DE3909904A1 - Betaetigungszylinder, insbesondere fuer bremsen, kupplungen oder dergleichen - Google Patents
Betaetigungszylinder, insbesondere fuer bremsen, kupplungen oder dergleichenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Betätigungszylinder, insbe
sondere für Bremsen, Kupplungen oder dergleichen.
Die Sicherheit von KFz-Bremsanlagen ist während der Einsatz
dauer von der Wartung und Nachstellung abhängig. Weil es bei
unterbliebener Nachstellung und Wartung zu folgeschweren Un
fällen kommen kann, werden zunehmend automatische Nachstell
einrichtungen eingesetzt. Bei S-Nockenbremsen sind verschie
dene Gestängesteller bekannt.
Gestängesteller sind wirksam, leider aber aufwendig und
nicht ohne weiteres nachrüstbar. Automatische Nachstellein
richtungen sind auch bei Keilspreizbremsen und Radbremszylin
dern von hydraulisch betätigten KFZ-Bremsen bekannt.
Durch die automatischen Nachstelleinrichtungen wird zwar ei
ne ständige Anpassung der Bremsen an den Bremsbelagverschleiß
erreicht, sodaß eine sichere Funktion der Bremsen während der
Lebensdauer der Bremsbeläge im allgemeinen gegeben ist, je
doch ist weder eine Überwachung des Bremsbelagverschleißes
noch eine Überwachung der Funktion der Nachstelleinrichtung
möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Betätigungszylinder mit
automatischer Nachstellung und Überwachung anzugeben, bei dem
sowohl das Ende der Nachstellung als auch allfällige Defekte
registriert werden können.
Als Lösung schlägt die Erfindung einen Betätigungszylinder,
insbesondere für Bremsen, Kupplungen oder dergleichen vor, ge
kennzeichnet durch die Kombination eines mit einer stufenlo
sen, selbsttätigen Nachstellvorrichtung für die Druckstange
versehenen Druckmittelzyinders mit einer in diesen integrier
ten Überwachungseinrichtung für den Zylinderhub. Bei dieser
Kombination liefert die Überwachungseinrichtung ein oder
mehrere vom Zylinderhub abhängige Signale. Die Überwachungs
einrichtung kann dabei so ausgebildet sein, daß immer beim Er
reichen einer vorbestimmten Kolbenstellung des Druckmittelzy
linders ein Signal ausgelöst wird, welches den richtigen Be
triebszustand der mit dem Betätigungszylinder betätigten
Kupplung oder Bremse angibt. Die Überwachungseinrichtung kann
auch so ausgebildet sein, daß sie ein Signal abgibt, wenn die
Nachstellvorrichtung für die Druckstange ihren maximalen
Stellweg erreicht hat und ein weiterer Verschleiß des
Kupplungs- oder Bremsbelages nicht mehr ausgeglichen wird.
Erfindungsgemäß kann die Überwachungseinrichtung einen, vom
Kolben des Druckmittelzylinders, bei Erreichen eines vorbe
stimmten Kolbenhubes betätigbaren Schalter oder Signalgeber
aufweisen. Von diesem Schalter oder Signalgeber wird ein Si
gnal ausgelöst, wenn der Bremsbelagverschleiß eine vorgegebe
ne Grenze überschritten hat, oder der Betätigungszylinder we
gen eines Defekts einen größeren Hub ausführt als vorgesehen
ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
die Nachstelleinrichtung einen, von einer Druckfeder gegen ei
nen gehäusefesten konischen Sitz gedrückten Nachstellring auf
weist, der auf einer, in einer Bohrung des Zylindergehäuses
beweglich geführten Nachstellhülse sitzt, in die eine mit der
Druckstange drehsteif verbundene Nachstellspindel einge
schraubt ist, und daß zur axialen Verschiebung der Nachstell
spindel samt Druckstange durch gegenseitiges Verdrehen von
Nachstellring und Nachstellhülse zumindest eine Kulissenfüh
rung zwischen Nachstellring und Nachstellhülse vorgesehen
ist. Zweckmäßigerweise können mehrere Kulissenführungen
gleichmäßig über den Umfang der Nachstellhülse verteilt vorge
sehen sein.
Um die Nachstellhülse bei einem Druckmittelzylinder mit un
verdrehbarem Kolben, z. B. bei einem Membranzylinder, gegen
über dem Kolben drehen zu können kann erfindungsgemäß vorge
sehen sein, daß sich die Nachstellhülse an einem am Kolben be
festigten Druckrohr drehbar abstützt, in das die Nachstell
spindel ragt. Alternativ dazu kann erfindungsgemäß vorgesehen
sein, daß die Nachstellhülse direkt am Kolben drehbar gela
gert ist und die Nachstellspindel in sich aufnimmt.
Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
sein, daß die Nachstellhülse in einer rohrförmigen Verlänge
rung des Zylindergehäuses geführt ist, an deren äußerem Ende
der konische Sitz für den Nachstellring ausgebildet ist.
Zur Verkürzung der Baulänge des Betätigungszylinders ist er
findungsgemäß im Inneren des Zylindergehäuses eine sich zu
ihrem inneren Ende hin konisch verjüngende Hülse vorgesehen,
die den konischen Sitz für den Nachstellring bildet. Zweck
mäßigerweise erstreckt sich dabei die Nachstellhülse bis zum
Kolben des Druckmittelzylinders und nimmt die Nachstellspin
del in sich auf, um eine weitere Verkürzung der Baulänge zu
erzielen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
die Kulissenführung zwischen Nachstellhülsen und Nachstell
ring aus einer, vorzugsweise an der Nachstellhülse ausgebil
deten Kulisse mit einer, beim Arbeitshub nach einem vorgege
benen Hubweg wirksam schrägen Anlauffläche zum Verdrehen des
Nachstellringes und mit einer, beim Rückhub wirksamen, schrä
gen Anlauffläche zum Verdrehen der Nachstellhülse und damit
axialen Verschieben der Nachstellspindel und aus einem in die
ser Kulisse bewegbaren, vorzugsweise am Nachstellring be
festigten Stift besteht. Bei dieser Ausbildung wird der Nach
stellring während der Betätigung des Druckmittelzylinders
beim Überschreiten des vorbestimmten Hubweges, der dem nor
malen Betätigungsweg der Druckstange entspricht, durch die
Kulissenführung in seinem konischen Sitz gedreht, wobei das
über die schrägen Anlaufflächen erzeugte, auf den Nachstell
ring wirkende Drehmoment größer ist, als das durch die Rei
bung im konischen Sitz erzeugte Drehmoment. Beim Entlasten
des Druckmittelzylinders werden alle Teile durch Federkräfte
in ihre Ausgangspositionen gebracht und dabei wird beim Rück
hub die Nachstellhülse durch die Kulissenführung verdreht und
in der Folge die z. B. von dem mit der Druckstange verbunde
nen, zu betätigenden Hebel gegen Verdrehen gesicherte Nach
stellspindel axial verschoben.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die Nach
stellhülse im Bereich ihres druckstangenseitigen Endes einen
nach außen vorstehenden Umfangswulst aufweist, mit dem sie in
der Zylindergehäusebohrung geführt ist. Diese Ausbildung er
laubt eine kostengünstigere Fertigung der Führung der Nach
stellhülse.
Schließlich kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der
Innendurchmesser des Nachstellringes als Schiebesitz für den
Umfangswulst der Nachstellhülse ausgebildet ist. Diese Aus
bildung ermöglicht eine Vereinfachung der Montage der einzel
nen Bauteile des Betätigungszylinders durch Vormontage mehre
rer Einzelteile zu einer Montageeinheit.
Nachstehend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen an
hand der Zeichnungen näher erläutert, in welchen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer S-Nocken
bremse mit Betätigungszylinder zeigt;
Fig. 2 eine erste Ausführungsform des erfindungsge
mäßen Betätigungszylinder teilweise geschnitten
zeigt;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des erfindungsge
mäßen Betätigungszylinders teilweise geschnitten
zeigt; und
Fig. 4 schematisch eine Abwicklung eines Teiles ei
ner Nachstellhülse zeigt.
Der Druckmittelzylinder des erfindungsgemäßen Betätigungszy
linders kann als Druckluftzylinder oder als Hydraulikzylin
der, als Kolbenzylinder oder Kombizylinder oder als Membranzy
linder ausgebildet sein. Der erfindungsgemäße Betätigungszy
linder kann als Kupplungssteller, als Bremszylinder oder der
gleichen verwendet werden.
Nachstehend erläuterte Ausführungsbeispiele der Erfindung be
treffen Betätigungszylinder mit einem Druckluftmembranzylin
der als Druckmittelzylinder für die Betätigung von KFZ-Brem
sen.
In Fig. 1 ist eine S-Nockenbremse dargestellt, bei der der
Betätigungszylinder 1 mit seiner Druckstange 2 über einen,
nur schematisch dargestellten Hebel 3 an der S-Nocke 4 der
Bremse angreift, die beim Verdrehen die Bremsbacken 5, 6 mit
den daran befestigten Bremsbelägen 7, 8 gegen die Bremstrommel
9 drückt. Die Bremsbacken 5, 6 werden beim Entlasten des Betä
tigungszylinders 1 von der schematisch dargestellten Rück
stellfeder 10 in ihre Ausgangslage zurückbewegt.
In Fig. 1 sind folgende Drehwinkel für den Hebel 3 darge
stellt: a L : Drehwinkel zur Überwindung des Lüftspiels, α K : Zu
spannwinkel zur Erzielung der gewünschten Anpreßkraft der
Bremsbacken 5, 6. Er ergibt sich aus dem Elastizitäten aller
kräfteüberführender Teile der Bremse: Bremstrommel 9, Brems
backen 5, 6 und Bremsbelag 7, 8, Nockenwelle, Hebel 3, Befesti
gung, Gestänge . . ., α Z : max. Drehwinkel durch den Bremszylin
der 1, α V : Drehwinkel, der sich aus dem Verschleiß der Brems
beläge 7, 8 ergibt.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, kommt der Bremszylinder 1
nach einem gewissen Bremsbelagverschleiß an seinem inneren,
bauartbedingten Anschlag. Erfolgt keine rechtzeitige Nach
stellung, fällt die Bremskraft ab und im Grenzfall aus. Die
Häufigkeit der Nachstellung kann durch Bremszylinder mit ver
größertem Hub verringert werden. Nachteilig bei größerem Hub
ist aber die Vergrößerung der Ansprechzeit durch das größere
zu füllende Volumen. Bei ABS-Anlagen wird hierdurch die Regel
frequenz kleiner, was die Fahrstabilität negativ beeinflussen
kann.
Wird nun zwischen dem kraftgebundenen Teil des Bremszylin
ders 1 und dem Bremshebel 3 eine Nachstelleinrichtung vorge
sehen, arbeitet der Bremszylinder - unter Vernachlässigung
des Winkeleinflusses - immer im optimalem Bereich. Erfindungs
gemäß wird zusätzlich eine elektrische Überwachungseinrich
tung so angeordnet, daß beim Überschreiten eines festgelegtem
Bremszylinderhubes (Verschleiß der Bremsbeläge, Defekt) ein
Signal ausgelöst wird. Die Überwachungseinrichtung kann ein
mechanisch angesteuerter Unterbrecher-Schalter 11 sein.
Fig. 2 zeigt eine Ausführung eines Membranzylinders 1 mit
Nachstelleinrichtung und elektrischem Grenzwertschalter 11.
Bei Druckbeaufschlagung bewegt der Kolben 12 über ein Druck
rohr 13 und eine Nachstellspindel 14 die Druckstange 2, die
mit ihrem äußeren Ende z. B. mit dem Bremshebel 3 verbunden
ist. Die Nachstelleinrichtung besteht aus einer, in einer
rohrförmigen Verlängerung 15 des Zylindergehäuses 16 ausge
bildeten Bohrung 17 geführten Nachstellhülse 18, die axial an
der Stirnseite des ebenfalls in dieser Bohrung 17 geführten
Druckrohres 13 drehbar abgestützt ist. In der Nachstellhülse
18 ist die Nachstellspindel 14 eingeschraubt, die an einem
Ende mit der Druckstange 2 drehsteif verbunden ist und am
anderen Ende einen Kopf 19 besitzt, der als Endanschlag für
die innere Stirnfläche 20 der Nachstellhülse 18 dient. Am
äußeren Ende der rohrförmigen Verlängerung 15 ist ein
konischer Sitz 21 für einen Nachstellring 22 ausgebildet, der
auf der Nachstellhülse 18 sitzt und von einer Druckfeder 23
gegen seinen Sitz 21 gepreßt wird. Der Nachstellring 18 steht
mit der Nachstellhülse 18 über eine oder mehrere Kulissenfüh
rungen im Eingriff, von denen jeweils die Kulisse 24 in der
Nachstellhülse 18 und der in der Kulisse geführte Stift 25 am
Nachstellring 18 ausgebildet sind.
Die Nachstellhülse 18 hat auf ihrem Umfang symmetrisch ver
teilt mehrere Kulissen 24, wie sie Fig. 3 in der Abwicklung
zeigt. Durch Vorwärtsbewegung der Nachstellhülse 18 wird nach
einem festgelegten Hub h 1, durch den weiteren Hub h 2 der Nach
stellring 22 gegen die Druckfeder 23 durch die Kulissenfüh
rung in seinem konischem Sitz 21 gedreht. Das durch die schrä
ge Flanke 26 der Kulissen 24 und die Vorwärtsbewegung der
Nachstellhülse 18 erzeugte Drehmoment ist größer als das Reib
moment im konischen Sitz 21 des Nachstellringes 22. Bei Be
endigung des Bremsvorgangs werden alle Teile durch Feder
kräfte in die Ausgangspositionen gebracht. Wurde der Nach
stellring 22 wegen zu großem Hub (h 1+h2) verdreht, so wird
beim Zurückschieben über die schräge Flanke 21 der Kulisse 26
die Nachstellhülse 18 auf der Nachstellspindel 14 gedreht und
diese samt Druckstange 2 nachgestellt. Die Nachstellung ist
um so größer, je mehr der festgelegte Hub h 1 überschritten
wurde. Die Nachstellspindel 14 ist zur Fixierung drehsteif
und auslenkbeweglich (z. B. kardanisch) mit der Druckstange 2
verbunden.
Ist der Nachstellweg (= Abstand zwischen dem Kopf 19 der
Nachstellspindel 14 und der Stirnfläche 20 Nachstellhülse 18)
aufgebraucht, so vergrößert sich der Hub des Membranzylinders
1. Bei einem vorgegebenen Hub wird durch dem Kolben 12 ein
Grenzwertschalter 11 betätigt und der Zustand signalisiert.
Die Bremsen sind auch nach Auslösung des Signals noch voll
funktionsfähig.
Eine Signalauslösung erfolgt auch bei einem Defekt in dem
kraftübertragenden Teilen und im Nachstellmechanismus.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsge
mäßen Betätigungszylinders dargestellt. Bei dieser ist die
Nachstellhülse 18 mit einem Ende direkt am Kolben 12 drehbar
gelagert und nahe dem anderen Ende mit einem Umfangswulst 28
in einer, in einer rohrförmigen Verlängerung 15 des Zylinder
gehäuses 16 ausgebildeten Bohrung 17 geführt. Im Inneren des
Zylindergehäuses 16 ist koaxial zur Bohrung 17 eine, sich in
Richtung zum Kolben 12 erstreckende Hülse 29 angeordnet, die
an ihrem äußeren Ende einen von der Druckfeder 30 des Zylin
ders 1 beaufschlagten Befestigungsflansch 31 und an ihrem
inneren Ende eine konische Verjüngung 32 besitzt, die den
konischen Sitz für den Nachstellring 22 bildet. Die den Nach
stellring 22 gegen seinen konischen Sitz drückende Druckfeder
23 ist innerhalb der Hülse 29 angeordnet.
Bei dieser konstruktiven Ausführung wird der Nachstell
mechanismus vollständig in den Membranzylinder hinein ver
legt. Mit dieser Bauart erreicht man bei gleichem Nachstell
weg eine kürzere Baulänge, günstigere Teileherstellung und
einfachere Montage durch eine Montagehilfe. An der Nachstell
hülse 18 befindet sich zur Führung im Gehäuse ein Wulst 28,
über den der mit seinem Innendurchmeser als Schiebesitz für
diesen Wulst ausgestattete Nachstellring 22 bei der Montage
gedrückt wird, wodurch dann alle Innenteile zusammengehalten
werden. Der Kolben 12 wird durch einen Ansatz an der Membran
geführt.
Durch die Führung der Nachstellhülse 18 mit einem Wulst 28
werden insgesamt die Anforderungen an die Genauigkeit ge
ringer. Ein Schutz des Nachstellmechanismus vor Schmutz wird
auch bei dieser Ausführung durch Faltenbälge 33, 34 erreicht.
Bei Bedarf kann der innere Faltenbalg 33 durch geschlossene
Drahtringe 35 stabilisiert werden.
Durch die erfindungsgemäße Zusammenfassung von Betätigungs
zylinder, Nachstell- und Überwachungseinrichtung zu einer Bau
einheit wird eine Kombination erreicht, die kostengünstiger
als heutige Gestängesteller hergestellt werden kann und für
Nachrüstung geeignet ist. Es sind dadurch keine Langhubzylin
der erforderlich, und die Bremszylinder arbeiten immer im Be
reich niedrigen Luftverbrauchs und hoher Regelfrequenz bei
ABS-Anlagen.
Claims (10)
1. Betätigungszylinder, insbesonders für Bremsen, Kupplungen
oder dergleichen, gekennzeichnet durch die Kombination eines,
mit einer stufenlosen, selbsttätigen Nachstellvorrichtung
(14, 18, 22) für die Druckstange (12) versehenen Druckmittelzy
linders (1) mit einer in diesen integrierten Überwachungsein
richtung (11) für den Zylinderhub.
2. Betätigungszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Überwachungseinrichtung einen, vom Kolben (12)
des Druckmittelzylinders (1), bei Erreichen eines vorbestimm
baren Kolbenhubes betätigbaren Schalter (11) oder Signalgeber
aufweist.
3. Betätigungszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Nachstelleinrichtung einen, von einer
Druckfeder (23) gegen einen gehäusefesten konischen Sitz (21)
gedrückten Nachstellring (22) aufweist, der auf einer, in ei
ner Bohrung (17) des Zylindergehäuses (16) beweglich geführ
ten Nachstellhülse (18) sitzt, in die eine mit der Druckstan
ge (2) drehsteif verbundene Nachstellspindel (14) einge
schraubt ist, und daß zur axialen Verschiebung der Nachstell
spindel (14) samt Druckstange (2) durch gegenseitiges Ver
drehen von Nachstellring (22) und Nachstellhülse (18) zumin
dest eine Kulissenführung (24, 25) zwischen Nachstellring (22)
und Nachstellhülse (18) vorgesehen ist.
4. Betätigungszylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß sich die Nachstellhülse (18) an einem, am Kolben
(12) befestigten Druckrohr (13) drehbar abstützt, in das die
Nachstellspindel (14) ragt.
5. Betätigungszylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Nachstellhülse (18) direkt am Kolben (12) dreh
bar gelagert ist und die Nachstellspindel (14) in sich auf
nimmt.
6. Betätigungszylinder nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nachstellhülse (18) in einer rohr
förmigen Verlängerung (15) des Zylindergehäuses (16) geführt
ist, an deren äußerem Ende der konische Sitz (21) für den
Nachstellring (22) ausgebildet ist.
7. Betätigungszylinder nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch
gekennzeichnet, daß im Inneren des Zylindergehäuses (16) eine
sich zu ihrem inneren Ende (32) hin konisch verjüngende Hülse
(29) vorgesehen ist, die den konischen Sitz für den Nachstell
ring (22) bildet.
8. Betätigungszylinder nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kulissenführung (24, 25) zwischen Nach
stellhülse (18) und Nachstellring (22) aus einer, vorzugs
weise an der Nachstellhülse (18) ausgebildeten Kulisse (24)
mit einer, beim Arbeitshub nach einem vorgegebenen Hubweg
(h 1) wirksam schrägen Anlauffläche (26) zum Verdrehen des
Nachstellringes (22) und mit einer, beim Rückhub wirksamen,
schrägen Anlauffläche (27) zum Verdrehen der Nachstellhülse
(18) und damit axialen Verschieben der Nachstellspindel (14)
und aus einem in dieser Kulisse (24) bewegbaren, vorzugsweise
am Nachstellring (22) befestigten Stift (25) besteht.
9. Betätigungszylinder nach einem der Ansprüche 3-8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nachstellhülse (18) im Bereich ihres
druckstangenseitigen Endes einen nach außen vorstehenden Um
fangswulst (28) aufweist, mit dem sie in der Zylindergehäuse
bohrung (17) geführt ist.
10. Betätigungszylinder nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Innendurchmesser des Nachstellringes (22)
als Schiebesitz für den Umfangswulst (28) der Nachstellhülse
(18) ausgebildet ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893909904 DE3909904A1 (de) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | Betaetigungszylinder, insbesondere fuer bremsen, kupplungen oder dergleichen |
SE9001063A SE9001063L (sv) | 1989-03-25 | 1990-03-23 | Manoevercylinder, saerskilt foer bromsar, kopplingar eller liknande |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893909904 DE3909904A1 (de) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | Betaetigungszylinder, insbesondere fuer bremsen, kupplungen oder dergleichen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3909904A1 true DE3909904A1 (de) | 1990-10-04 |
Family
ID=6377234
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893909904 Withdrawn DE3909904A1 (de) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | Betaetigungszylinder, insbesondere fuer bremsen, kupplungen oder dergleichen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3909904A1 (de) |
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