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Mechanische Löseeinrichtung für Federspeicher-
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bremszylinder Die Erfindung betrifft eine mechanische Löseeinrichtung
nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
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Bei Löseeinrichtungen der gattungsgemäßen Art (DE-OS 1 555 116) ist
in Verbindung mit einem Betriebsbremszylinder ein Federspeicherbremszylinder vorgesehen,
in welchem sich ein mit einer Kolbenstange koppelbarer Federspeicherkolben befindet.
Der Federspeicherkolben ist in bekannter Weise durch in eine Druckkammer eingeleitete
Druckluft verschiebbar, wodurch gleichzeitig eine Speicherfeder gespannt wird. Die
aus dem Federspeicherbremszylinder in den Betriebsbremszylinder sich erstreckende
Kolbenstange steht mit Hilfe eines Kugelgesperres mit dem Federspeicherkolben in
Verbindung. Hierbei sind Kugeln in radialen Bohrungen des Kolbenhalses geführt und
erstrecken sich nach innen in eine Rille am Außenumfang der den Kolbenhals axial
durchsetzenden Kolbenstange. Wenn sich die Kugeln aus ihren radialen Bohrungen heraus
in die Rille am Außenumfang der Kolbenstange erstrecken, dann ist die Koppelung
zwischen Kolben bzw. Kolbenhals und Kolbenstange herbeigeführt, d.h. der Kraftfluß
verläuft über die Kugeln in die Kolbenstange ein, so daß die Kolbenstange bei Druckentlastung
der Druckkammer des Federspeicherbremszylinders entsprechend Verschiebung des Federspeicherkolbens
ausfahrbar ist.
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Bei der bestehenden Koppelung zwischen Kolbenhals und Kolbenstange
sind die Kugeln durch eine den Kolbenhals allseitig umgreifende Hülse daran gehindert
, radial nach außen auszuwandern, ein Lösen aus der Rille, d.h.
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ein Entkoppeln, ist normalerweise nicht möglich. Die auf den Kolbenhals
aufgeschobene Hülse erstreckt sich rückseitig aus dem Federspeicherbremszylinder
und ist zusammen mit dem Kolbenhals und der gekoppelten Kolbenstange betätigbar,
wenn die Federspeicherbremse betätigt oder gelöst wird.
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Um die Verbindung zwischen Kolbenstange und Kolben bzw.
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Kolbenhals zu lösen, ist am Innenumfang der den Kolbenhals umgebenden
Hülse eine Ausnehmung vorgesehen, d.h.
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eine Innenringnut, welche durch axial gerichtetes Verschieben der
Hülse in radiale Deckung mit den Kugeln gebracht werden kann. Das Verschieben der
Hülse geschiebt durch einen von außen auf die Hülse gerichteten starken Druck oder
durch ein mit Hilfe eines Werkzeuges vorgenommenes Verschrauben der Hülse, wenn
sie mittels eines geeigneten Innengewindes auf ein Außengewinde des Kolbenhalses
aufgeschraubt ist. Wenn sich die am Innenumfang der Hülse befindliche Innenringnut
in radialer Fluchtung mit den Kugeln befindet, dann können diese radial so weit
nach außen auswandern, daß der Kraftfluß mit der Kolbenstange aufgelöst ist, d.h.
die Kugeln haben sich radial soweit aus der am Außenumfang der Kolbenstange befindlichen
Rille gelöst, daß die Kolbenstange für sich relativ zum Kolbenhals verschiebbar
ist. Diese relative Axialverschiebung der Kolbenstange ist dann erwünscht, wenn
der Federspeicherkolben, ausgehend von der Brems- bzw. Parkstellung, infolge einer
Leckage in der Druckkammer nicht mehr gegen die Kraft der Speicherfeder verschoben,
also gelöst werden kann. In diesem Fall ist es durch das mechanische Lösen
der
Kolbenstange, also durch das Entkoppeln vom Kolben möglich, die an die Federspeicherbremse
angeschlossenen Bremsbetätigungselemente soweit zu lösen, daß das Fahrzeug weiterfahren
oder abgeschleppt werden kann. Nach Behebung des Leckageschadens der Druckkammer
ist es möglich, den Federspeicherkolben gegen die Kraft der Speicherfeder zu beaufschlagen,
bis autatisch die Kugel-Rastierung zwischen Kolbenhals und Kolbenstange wieder herbeigeführt
ist.
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Löseeinrichtungen dieser Art unterliegen jedoch gewissen Nachteilen
der Konstruktion als auch der Funktion. Es ist als nachteilig anzusehen, daß die
den Kolbenhals umschließende und zum Lösen dienende Hülse, rückwärtig aus dem Federspeicherbremszylinder
sich erstreckend, die Längsbewegungen von Kolben und Kolbenstange mitmacht, d.h.,
daß sich die Hülse bei gelöster Federspeicherbremse beträchtlich aus der Rückseite
erstreckt; die axialen Gesamtabmessungen des Federspeicherbremszylinders sind dadurch
hinsichtlich des Hubes der rückwärtig sich erstreckenden Hülse zu berücksichtigen.
Bei den gedrängten baulichen Verhältnissen in Nutzfahrzeugen führt dies zu Problemen,
insbesondere dann, wenn die Hülse durch von außen gerichteten Druck, d.h. also mit
Hilfe eines Schlagwerkzeuges zu betätigen ist, um das radiale Fluchten der an der
Hülse vorgesehenen Innenringnut mit den Kugeln herbeizuführen.
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Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Löseeinrichtung
der gattungsgemäßen Art so auszubilden ,daß die baulichen Gesamtmaße bei Betätigung
der Löseeinrichtung unverändert bleiben; die Löseeinrichtung soll einfachen Aufbau
aufweisen und soll gegebenenfalls in beiden Drehrichtungen betätigbar sein, um ein
Lösen der Bremse bei erschwerten Montage- und Einsatzbedingungen zu ermöglichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil
des Patentanspruches 1.
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Die mechanische Löseeinrichtung nach der Erfindung ist von "kurzer"
Bauart, d.h. die zum Entkoppeln zwischen Kolbenstange und Kolben dienende Betätigungselemente
verbleiben während ihrer Betätigung und während des normalen Betriebes des Federspeicherbremszylinders
innerhalb der vorgegebenen Axialabmessungen des Zylinders.
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Gleichzeitig ist die Löseeinrichtung als echteSchnellöseeinrichtung
wirksam, derart, daß nur eine verhältnismäßig kurze Drehbewegung erforderlich ist,
um eine angemessene Entkoppelungsbewegung der Verriegelungsstifte bzw. Verriegelungskugeln
zu erreichen.
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Ein weiterer Vorteil der Löseeinrichtung besteht darin, daß die Stellung
der Kolbenstange zum Kolben beliebig ist, d.h. es ist keine relative Drehlage beider
Bauteile einzuhalten; in gleicher Weise ist die Stellung des gesamten Kolbens zum
Zylindergehäuse beliebig, wenn die den Verriegelungsring spannende Torsionsfeder
zwischen diesem Ring und dem Kolben verspannt ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren
Unteransprüchen aufgeführt.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
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Figur i gibt in halbierter Längs-schnittansicht einen kombinierten
Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder wieder, wobei die mit Hilfe des Gesperres
erzielte gekoppelte Lage zwischen dem Kolben und der Kolbenstange dargestellt ist.
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Figurigibt die gelöste Position (bei bereits zurückgeschobener Kolbenstange)
wieder, ausgehend von welcher ein Wiedereinrasten bei Belüften der Druckkammer des
Federspeicherbremszylinders erzielt wir".
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Der Federspeicherbremszylinder ist sowohl in der Zeichnung als auch
in der Beschreibung beispielhaft in Verbindung mit einem Betriebsbremszylinder wirkend
dargestellt; die Löseeinrichtung nach der Erfindung kann jedoch auch bei Federspeicherbremszylindern
eingesetzt werden, welche ohne derartiges zusätzliches Betriebsbremssystem, also
direkt, wirken.
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Figur 1 der Zeichnung ist in halbierter Länqs-Schnittansicht ein kombinierter
Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder, nachfolgend Kombizylinder 1 genannt,
dargestellt. Der Kombizylinder 1 besteht aus einem Betriebsbremszylinder 3 und einem
Federspeicherbremszylinder 5, welche durch eine Zwischenwand 7 voneinander getrennt
sind. Innerhalb des Federspeicherbremszylinders 5 ist ein Kolben 9 verschiebbar
angeordnet, wobei an einer Seite des Kolbens 9 eine Speicherfeder 11 anliegt.
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Die Speicherfeder 11 stützt sich in ihrer bezüglich des Kolbens 9
entgegengesetzten Seite am Boden 13 des Federspeicherbremszylinders 5 ab. Im Boden
13 befindet sich eine Offnung 15, in welcher ein Druckentlastungsventil eingesetzt
sein kann. In die gemäß Darstellung links bezüglich des Kolbens 9 bestehende Kammer
mündet ein Einlaß 17, durch welchen Druckluft eingeleitet wird, um den Kolben 9
unter Verspannung der Speicherfeder 11 nach rechts gerichtet zu verschieben. Durch
diese Verschiebung des Kolbens 9 in die in Fig. 1 dargestellte Position wird die
Luft, welche innerhalb der die Speicherfeder 11 aufnehmenden Federkammer 19 besteht,
durch die
Oeffnung 15 herausgedrückt. Wird dagegen der Druck in
der Druckkammer 21 des Federspeicherbremszylinders bei Betätigung eines an sich
bekannten, an den Einlaß 17 angeschlossenen Ventils entlastet, dann vermag die Speicherfeder
11 den Kolben 9 nach links gerichtet zu verschieben, d.h. in die Position, welche
in Fig. 2 wiedergegeben ist ( jedoch in entkoppeltem Zustand).
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Der Kolben 9 ist über eine nachfolgend beschriebene Schnellöseeinrichtung
mit einer Kolbenstange 23 verbunden, welche sich durch die Zwischenwand 7 im Bereich
der Druckkammer 25 des Betriebsbremszylinders 3 erstreckt. Eine in die Zwischenwand
7 eingesetzte Dichtung 27 dichtet gegenüber der Außenwand der Kolbenstange 23 während
deren Längsbewegungen ab. Das sich in die Druckkammer 25 erstreckende Ende der Kolbenstange
wirkt als Druckstück 29. In die Druckkammer 25 mündet ein Einlaß 31, durch welchen
zur Betätigung der Betriebsbremse Druckluft eingelassen wird. Diese Druckluft wirkt
auf die innerhalb des Betriebsbremszylinders 3 eingesetzte Membrane 33 ein, an deren
entgegengesetzter Seite ein Membranteller 35 vorgesehen ist. Der Membranteller ist
mit einem Druckstück 37 verbunden, an welchem eine (nicht dargestellte) Druckstange
einer Bremsbetätigungseinrichtung anliegt. Hierbei kann es sich z.B; um eine mit
einem Spreizkeil versehene Druckstange für eine Keilspreizbremse eines Kraftfahrzeuges
handeln. In gleicher Weise kann es sich um entsprechende Betätigungsteile einer
S-Nockenbremse oder dergleichen Bremseinrichtung handeln. Wird die mit der Membrane
33 wirkende Betriebsbremse durch Einleiten von Druckluft in den Einlaß 31 betätigt,
dann verschiebt die Druckluft die Membrane 33, den Membranteller 35 und das Druckstück
37 gemäß Darstellung in Fig. 1 und 2 nach links gerichtet, so daß die an das Druckstück
37 angeschlossenen Brems-
betätigungsteile in Wirkung kommen und
die Bremse anlegen.
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Während dieser normalen Betriebsbremsung verbleibt die Federspeicherbremse
in ihrer inaktiven Position, welche in Fig. 1 dargestellt ist. In dieser Position
ist die Speicherfeder 11 durch Halten des Druckes in der Druckkammer 21 zusammengedrückt.
Die Federspeicherbremse kann verwendet werden, wenn die Betriebsbremse ausfällt,
wenn also die Druckmittelverbindung in den Einlaß 31 unterbrochen ist, oder wenn
sie als sogenannte Feststellbremse benutzt werden soll. In diesem Fall wirkt sie
als Parkbremse bei einem abgestellten Fahrzeug. Bei Betätigung der Federspeicherbremse
wird der Druck in der Druckkammer 21 abgebaut, so daß die Speicherfeder 11 zur Wirkung
gelangt und bei einer gemäß Darstellung nach links gerichteten Verschiebung über
eine Schnellösevorrichtung nachfolgend beschriebener Konstruktion die Kolbenstange
23 ausfährt.
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Befindet sich die Federspeicherbremse in ihrer Bremsposition, d.h.
ist der Kolben 9 zusammen mit der Kolbenstange 23 ausgefahren, also gemäß Darstellung
nach links gerichtet verschoben, und fällt die Druckluft für die Druckkammer 21
aus, dann kann die Bremse mechanisch mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schnellösevorrichtung
gelöst werden. Die Schnellösevorrichtung weist einen Betätigungsteil 39 auf, welcherz.B
die Form eines Sechskants besitzt und im Boden 13 des Federspeicherbremszylinders
5 unter Abdichtung drehbar, jedoch axial unverschiebbar geführt ist. Der Betätigungsteil
39 ist drehfest mit einer Mitnehmerhülse 41 verbunden, welche an ihrem Umfang ein
axiales Langloch 43 oder mehrere derartige Langlöcher aufweist. In diese Langlöcher
43 greifen jeweils radiale Fortsätze 45 eines sogenannten Verriegelungsringes 47,
welcher an seinem Innenumfang radial höhenversetzte Nocken oder dergl. Steuerkurven
aufweist. Am Innenumfang des Verriegelungsringes 47 liegen mehrere
in
Verriegelungsstife 49 an, welche/nachfolgend beschriebener Weise in eine am Außenumfang
der Kolbenstange 23 ausgebildete Verriegelungsnut 51 einzugreifen vermögen, derart,
daß der Kolben 9 mit der Kolbenstange 23 koppelbar ist.
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Am Verriegelungsring 47 greift eine in Fig. 1 und 2 schematisch wiedergegebene
Torsionsfeder 53 an, welche nach Verdrehen des Verriegelungsringes bestrebt ist,
diesen in seine Ausgangslage zurückzudrehen. Die Anordnung von am Innenumfang des
Verriegelungsringes 47 angeordneten Nocken und der Aufbau der Torsionsfederkönnen
so gewählt sein, daß der Verriegelungsring 47 zum Lösen der Federspeicherbremse
in beiden Drehrichtungen betätigbar und aus diesen Positionen selbsttätig zurückführbar
ist.
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Die Torsionsfeder 53 ist in Fig. 1 und 2 schematisch bei ihrer Befestigung
am Kolben 9 und am Verriegelungsring 47 wiedergegeben; im Rahmen der Erfindung kann
die Torsionsfeder auch an anderer Position angeordnet sein, so am Boden 13 des Federspeicherbremszylinders,
um den Verriegelungsring 47 nach Drehung in der einen oder anderen Richtung in die
Ausgangsposition zurückzuführen. Auch können anstelle der Verriegelungsstifte 49
Kugeln vorgesehen sein, welche zur Verriegelung zwischen der Kolbenstange 23 und
Kolben 9 dienen.
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Die Wirkungsweise der Schnellösevorrichtung ist wie folgt: bei normaler
Betätigung der Federspeicherbremse wird, wie vorstehend ausgeführt ist, die Druckkamer
21 entlüftet, wodurch die Speicherfeder 11 den Kolben 9 gemäß Darstellung in Fig.
1 nach links gerichtet zu verschieben vermag, da der Kolben 9 mit Hilfe der Verriegelungsstifte
49 mit der Kolbenstange 23 gekoppelt ist.
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Hierbei greifen die Verriegelungsstifte in die Verriegelungsnut 51
ein. Wird die Kolbenstange zusammen mit
dem Kolben nach links gerichtet
verschoben, dann wirkt sie über den Membranteller35 u. das Druckstück 37 auf nicht
dargestellte Bremsbetätigungsteile des Bremsmechanismus ein. Soll die Federspeicherbremse,
ausgehend von der vorgenannten Bremslage, wieder gelöst werden und fällt die zum
Lösen der Federspeicherbremse erforderliche Druckluft zur Einspeisung in die Druckkammer
21 aus bzw.
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wird die Druckkammer 21 durch äußere Einwirkungen undicht, dann ist
es mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schnellösevorrichtung dennoch möglich, die eingelegte
Federspeicherbremse zumindest so weit zu lösen, daß das Fahrzeug weiterbewegt werden
kann, d.h. zumindest bis zur nächsten Werkstätte. Dieser Umstand ist insbesondere
dann von Bedeutung, wenn es gilt, das Fahrzeug bei eingelegter Federspeicherbremse
von einem Verkehrspunkt zu entfernen.
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Zum mechanischen Lösen der eingelegten Federspeicherbremse wird der
als Sechskant oder dergleichen ausgebildete Betätigungsteil 39 mit Hilfe eines geeigneten
Werkzeuges gedreht. Da der mittels eines Sprengringes axial unverschieblich, jedoch
drehbar am Hals des Kolbens 9 geführte Verriegelungsring 47 auch in der Bremsstellung
des Kolbens 9 im Eingriff mit der Mitnehmerhülse 41 verbleibt, führt die Drehung
des Betätigungsteils 39 und der drehfest mit dem Betätigungsteil verbundenen Mitnehmerhülse
41 zueiner entsprechenden Drehung des Verriegelungsringes 47. Bei Drehung des Verriegelungsringes
47 in der einen (oder in der anderen) Richtung kommen zwischen den Nocken befindliche
Vertiefungen in den Bereich der Verriegelungsstifte, derart, daß die Verriegelungsstifte
radial gerichtet ausweichen können. Da an der Kolbenstange 23 eine bei eingelegter
Bremse starke, in der Darstellung nach rechts gerichtete Reaktionskraft einwirkt,
so mag diese Reaktionskraft, über die Anschrägung 55 an der Verriegelungsnut 51
wirkend, die Verriegelungsstifte radial nach außen gerichtet zu drücken. Die Ver-
riegelungsstifte
können durch die entsprechende Drehposition des Verriegelungsringes 47 radial so
weit ausweichen,daß sie jeweils den Bereich der Verriegelungsnut 51 verlassen, derart,
daß der Kraftfluß zwischen der Kolbenstange und dem Kolben 9 aufgehoben ist. Die
Kolbenstange 23 wird nunmehr durch die Rückstellkräfte der elastischen Verspannungals
auch durch die (nicht dargestellte) Rückführungsfeder am Bremsbetätigungsmechanismus
gemäß Darstellung nach rechts gerichtet bewegt, zumindest soweit, daß die Bremse
ausreichend gelöst ist, um das Fahrzeug weiterfahren zu können. Fig. 2 gibt die
Position der Kolbenstange 23 nach vollständiger Zurückführung bei Entkopplung vom
Kolben 9 wieder.
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Ist die Druckmittelverbindung zur Druckkammer 21 wieder hergestellt,
ist also der vorgenannte Schaden beseitigt und kann die Druckkammer 21, ausgehend
von der Position nach Fig. 2, wieder belüftet werden, dann wird durch eine derartige
Belüftung der Kolben 9 nach rechts gerichtet verschoben, wobei die Speicherfeder
11 gespannt wird. Kommen während dieser Verschiebung des Kolbens 9 bei relativ zum
Kolben stehenbleibender Kolbenstange 23 die Verriegelungsstifte 49 in den Bereich
der Anschrägung 55 der Verriegelungsnut 51, dann werden die Verriegelungsstifte
durch die an ihrem Außenumfang seitlich an ihnen anliegenden Steuerkurvenbzw. Nocken
wieder in die verriegelte Lage radial nach innen gerichtet gedrückt, da der Verriegelungsring
47, wie vorstehend erwähnt ist, durch die Torsionsfeder 53 in die Ausgangslage zurückgedreht
werden kann. Selbsttätiges Einrücken der Verriegelungsstifte 49 geschieht demnach
durch die entsprechende Rückführung des Verriegelungsringes 47. Nunmehr ist die
gekoppelte Lage zwischen Kolbenstange 23 und Kolben 9 wieder hergestellt, d.h.,
daß die Federspeicherbremse wieder in normaler Weise
durch Entlüften
der Druckkammer 21 betätigt und durch Einleiten von Druckluft in die Druckkammer
21 gelöst werden kann.
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Die Schnellösevorrichtung nach der Erfindung ist von einfachem Aufbau,
da die Verriegelungsstifte in entsprechende Führungsbuchsen eingesetzt werden können,
wobei derartige Führungsbuchsen im Hals des Kolbens eingesetzt sind. Die Schnellösevorrichtung
ist als baulich gedrängt anzusehen, weil die Führung zwischen dem axial unbeweglich
gehaltenen Betätigungsteil 39 und der Mitnehmerhülse 41 teleskopartig ist.
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Die Axiallänge der Mitnehmerhülse 41 ist so gewählt, daß der zwischen
der Mitnehmerhülse und dem Fortsatz 45 bestehende Dreheingriff auch dann besteht,
wenn der Verriegelungsring seine Endlage am linken Ende der Mitnehmerhülse eingenommen
hat.
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L e e r s e i t e
Bezugszeichenliste 1 Kombizylinder
3 Betriebsbremszylinder 5 Federspeicherbremszylinder 7 Zwischenwand 9 Kolben 11
Speicherfeder 13 Boden 15 Öffnung 17 Einlaß 19 Federkammer 21 Druckkammer 23 Kolbenstange
25 Druckkammer 27 Dichtung 29 Druckstück 31 Einlaß 33 Membrane 35 Membranteller
37 Druckstück 39 Betätigungsteil 41 Mitnehmerhülse 43 Langloch 45 Fortsatz 47 Verriegelungsring
49 Verriegelungsstift 51 Verriegelungsnut 53 Torsionsfeder 55 Anschrägung