DE3336682A1

DE3336682A1 - WORK CYLINDER WITH THREE POSITIONS

Info

Publication number: DE3336682A1
Application number: DE19833336682
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 3000 Hannover Brinkmann; Alfred Ing.(Grad.) 3101 Wathlingen Klatt
Original assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1983-10-08
Filing date: 1983-10-08
Publication date: 1985-04-25
Also published as: YU161484A; YU44879B; EP0141106A2; DE3462938D1; EP0141106B1; EP0141106A3; ATE26328T1

Abstract

1. Three-position working cylinder having the following features : a) there is provided a first piston (15, 18) which is provided with an operating member (3) and is guided in sealed manner in a cylinder (14) ; b) there is provided a second piston (7), constructed in the form of an annular piston, which is guided in sealed manner with respect to the inner wall of the cylinder and with respect to an outer surface of the first piston (15, 18) ; c) there is provided a stop (19) which is fixed with respect to the housing and limits the travel of the second piston (7) ; d) in order to limit the relative movement between the first piston (15, 18) and the second pisotn (7), each of those pistons has for each direction of movement stop (11, 12) that cooperates with a corresponding further stop (8, 9, 10) on the other piston, characterized by the following features : e) one of the stops is formed by a seal (22) arranged between the two pistons (15, 18 ; 7) ; f) the associated further stop (8, 9, 10) that cooperates with the seal (22) in order to limit the relative movement of the two pistons (15, 18 ; 7) is constructed in such a manner that it can be guided over the seal (22) in the manner of a snap connection when two pistons (15, 18 ; 7) are joined together.

Description

Hannover, 30.09.1983 WP 57/83 K/TöHanover, 09/30/1983 WP 57/83 K / Tö

WABCO Westinghouse
Fahrzeugbremsen GmbHWABCO Westinghouse
Vehicle brakes GmbH

Working cylinder with three positions

Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder mit drei Stellungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a working cylinder with three positions according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Arbeitszylinder ist aus der DE-OS 31 07 bekannt. In einem Zylinder ist ein mit einer Kolbenstange versehener erster Kolben angeordnet, welcher den Zylinder in eine kolbenstangenseitige erste Druckmittelkammer und eine bezüglich der ersten Druckmittelkammer auf der anderen Seite des Kolbens angeordnete zweite Druckmittelkammer unterteilt. Auf dem ersten Kolben ist ein als Ringkolben ausgebildeter zweiter Kolben abgedichtet verschiebbar angeordnet. Der zweite KolbenSuch a working cylinder is known from DE-OS 31 07. In a cylinder is one with a piston rod provided first piston arranged, which the cylinder in a piston rod side first pressure medium chamber and a second arranged on the other side of the piston with respect to the first pressure medium chamber Pressure medium chamber divided. A second piston designed as an annular piston is located on the first piston sealed displaceably arranged. The second piston

ist gegen eine die Mittelstellung fixierende Abstufung des Zylindergehäuses bewegbar. Auf dem ersten Kolben sind zwei Anschläge vorgesehen, die dadurch zur Begrenzung der Relativbewegung zwischen den beiden Kolben dienen, daß der zweite Kolben zwischen ihnen relativ zum ersten Kolben bewegbar ist. Der im Endbereich des ersten Kolbens angeordnete äußere Anschlag verhindert bei einer Betätigung des ersten Kolbens mittels der Kolbenstange bei drucklosem Zylinder ein Lösen des zweiten Kolbens vom ersten Kolben. Dieser Anschlag ist wie auch der an- ·* dere Anschlag als Seegerring ausgebildet. Dies bedeutet, daß bei der Montage des bekannten Arbeitszylinders erst der Ringkolben auf den ersten Kolben aufgeschoben werden muß und daß dann der Seegerring für den erwähnten Anschlag angebracht werden kann.can be moved against a gradation of the cylinder housing that fixes the central position. On the first piston are two stops are provided, which thereby serve to limit the relative movement between the two pistons, that the second piston is movable between them relative to the first piston. The one in the end of the first piston arranged outer stop prevents actuation of the first piston by means of the piston rod when the cylinder is depressurized, the second piston is released from the first piston. This attack is like the other · * The other stop is designed as a Seeger ring. This means, that during the assembly of the known working cylinder only the annular piston is pushed onto the first piston must and that the Seeger ring can then be attached for the stop mentioned.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Arbeitszylinder der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Montage vereinfacht ist.The invention is based on the object of creating a working cylinder of the type mentioned at the outset which the assembly is simplified.

Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved with the invention specified in claim 1. Further training and advantageous Refinements of the invention are given in the subclaims.

Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, daß bei der Montage des Arbeitszylinders die Verbindung der beiden Kolben durch einfaches Aufschieben des zweiten Kolbens auf den ersten Kolben erfolgt, wobei ein am zweiten Kolben angeordneter Vorsprung nach Art einer Schnappverbindung über das auf dem ersten Kolben angeordnete als Anschlag dienende Dichtelement geführt wird. Der Bauteile- und Arbeitsaufwand wird verringert, daThe invention offers the particular advantage that the connection of the two pistons by simply sliding the second piston onto the first piston, with an am second piston arranged projection in the manner of a snap connection over the arranged on the first piston serving as a stop sealing element is performed. The component and labor is reduced because

Anschlag und Dichtelement aus einem einzigen Bauteil bestehen und es somit nicht mehr erforderlich ist, eine zusätzliche Nut zur Aufnahme eines als Anschlag dienenden Sicherungsringes in den Kolben einzuarbeiten. Es sind aus diesem Grund auch keine speziellen Werkzeuge zum Aufziehen eines Sicherungsringes mehr erforderlich.Stop and sealing element consist of a single component and it is therefore no longer necessary to have an additional groove to accommodate a stop that serves as a stop The locking ring into the piston. For this reason, they are not special tools more required to pull on a circlip.

Da die beiden Kolben teleskopartig zusammenwirken und die beiden Anschläge, welche ein unbeabsichtigtes Lösen der beiden Kolben voneinander verhindern, zwischen der Mantelfläche des einen Kolbens und der der Mantelfläche zugewandten Innenwand des anderen Kolbens angeordnet sind, verringert sich die Baulänge des Zylinders.Since the two pistons cooperate telescopically and the two stops, which prevent unintentional loosening of the two pistons from each other, between the outer surface of the one piston and that of the outer surface facing inner wall of the other piston are arranged, the length of the cylinder is reduced.

Anhand der Abbildung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with the aid of the figure.

Die Abbildung zeigt einen Arbeitszylinder mit drei Stellungen im Schnitt.The illustration shows a working cylinder with three positions in section.

In einem Zylinder 14, welcher unter Zwischenschalten eines Dichtringes 28 von einem Deckel 25 verschlossen wird, ist ein mit einer Kolbenstange 3 versehener erster Kolben 18, 15 verschiebbar angeordnet. Der erste Kolben 18, 15 unterteilt den Zylinder in eine kolbenstangenseitige erste Druckmittelkammer 2 und eine bezüglich der ersten Druckmittelkammer 2 auf der anderen Seite des Kolbens 18, 15 liegende zweite Druckmittelkammer 17. Die beiden Druckmittelkammern 2 und 17 sind über je einen Druckmittelanschluß 24 bzw. 16 und eine nicht dargestellte Ventileinrichtung be- und entlüftbar. Der erste Kolben 18, 15 weist auf seiner der zweiten Druckmittelkammer 17 zugewandten Seite eine ballig ausgebildeteIn a cylinder 14, which is closed by a cover 25 with the interposition of a sealing ring 28, a first piston 18, 15 provided with a piston rod 3 is arranged displaceably. The first piston 18, 15 divides the cylinder into a piston rod-side first pressure medium chamber 2 and one with respect to the first Pressure medium chamber 2 on the other side of the piston 18, 15 lying second pressure medium chamber 17. The two Pressure medium chambers 2 and 17 are each via a pressure medium connection 24 and 16 and one not shown Valve device can be pressurized and vented. The first piston 18, 15 has on its the second pressure medium chamber 17 facing side has a convex design

umlaufende Führung 15 auf. In einer Nut 13, deren Flanken einerseits von der balligen Führung 15 und andererseits von einem als Anschlag 11 dienenden umlaufenden Vorsprung des Kolbens 15, 18 gebildet werden, ist eine als Nutring 12 ausgebildete Dichtung gelagert. Der Nutring 12 dichtet die zweite Druckmittelkammer 17 gegen die erste Druckmittelkammer 2 ab.circumferential guide 15 on. In a groove 13, the flanks of which on the one hand by the spherical guide 15 and on the other hand are formed by a circumferential projection of the piston 15, 18 serving as a stop 11, one is a groove ring 12 formed seal stored. The groove ring 12 seals the second pressure medium chamber 17 against the first pressure medium chamber 2 from.

Auf dem ersten Kolben 15, 18 ist ein als Ringkolben ausgebildeter zweiter Kolben 7 relativ zum ersten Kolben 15, 18 verschiebbar angeordnet. Der zweite Kolben 7 besitzt einen sich radial nach außen erstreckenden umlaufenden Vorsprung 6, mit welchem der zweite Kolben 7 bei einer Bewegung in Richtung auf die zweite Druckmittelkammer 17 zu an einem gehäusefesten Anschlag 19 zur Anlage bringbar ist. Der gehäusefeste Anschlag 19 wird von einer Abstufung des Zylinders 14 gebildet und dient zur Fixierung der beiden Kolben 15, 18, 7 in der Mittelstellung. In einer Nut 4 des zweiten Kolbens 7, deren Flanken einerseits vom Vorsprung 6 und andererseits von einem weiteren umlaufenden Vorsprung 21, welcher an der der ersten Druckmittelkammer 2 zugewandten Seite des zweiten Kolbens 7 vorgesehen ist, gebildet werden, ist eine als Nutring 5 ausgebildete Dichtung gelagert.On the first piston 15, 18 is a second piston 7 designed as an annular piston relative to the first piston 15, 18 arranged displaceably. The second piston 7 has a circumferential one extending radially outward Projection 6 with which the second piston 7 moves in the direction of the second pressure medium chamber 17 can be brought into contact with a stop 19 fixed to the housing. The housing-fixed stop 19 is of a gradation of the cylinder 14 and is used to fix the two pistons 15, 18, 7 in the middle position. In a groove 4 of the second piston 7, the flanks of which on the one hand from the projection 6 and on the other hand from a further circumferential projection 21, which on the side facing the first pressure medium chamber 2 of the second piston 7 is provided, a seal designed as a groove ring 5 is mounted.

Der Nutring 5 dichtet die erste Druckmittelkammer 2 gegen die zweite Druckmittelkammer 17 ab.The U-ring 5 seals the first pressure medium chamber 2 from the second pressure medium chamber 17.

Zur Abdichtung des Raumes zwischen den beiden teleskopartig zusammenwirkenden Kolben 15, 18, 7 ist eine zusätzliche als Nutring 22 ausgebildete Dichtung zwischen der Mantelfläche des ersten Kolbens 15, 18 und der Innenwand des zweiten Kolbens 7 angeordnet. Der zweite Nutring 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel in einer inTo seal the space between the two telescopically cooperating pistons 15, 18, 7, an additional formed as a groove ring 22 seal between the outer surface of the first piston 15, 18 and the inner wall of the second piston 7 is arranged. The second U-ring 22 is in this embodiment in a

der Mantelfläche des ersten Kolbens 15, 18 vorgesehenen Nut 23 gelagert, welche in dem der ersten Druckmittelkammer 2 zugewandten Endbereich des ersten Kolbens 15, 18 vorgesehen ist. Der zweite Kolben 7 weist in seinem dem ersten Kolben 15, 18 zugewandten Endbereich einen sich radial nach innen, in Richtung auf die Mantelfläche des ersten Kolbens 15, 18 zu erstreckenden, vorzugsweise umlaufenden Vorsprung 8, 9, 10 auf. Der Vorsprung dient als Anschlag, welcher mit dem auf dem ersten Kolben 15, 18 angeordneten, vom Dichtring 22 gebildeten Anschlag zusammenwirkt.the lateral surface of the first piston 15, 18 provided groove 23, which is in that of the first pressure medium chamber 2 facing end region of the first piston 15, 18 is provided. The second piston 7 has in his the end region facing the first piston 15, 18 extends radially inward, in the direction of the lateral surface of the first piston 15, 18 to extend, preferably circumferential projection 8, 9, 10. The lead serves as a stop, which is formed by the sealing ring 22 with the one arranged on the first piston 15, 18 Stop cooperates.

Der Anschlag 8, 9, 10 weist auf seiner dem Dichtring 22 zugewandten Seite eine steile Kante 8 und auf seiner dem Dichtring 22 abgewandten Seite eine rampenförmige Abschrägung 10 auf.The stop 8, 9, 10 has a steep edge 8 on its side facing the sealing ring 22 and on its side Sealing ring 22 on the side facing away from a ramp-shaped bevel 10.

Im Deckel 25 des Zylinders 14 ist eine Ausnehmung 27 vorgesehen, durch welche die Kolbenstange 3 aus dem Zylinder 14 herausgeführt wird. Ein Dichtring 26, der in einer in der Wandung der Ausnehmung 27 angeordneten Nut gelagert ist und dichtend an der Kolbenstange 3 anliegt, verhindert ein Austreten von Druckmittel aus der ersten Druckmittelkammer.2 durch die Ausnehmung 27 zur Atmos-In the cover 25 of the cylinder 14, a recess 27 is provided through which the piston rod 3 from the cylinder 14 is led out. A sealing ring 26 which is mounted in a groove arranged in the wall of the recess 27 and is in sealing contact with the piston rod 3, prevents pressure medium from escaping from the first Pressure medium chamber. 2 through the recess 27 for atmospheric

phäre hin. Der Raum zwischen den beiden Kolben 15,18,7 ist über eine Atmungsbohrung 20 mit der Atmosphäre verbunden.sphere out. The space between the two pistons 15, 18, 7 is connected to the atmosphere via a breathing bore 20.

Bei der Montage des Arbeitszylinders wird der als Ringkolben ausgebildete zweite Kolben 7 von der kolbenstangenseitigen Stirnseite des ersten Kolbens 15, 18 her auf den ersten Kolben 15, 18 aufgeschoben. Dabei wird der Nutring 22 vom Anschlag 8, 9, 10 des zweiten Kolbens 7 elastisch verformt. Hat der Anschlag 8, 9, 10 den Nutring 22 überfahren, so erlangt der Nutring 22During the assembly of the working cylinder, the second piston 7, designed as an annular piston, is removed from the piston rod side The end face of the first piston 15, 18 is pushed onto the first piston 15, 18. It will the groove ring 22 from the stop 8, 9, 10 of the second piston 7 is elastically deformed. Has the stop 8, 9, 10 drive over the grooved ring 22, the grooved ring 22 is reached

seine ursprüngliche Form wieder. Das Aufschieben des zweiten Kolbens 7 auf den ersten Kolben 15, 18 kann ohne die Verwendung von speziellen Werkezeugen erfolgen, da der am zweiten Kolben 7 angeordnete Anschlag 8, 9, 10 eine rampenförmige Schräge 10 aufweist, welche beim Aufschieben des zweiten Kolbens 7 auf den ersten Kolben 15, 18 den Nutring 22 materialschonend verformt. Ein Trennen der beiden Kolben 7, 15, 18 ist ohne den Einsatz von speziellen Werkzeugen nur möglich, wenn eine Beschädigung des Nutringes 22 in Kauf genommen wird, da die nach der Montage dem Nutring zugewandte Seite des Anschlages 8, 9, 10 als steile Kante 8 ausgebildet ist.its original shape again. The second piston 7 can be pushed onto the first piston 15, 18 take place without the use of special tools, since the stop arranged on the second piston 7 8, 9, 10 has a ramp-shaped slope 10, which When the second piston 7 is pushed onto the first piston 15, 18, the grooved ring 22 is deformed in a manner that is gentle on the material. The two pistons 7, 15, 18 can only be separated without the use of special tools if damage to the U-ring 22 is accepted, since the one facing the U-ring after assembly Side of the stop 8, 9, 10 is designed as a steep edge 8.

Die Funktion des im Vorstehenden beschriebenen Arbeitszylinders wird nachfolgend näher erläutert. The function of the working cylinder described above is explained in more detail below.

Es wird angenommen, daß der mit der Kolbenstange 3 verbundene erste Kolben 15, 18, wie in der Abbildung dargestellt, die Mittelstellung eingenommen hat. Über die Druckmittelanschlüsse 24, 16 steht in der ersten Druckmittelkammer 2 und in der zweiten Druckmittelkammer Druck an. Die Drücke in den beiden Druckmittelkammern 2, 17 sind gleich. Der zweite Kolben 7 wird gegen den gehäusefesten Anschlag 19 angedrückt und bleibt in Ruhe. Der erste Kolben 15, 18 wird mit seinem Anschlag 11 gegen den zweiten Kolben 7 angedrückt. Da die Summe der vom Druck aus der ersten Druckmittelkammer 2 beaufschlagten Wirkflächen der beiden Kolben 15, 18, 7 größer ist als die vom Druck aus der zweiten Druckmittelkammer 17 beaufschlagte entgegengerichtete V/irkfläche des ersten Kolbens 15, 18 verbleibt der mit der Kolbenstange 3 verbundene erste Kolben 15, 18 in der Mittelstellung.It is assumed that the first piston 15, 18 connected to the piston rod 3, as shown in the figure, has taken the middle position. The first pressure medium chamber is located via the pressure medium connections 24, 16 2 and pressure in the second pressure medium chamber. The pressures in the two pressure medium chambers 2, 17 are the same. The second piston 7 is pressed against the stop 19 fixed to the housing and remains at rest. The first piston 15, 18 is pressed against the second piston 7 with its stop 11. Since the sum of the The effective areas of the two pistons 15, 18, 7 acted upon by the pressure from the first pressure medium chamber 2 are larger is than the opposing V / irkfläche of the first acted upon by the pressure from the second pressure medium chamber 17 Piston 15, 18, the first piston 15, 18 connected to the piston rod 3 remains in the central position.

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Soll der mit der Kolbenstange 3 verbundene erste Kolben 15, 18 in seine linke Endlage gebracht werden, so wird die erste Druckmittelkammer 2 entlüftet. Vom Druck aus der zweiten Druckmittelkammer 17 wird der erste Kolben 15, 18 nach links verschoben und nimmt mit seinem Anschlag 11 den zweiten Kolben 7 mit.If the first piston 15, 18 connected to the piston rod 3 is to be brought into its left end position, then the first pressure medium chamber 2 is vented. From the pressure from the second pressure medium chamber 17, the first piston 15, 18 shifted to the left and takes the second piston 7 with its stop 11.

Soll der erste Kolben 15, 18 in seine rechte Endlage gebracht und so die Kolbenstange 3 indenZylinder 14 eingefahren werden, wird die zweite Druckmittelkammer 17 entlüftet und die erste Druckmittelkammer 2 wird belüftet. Sowohl der erste Kolben 15, 18 als auch der zweite Kolben 7 werden vom Druck aus der ersten Druckmittelkammer 2 in Richtung auf die zweite Druckmittelkammer 17 zu bewegt. Der zweite Kolben 7 kommt mit seinem Vorsprung 6 am gehäusefesten Anschlag 19 zur Anlage und der erste Kolben 15, 18 fährt weiter bis in seine rechte Endlage.If the first piston 15, 18 is to be brought into its right end position and the piston rod 3 is thus retracted into the cylinder 14 are, the second pressure medium chamber 17 is vented and the first pressure medium chamber 2 is ventilated. Both the first piston 15, 18 and the second piston 7 are pressurized from the first pressure medium chamber 2 moved in the direction of the second pressure medium chamber 17. The second piston 7 comes with its projection 6 on the stop 19 fixed to the housing and the first piston 15, 18 moves on to its right end position.

Wird wieder die neutrale Mittelstellung gewünscht, so wird auch die zweite Druckmittelkammer 17 wieder mit Druckmittel beaufschlagt. Der erste Kolben 15, 18 wird vom Druckmittel aus der zweiten Druckmittelkammer 17 nach links in Richtung auf die erste Druckmittelkammer 2 zu verschoben und zwar so weit, bis er mit seinem Anschlag 11 an der ihm zugewandten Stirnseite des zweiten Kolbens 7 zur Anlage kommt.If the neutral central position is desired again, the second pressure medium chamber 17 is again supplied with pressure medium applied. The first piston 15, 18 is moved by the pressure medium from the second pressure medium chamber 17 shifted to the left in the direction of the first pressure medium chamber 2 and so far until it stops with its stop 11 comes to rest on the face of the second piston 7 facing it.

Befinden sich der erste Kolben 15, 18 und der zweite Kolben 7 in ihrer linken Endlage und der erste Kolben 15, 18 wird mittels der Kolbenstange 3 bei drucklosem Zylinder nach rechts in Richtung auf die zweite Druckmittelkammer 17 zu verschoben, so kommt der erste Kolben 15, 18 mit seinem Nutring 22 an der steilen Kante 8 desThe first piston 15, 18 and the second piston 7 are in their left end position and the first piston 15, 18 is moved by means of the piston rod 3 to the right in the direction of the second pressure medium chamber when the cylinder is depressurized 17 moved, the first piston 15, 18 comes with its groove ring 22 on the steep edge 8 of the

am zweiten Kolben 7 angeordneten Anschlages 8, 9, 10 zur Anlage und nimmt den zweiten Kolben 7 mit. Ein unbeabsichtigtes Trennen der beiden Kolben 15, 18, 7 ist somit ausgeschlossen, so daß bei wieder in Betriebnahme des Arbeitszylinders die Funktion sichergestellt ist.on the second piston 7 arranged stop 8, 9, 10 to the plant and takes the second piston 7 with it. An unintended one Separation of the two pistons 15, 18, 7 is thus ruled out, so that when the The function of the working cylinder is ensured.

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Claims

. ^ Working cylinder with three positions, which has the following features:
5

a) a first piston (15, 18), which is provided with an actuating member (3) and seals off, is provided is guided in the cylinder;

b) a second piston (7) designed as an annular piston is provided, which is opposite the inner wall of the cylinder and an outer jacket surface of the first piston (15, 18) is guided in a sealed manner;

c) to limit the relative movement between the first piston (15, 18) and the second piston (7) these have one for each direction of movement with a corresponding further stop of the respective other piston cooperating stop on;

characterized by the following features:

d) one of the stops is secured by a seal arranged between the two pistons (15,18,7)

(22) formed;

e) that cooperates with the seal (22) to limit the relative movement of the two pistons (15,18,7) associated further stop (8, 9, 10) is designed so that it can be assembled when of the two pistons (15, 18, 7) can be guided over the seal (22) in the manner of a snap connection is.

2. Working cylinder according to claim 1, characterized in that the associated further stop (8,9,10) cooperating with the seal (22) to limit the relative movement of the two pistons (15,18,7) is designed as a circumferential projection which has a steep edge (8) on its side facing the seal (22) and a ramp-shaped bevel (10) on its side facing away from the seal (22).

3. Working cylinder according to claim 1, characterized in that the seal (22) is designed as a groove ring.

4. Working cylinder according to at least one of the preceding claims, characterized by the following features:

a) the stop formed by the seal (22) is on the outer surface of the first piston (15, 18) arranged;

b) that cooperates with the seal (22) to limit the relative movement of the two pistons (15,18,7) associated further stop (8,9,10) is

25- on the inner wall facing the first piston (15, 18) of the second piston (7) arranged.

5. Working cylinder according to claim 1, characterized in that the associated further stop which cooperates with the seal (22) to limit the relative movement of the two pistons (15,18,7) is formed by at least one spring element.

6. Working cylinder according to claim 1, characterized in that the associated further stop which cooperates with the seal (22) to limit the relative movement of the two pistons (15,18,7) is resiliently mounted.