DE3236922C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Ringdichtanordnung für eine Kolben­ stange in einem Bremszylinder für Keilspreizbremsen nach dem gat­ tungsbildenden Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Derartige Bremszylinder in Form von Membranzylindern und Kombimem­ branzylindern sitzen insbesondere in Druckluftbremsanlagen von Fahr­ zeugen, wobei der Membranzylinder mit seiner Kolbenstange mechanisch auf die nachgeschaltete Keilspreizbremse arbeitet. Bei derartigen Bremszylindern muß sichergestellt sein, daß eventuell durch die Ent­ lüftungsöffnung eintretende Verunreinigungen, Feuchtigkeit, Wasser oder dergleichen Schmutzpartikel nicht durch das Führungsrohr hin­ durch bis in die Keilspreizmechanik vordringen können. Zu diesem Zweck sind bekannte Bremszylinder dieser Art mit einer Schutzvor­ richtung versehen, die das Innere des Membranzylinders vom Inneren des Führungsrohres trennt. Diese Schutzvorrichtung weist einen Balg auf, der die Kolbenstange übergreift und endseitig darauf aufsitzt (FR-A-24 88 666). Das Innere des Balges ist durch mindestens eine Öffnung notwendigerweise entlüftet. Hierbei ergibt sich der Nach­ teil, daß Schmutz und Flüssigkeit durch die Entlüftungsöffnung ein­ treten können, zumal diese durch die Entlüftungsöffnung sogar ange­ saugt werden. Außerdem kann sich die Entlüftungsöffnung mit Schmutz zusetzen. Ein anderer bekannter Bremszylinder weist als Schutzvor­ richtung eine Abdichtung über eine Kunststofflippe auf, die den Schmutz abstreifen soll, jedoch nicht druckdicht ist. Diese Schutz­ vorrichtung hat den Nachteil, daß die Lippe verschleißt, verstärkt unter Schmutzeinwirkung, und dann nicht mehr in der Lage ist, den Schmutz vollständig abzustreifen. Außerdem ist keine befriedigende Dichtwirkung gegeben.

Aufgabe der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Ringdichtanordnung für eine Kolben­ stange in einem Bremszylinder für Keilspreizbremsen, insbesondere für Druckluftbremsanlagen von Fahrzeugen, mit den sonstigen Einzel­ heiten gemäß gattungsbildendem Oberbegriff zu schaffen, bei dem die Schutzvorrichtung Schmutz, sonstige Verunreinigungen, Feuchtigkeit und Wasser zuverlässig und dauerhaft fernhält und zugleich noch eine Be- und Entlüftung des Inneren des Führungsrohres und der an­ schließenden Keilspreizmechanik über den Innenraum des Membranzylin­ ders gewährleistet.

Lösung der Aufgabe

Die obengenannte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Ringdichtanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs wird erreicht, daß die beiden Dich­ tungsringe der Ringdichtanordnung immer an der jeweiligen Umfangs­ fläche, und zwar entweder äußeren Umfangsfläche der Kolbenstange oder inneren Umfangsfläche des Führungsrohres, mit gewisser Vorspan­ nung und Pressung anliegt und so bei nicht bewegter Kolbenstange Schmutz, Verunreinigungen und Feuchtigkeit sowie Wasser vom Inneren des Führungsrohres und der nachfolgenden Keilspreizautomatik zuver­ lässig fernhält. Diese Dichtheit ist auch bei Betrieb und bewegter Kolbenstange gewährleistet. Die Ringdichtanordnung hat dabei einmal Abstreiffunktion, da sie bei der Relativbewegung anhaftende Schmutz­ partikel und auch Feuchtigkeit oder Flüssigkeit abstreifen kann.

Hierzu werden die Aufgaben der Ringdichtanordnung auf zwei axial hintereinander sitzende Dichtungsringe aufgeteilt. Der dem Membran­ zylinderinneren am nächsten liegende Dichtungsring bewirkt eine Vor­ abstreifung und hält grobe Schmutzpartikel und Wasser fern. Der zweite Dichtungsring, der der Keilspreizmechanik zugewandt ist, übernimmt die Abdichtfunktion im statischen Fall und streift Wasser und Feuchtigkeit sowie feine Schmutzpartikel, die der erste Dich­ tungsring nicht fernhalten konnte, ab.

Zum anderen ist die Ringdichtanordnung in der Lage, Toleranzen aus­ zugleichen. Dies gewährleistet auch bei eventuellem Verschleiß eine zuverlässige Dichtung bei hoher Lebensdauer. Beim Wechsel der Bewe­ gungsrichtung der Kolbenstange sind die Dichtungsringe der Ring­ dichtanordnung in der Lage, sich umzustülpen und auf diese Weise die Abstreif- und Dichtfunktion besonders gut zu erfüllen, ohne daß für das Umstülpen beim Wechsel der Bewegungsrichtung größere, merkliche Kräfte nötig wären. Die Be- und Entlüftung des Inneren des Führungs­ rohres und der anschließenden Keilspreizmechanik durch den Innenraum des Membranzylinders hindurch ist dadurch gewährleistet, daß die Ringdichtanordnung im Bereich ihrer Dichtringe dank deren Elastizi­ tät ein überströmen der Luft zuläßt. Es wird also weder Unterdruck noch Überdruck im Inneren des Führungsrohres und der nachfolgenden Kammer mit Keilspreizmechanik erzeugt. Darüber hinaus ist die Ring­ dichtanordnung einfach und kostengünstig und außerdem bedarfsweise schnell auswechselbar.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteil­ hafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch ange­ gebenen Ringdichtanordnung erreicht.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 wird erreicht, daß der Kammer­ bereich zwischen beiden Dichtungsringen zum Membranzylinderinneren hin geöffnet hat, und zwar zum einen vorzugsweise im oberen Bereich entlüftet ist und zum anderen vorzugsweise im unteren Bereich so of­ fen ist, daß dort Wasser und Schmutz, sollten sie in den Kammerbe­ reich zwischen den beiden Dichtungsringen eingedrungen sein, ab­ fließen können und Schmutz durch eingedrungenes Wasser ausgespült wird. Überdies dienen diese Öffnungen zur Be- und Entlüftung des In­ neren des Führungsrohres und der folgenden Keilspreizmechanik, und zwar unter Passieren des letzterer zugewandten Dichtungsringes im Bereich der Dichtlippe.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein­ facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen axialen Längsschnitt eines Teiles eines Bremszylinders für Keilspreizbremsen mit einer zwei Dichtungsringe aufweisenden Ringdichtanordnung für eine Kolben­ stange,

Fig. 2 und 3 einen vergrößerten Schnitt eines Teiles ei­ nes Dichtungsringes in Fig. 1 in zwei Varianten.

Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 ist schematisch ein Bremszylinder 10 für Keilspreizbrem­ sen gezeigt. Letztere sind bekannt und dem Stand der Technik ent­ nehmbar, so daß deren Beschreibung hier nicht nötig ist. Der Brems­ zylinder 110 weist einen Membranzylinder 11 mit dazu koaxialem, sich anschließendem Führungsrohr 12 auf. Am rechten Ende des Führungsroh­ res 12 ist die nichtgezeigte Keilspreizbremse angesetzt, von der in Fig. 1 lediglich ein federbelasteter Zapfen 13 zu sehen ist. Im Führungsrohr 12 ist eine Kolbenstange 14 mittels zweier axial be­ nachbarter Führungsstücke 15, 16 aus Kunststoff längsbeweglich ge­ führt. Die Kolbenstange 14 ist zweiteilig. Ihr zweiter Teil 17 ist unter Zwischenlegen eines Distanzringes 18 am freien, rechten Ende in die Kolbenstange 14 eingesetzt. Er enthält eine Eintiefung 19, in die der Zapfen 13 mit seinem im wesentlichen formgleichen Ende ein­ greift. Am linken Ende trägt die Kolbenstange 14 einen daran festen Teller 20.

Der Membranzylinder ist am in Fig. 1 linken, axialen Stirnende mit­ tels einer beweglichen Membran 21 dicht verschlossen, die an der zu­ gekehrten Fläche des Tellers 20 anliegt. Die Membran 21 ist mit ih­ rem verdickten Außenrand 22 zwischen dem Membranzylinder 11 einer­ seits und einem links daran anschließenden Anschlußgehäuse 23 ande­ rerseits mechanisch fest und dicht geklemmt. Im Anschlußgehäuse 23 befindet sich ein zur Kolbenstange 14 koaxialer Kolben 24, der bei Betätigen der Feststellbremse unter dem Druck einer sich dann ent­ spannenden Feder in Fig. 1 nach rechts und gegen die Membran 21, den Teller 20 und die Kolbenstange 14 mit Einrücken der Keilspreiz­ bremse verschoben wird. Beim Lösen der Feststellbremse wird ein Druckraum 25 im Anschlußgehäuse 23 unter Druckluft gesetzt, wodurch ein mit dem Kolben 24 fester Ventilteller gegen die Wirkung besagter Feder zusammen mit dem Kolben 24 in Fig. 1 nach links verschoben wird und die Keilspreizbremse damit gelöst wird. Bei Betätigung der Betriebsbremse wird in die Kammer 26, links der Membran 21, Druck­ luft gemäß Pfeil 27 eingeleitet. Dadurch wird die Membran 21 mit Druckluft beaufschlagt und mit dieser über den Teller 20 die Kolben­ stange 14 und über diese der Zapfen 13 in Fig. 1 nach rechts ver­ schoben unter Betätigung der nachgeordneten Keilspreizbremse. Der von der Membran 21 verschlossene Innenraum 28 des Membranzylinders 11 ist über mindestens eine unten befindliche Entlüftungsöffnung 29 nach außen entlüftet, um den zuvor beschriebenen Vorgang möglichst leichtgängig und ohne größeren, zu überwindenden Gegendruck im In­ nenraum 28 zu ermöglichen. Sinkt der die Bremsung hervorrufende Druck in der Kammer 26 ab, so wird über den federbelasteten Zapfen 13 die Kolbenstange 14 mitsamt Membran 21 in Fig. 1 nach links zu­ rück in die Ausgangsstellung bewegt, wobei dann durch die Entlüf­ tungsöffnung 29 zum Druckausgleich Umgebungsluft einströmt.

Die notwendige, mindestes eine Entlüftungsöffnung 29 bedingt, daß durch diese in den Innenraum 28 Schmutz- und Feuchtigkeit gelangen kann. Um die Funktionsfähigkeit der Keilspreizmechanik der nicht ge­ zeigten, rechts an den Bremszylinder 10 angeschlossenen Keilspreiz­ bremse auf Dauer zu gewährleisten, muß unter Beibehaltung der be­ schriebenen Be- und Entlüftung Schmutz und Feuchtigkeit von der Keilspreizmechanik ferngehalten werden. Dies bewirkt eine zwischen dein Führungsrohr 12 und der Kolbenstange 14 sitzende Ringdichtanord­ nung 30, die einen Ringraum 9 zwischen beiden abdichtet. Die Ring­ dichtanordnung 30 besteht aus zwei gleichen, in axialem Abstand von­ einander angeordneten Dichtungsringen 31 und 32, die mit ihrem äuße­ ren Rand 33 jeweils in eine Ringnut 34 am Innenumfang eines Halte­ ringes 35 eingreifen und auf diese Weise fixiert sind. Der Haltering 35 ist seinerseits am Führungsrohr 12, z. B. im Bereich des linken, freien Endes an einen Bund 36 befestigt. Der innere Rand des nach­ folgend näher beschriebenen Dichtungsringes 31 trägt einen Ring­ dichtabschnitt 37, mit dem der Dichtungsring 31 elastisch verformbar und mit gewissem Abstreifvermögen auf der Umfangsfläche 38 der Kol­ benstange 14 aufsitzt und entlanggleitet. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Dichtungsring 31 etwa platten- oder scheibenförmig. Sein Durchmesser ist so gewählt, daß der Ringraum g zwischen der Kolbenstange 14 und der inneren Umfangsfläche 39 des Führungsrohres 12 ringsherum und auf der gesamten Querschnittsfläche abgedichtet und gesperrt ist. Der Innendurchmesser des Dichtungsringes 31 ist dabei um z. B. 0,3 mm kleiner gewählt als der Außendurchmesser der Kolbenstange 14. Da­ durch sitzt der Dichtungsring 31 mit Pressung mit seinem Ringdicht­ abschnitt 37 auf der Umfangsfläche 38 der Kolbenstange 14 auf, und zwar unter Ausgleich eventueller Toleranzen zwischen der Kolben­ stange 14 und der Umfangsfläche 39 des Führungsrohres 12, ferner un­ ter Abdichtung gegen Eindringen von Schmutz, Feuchtigkeit und Flüs­ sigkeit und außerdem mit Abstreifvermögen und Reinigungsvermögen. Der Dichtungsring 31 besteht z. B. aus Gummi mit einer Dicke von z. B. 3 mm. Der innere Ringdichtabschnitt 37 ist mit Vorzug als quer­ schnittsdünnere Dichtlippe gestaltet, die z. B. gemäß Fig. 2 einen bogenförmigen Querschnitt oder gemäß Fig. 3 einen pfeilförmig ver­ jüngten Querschnitt aufweist.

Durch das beschriebene Untermaß am Innendurchmeser des Dichtungsrin­ ges 31 liegt dieser mit dem Ringdichtabschnitt 37 immer zuverlässig an der Umfangsfläche 38 der Kolbenstange 14 an und dichtet so das Innere des Führungsrohres 12 und die folgende Keilspreizmechanik ge­ gen den Innenraum 28 ab. Im statischen Fall wird auf diese Weise Schmutz und Feuchtigkeit sowie Wasser zuverlässig ferngehalten. Die­ se besagte Dichtheit ist auch im Falle der Bewegung der Kolbenstange 14 garantiert. Dann stülpt sich der Dichtungsring 31 im Bereich des inneren Ringdichtabschnittes 37 um, wobei jedoch nach wie vor die Dichtheit gesichert ist. Der zum Umstülpen erforderliche Kraftauf­ wand ist relativ gering, da das beschriebene Untermaß z. B. von 0,3 mm und die Dicke des Dichtungsringes 31 relativ klein sind. Auch beim Wechsel der Bewegungsrichtung der Kolbenstange 14 ist die Dichtheit garantiert. Dann stülpt sich der Ringdichtabschnitt 37 des Dichtungsringes 31 zur anderen Seite hin um. Dank der Elastizität des Dichtungsringes 31 zumindest im Bereich des inneren Ringdicht­ abschnittes 37 kann im übrigen dort Luft überströmen, wodurch die Erzeugung von Unterdruck oder Überdruck im Inneren des Führungsroh­ res 12 und in der Kammer der anschließenden Keilspreizmechanik ver­ hindert ist. Mithin ist bei nach wie vor einfacher Be- und Entlüf­ tung des Innenraumes 28 des Bremszylinders 10, aus dem auch Feuch­ tigkeit und Wasser nach unten ablaufen kann, eine zuverlässige Dich­ tung des Inneren des Führungsrohres 12 gegen Eindringen von Schmutz und sonstigen Verunreinigungen sowie gegen Feuchtigkeit, Wasser oder dergleichen garantiert. Die zur Dichtung zusammenwirkenden Flächen werden durch den Abstreifeffekt saubergehalten. Dies reduziert zu­ gleich den Verschleiß. Außerdem kann der Dichtungsring 31 Toleranzen ausgleichen. Er ist als einfaches Element bedarfsweise austauschbar.

Der Haltering 35 weist in einem Kammerbereich 40, gebildet zwischen den beiden Dichtungsringen 31 und 32, eine obere Zuluftöffnung 41 und eine untere Abluftöffnung 42 auf, die beide zum Innenraum 28 des Membranzylinders 11 ausmünden.

Diese Ringdichtanordnung 30 hat den Vorteil, daß die einzelnen Funk­ tionen auf die beiden Dichtungsringe 31 und 32 verteilt werden. Der in Fig. 1 linke Dichtungsring 31 ermöglicht eine Vorabstreifung von groben Schmutzteilen und Verunreinigungen. Auch dichtet er grob ab, indem er Feuchtigkeit und Wasser, zumindest in Grenzen abstreift. Sollte Feuchtigkeit, Wasser, Schmutz und sonstige Verunreinigungen den ersten Dichtungsring 31 passiert haben und in den Kammerbereich 40 gelangt sein, so können diese daraus durch die Öffnungen, insbe­ sondere die unter Abluftöffnung 42, abgeleitet werden. Die obere Zu­ luftöffnung 41 erleichtert das Abfließen, weil sie den Kammerbereich 40 zum Innenraum 28 hin entlüftet und einen Druckausgleich ermög­ licht. Der in Fig. 1 rechte Dichtungsring 32 Übernimmt die Abdicht­ funktion im statischen, aber auch dynamischen Fall und besorgt außerdem die Feinabstreifung von Wasser, Feuchtigkeit und eventuell noch anhaftenden Schmutzpartikeln. Der äußere Umfangsbereich der Kolbenstange 14, der also bei der Bewegung in Fig. 1 nach rechts den rechten Dichtungsring 32 passiert hat, ist sauber und trocken. Irgendwelche Verunreinigungen oder Feuchtigkeit werden vom Inneren des Führungsrohres 12 zuverlässig ferngehalten.

Der aus Metall oder Kunststoff bestehende Haltering 35 ist am Füh­ rungsrohr 12 durch Einpressen, Einkleben, Einknöpfen, Klemmen, oder in anderer Weise befestigt. Gleichwohl ist im Bedarfsfall, z. B. bei Verschleiß der jeweiligen Ringdichtabschnitte 37 der Dichtungsringe 31, 32 ein Austausch ohne große Schwierigkeiten möglich.

Claims (4)

1. Ringdichtanordnung (30) für eine Kolbenstange (14) in einem Bremszylinder (10) für Keilspreizbremsen, der einen Membranzylinder (11) mit anschließendem Führungsrohr (12) und eine im Führungsrohr (12) längsbeweglich geführte Kolbenstange (14) sowie im Membranzy­ linder (11) eine diesen am axialen Stirnende dicht verschließende, bewegliche Membran (21) aufweist, die gegen das zugewandte Ende der Kolbenstange (14) drückt, wobei das Innere (28) des Membranzylinders (11) über mindestens eine Entlüftungsöffnung (29) nach außen entlüf­ tet und vom Inneren des Führungsrohres (12) mittels einer Schutzvor­ richtung getrennt ist, die eine zwischen dem Führungsrohr (12) und der Kolbenstange (14) sitzende, den Ringraum (9) zwischen beiden ab­ dichtende Ringdichtanordnung (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtanordnung (30) in an sich bekannter Weise zwei gleiche, in axialem Abstand voneinander angeordnete, elastische Dichtungsringe (31, 32) aufweist, daß diese beiden Dichtungsringe (31, 32) als ebene Platte oder Scheibe ausgebildet sind und mit ih­ rem als Dichtlippe geformten Innenrand (Ringdichtabschnitt 37) an der Kolbenstange (14) wenigstens annähernd linienförmig angreifen und mit ihrem Außenrand in einem Haltering (35) als einstückiges Teil fixiert sind, im übrigen aber frei verlaufen, und daß dieses einstückige Teil am Führungsrohr (12), insbesondere auf einem an ei­ nem freien Ende desselben befindlichen Bund (36) befestigt ist.

2. Ringdichtanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (35) im Kammerbereich (40) zwischen beiden Dichtungs­ ringen (31, 32) mindestens eine in das Innere (28) des Membran­ zylinders (11) ausmündende Öffnung (41, 42) enthält, insbesondere eine obere Zuluftöffnung (41) und eine untere Abluftöffnung (42).

3. Ringdichtanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Haltering (35) aus Metall oder Kunststoff besteht.

4. Ringdichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Haltering (35) auf seiner inneren Umfangs­ fläche zwei Ringnuten (34) aufweist, in die je­ weils ein Dichtungsring (31, 32) mit seinem äußeren Rand (33) ein­ greift.