DE60026938T2 - Federspeicher-Bremsbetätigungsvorrichtung mit hoher Ausgangsleistung - Google Patents

Federspeicher-Bremsbetätigungsvorrichtung mit hoher Ausgangsleistung Download PDF

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DE60026938T2
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Michael D. Fresno Stubblefield
Ted D. Fresno Smith
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/08Brake cylinders other than ultimate actuators
    • B60T17/083Combination of service brake actuators with spring loaded brake actuators

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Bremssysteme für schwere Fahrzeuge, und im Besonderen betrifft sie einen verbesserten Federspeicher-Bremszylinder auf Membranbasis, der eine deutlich höhere Bremskraft von einer Federbremseneinheit mit einer Größe bereitstellt, die kleiner oder gleich groß ist wie bereits bestehende Bremseneinheiten.
  • Verschiedene Ausführungen pneumatischer Fahrzeug-Federspeicher-Bremszylinder wurden über die Jahre hinweg zur Verwendung in der Lastkraftwagenbranche vorgestellt bzw. eingeführt. Eine kennzeichnende Druckluftbremsen-Betätigungseinheit mit doppelter Membran weist zwei Abschnitte bzw. Teilstücke auf: einen durch den Benutzer geregelten Betriebsbremsenabschnitt, der zum Verlangsamen oder Anhalten eines Fahrzeugs eingesetzt wird, und einen Not- oder Parkbremsenabschnitt, der automatisch eingreift, wenn der Luftdruck entfernt wird. Ein kennzeichnender Betriebsbremsenabschnitt ist durch ein geschlossenes Gehäuse gekennzeichnet, das eine bewegliche Membran aufweist, die über den Innenraum gedehnt ist. Eine Seite der Membran ist eng einer zentral angeordneten Druckplatte zugeordnet, die an einer verschiebbaren Stößelstange angebracht ist, die sich aus dem Gehäuse erstreckt, zur Anbringung an den Bremsen des Fahrzeugs. Auf der anderen Seite der Membran ist eine dicht verschlossene Kammer in dem Gehäuse ausgebildet.
  • Eine Öffnung ist in der dicht verschlossenen Betriebsbremsenkammer zur Verbindung mit einer pneumatischen (Luft) Druckquelle bereitgestellt, die für gewöhnlich durch einen bordinternen Luftkompressor bereitgestellt wird. Die Bremsen des Fahrzeugs können betätigt werden, indem ausreichender pneumatischer Druck in die dicht verschlossene Kammer eingeführt wird, um gegen die Betriebsbremsenmembran zu wirken, welche die Platte bewegt und die Stößelstange nach außen drückt. Eine kleine Rückholfeder ist normalerweise innerhalb des Betriebsbremsengehäuses um die Stößelstange herum bereitgestellt und angrenzend an die Druckplatte, um diese dazu zu zwingen, sich einzuziehen, wenn der Luftdruck hinter der Membran reduziert wird.
  • Ein kennzeichnender Notbremsenabschnitt eines Luftbremsenstellglieds ist in axialer Ausrichtung mit der Betriebsbremseneinheit angebracht oder als Teil dieser ausgebildet. Die Notbremse stellt ein separates geschlossenes Gehäuse dar, das eine schwere Hauptdruckfeder und eine zweite bewegliche Membran aufweist, die eine zweite geschlossene Kammer erzeugt. Die Membran der Notbremse befindet sich in Kontakt mit einer zweiten Druckplatte, die ebenfalls an der verschiebbaren Stößelstange der Betriebsbremse angebracht oder dieser direkt zugeordnet ist.
  • Die dicht verschlossene Kammer ist innerhalb des Notbremsengehäuses auf einer Seite der Membran ausgebildet, und die schwere Hauptdruckfeder wird auf der anderen Seite eingesetzt. Ebenso wie bei der Betriebsbremse ist die verschlossene Kammer der Notbremse mit der bordinternen pneumatischen Quelle des Fahrzeugs verbunden. Solange ausreichend Druckluft an die dicht verschlossene Kammer bereitgestellt wird, verbleibt die Membran in der Notbremse vollständig erweitert, wodurch die große Feder komprimiert bzw. zusammengedrückt wird. Wenn der Druck jedoch fallen oder eine Undichtigkeit in der dicht verschlossenen Kammer gegeben sein sollte, so ist die Membran nicht in der Lage, die große Druckfeder an der Verwendungsposition zu halten. Wenn dies eintritt, ob schnell oder langsam, bewegt die große Druckfeder die zweite Druckplatte, was bewirkt, dass die Stößelstange nach außen ausfährt, wodurch die Bremsen des Fahrzeugs betätigt werden.
  • Wenn das Fahrzeug bei normalen Bedingungen parkt, wird der Luftdruck an den Notbremsenabschnitt unterbrochen, wodurch bewirkt wird, dass die große Druckfeder die Bremsen betätigt.
  • In der Transport- bzw. Speditionsbranche wird es zunehmend wünschenswert, dass leistungsfähigere Federspeicher-Bremszylinder bereitgestellt werden, ohne dabei deren Größe zu verändern. Zunehmende Lastgrößen, neue Vorschriften und andere Faktoren haben zusätzliche Leistung von Federbremsen erforderlich gemacht, bei gleich bleibendem Größenprofil wie bei den bereits bestehenden Federbremsen mit zwei Membranen.
  • Eine stärkere Federbremse, die den gleichen oder weniger Platz in Anspruch nimmt, kann in der Transportindustrie große Einsparungen zur Folge haben. Gemäß den zurzeit geltenden Vorschriften muss ein beladener Lastkraftwagen in der Lage sein, seine Bremsen zu betätigen und seine Position auf einer Steigung von zwanzig Prozent (20%) zu halten. Viele schwere Fahrzeuge können dies nur unter Verwendung zusätzlicher Bremsenbetätigungselemente und/oder zusätzlicher Achsen mit daran vorgesehenen Bremsenbetätigungseinrichtungen erreichen. In Verbindung mit stärkeren Bremsenbetätigungseinrichtungen sind weniger dieser Einrichtungen erforderlich, um ein derartiges Fahrzeug zum Stillstand zu bringen oder im Stillstand zu halten, wodurch Kosten für zusätzliche Bremsenbetätigungseinrichtungen und/oder zusätzliche Achsen eingespart werden können.
  • Ebenso benötigt wird eine leistungsfähigere Federbremse, die in kleinerem Raum Platz findet. Dieser Bedarf wird durch verschiedene Faktoren gestärkt, wie zum Beispiel die Installation von Luftfederungen in Fahrzeugen, niedrigeren Bauhöhen der Ladeflächen, kürzeren Radständen und zusätzliche neue und voluminöse Karosserieeinrichtungen. All diese Faktoren beziehen sich auf den gleichen Raum, der durch die Federbremse belegt wird.
  • Eine Federbremseneinheit geringerer Größe, welche die gleiche Leistung bereitstellt wie eine größere Einheit, reduziert zusätzlich das Gewicht sowie die Kosten. Eine Sattelschlepperzugmaschine und ein Anhänger für Sattelschlepper können an ihren Achsen bis zu acht (8) Federspeicher-Bremszylinder einsetzen. Der Austausch dieser durch kleinere Einheiten mit der gleichen Stärke, die zwei Pfund weniger wiegen, reduziert das Gewicht insgesamt um 16 Pfund. Während dies auf den ersten Blick nicht unbedingt signifikant erscheint, ist nicht zu vergessen, dass ein Fahrzeug, das Flüssigkeiten transportiert, häufig bis genau auf die gesetzlich vorgeschriebene Grenze beladen wird. Über die Lebensdauer des Fahrzeugs macht sich die Gewichtsreduzierung von 16 Pfund in tausenden von Dollar an Frachteinnahmen bezahlt.
  • Starke Bremseneinheiten, die in dem gleichen Raum eingesetzt werden, können die Bremseigenschaften eines Fahrzeugs verbessern, wodurch das zulässige Bruttogewicht für ein Fahrzeug potenziell erhöht werden kann (d.h. die Nutzlast erhöht sich).
  • Bereits bestehend Betriebsbremseneinheiten wurden zur Anbringung an dem Bremssystem eines Schwerlastfahrzeugs entwickelt. Das Ende der Stößelstange der Betriebsbremse ist für gewöhnlich an einem Zughaken angebracht, der wiederum an dem Ende eines Gestängestellerarms angebracht ist, der sich an einer Nockenwelle befindet, die einen Teil der Hauptbremse des Fahrzeugs bildet. Die Stößelstange wird unter Verwendung von pneumatischem Druck in die Betriebsbremseneinheit hinein und aus dieser heraus bewegt, wie dies vorstehend im Text beschrieben worden ist, um die Bremsen des Fahrzeugs zu betätigen. Wenn dies eintritt, beweben die Stößelstange und der Zughaken das Ende des Gestängestellers in einem leicht bogenförmigen Pfad um die Nocke bewegen.
  • Seit Jahrzehnten sind die in bestehenden Federspeicher-Bremszylindern auf Membranbasis verwendeten Druckplatten im Vergleich zu den Gesamtprofilen dieser Einheiten verhältnismäßig klein. Bei einer kennzeichnenden Bremsenbetätigungseinheit weist die Druckplatte in der Betriebsbremsenkammer ungefähr den gleichen Durchmesser auf wie die Druckplatte in der Notbremsenkammer. Die Kanten bzw. die Ränder der Druckplatten sind traditionell auf den zentralen Abschnitt der Bremsenkammer beschränkt, um ausreichend Platz um die Kanten der Platten zu ermöglichen, damit sich die Membran umfalzen kann. Diese traditionell großen Toleranzen, die sich über die Zeit entwickelt haben, sind jedoch deutlich größer als wie dies für eine ordnungsgemäße Funktionstüchtigkeit der Membran erforderlich ist, und sie weisen unnötige Einschränkungen in Bezug auf die Größe der verwendeten Druckplatten auf, und somit wird unnötig die potenzielle Kraft beschränkt, die durch den Federspeicher-Bremszylinder der Stößelstange zugeführt werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung weicht von den herkömmlichen Federspeicher-Bremszylindereinheiten auf Membranbasis ab und ermöglicht die Zufuhr von mehr Kraft an die Stößelstange, ohne dabei die Größe der Betätigungseinheit zu erhöhen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht den Einsatz einer stärkeren, schweren Hauptdruckfeder in der Notbremsenkammer, um mehr Kraft der Not- oder Parkbremse auf die Stößelstange auszuüben. Erreicht wird dies durch neuartige Veränderungen des Designs bzw. der Bauweise der Notbremsenkammer, die es ermöglichen, die Feder effizienter zurückzuhalten. Eine stärkere Notbremse bzw. Hilfsbremse gibt der Bremsenbetätigungseinrichtung zusätzliche Kapazität, ein Fahrzeug an der jeweiligen Position zu halten, während das Fahrzeug an einer Steigung geparkt wird. Die vorliegende Erfindung verwendet ähnliche neuartige Veränderungen des Designs der Betriebsbremsenkammer, die einen effizienteren Betrieb ermöglichen, wenn Bremsdruck zugeführt wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die in dem Gehäuse der Hilfsbremse oder dem Gehäuse der Betriebsbremse eingesetzte Druckplatte oder beide deutlich größer als die entsprechende(n) Platte(n), die in bereits bestehenden Einheiten mit dem gleichen Größenprofil eingesetzt wird bzw. werden. Die Platte(n) gemäß der vorliegenden Erfindung weisen einen größeren Durchmesser und einen größeren Umfang auf, wodurch eine größere Fläche definiert wird.
  • In Bezug auf die Hilfsfederbremse ist die Größe der Druckplatte direkt proportional zu der Größe der Kraft, die erforderlich ist, um die große Druckfeder in dem Hilfs- bzw. Notbremsengehäuse zurückzuhalten. Gemäß der Formel F = PA ist die auf die Druckfeder ausgeübte Kraft (F) gleich dem Wert des Druckes (P), der auf die Kammer ausgeübt wird, multipliziert mit der Fläche (A) der Druckplatte, über welcher er ausgeübt wird. Somit erhöht ein Anstieg der Größe der Druckplatte die Fläche (A), über welche der Druck (P) ausgeübt wird, wodurch die Kraft (F) auf die Feder erhöht wird. Zu Veranschaulichungszwecken und lediglich als Beispiel und ohne den Umfang der anhängigen Ansprüche einzuschränken, führt ein Druck (P) in Höhe von 414 Kpa (60 Pfund je Quadratzoll) (60 psi), der auf eine Druckplatte in dem Hilfsbremsengehäuse mit einer Fläche von 194 cm2 (30 Quadratzoll) zu einer Kraft von 8 KN (1.800 Pfund). Wenn in dem vorliegenden Beispiel die Fläche der Druckplatte auf 226 cm2 (35 Quadratzoll) erhöht wird, steigt die resultierende Kraft der Feder, die zurückgehalten werden kann, auf 9,34 KN (2.100 Pfund) an. Durch einfaches Vergrößern der Mantelfläche der Druckplatte kann somit in dem vorliegenden Beispiel eine Hilfsbremsenfeder verwendet werden, die um mehr als 14% stärker ist (d.h. Rückhaltekraft). Kennzeichnende Zunahmen, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt werden, liegen im Bereich von etwa zwanzig Prozent (20%).
  • Die Verfügbarkeit eines höheren Drucks (P) erhöht auch die Höhe der verfügbaren Kraft (F), um die Notbremsenfeder zurückzuhalten. Durch eine Vergrößerung des Oberflächenbereichs (A) der Druckplatte alleine oder in Verbindung mit der Erhöhung des verfügbaren Drucks (P) kann in der Hilfs- bzw. Notbremse eine deutlich stärkere Feder eingesetzt werden.
  • In Bezug auf die Hilfsbremse ist die Größe der darin vorgesehenen Druckplatte direkt proportional zu der Höhe der auf die Stößelstange ausgeübten Kraft. Unter Verwendung der Formel F = PA ist somit die auf die Stößelstange ausgeübte Kraft (F) gleich dem Wert des Druckes (P), der durch die Kammer ausgeübt wird, multipliziert mit der Fläche (A) der Druckplatte, über welche dieser ausgeübt wird. Eine Erhöhung der Größe der Druckplatte vergrößert somit die Fläche (A), über welche der Druck (P) ausgeübt wird, wodurch die auf die Stößelstange ausgeübte Kraft (F) erhöht wird. Zu Veranschaulichungszwecken und ausschließlich als Beispiel und ohne den Umfang der gegenständlichen Ansprüche einzuschränken, führt ein Druck (P) in Höhe von 414 Kpa (60 Pfund je Quadratzoll) (60 psi), der auf eine Druckplatte in dem Betriebsbremsengehäuse mit einer Fläche von 194 cm2 (30 Quadratzoll) zu einer Kraft von 8 KN (1.800 Pfund), die auf die Stößelstange ausgeübt wird. Wenn in dem vorliegenden Beispiel die Fläche der Druckplatte auf 226 cm2 (35 Quadratzoll) erhöht wird, steigt die resultierende Kraft auf die Stößelstange auf 9,34 KN (2.100 Pfund) an. Durch einfaches Vergrößern der Mantelfläche der Druckplatte kann somit in dem vorliegenden Beispiel eine Betriebsbremsenfeder verwendet werden, die um mehr als 14% effizienter ist (d.h. stärker). Kennzeichnende Zunahmen, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt werden, liegen im Bereich von etwa zwanzig Prozent (20%).
  • Wie dies in dem U.S. Patent US-A-5.771.774 dargestellt ist, das das verwandteste Dokument gemäß dem Stand der Technik darstellt, können die zylindrischen Wände des Federbremsengehäuses vertikal gestaltet werden, parallel zu der Ausrichtung der Stößelstange und senkrecht zu der Ausrichtung der Druckplatte innerhalb des Gehäuses. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Zwischenraum zwischen der äußeren umfänglichen Kante der Druckplatte und der Innenseite der zylindrischen Wand des Bremsengehäuses (dieser Raum wird nachstehend teilweise als „Zwischenraum" bezeichnet) auf eine Größe verkleinert werden, die so klein ist, dass sie etwa dem Zweieinviertelfachen (2,25fachen) der Dicke der Membran angrenzend an die Druckplatte entspricht, wodurch Platz für eine größere Druckplatte bereitgestellt wird. Die vorliegende Erfindung erleichtert die Vergrößerung der Größe der Druckplatte der Hilfsplatte oder der Druckplatte der Betriebsbremse oder beider Druckplatten. Die Membran selbst kann aus einem sehr dünnen Material hergestellt werden, um die Größe des vorstehend beschriebenen Zwischenraums weiter zu minimieren, um die Größe der Druckplatte zu maximieren. Als nächstes kann die axiale Bewegung der Hauptdruckfeder dadurch minimiert werden, dass die durch die genante Feder ausgeübte Seitenbelastung so gering wie möglich gehalten wird. Dies kann dadurch erreicht werden, dass ein Abschnitt der Oberflächen der Endfederspulen (die Spulen am oberen und unteren Ende der Feder) abgeschliffen wird, so dass die Spulen besser vorhersehbar an dem Gehäuse und der Druckplatte sitzen. Die Konfiguration der Form der Druckplatte, so dass sie mit einer Adapterplatte verschachtelnd eingreift, die an dem zentralen Schaft der Bremsenbetätigungseinheit angeordnet ist, unterstützt es schließlich, dass die Druckplatte in zentraler Ausrichtung gehalten wird. Eine Durchführungs-/Dichtungs-Halteeinrichtung kann ebenfalls in der Mitte des Federgehäuses eingesetzt werden, um die Ausrichtung der größeren Druckplatte zu unterstützen, um es zu verhindern, dass diese seitwärts abgelenkt wird. Jedes dieser Merkmale der bevorzugten Ausführungsbeispiele, ob alleine oder in Verbindung miteinander verwendet, ermöglicht den Einsatz einer größeren Druckplatte, die danach zum Zurückhalten einer starken Feder in dem Notbremsengehäuse verwendet werden kann, oder um mehr Kraft auf die Stößelstange in dem Hilfsbremsengehäuse auszuüben.
  • Der Einsatz von vertikaleren zylindrischen Wänden erhöht die innere Querschnittsfläche des Hilfsbremsengehäuses, wodurch es ermöglicht wird, dass auch der Oberflächenbereich der Druckplatte vergrößert wird. Dies wird erreicht, ohne die Höhe oder die Breite des Zylinders zu erhöhen; somit bleibt das Gesamtprofil der Bremsenbetätigungseinheit unverändert.
  • Durch Versuche konnte bestimmt werden, dass die Größe der Druckplatte vergrößert werden kann, bis der vorstehend beschriebene Zwischenraum zwischen der umfänglichen Kante der Druckplatte und der Innenwand des Gehäuses lediglich dem Zweieinviertelfachen (2,25fachen) der Dicke des Materials der Membran entspricht, ohne jegliche signifikante Verschlechterung der Leistungsfähigkeit der Membran. Bereits existierende Bremsenbetätigungseinheiten stellen unnötig deutlich größere Zwischenräume zwischen den Rändern bzw. den Kanten der Druckplatte und den Wänden des Gehäuses bereit, die zwischen dem Viereinhalbfachen (4,5fachen) und dem Siebenfachen (7fachen) der Dicke des Materials der Membran liegen. In der vorliegenden Erfindung ist der Oberflächenbereich der Druckplatte, der durch Schließen dieses Zwischenraums erreicht wird, erheblich. In Kombination mit vertikaleren zylindrischen Wänden wird der Druckplatte deutlich mehr Platz zur Verfügung gestellt.
  • Der Einsatz eines dünneren Membranmaterials ermöglicht es, dass sich die Kanten der Druckplatte noch näher an den zylindrischen Wänden des Gehäuses erstrecken, wodurch eine noch größere Vergrößerung des Oberflächenbereichs bzw. der Mantelfläche der Druckplatte ermöglicht wird. Bereits bestehende Bremsenbetätigungseinheiten verwenden Membranmaterialien mit einer durchschnittlichen Dicke von 3,2 mm (0,125 Zoll), mit einem engen Zwischenraum von 14,5 mm (0,57 Zoll) zwischen der Kante der Druckplatte und der Wand des Gehäuses (etwa dem Viereinhalbfachen der Dicke der Membran). Dieser Zwischenraum kann wie vorstehend gemäß der vorliegenden Erfindung bis auf das Zweieinviertelfache der Membrandicke reduziert werden (2,25 × 3,2 = 7,2 mm (2,25 × 0,125 = 0,2813 Zoll)). Zu Veranschaulichungszwecken und lediglich als Beispiel und ohne den Umfang der anhängigen Ansprüche einzuschränken wird dann noch mehr Raum für eine größere Druckplatte bereitgestellt, wenn die Dicke des Materials der Membran auf 0,09 Zoll reduziert wird, wobei der Zwischenraum in diesem Fall weiter reduziert werden kann auf 2,25 × 2,3 mm = 5,2 mm (2,25 × 0,09 = 0,2025 Zoll).
  • Die Aufrechterhaltung der zweckmäßigen Ausrichtung der größeren Druckplatte gemäß der vorliegenden Erfindung ist wichtig. Dies kann auf eine oder verschiedene Wege erreicht werden. Erstens kann eine Adapterplatte an dem zentralen Schaft der Bremsenbetätigungseinheit auf einer Seite der Membran eingesetzt werden, welche in Verbindung mit einem ausgesparten Bereich auf der Unterseite der Druckplatte auf der anderen Seite der Membran zusammenwirkt. Wenn sich die Druckplatte nach oben und nach unten bewegt, setzt sich die Adapterplatte durch die Membran in dem ausgesparten Bereich, wodurch die zentrale Ausrichtung der Druckplatte aufrechterhalten wird. Die Ausrichtung kann auch durch den Einsatz einer Laufbuchsen-/Dichtungs-Halteeinrichtung in der Mitte des Federgehäuses verbessert werden. Die Ausrichtung kann dadurch weiter verbessert werden, dass die Seitenbelastung der Hauptdruckfeder reduziert wird, in dem die äußeren Oberflächen der Endspulen der Feder abgeschliffen werden. Traditionell weisen derartige Federn eine Seitenbelastung zwischen 6 und 8 Prozent auf, wobei in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Reduzierung dieser Belastung auf 2 oder 3 Prozent die Ausrichtung der Hauptfeder in dem Hilfsgehäuse stark verbessert.
  • Hiermit wird festgestellt, dass die verbesserte Leistung der erfindungsgemäßen Bremsenbetätigungseinheiten auf Membranbasis unter Verwendung der gleichen umfänglichen Abmessungen erreicht wird, wie sie in bereits bestehenden Bremsenbetätigungseinheiten gegeben sind, welche übliche Materialien für die Membran verwenden. Die Membran muss nicht in der Mitte der Betätigungseinheit angebracht werden, sie benötigt keine sich bewegende Wand und sie erfordert auch keine Öffnung oder kein Loch in ihrer Mitte.
  • Traditionell ist der effektive Oberflächenbereich bzw. die effektive Mantelfläche der Druckplatten von Federbremsen in verschiedene Typen (9, 12, 16, 20, 24, 30 und 36) standardisiert, wobei jeder Typ eine inkremental höhere Bremsstärke bereitstellt. Dies ermöglicht die Herstellung von genormten Komponenten und Bauteilen für jeden Typ. Für jeden Typ existiert ferner ein inkremental größeres zugeordnetes Profil (Größe) für die Bremsenbetätigungseinheit. Unter Verwendung des Designs bzw. der Bauweise gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein kleinerer Typ (z.B. 24) mit einem kleineren Profil die Stärke eines größeren Typs mit einem größeren Profil aufweisen (z.B. 30). Eine kleinere Einheit, welche die Merkmale gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, kann als Ersatz für einen größeren Typ eingesetzt werden und gleichzeitig weniger Platz in Anspruch nehmen. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht ferner eine neue Einheit vom Typ 43 in dem Raum zur Verfügung, der durch einen Typ 36 belegt wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine stärkere Federbremsen-Betätigungseinheit auf Membranbasis bereitzustellen, ohne die Gesamtgröße der Einheit zu erhöhen.
  • Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lediglich in Bezug auf die Abbildungen der 1 bis 9 der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Querschnitts-Seitenansicht einer kennzeichnenden Bremsenbetätigungseinheit in der normalen Fahrstellung, wobei die Hilfsbremse durch den Druck der oberen Kammer zurückgehalten wird;
  • 2 eine Querschnitts-Seitenansicht einer kennzeichnenden Bremsenbetätigungseinheit in der normalen Fahrstellung, wobei die Hilfsbremse durch den Fahrer des Fahrzeugs betätigt wird;
  • 3 eine Querschnitts-Seitenansicht einer kennzeichnenden Bremsenbetätigungseinheit in der Parkstellung, wobei die Hilfsfederbremse betätigt wird;
  • 4 eine Querschnitts-Seitenansicht einer kombinierten Hilfs- und Betriebsbremsenbetätigungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine Querschnitts-Seitenansicht einer kombinierten Hilfs- und Betriebsbremsenbetätigungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die absteigenden Positionen der Druckplatten an jeder Betätigungseinheit dargestellt sind;
  • 6 eine Seitenansicht der vorliegenden Erfindung, wobei deren Profil mit einer bereits bestehenden, konkurrierenden Bremseneinheit (dargestellt durch gestrichelte Linien) verglichen wird;
  • 7 eine vergrößerte Querschnitts-Seitenansicht einer Hilfsbremsenkammer gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Kräuselung der Membran innerhalb des Gehäuses mit absteigender Druckplatte dargestellt ist;
  • 8 eine vergrößerte Querschnitts-Seitenansicht einer Betriebsbremsenkammer gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 9 eine vergrößerte Querschnitts-Seitenansicht einer kennzeichnenden dem Stand der Technik entsprechenden Betätigungseinheit.
  • In folgendem Bezug auf die Zeichnungen, in denen ähnliche oder identische Teile in den verschiedenen Ansichten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und in Besonderem Bezug auf die dem Stand der Technik entsprechende Betätigungseinheit aus den Abbildungen der 1 bis 3, ist es ersichtlich, dass eine kennzeichnende Luftbremsen-Betätigungseinheit mit zwei Membranen, allgemein mit der Bezugsziffer 20 bezeichnet, eine Betriebsbremseneinheit umfasst, die allgemein mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet ist, und eine Hilfsbremseneinheit, die allgemein mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet ist. Während jede dieser Einheiten unabhängig von der anderen eingesetzt werden kann, befinden sich die Betriebsbremseneinheit und die Notbremseneinheit, wenn sie kombiniert werden, in axialer Ausrichtung zueinander entlang des Pfads einer Stößelstange 21, die sich von der Mitte eines Endes der Betriebsbremseneinheit nach außen erstreckt.
  • Das distale Ende der Stößelstange 21 erstreckt nach außen aus der Schale 25 des unteren Betriebsbremsengehäuses und ist an einem Zughaken 23 angebracht, der wiederum ein einem Gestängesteller 24 angebracht ist, der an einer Stange oder Nocke 26 angebracht ist, welche den Bremsen eines Fahrzeugs zugeordnet ist. Wenn sich die Stößelstange 21 somit in die Betriebsbremseneinheit 30 und aus dieser heraus bewegt, übt sie Kraft auf die Bremsen des Fahrzeugs aus. Das proximale Ende der Stößelstange 21 ist an einer Druckplatte 29 angebracht oder dieser eng zugeordnet, welche sich innerhalb der Betriebsbremseneinheit 30 befindet. Eine flexible Betriebsbremsenmembran 31 ist innerhalb der Einheit 30 oberhalb der Platte 29 vorgesehen und an den Kanten dicht verschlossen, so dass in Verbindung mit dem oberen äußeren Gehäuse 35 eine Kammer 33 definiert wird.
  • Wenn Druckluft in die Kammer 33 eingeführt wird, erweitert sich die Membran 31, wobei Druck auf die Platte 29 ausgeübt wird, wodurch die Stange 21 aus der Einheit 30 gedrückt wird, wie dies in der Abbildung aus 2 dargestellt ist. Die Ausübung von Druck auf die Kammer 33 der Betriebsbremseneinheit 30 wird durch die Bedienungsperson des Fahrzeugs über die normale Betätigung der Bremsen geregelt. Das Ausmaß des auf die Kammer 33 ausgeübten Drucks kann variiert werden, was zu einer größeren oder kleineren Erweiterung der Stange 21 führt sowie zu einer stärkeren oder geringeren Betätigung der Fahrzeugbremsen. Eine Rückholfeder 37 ist in dem unteren Gehäuse 25 um die Stange 21 vorgesehen, um die Platte 29 und die Stange 21 zurück in die Einheit 30 zu drücken, wenn der Luftdruck von der Kammer 33 entfernt wird, wie dies in der Abbildung aus 1 dargestellt ist.
  • Die Hilfsbremseneinheit 50 weist eine untere Gehäuseschale 45 und eine obere Gehäuseschale 55 auf. Eine Membran ist innerhalb der Einheit 50 bereitgestellt, welche dicht verschließend an ihren Kanten zwischen den oberen und unteren Schalen 45 und 55 angebracht ist, so dass in Verbindung mit der unteren Gehäuseschale 45 eine Kammer 53 definiert wird. Eine Teleskopstange 61 mit dem gleichen Durchmesser und den gleichen Eigenschaften wie die Stößelstange 21 ist in der Mitte der Einheit 50 und in der Kammer 53 vorgesehen, axial ausgerichtet mit der Stößelstange 21. Das distale Ende der Stange 61 erstreckt sich durch die verschlossene Öffnung in der Mitte der unteren Gehäuseschale 45 und in die obere Gehäuseschale 35 der Betriebsbremseneinheit 50. Das distale Ende der Stange 61 ist an einer kleinen Platte 52 in der Betriebseinheit 30 angebracht.
  • Das proximale Ende der Stange 61 ist ebenfalls an einer Stößelstangenplatte 62 eines kleinen Adapters angebracht, die in der Kammer 53 angeordnet ist. Oberhalb der Membran 51 befindet sich die Druckplatte 59 der Hilfsbremse, oberhalb der wiederum die Hauptdruckfeder 58 angeordnet ist. Die untere Oberfläche der Druckplatte 59 weist einen Vertiefungsbereich 54 auf. Durch vollständiges unter Druck setzen der Kammer 53 wird die Membran 51 erweitert und gegen die Druckplatte 59 gedrückt, wobei die Hauptfeder 58 in das obere Ende der Gehäuseschale 55 zusammengedrückt wird, wie dies in den Abbildungen der 1 und 2 dargestellt ist. Wenn der Druck von der Kammer 53 gelöst wird, entweder durch Anhalten des Fahrzeugs oder durch einen Fehler in dem Drucksystem, drückt die Hauptfeder 58 nach unten gegen die Platte 59, wobei die Membran 51, die Platte 62 und die Stange 61 nach unten gedrückt werden. Die Kraft der Hauptfeder 58 auf die Platte 59 wird über die Membran 51 auf die Platte 62, die Stange 61, die Platte 52, die Membran 31, die Platte 29 und die Stange 21 auf die Bremsen des Fahrzeugs übertragen, wie dies in der Abbildung aus 3 dargestellt ist. Wenn diese Kraft ausgeübt wird, setzt sich die Platte 62 in dem Vertiefungsbereich 54 der Druckplatte 59.
  • In folgendem Bezug auf die Abbildungen der 4 und 5 ist es ersichtlich, dass die obere Druckplatte 59 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel groß ist, und dass die Kanten der Platte 59 sehr dicht an die zylindrischen Seitenwände der Schalen 45 und 55 gelangen. Diese Seitenwände sind vertikal oder nahezu vertikal (d.h. sie sind parallel oder nahezu parallel zu der Stange 61 und senkrecht oder nahezu senkrecht zu der Platte 59). Die zylindrische Wand der Schale 55 ist nur oberhalb der obersten Position der Platte 59 konisch, wie dies in der Abbildung aus 4 dargestellt ist. Die aufrechten zylindrischen Wände der Schalen 45 und 55 stellen einen breiteren Raum innerhalb der Einheit 50 bereit, durch den die Druckplatte 59 angehoben und gesenkt werden kann (siehe 5). Der Zwischenraum zwischen der äußeren peripheren Kante der Platte 59 und der Innenseite der zylindrischen Wände der Schalten 45 und 55 ist in der Abbildung aus 5 als „G" dargestellt. Dieser Zwischenraum kann dem Zweieinhalbfachen der Breite (Dicke) der Membran 51 entsprechen oder kleiner sein. Dies ermöglicht einen ausreichenden Raum für die Membran 51, so dass diese sich umfalzen kann (d.h. der Raum entspricht der doppelten Breite), wenn sich die Platte 59 hoch und runter bewegt, plus eines kleinen zusätzlichen Raums (der Hälfte der Breite oder nur einem Viertel der Breite, wenn die Membran 51 aus bestimmten reibungsarmen Werkstoffen hergestellt wird), um unnötige Reibung zu vermeiden. Siehe dazu die Abbildung aus 7.
  • In Bezug auf das in den Abbildungen der 4 und 5 dargestellte Betriebsbremsengehäuse ist es ersichtlich, dass die obere Druckplatte 29 gemäß der vorliegenden Erfindung ebenfalls sehr groß ist und dass die Kanten der Platte 29 sehr nah an die zylindrischen Wände der Schalen 25 und 35 gelangen. Diese Seitenwände sind ebenfalls vertikal oder nahezu vertikal (d.h. sie sind parallel oder nahezu parallel zu der Stange 21, und sie sind senkrecht oder nahezu senkrecht zu der Platte 59). Die aufrechten zylindrischen Wände der Schalen 35 und 25 stellen einen deutlich breiteren Raum innerhalb der Einheit 30 bereit, durch den die Druckplatte 29 angehoben und gesenkt werden kann (siehe 5). Der Zwischenraum zwischen der äußeren umfänglichen Kante der Platte 29 und der Innenseite der zylindrischen Wände der Schalen 25 und 35 ist in der Abbildung aus 5 als G' dargestellt. Dieser Zwischenraum kann lediglich dem Zweieinhalbfachen (2,5fachen) der Breite (Dicke) der Membran 31 entsprechen oder noch kleiner sein. Dies ermöglicht einen ausreichenden Raum für die Membran 31, um umzufalzen (d.h. das Zweifache deren Breite), wenn sich die Platte 29 hoch und runter bewegt, plus eines kleinen zusätzlichen Raums (der Hälfte der Breite oder nur einem Viertel der Breite, wenn die Membran 51 aus bestimmten reibungsarmen Werkstoffen hergestellt wird).
  • Die Membrane 31 und 51 können aus einem sehr dünnen Material bestehen. An Stelle einer durchschnittlichen Breite von 3,2 mm (0,125 Zoll) werden Membranmaterialien erfolgreich verwendet, die bis zu 2,3 mm (0,09 Zoll) dünn sind, und wobei sogar noch dünnere Membranmaterialien verwendet werden können. Unter Verwendung einer Standardmembran mit 3,2 mm (0,125 Zoll) können die Zwischenräume G und G' (bei dem Zweieinhalbfachen ihrer Dicke) bis zu 7,94 mm (0,3125 mm) klein sein. Eine Reduzierung der Membrandicke auf 2,3 mm (0,09 Zoll) führt zu einem 5,72 mm (0,225 Zoll) kleinen Zwischenraum G oder G'. Der Einsatz von reibungsarmem Material kann einen Zwischenraum G oder G' mit der Zweieinviertelfachen der Dicke ermöglichen, der für die Membran mit 2,3 mm zu einem sehr kleinen Zwischenraum G oder G' von 5,14 mm (0,2025 Zoll) führen kann. Ein dünneres Membranmaterial reduziert den Zwischenraum G oder G' noch weiter. Jede dieser Modifikationen ermöglicht es gemeinsam oder alleine eingesetzt, eine größere Druckplatte innerhalb des Gehäuses zu installieren.
  • Der kleinste bekannte Zwischenraum G oder G' in einem existierenden Bremsenbetätigungselement entspricht 14,5 mm (0,57 Zoll) unter Verwendung einer Membran mit einer Dicke von 3,2 mm (0,125 Zoll) (siehe 9). Dies führt zu einem Verhältnis der Membrandicke zu der Größe des Zwischenraums von 1:4,56. Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein kleineres Verhältnis, das bis zu 1:2,25 klein sein kann. Ausführungsbeispiele mit einem Verhältnis der Membrandicke zu der Zwischenraumgröße im Bereich von 1:4,56 bis 1:2,5 oder kleiner ermöglichen einen immer größeren Raum für größere und größere Druckplatten 29 und 59. Dies sorgt für einen Bereich der Druckplattengrößen und entsprechenden Stärken für die Hauptdruckfeder 58 innerhalb des Hilfsgehäuses sowie für die verfügbare Bremsstärke in dem Betriebsgehäuse.
  • Die Fläche (A) eines Kreises wie etwa der Druckplatten 29 und 59 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird gemäß der allgemein bekannten Formel A = πR2 bestimmt, wobei (R) den Radius des durch die Druckplatte definierten Kreises darstellt, und wobei π ungefähr gleich 3,14159 ist. Diese Formel kann auch als A = 1/4πD2 ausgedrückt werden, wobei (D) den Durchmesser des durch die Druckplatte definierten Kreises bezeichnet. Siehe dazu die Abbildung aus 5, in der D und R für die Platte 59 verwendet werden und D' und R' für die Platte 29. Der innere Querschnitt der zylindrischen Gehäuseschalen (55 und 45 in dem Hilfsbremsengehäuse und 35 und 25 in dem Betriebsbremsengehäuse) kann ebenfalls durch die gleichen Formeln definiert werden, wobei D dem Durchmesser der verfügbaren inneren umfänglichen Wand der Schalen 55 und 45 in dem Hilfsbremsengehäuse entspricht, und wobei D' dem Durchmesser für die Schalen 35 und 25 in dem Betriebsbremsengehäuse entspricht.
  • Unter Verwendung der vorstehenden Formeln reichen die möglichen Flächen (A) für die Druckplatte 59 im Verhältnis zu dem durch das vorliegende Ausführungsbeispiel definierten Zwischenraum G von einer Größe von etwa Π(R – 2,5x)2 bis lediglich etwa π(R – 4,56x)2, wobei „R" den Radius der inneren umfänglichen Wand der Schalen 55 und 45 bezeichnet, durch den sich die Platte 59 bewegt, und wobei „x" der Dicke der Membran 51 entspricht. Ausgedrückt durch die andere Formel reicht der Bereich von etwa 1/4π(D – 5x)2 bis etwa 1/4π(D – 9,12x)2. Wenn zu Veranschaulichungszwecken und lediglich als Beispiel und ohne den Umfang der anhängigen Ansprüche einzuschränken, der verfügbare Innendurchmesser (D) der Gehäuseschalen 45 und 55 203 mm (8 Zoll) entspricht, und eine Membran 51 mit einer Dicke „x" von 3,2 mm (0,125 Zoll) eingesetzt wird, reichen die möglichen Größen der Fläche (A) für die durch das vorliegende Ausführungsbeispiel definierte Platte 59 von etwa 275,6 cm2 bis 238,5 cm2 (42,718 bis etwa 36,961 Quadratzoll) [1/4π(7,375)2 bis 1/4π(6,86)2]. Der Einsatz einer Membran 51 mit einer Dicke „X" von 2,3 mm (0,09 Zoll) führt in diesem Beispiel zu einem größeren Bereich der Fläche (A) für die Platte 59 von zwischen etwa 288,9 cm2 und etwa 261,2 cm2 (44,77 und 40,48 Quadratzoll). Das Geraderichten der Außenwände der Schalen 45 und 55 zur Erzeugung eines verfügbaren Durchmessers von mehr als 203 mm (acht Zoll) erhöht die verfügbare Fläche (A) für die Platte 50 zusätzlich.
  • Die gleichen Grundsätze gelten auch für die durch die Schalen 25 und 35 definierte Betriebsbremseneinheit 30 sowie unter Verwendung der Druckplatte 29. Unter Verwendung der vorstehenden Formeln reichen die möglichen Flächen (A) für die Druckplatte 29 im Verhältnis zu dem durch das vorliegende Ausführungsbeispiel definierten Zwischenraum G' von einer Größe von etwa π(R' – 2,5x)2 bis zu einer Größe von nur etwa π(R' – 4,56x)2, wobei R' dem Radius der inneren umfänglichen Wand der Schalen 35 und 25 entspricht, durch den die Platte 29 verläuft, und „x" steht für die Dicke der Membran 31. Ausgedrückt durch die andere Formel liegt dieser Bereich zwischen etwa 1/4π(D' – 5x)2 bis etwa 1/4π(D' – 9,12x)2. Der Einsatz einer dünneren Membran 31 und/oder das Geraderichten der Außenwände der Schalen 35 und 25 zum Erzeugen eines größeren verfügbaren Innendurchmessers erhöht die verfügbare Fläche (A) für die Platte 29 weiter.
  • Der Umfang der Platte 59 (oder 29) ist durch die Formel 2πR (2πR' für die Platte 29) oder πD (πD' für die Platte 29) definiert. Unter Verwendung dieser Formel liegt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Bereich des Umfangs für die Platte 59 von einer Größe von 2π(R – 2,5x) bis zu einer Größe von etwa 2π(R – 4,56x), wobei R dem Radius der inneren umfänglichen Wand der Schalen 45 und 55 entspricht, durch den sich die Platte 59 bewegt, und wobei „x" die Dicke der Membran 51 darstellt. Die gleichen Formeln gelten für das Ausführungsbeispiel der Betriebsbremse unter Verwendung von R' für die innere umfängliche Wand der Schalen 25 und 35, durch den sich die Platte 29 bewegt, und wobei „x" die Dicke der Membran 31 bezeichnet: etwa 2π(R' – 2,5x') bis etwa nur 2π(R' – 4,56x').
  • Ausgedrückt durch die andere Formel liegt der Bereich des Umfangs für die Platte zwischen etwa π(D – 5x) und etwa π(D' – 9,12x). Der Einsatz einer dünneren Membran 32 (oder 51) und/oder das Geraderichten der Außenwände der Schalen 35 und 25 (oder 45 und 55) zur Erzeugung eines größeren verfügbaren Innendurchmessers erhöhen den verfügbaren Umfang für die Platte 29 (oder 59) noch weiter.
  • Die Verbesserungen gemäß der vorliegenden Erfindung können auf ein unabhängiges Betriebsbremsen-Betätigungselement mit einer einzigen Membran, auf ein unabhängiges Hilfsbremsen-Betätigungselement mit einer einzigen Membran oder auf ein kombiniertes Betriebs- und Hilfsbremsen-Betätigungselement angewandt werden.
  • Hiermit wird festgestellt, dass Abänderungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung möglich sind, ohne dabei vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Hiermit wird ferner festgestellt, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die hierin offenbarten besonderen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern nur durch die anhängigen Ansprüche, wenn diese in Bezug auf die vorstehende Beschreibung gelesen werden.

Claims (15)

  1. Bremsenbestätigungseinheit zur Bereitstellung einer höheren Kraft ohne die maximalen Außenabmessungen der genannten Einheit zu erhöhen, mit einem Gehäuse (25, 35/45, 55) mit ersten und zweiten Endwänden und einer allgemein zylindrischen Seitenwand zwischen den genannten Endwänden, mit einer einteiligen elastomeren Membran (31/51), die innerhalb des genannten Gehäuses aufgehängt und dicht verschließend an der genannten Seitenwand angebracht ist, so dass mindestens eine Kammer (33/53) darin gebildet wird, mit einer kreisförmigen Druckplatte (29/59), die transversal in dem genannten Gehäuse eingesetzt wird und eine allgemein flache Oberfläche angrenzend an die genannte Membran aufweist, wobei die genannte Druckplatte einer Bremsenbetätigungsstange (21) zugeordnet ist, die in dem genannten Gehäuse angeordnet ist und sich durch eine zentral angeordnete Öffnung in der ersten Endwandwand befindet, um im Verhältnis zu dem Gehäuse hin und her bewegbar zu sein, wobei die genannte Seitenwand eine im Wesentlichen senkrechte Ausrichtung im Verhältnis zu der genannten Druckplatte aufweist, wobei die genannte äußere umfängliche Kante der genannten Druckplatte und die Innenseite der genannten zylindrischen Seitenwand dazwischen einen Zwischenraum (G) bilden, und wobei die Kanten der genannten Membran, die an der genannten Seitenwand angebracht sind, sich in dem genannten Zwischenraum in der genannten im Wesentlichen senkrechten Ausrichtung erstrecken können, wenn die genannte Membran vollständig ausgedehnt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Zwischenraum (G) kleiner ist als 12,7 mm und dem 2,25- bis 4,50-fachen der Dicke der Membran (31/51) angrenzend an die genannte Druckplatte (29/59) entspricht.
  2. Bremsenbestätigungseinheit nach Anspruch 1, wobei der genannte Zwischenraum (G) dem 2,25- bis 4-fachen der Dicke der Membran (31/51) angrenzend an die genannte Druckplatte (29/59) entspricht.
  3. Bremsenbestätigungseinheit nach Anspruch 1, wobei der genannte Zwischenraum (G) dem 2,25- bis 2,5-fachen der Dicke der Membran (31/51) angrenzend an die genannte Druckplatte (29/59) entspricht.
  4. Bremsenbestätigungseinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Membran (31/51) angrenzend an die genannte Druckplatte (29/59) eine Dicke von 2,8 mm (0,11 Zoll) oder weniger aufweist.
  5. Bremsenbestätigungseinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannte Membran (31/51) über Fluid betätigt werden kann.
  6. Bremsenbestätigungseinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich um eine Notbremseneinheit handelt.
  7. Bremsenbestätigungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei es sich um eine Betriebsbremseneinheit (30) handelt.
  8. Druckluft betätigter Bremsenmechanismus für ein Fahrzeug mit einer Bremsenbetätigungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das genannte Gehäuse ein Federbremsengehäuse (55) umfasst, das in Verbindung mit und angebracht an ein Betriebsbremsengehäuse (25, 351) angeordnet ist, wobei der Bremsenmechanismus ferner eine Bremsenbetätigungshubstange (21) umfasst, wobei sich ein Ende von dem genannten Betriebsbremsenge Federspeicher-Bremszylindergehäuse auswärts erstreckt, und wobei ein anderes Ende in dem genannten Betriebsbremsengehäuse angeordnet ist, für eine Hin- und Herbewegung im Verhältnis dazu, wobei eine Stellgliedstange (61) in dem genannten Federbremsengehäuse (55) in Ausrichtung mit der genannten Bremsenbetätigungshubstange angeordnet ist, wobei die genante einteilige elastomere Membran (51) in dem genannten Federbremsengehäuse aufgehängt und dicht verschließend an den Kanten dieses angebracht ist, so dass darin mindestens eine Kammer gebildet wird, wobei eine Hauptdruckfeder (58), die in dem genannten Federbremsengehäuse angeordnet ist, ein Ende aufweist, das mit einer allgemein horizontalen Endwand des genannten Federbremsengehäuses eingreift, wobei eine kreisförmige Druckplatte (59) horizontal in dem genannten Federbremsengehäuse (55) zwischen der genannten Hauptdruckfeder und der genannten Membran eingesetzt wird und eine allgemein flache Oberfläche angrenzend an die genannte Membran aufweist, wobei die genannte Druckplatte der genannten Stellgliedstange zugeordnet ist, wobei die Seitenwand des genannten Federbremsengehäuses (55) eine allgemein zylindrische Form aufweist und eine im Wesentlichen senkrechte Ausrichtung im Verhältnis zu der genannten Endwand und Druckplatte, und wobei sich die äußere umfängliche Kante der genannten Druckplatte (59) im Wesentlichen zu der Innenkante der genannten zylindrischen Seitenwand erstreckt, wobei dazwischen ein Zwischenraum (G) verbleibt.
  9. Bremsenmechanismus nach Anspruch 8, wobei eine Druckfeder in dem genannten Betriebsbremsengehäuse (25, 35) bereitgestellt ist, welche auf die genannte Hubstange wirkt und die genannte Hubstange an eine eingezogene Position drückt, wobei eine zweite einteilige elastomere Membran (31) in dem genannten Betriebsbremsengehäuse (25, 35) aufgehängt und dicht verschließend an den Kanten dessen angebracht ist, so dass zumindest eine Kammer darin gebildet wird, wobei eine zweite allgemein flache, kreisförmige Druckplatte (29) transversal in dem genannten Betriebsbremsengehäuse angrenzend an die genannte zweite Membran eingesetzt wird, wobei die genannte zweite Druckplatte an der genannten Hubstange angebracht ist, wobei die Seitenwand des genannten Betriebsbremsengehäuses eine allgemein zylindrische Form aufweist, wobei die genannte Betriebsbremsenseitenwand eine im Wesentlichen senkrechte Ausrichtung im Verhältnis zu der genannten zweiten Druckplatte aufweist, wobei sich die äußere umfängliche Kante der genannten zweiten Druckplatte im Wesentlichen zu der Innenkante der genannten zylindrischen Betriebsbremsenseitenwand erstreckt, wobei der weitere Zwischenraum (G') dazwischen verbleibt, und wobei die Kanten der genannten zweiten Membran, die an der genannten Betriebsbremsenseitenwand angebracht sind, sich innerhalb des genannten weiteren Zwischenraums in einer im Wesentlichen senkrechten Ausrichtung erstrecken können, wenn die genannte Membran vollständig ausgedehnt ist, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der genannte weitere Zwischenraum (G') kleiner ist als 12,7 mm und zwischen dem 2,25- und 4,5-fachen der Dicke der zweiten Membran (31) angrenzend an die genannte zweite Druckplatte (29) beträgt.
  10. Bremsenmechanismus nach Anspruch 9, wobei der genannte weitere Zwischenraum (G') dem 2,25- bis 4-fachen der Dicke der zweiten Membran (31/51) angrenzend an die genannte zweite Druckplatte (29) entspricht.
  11. Bremsenmechanismus nach Anspruch 9, wobei der genannte weitere Zwischenraum (G') dem 2,25- bis 2,5-fachen der Dicke der zweiten Membran (31) angrenzend an die genannte zweiten Druckplatte (29) entspricht.
  12. Bremsenmechanismus nach Anspruch 9, wobei die genannte zweite Membran (31) eine Dicke von 2,8 mm (0,11 Zoll) oder weniger aufweist.
  13. Verfahren zur Herstellung einer durch Fluiddruck betätigten Federbremsenbetätigungseinrichtung, die eine höhere Kraft zuführen kann, ohne dass das äußere Profil der Betätigungseinrichtung vergrößert wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) das Bilden eines Gehäuses (25, 35/45, 55) mit zwei Endwänden und einer zylindrischen Seitenwand; b) das Bilden einer Kammer (33/53) innerhalb des genannten Gehäuses, indem eine elastomere Membran (31/51) an den Kanten des genannten zylindrischen Gehäuses angebracht wird; c) das Einsetzen einer kreisförmigen Druckplatte (29/59) in das genannte Gehäuse, wobei die genannte Druckplatte eine allgemein flache Oberfläche angrenzend an die genannte Membran und in Kontakt mit dieser aufweist; d) das Zuordnen einer Bremsenstellstange (21) zu der genannten Druckplatte, so dass sich die genannte Stange durch eine zentral angeordnete Öffnung in einer der genannten Endwände erstreckt, für eine Hin- und Herbewegung im Verhältnis zu dem Gehäuse; e) das Bereitstellen eines allgemein konstanten inneren und äußeren Durchmessers in der genannten zylindrischen Seitenwand in dem Bereich, durch den sich die genannte Druckplatte bewegt; und f) das Definieren eines Zwischenraums (G) zwischen der äußeren umfänglichen Kante der genannten Druckplatte und der Innenseite der genannten zylindrischen Seitenwand, wobei die Kanten der genannten Membran, die an der genannten Seitenwand angebracht sind, sich in einer im Wesentlichen zu der genannten Druckplatte senkrechten Ausrichtung in dem genannten Zwischenraum erstrecken können, wenn die genannte Membran vollständig ausgedehnt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Zwischenraum (G) kleiner ist als 12,7 mm und dem 2,25- bis 4,50-fachen der Dicke der Membran (31/51) angrenzend an die genannte Druckplatte (29/59) entspricht.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der genannte Zwischenraum (G) dem 2,25- bis 4-fachen der Dicke der Membran (31/51) angrenzend an die genannte Druckplatte (29/59) entspricht.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der genannte Zwischenraum (G) dem 2,25- bis 2,5-fachen der Dicke der Membran (31/51) angrenzend an die genannte Druckplatte (29/59) entspricht.
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