an dem Zylinder (1,3) angeordnet ist und zum Eingriff mit dem Stellglied (13) durch eine Feder vorgespannt ist.
3.« Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stellglied am Umfang mit Sperrklinkenzähnen derart versehen ist, daß eine relative Drehbewegung zwischen dem Stellglied
(13) und dem Tauchkolben (15) in einer Richtung gestattet ist (Fig. 1 bis 4).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied am Umfang mit Ausnehmungen versehen ist, und
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daß eine separate Einwegkupplung (22,23) angeordnet ist (Fig. 5).
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Stellglied
(13) und der drehbaren Einrichtung (1OA,9B) durch eine Einrichtung mit einem oder mehreren Stiften (14) hergestellt
ist, die in axial verlaufenden Ausnehmungen in dem Stellglied und der entsprechenden drehbaren Einrichtung
angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Einrichtung eine Mutter
(1OA) ist, die in Gewindeeingriff mit einer Spindel (9A)
steht, die an der Kolbenstange (8) angebracht ist (Fig. 1 und 2).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (10A) drehbar relativ zu einer Kolbenhülse (7) gelagert
ist, die am Kolben (4) angebracht ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die drehbare Einrichtung eine Spindel (9B) ist, die drehbar bezüglich der Kolbenstange (8) gelagert
und in Gewindeeingriff mit einer Mutter (10B) ist, die
wenigstens in Kraftübertragungsrichtung der Federkraft drehfest bezüglich einer Kolbenhülse (7) angeordnet ist, die in
dem Kolben (4) angebracht ist (Fig. 3 bis 5).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (10B) entgegen einem Flansch (71) der Kolbenhülse
mit Hilfe einer Feder (22) vorgespannt ist, die in Gegenrichtung der Kraftübertragungsrichtung durch die,Feder
wirkt (Fig. 5).
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