DE2646158B1 - Schnell loesbare Federkraft-Speichervorrichtung,insbesondere fuer Feststellbremsen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele weiter beschrieben, und zwar zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch die schnell lösbare Federkraft-Speichervorrichtung in einer ersten Ausführungsform, F i g. 2 einen Teilschnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1, F i g. 3 einen Teilschnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 1 und Fig. 4 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2 an einem weiteren Ausführungsbeispiel.
• Die in Fig. 1 dargestellte Federkraft-Speichervorrichtung ist als kombinierter Federspeicherbremszylinder ausgebildet. Es interessiert hier nur der Federspeicherteil. In dem Gehäuse 1 ist gleitend und dichtend der Kolben 2 geführt, der auf seiner einen Seite von der Speicherfeder 3 und über den Anschluß 4 in den Druckraum 5 über ein Druckmedium beaufschlagt ist.
• Die Kolbenstange 6 ist axial verschieblich in dem Kolben 2 und in der Gehäusewand 7 geführt. Der Druckraum 5 ist hier über die Dichtungen 8, 9 abgedichtet.
• Die Kolbenstange 6 ist teilweise hohl ausgebildet und besitzt eine Stufenbohrung 10. In einem gehäuseseitigen Lager 11 ist das Alslösestück 12 drehbar gelagert, welches von hinten in die Stufenbohrung 10 der Kolbenstange 6 in der argestellten Weise hineinragt.
• Neben dem zylinderförmigen Teil 13 besitzt das Auslösestück 12 in seinem der Kolbenstange zuvorderst zugekehrten Bereich ein Vierkantprofil 14, dessen Ecken abgerundet sind, wie dies am besten als Fig 2 ersichtlich ist. Die Länge dieses Vierkantprofils 14 ist größer als der maximale Hub des Kolbens 2, der einerseits durch die Länge des Druckraumes 5 und andererseits durch die Anschlgsbüchse 15 festgelegt wird.
• An seinem hinteren Ende besitzt das Auslösestück 12 einen drehfest mit ihm verbundenen Drehteller 16, über den eine reine Drehbewegung auf das Auslösestück 12 übertragen werden kann. Dies kann über einen radial am Drehteller 16 abstehenden Arm 17 und einen (nicht dargestellten) dort angeschlossenen Bautenzug erfolgen oder aber manuell über den Drehteller 16, wobei zweckmäßigerweise der Arm 17 entfällt.
• Zwischen dem Drehteller 16 und dem Gehäuse 1 ist eine Drehfeder 18 untergebracht, deren Ausbildung im übrigen aus Fig. 3 zu entnehmen ist. Diese Drehfeder 18 besitzt zwei Federenden 19, zwischen die sowohl eine gehäuseseitige Eindrückung als auch eine drehtellerseitige Eindrückung eingreifen, die als Federauflagepunkte 20 wirken.
• Das Kugelgesperre ist zwischen dem Kolben 2, der Kolbenstange 6 und dem Auslösestück 12 vorgesehen.
• In Verbindung mit dem Vierkantprofil 14 sind vier Kugeln 21 gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet, wie dies Fig.2 zeigt. Zu diesem Zweck besitzt die Kolbenstange Bohrungen 22, so daß auf diese Weise ein Kugelkäfig gebildet ist. In dem Kolben 2 bzw.
• einem an ihm vorgesehenen Fortsatz 23 ist die Verriegelungsnut 24 vorgesehen, die als umlaufende Nut ausgebildet sein kann oder aber auch in Form von Sacklöchern, wobei dann eine gegenseitige Verdrehung zwischen Kolben 2 und Kolbenstange 6 verhindert sein muß.
• Auf dem Vierkantprofil 14 des Auslösestückes 12 sind auf dem Umfang tangential hintereinander und damit senkrecht zu der Kraft der Speicherfeder 3 Anschlagsflächen 25 und 26 vorgesehen bzw. angeordnet. Die Anschlagsflächen 25 sind der Verriegelungsstellung und die Anschlagsflächen 26 der Entriegelungsstellung zugeordnet. Es ist ersichtlich, daß das Spiel bzw. die Tiefe der Anschlagsflächen 26 mindestens so groß sein muß wie die Tiefe der Verriegelungsnut 24, relativ zu den Kugeln 21. Die Anschlagsflächen 25 und 26 sind immer abwechselnd hintereinander auf dem Umfang angeordnet, so daß durch eine Relativverdrehung des Auslösestückes 12 immer abwechselnd die Verriegelungsstellung bzw. die Entriegelungsstellung erreichbar ist, und zwar auch unabhängig von dem Drehsinn links oder rechts des Auslösestückes 12. Zwischen den Anschlagsflächen 25 und 26 sind Übergangsflächen 27 vorgesehen, gegen die sich die Kugeln 21 anlegen können, wenn eine Relativverdrehung stattfindet. Die Formgebung der Anschlagsflächen 25 und 26 und insbesondere der Übergangsfläche 27 kann entsprechend den gewünschten Eigenschaften bzw. Anforderungen festgelegt werden. Im allgemeinen empfiehlt es sich, einen stetigen Übergang vorzusehen und den Keilwinkel möglichst klein zu wählen, damit für die automatische Wiederverriegelung nur relativ kleine Kräfte der Drehfeder 18 erforderlich sind.
• Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: In F i g. list die Stellung der Teile dargestellt, in der das Kugelgesperre sich in der Verriegelungsstellung befindet, bei der also der Kolben 2 und die Kolbenstange 6 miteinander verbunden sind. Außerdem ist über den Anschluß 4 der Druckraum 5 mit Druckmittel beaufschlagt, so daß die Speicherfeder 3 entsprechend zusammengepreßt ist, wobei der Kolben 2 auf der Anschlagsbuchse 15 aufgesetzt hat. Die Kugeln 21 nehmen die in Fig.2 gezeigte Stellung ein, ebenso die Drehfeder 18 die Stellung gemäß Fig. 3. Die Drehfeder 18 kann mit einer entsprechenden Vorspannung eingebaut sein, so daß schon allein auf diese Weise die Verriegelungsstellung gesichert ist. Es können aber auch zusätzliche Sicherungsmittel vorgesehen sein, beispielsweise ein mechanisches Blockiermittel für die Verdrehung des Auslösestückes 12. Wird nun die Federspeicherbremse betätigt, was durch eine Entlüftung des Druckraumes 5 bewirkt wird, dann drückt die Speicherfeder 3 den Kolben 2 mit der verriegelten Kolbenstange 6 so weit im Druckraum 5 nach links, bis die Bremsbacken angelegt und das entsprechende Spiel überbrückt worden ist. Je nach dem Verschleißzustand der Bremsbacken führt dabei der Kolben 2 mehr oder weniger weit in den Druckraum 5 ein. Dabei ändert sich also im Kugelgesilerre überhaupt nichts, weil die Anschlagsflächen 25 (und 26) als in axialer Richtung ebene Flächen ausgebildet sind, so daß durchaus eine axiale Relativbewegung zwischen dem Auslösestück 12 und der Kolbenstange 6 stattfinden kann, ohne daß das Kugelgesperre betätigt wird.
• Soll nun die eingelegte Feststellbremse manuell gelöst werden, weil beispielsweise keine Druckluft zur Beaufschlagung des Druckraumes 5 zur Verfügung steht, dann ist es lediglich erforderlich, das Auslösestück 12 zu verdrehen, was entweder manuell an dem Drehteller 16 erfolgt oder aber durch eine Fernsteuerung an dem Arm 17. Bei Verwendung eines Vierkantprofils 14 wird nach einem Verdrehwinkel von 45" die Entriegelungsstellung erreicht, indem nunmehr die Anschlagsfläch 26 den Kugeln 21 gegenüberliegt, wodurch die Kugeln 21 durch den Reaktionsdruck der Kolbenstange 6 aus der Verriegelungsnut 24 herausgedrückt worden sind, so daß sie an der Anschlagsfläche 26 zur Anlage kommen und die Verriegelungsnut 24 freigeben, so daß die Entriegelungsstellung erreicht wird. Während dieser Bewegung gleiten die Kugeln über die Anschlagsfläche 25, die Übergangsfläche 27 zu der Anschlagsfläche 26. Die Anschlagsfläche 26 kann dabei durch Linksdrehung oder durch Rechtsdrehung erreicht werden. Da der sich durch die Flächen 25 und 26 sowie 27 jeweils ergebende Keilwinkel sehr flach gewählt werden kann, ist die Rückstellkraft, die ausgehend von der Druckkraft der Speicherfeder 3 letztlich auf den Drehteller 16 übertragen wird, nicht so groß, daß hier ein für die Bedienungsperson gefährlicher Drehschlag erfolgen könnte. Dennoch ist es sinnvoll, bei manueller Betätigung den Arm 17 wegzulassen. Durch entsprechende Wahl der Drehfeder 18 kann hier bis zu einem gewissen Grade entgegengewirkt werden. Wenn die Entriegelungsstellung also erreicht wird, ist die Verbindung zwischen dem Kolben 2 und der Kolbenstange 6 aufgehoben, so daß der Kolben 2 unter größtmöglicher Entspannung der Druckfeder 3 an der Gehäusewand 7 zur Anlage kommen kann, während sich die Kolbenstange 6 in entgegengesetzter Richtung in die in F i g. 1 gezeigte Stellung hinein bewegt.
• Wenn auf eine selbsttätige Wiederverriegelung verzichtet werden soll, so ist der Einsatz der Drehfeder 18 nicht unbedingt erforderlich. Die Sicherung der Verriegelungsstellung, die manuell aufhebbar sein muß, kann auch in anderer Weise realisiert werden. Wenn jedoch eine selbsttätige Wiederverriegelung gewünscht wird, was im allgemeinen zweckmäßig ist, so kann durch geeignete Anordnung und Auslegung der Drehfeder 18 diese Wiederverriegelung sichergestellt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß durch die Verdrehung des Auslösestückes 12 um 45" die Drehfeder 18 um einen gewissen Betrag weiter vorgespannt wurde, so daß auf das Auslösestück 12 eine Drehkraft einwirkt, die es im Sinne einer Rückdrehung in die Verriegelungsstellung beaufschlagt. Auch diese Rückstellkraft wirkt in beiden Fällen, gleichgültig ob vorher der Drehteller linksherum oder rechtsherum in die Entriegelungsstellung verdreht wurde. Steht nun beispielsweise wieder Druckluft zur Verfügung und wird der Druckraum 5 beaufschlagt.
• dann wird auch der Kolben 2 wieder die Stellung einnehmen, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, so daß nunmehr die Bohrungen 22 mit der Verriegelungsnut 24 in eine fluchtende Stellung kommen. Durch die Kraft der Drehfeder 18 werden die Kugeln 21 während der Drehbewegung radial nach außen verschoben, so daß sie in die Verriegelungsnut 24 eindringen können und sich nun wiederum auf der Anschlagsfläche 25 abstützen. Die Verriegelungsstellung ist erreicht.
• F i g. 4 zeigt eine weitere Ausbildungsform, bei der ein Sechskantprofil 14 Anwendung findet, also auch sechs Kugeln 21 vorhanden sind. Hier wird ein noch kleinerer Verdrehwinkel zum Erreichen der Entriegelungsstellung möglich, nämlich ein Winkel von 30°. Die Übergangsfläche 27 ist hier als Spirale mit stetig wachsendem Radius ausgebildet, was für besondere Anwendungsfälle eine besonders günstige Kraftübertragung ergibt. Auch die Gefahren, die mit dem Entstehen einer Rückschlagskraft verbunden sind, sind hier weiter gemindert. Auch die Verriegelung, die ja den Normalfall darstellt, ist insofern hier besonders günstig gestaltet, da an sechs Stellen in regelmäßiger Verteilung über den Umfang Kugeln 21 angeordnet sind und somit eine entsprechend günstige Kraftübertragung erfolgt.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Schnell lösbare Federkraft-Speichervorrichtung, insbesondere für Feststellbremsen von Kraftfahrzeugen, die im wesentlichen aus einem unter der Einwirkung einer Druckfeder und eines Druckmediums stehenden Kolben und einer Kolbenstange besteht, wobei für die Verriegelung bzw. Freigabe zwischen Kolben und Kolbenstange ein über ein Auslösestück entriegelbares Kugelgesperre vorgesehen ist und das Auslösestück auf seinem mit dem Kugelgesperre zusammenwirkenden Umfang tangential hintereinander senkrecht zu der Kraftrichtung der Druckfeder der Entriegelungs- und der Verriegelungsstellung entsprechenden Anschlagsflächen für die Kugeln des Kugelgesperres trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagsfläche (25) für die Verriegelungsstellung auf dem Auslösestück (12) in tangentialer Richtung im Links- und Rechtsdrehsinn jeweils aufeinanderfolgend vorgesehen sind, so daß durch Links- oder Rechtsdrehung des Auslösestückes (12) jeweils andere Stellung erreichbar ist.
2. 2. Federkraft-Speichervorrichtung mit einer Drehfeder zur Vorspannung des Auslösestückes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehfeder (18) zwischen das Gehäuse der Vorrichtung und das Auslösestück (12) bzw. ein mit diesem verbundenen Teil (10) eingeschaltet ist und am Auslösestück bzw. Gehäuseteil je zwei Federauflagepunkte (20) aufweist, von denen jeweils einer -entsprechend der Drehrichtung - als Krafiübertragungspunkt am Gehäuse (1) bzw. am Auslösestück (12) wirksam ist.
3. 3. Federkraft-Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Auslösestück (12) vorgesehenen Anschlagsflächen (25, 26) in axialer Richtung als ebene Flächen mit konstantem Radius ausgebildet sind und eine größere axiale Erstreckung aufweisen als es dem maximalen Hub des Kolbens (2) entspricht.
4. 4. Federkraft-Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösestück (12) im Bereich der Anschlagsflächen (25, 26) als Drei- Vier- oder Sechskantprofil (14) ausgebildet ist, dessen Kanten auf einem gemeinsamen Hüllkreis zur Bildung der Anschlagsfläche (25) für die Verriegelungsstellung abgerundet ist.
5. 5. Federkraft-Speichervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Übergangsfläche (27) zwischen den beiden Anschlagsflächen (25 und 26) stetig ausgebildet ist.
6. 6. Federkraft-Speichervorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsflächen (27) nach Art einer konstant wachsenden Spirale ausgebildet sind.

   Bei bekannten Federkraft-Speichervorrichtungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung (DT-OS 23 28 435) wird ein im wesentlichen tangential und senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kolbenstange wirkendes Kugelgesperre eingesetzt. Die Entriegelungsstellung kann jedoch aus der Verriegelungsstellung heraus nur durch Einhaltung einer festgelegten Drehrichtung erreicht werden und umgekehrt. Zusätzlich zu der Beschränkung auf eine Drehrichtung ist konstruktiv zwischen der der Entriegelungsstellung zugeordneten Anschlagsfläche und der Verriegelungsstellung zugeordneten Anschlagsfläche an dem Auslösestück noch jeweils eine zu überwindende Kraftschwelle vorgesehen, die aus einer spitzen Erhebung an dem Auslösestück besteht. Damit die definierte Drehrichtung auch eingehalten und gesichert ist, ist auf dem Umfang des Auslösestückes jeweils noch ein Anschlag angeordnet, der das unbeabsichtigte Verdrehen in eine nicht vorgesehene Drehrichtung verhindert. Der Platz, der für diese Anschläge benötigt wird, steht für die Anordnung und Ausbildung der Anschlagsflächen selbst somit nicht mehr zur Verfügung.

   Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung besteht somit darin, eine Federkraft-Speichervorrichtung der angegebenen Art so weiterzubilden, daß eine schnelle und einfache Handhabung möglich ist.

   Dabei geht es darum, dic zum Lösen der Federspeicherbremse erforderlichen Kräfte möglichst klein zu halten und die Entriegelungsstellung durch eine Drehbewegung in gleich welcher Drehrichtung zu erreichen, um auf diese Weise die Betriebssicherheit zu erhöhen.

   Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Damit ist eine Federkraft-Speichervorrichtung geschaffen, bei der die Anschlagsflächen für die Kugeln des Kugelgesperres in tangentialer Richtung keine Kraftschwelle od. dgl. zwischen sich aufweisen, die erst zwecks Erreichen der jeweils anderen Stellung überfahren werden müßte. Die jeweils ander Stellung kann durch Anwendung der Links- oder aber auch der Rechtsdrehrichtung in wirkungsmäßig identischer Weise erreicht werden. Der Keilwinkel an den Anschlagsflächen kann vergleichsweise leichter ansteigend und damit insgesamt leicht gängiger gewählt werden, weil die spitzen Erhebungen für die Kraftschwelle und die Anschläge zum Verhindern einer gewissen Drehrichtung in tangentialer Richtung auf dem Umfang nicht mehr angeordnet sein müssen und damit dieser Platz für die besondere Ausbildung der Anschlagsflächen zur Verfügung steht. Die Handhabbarkeit des Anmeldungsgegenstandes stellt gegenüber dem Stand der Technik eine ganz erhebliche Erleichterung dar. Die Entriegelungsstellung wird auch sicher in einer Norsituation oder bei Dunkelheit erreicht, und zwar unabhängig davon, ob es sich um einen auf der linken oder auf der rechten Fahrzeugseite angeordneten Zylinder handelt.

   Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Durch die Maßnahme nach Anspruch 2 wird erreicht, daß sich beim Verdrehen aus der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung eine dem Betrage nach gleich große Rückstellkraft aufbaut, gleichgültig, in welcher Drehrichtung die Auslösung erfolgte. Gemäß den Merkmalen des Anspruches 3 ergibt sich eine besonders einfache Gestaltungsmöglichkeit für die Anschlagsflächen an dem Auslösestück; diese Flächen können als ebene Flächen ausgebildet werden Die Ausbildung nach den Unteransprüchen 5 und 6 ist insofern vorteilhaft, als hierdurch eine leichte Betätigung d. h. ohne großen Kraftaufwand möglich ist. Anderseits wird aber damit auch das automatische Erreichen der s erriegelungsstellung erleichtert, wenn der Defekt in der Druckluftanlage wieder behoben ist.