DE1936868A1 - Bremskammervorrichtung fuer Luftbremseinrichtungen von Fahrzeugen - Google Patents

Description

Patentanw&i'o
DipMng.W.Mehiner

Dipl.-ln0, H. Tischer Berlin, den 15.7.1969

Berlin53(Grunewald) Mjr/D - gall 379/140

H«fb*rts!T. 22 Ι·Ι. 887 72 37 [ ""

Jarmüfejlesztesi Intezet '

Budapest XI., Bartok BeIa ut 104., Ungarn

Bremskammervorrichtung für Luft- (j

bremseinrichtungen von Fahrzeugen

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Bremskammervorriehtung, insbesondere für Luftbremseinrichtungen von Fahrzeugen, mit einem in axialer Richtung geteilten Gehäuse, einem Bremsbetätigungsgestänge und einer darauf befestigten Druckscheibe.

Die arbeitenden Bauteile der Luftbremseinrichtungen sind die sogenannten Bremszylinder bzw. Bremskammern. Die Aufgabe dieser Bauteile ist es, die Druckenergie der eingeführten Druckluft in mechanische Arbeit umzugestalten. Den Ansprüchen der Praxis entsprechend werden von diesen Einrichtungen einfache Herstellbarkeit, große Arbeitsleistung und Betriebssicherheit verlangt.

Die Bremszylinder verfügen über einen Langhub, dementsprechend ist aueh ihre Leistungsfähigkeit größer. Ihr Nachteil besteht darin., daß sie mit einem Kolben funktionie-

909884/134 9

ren und so eine außerordentlich genaue Bearbeitung beanspruchen, die sich auf die Passung großer Präzision, auf die Konizität und Oyalität des Zylinders usw. erstreckt. Die Anwendung eines mit beweglicher Gummidichtung versehenen Kolbens erfordert auch eine sehr feine Bearbeitung der Funktlone· flächen des Arbeitszylinders. Um die schnelle Abnutzung zu verhindern und die Betriebssicherheit zu gewährleisten, ist auch der Schutz der Flächen gegen Staub und sonstige Verunreinigung in erhöhtem Maße zu sichern. Durch die erwünschte große Herstellungspräzision.und die spezialen Anforderungen wird die Rentabilität weitgehend vermindert.

Ein grundlegende"!· Fehler der Vorrichtung ist, daß die Reibungsflächen zwecks Sicherung des zufriedenstellenden Funktionierens geschmiert werden müssen. Dies ist aber bloß in der Anfangsphase des Betriebes entsprechend durchzuführen» Während des Betriebes schiebt die - infolge des im Zylinder herrschenden Druckes - mit großer Kr"aft an die Zylinderwand pressende Gummimuffe den Schmierstoff von der Zylinderwand ab. Dies hat zur Folge, daß die Schmierung nach sehr kurzer Zeit in großem Maße abnimmt, und später auch aufhört.

Das Aufhören der Schmierung der Reibungsflächen verursacht nicht nur hochgradigen Reibungsverlust, sondern auch Korrosionsprobleme. Die Gleitverhältnisse der durch Korrosion angegriffenen Fläche verschlechtern sich weiter. Dieser Umstand ist bei den Luftbrems einrichtung en von besonders großer Bedeutung. Infolge der ungünstigen Reibungsverhältniss· wird die Arbeit der Vorrichtung unsicher. Die vom Gesichtspunkt der Lebens- und Vermögenssicherheit außerordentlich wichtige Zuverlässigkeit vermindert sich»

Die Brennkammern sind von den obenauf gezählten Mangeln frei, können jedoch - den Bremszylindern ähnlich - nur eine der Anforderungen, die einfache Herstellbarkeit erfüllen»

Die Bremskammer arbeitet mit einer Gummimembran, die mit einem auf "Kappenprofil" gepreßten Kordgewebe verstärkt ist. Ihr Hub ist infolge der eingespannten Membran bedeutend kleiner, dementsprechend ist auch ihre Axbeltsleistungsfähigkeit beschränkt» Die durch Pressung geformte Mesipan ist wegen der während des Betriebes auftretenden komplexen hoch-

.'·■■'■■■".-■ ' ' ^: ■■ - 2 -

gradigen Beanspruchung nicht so haltbar wie die Gleitdichtung des Arbeitszylinders, sichert jedoch vollkommene Abdichtung. Elin Vorteil der Bremskammer besteht darin, daß ihre Bestand* ■ teile - infolge der Anwendung der Gummimembran - mit einem einfachen Preßverfahren hergestellt werden können. ISs gibt keine mit großer Präzision und tolerierter Abmessung bearbei- , teten Flächen, keine speziellen Produktionsvorschriften. Ein Nachteil der Bremskammer ist, daß wegen ihres kurzen Hubes im allgemeinen ein Ergänzungsbauteil zu verwenden ist„ um das · Nachstelle zu. sichern· .

Eine außerordentlich nachteilige - auch durch die Kennlinie bewiesene - Eigenschaft der bekannten Bremskammern ist, daß die 2röße der freien Stabkraft sich, trotz des festgesetzten konstanten Betriebsdruckes, in sehr großem Maße ver- % ändert. Die plötzlich sinkende Anfangsstrecke wird durch ein erneutes bedeutendes Steigen abgelöst, worauf am jäide des Kolbenhubes wieder ein starkes Abfallen folgt· .

Das Ziel der Erfindung ist eine solche Bremskammervorrichtung herzustellen, die vollkommener als die bei den Luftbremseinrichtungen bisher angewendeten Mechanismen ist und die Nachteile der bekannten Vorrichtungen beseitigt.

Die Aufgabe der Erfindung bildet dl© Herstellung einer solchen Bremskammervorrichtung, di« kein© besondere Bearbeitung, keine Passung großer Präzision beansprucht_r die Oberflächenrauhigkeit der durch TiefZiehung bzw. Pressung hergestellten Bestandteile «-Gehäusehalfte, Druckscheibe usw. - , auch ohne weitere Bearbeitung die aus Betriebssicherheitrücksichten gestellten Anforderungen erfüllt und bei welcher Vorrichtung die Korrosionsprobleme wegfallen. Außerdem entspricht die Vorrichtung restlos den gesteigerten Sicherheitsanforderungen, welche den Bremsarbeitssyiindem gegenüber gestellt werdea.

Diese Aufgabe wird erfindüngsgemäS dadurch gelöst, daß die mit einem in axialer Richtung geteilte®. Gehäuse, einem Breiasbetätigungsgestänge und einer darauf befestigten Druckscheibe versehene Bremskammer zwischen dem Gehäuse und der Druckscheibe für die radiale Abstützung der Druckscheibe einen mit Einspannflanschen versehenen, in der Richtung der Längsachse des Gehäuses aus starren, darauf transversal aus elastischem Material angefertigten Dichtungsmantel und einen

,9 09884/1 34 9

·■ JC ~»

in den Mantel geschlossenen festen Körper, zwischen den beiden jedoch Schmierstoff aufweist, und der Dichtungsmantel mit Hilfe der Einspannflansche sowohl die Druckscheibe, als auch das Gehäuse ab^diditend angeschlossen ist·

Vorteilhaft ist das elastische Material des Dichtunge mantels Gummi, mit in der Richtung der Längsachse des Gehäuses laufenden Kordeinlagen . Der elastische Dichtungsmantel kann wie eine mit Einspannflansehen versehene, gegenüberliegende, bekannte Gunimimembran ausgeführt werden, welche die Gleiteinlage umgibt.

Die von einem elastischen Mantel umgebene Dichtung mit fester Einlage ermöglicht die Herausbildung des günstigsten Zylinderdurchmesser- und Hub«rhältnisses. Dies hat zur Folge, daß die Anwendung von Nachstell- oder sonstigen Ergänzungsvorrichtüngen überflüssig wird. .

Die Schmierung der in dem im geschlossenen Mantel befindlichen Schmierstoff "schwimmencüen¹¹ Gleiteinlage ist konstant gesichert. Die günstigen Funktionsverhältnisse ver-> mindern die verschiedenen Reibungsverluste in bedeutendem Maße« Der gute Wirkungsgrad ist gleichmäßig gesichert. ilin hervorragender Vorteil der Vorrichtung ist, daß die Größe der freien Stabkraft bei gegebenem Druck in jeder beliebigen Lage des Kolbens konstant ist. (Fig. 2} Dieser Umstand 1st in inbetracht des Bremsens am vorteilhaftesten, weil dadurch das Bremsen zuverläßig gemacht wird.

Weitere Vorteile zeigen eich, wenn der Dichtungsmantel nach dem Einsetzen der Einlage endlosgemacht ist, bei der Anwendung eines solchen Dichtungebeetandtciles let nämlich das Montieren der Bremskammer außerordentlich einfach, die Dichtung leicht austauschbar, und mit dem Schmierstoff muß die Dichtung nicht während des Monti er ene aufgefüllt werden·

Das Material der Gleiteinlage kann Metall oder Kunststoff seh · Der Schmierstoff kann den gestellten inforderungen - Frost- und Wärmebeständigkeit - entsprechend s.B. Glykol, Sillkonöl, Bremsöl, Molybdänsulfid usw. sein.

Zweckmäßig sind zwei Bremskammern miteinander in Reihe geschaltet und zwischen die beiden Bremskaaanern ist in an sich bekannter Weise ein Stößel eingefügt· Im Falle einer zweckmäßigen Ausführungsform ist der

909084/134 9 .'.·.;■;.·-. - 4 -

feste Körper ringförmig und der diesen Körper umgebende elastische Mantel endiosgemaoht, gemäß einer anderen Ausführung jedoch besteht der den festen ringförmigen Körper um- , gebende Mantel aus zwei, miteinander bei den Flanschen abdichtend zusammengefaßten Rollmembranen.

Vorteilhaft ist dae Material des festen ringförmigen Körpers Kunststoff, der Schmierstoff Jedoch öl und/öder Molybdänsulfid.

Die erfindungsgemäße Vorricatung wird eingehender anhand der Zeichnung erörtert, welche die beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in Endstellung bzw. in Seitenansicht,

in Fig. 2 ist die Kennlinie der erfindungsgemäßen Vorrichtung, "

in Fig. 3 ist eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Federkraftspeicherung veranschaulicht.

Das aus Stahlplatte tiefgezogene Gehäuse des in Fig. 1 dargestellten Arbeitszylinders ist aus zwei Stücken, aus Gehäusehälften 1 und 2 zusammengesetzt. Diese sind mittels einer Schelle 3 und Schrauben 4 verbunden.

Die Übertragung der Druckkraft der in die Bremskammer geführten Druckluft auf das Bremsgestänge wird durch Druckscheiben 5 gesichert, welche ebenfalls aus zwei Hälften bestehen und auf einer in einem Gabelkopf 6 auslaufenden Druckstange 7 mit Hilfe von Unterlagen 8 und 9, sowie einer ScJbfeube 10 zusammengefaßt sind. Die Dichtung zwischen den Gehäusehälften 1 und 2 und den Druckscheiben 5 wird durch einen zwischen die Genaueehälften und die Druckscheiben eingefaßten Mantel 11 gesichert, der aus elastischem Material verfertigt ist. Der Mantel 11 ist mit in der Längsrichtung des Gehäuses angebrachten Verstärkungseinlagen 12 versehen, welche die in der Richtung der Belastung erfolgende Federung verhindern bzw. vermindern. Diese Einlagen 12 sind zweckmäßig Kordfäden. Im Inneren des erfin&ungsgsmlB vorteilhaft als eine Rollmembran ausgestalteten Mauteis 11 ist eins Gleibeinlage 14 angeordnet· Durch diese Gleiteinlage 14 werden die gleichmäßige Beanspruchung der Kordfäden, ihr günstigster Blegehalbmeaaer, söfle die Aufnahm© der Querkräfte gesichert. IHirch einen in die Rollmembran gescblosaenen Schmierstoff 15 «erden günstige

- 5 - . 909884/1349

Gleitbedinsungen geschaffen. Der die Gleitemla^e 14 umgebende Mantel 11 ist mit Hilfe von ftinsparinf!ansehen 36, sowohl die Druckscheibe 5 als auch die Gehäusehälften 1 und 2 ab=- dichten«! angeschlossen. Die Druckscheibe 5 wird in ihr· Grundlage durch eine Schraubenfeder 16 zurückgeschoben. Das Eindringen von Staub und sonstiger Verunreinigung in den Arbeitszylinder wird durch eine Dichtungsbüchse 17 verhindert, welche von einer Schraubenfeder 18 in ihrer Lage gehalten wird. Zur Befestigung des_# ArbeiteZylinders dienen Schrauben 19.

Der erfindungsgemäße Arbeltszylinder funktioniert auf folgende Weises

Über ein Steuerventil und eine Rohrleitung, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, tritt die Bremsluft in einer in der Zeichnung mit dem Pfeil P bezeichneten Richtung in die Bremskammer ein. Die Druckscheibe 5 wird durch den Luftdruck in Bremsrichtung, d.h. in der Richtung des Pfeils P verschoben. Der mittels Flansche 36 an der Druckscheibe 5 abgedichtet befestigte Mantel 11 verschiebt sich zusammen mit der Scheibe 5, d.h. er rollt der bekannten Rollmembran ähnlich auf der Gleiteinlage 14 und auf dem Gehäuse ab. Während des Abrollens führt der Mantel 11 die Gleiteinlage 14 in der Richtung der Verschiebung mit. Die Druckscheibe 5 ist in Strahlrichtung durch den Mantel 11 und die Einlage 14 abgestützt, deshalb) soll die Druckstange 7» aber sie darf auch nicht, anderswo geführt werden. Daraus, daß die Druckstange nirgends zu führen ist, ergibt sich, daß did erfindungsgemäße Brennkammer an den Platz einer jeden beliebigen, bisher bekannten Bremskammer oder eines jeden beliebigen, bisher bekannten Bremszylinders ohne weiteres eingebaut werden kann.

In dem in Fig. 2 veranschaulichten Diagramm ist dit Stabkraft P auf die Vertikalachse in kp, der Kolbenweg s auf die Horizont al achse in mm aufgebracht. Die äem zunehmenden Luftdruck (p-...p_n att) entsprechenden Geraden sind regelmäßig geordnet, nahezu horizontal und parallel. Die sich in der ansteigenden Richtung des Kolbenweges s zeigende sanfte Neigung ist die Auewirkung der im SSylindeii befindlichen Rückaoifedern.

Das Diagramm beweist eindeutig die günstige Eigea-

BOSS8Ä/t349

schaft des Arbeitszylinders, insbesondere daß die Größe der freien Stabkraft bei gegebenem Druck in öeder beliebigen Stellung des Kolbens konstant ist, was besonders bei den Bremseinrichtungen in ipb&tracht der Bremssicherheit außerordentlich große Bedeutung hat.

Die Bremskainmerv or richtung nach Fig. 3 ist im Wesentlichen der Zusammenbau von zwei, Kammern nach Fig. 1, wo.Kammer A mit der Betriebsbremseinrichtung, Kammer B mit der Parkbremseinrichtung und/oder Notbremseinrichtung verbunden ist. Gehäuseteile 1, 20 und 22 der Bremskammervorrichtung sind durch*Schellen 3 zusammengefaßt. Auf den Gehauseteilen sind Rohrenden 21 zum Anschließen der Bremsluftrohre vorhanden.

In dt .* Brennkammer A sind der Ausführung gemäß Fig. 1 ähnlich die Druckscheiben 5 B\it der Druckstange 7 mit den Unterlagen 8 und 9 und der Mutter 10 zusammengefaßt. Zwischen dem Gehäuse und den Druckscheiben wird die Dichtung sowohl bei der Kammer A als auch bei der Kammer B durch die aus elastischem Material angefertigten, als Rollmembran ausgebildeten Mantel 11 gesichert. Zur Verhindöi?ung bzw. Verminderung der in der Richtung der Belastung erfolgenden Federung dienen die in der Richtung der Erzeugenden angebrachten Kordfäden der Verstärkungseinlage 12 des Maatelö 11» Die gleichmäßig· Belastung, der günstigste _Biegeh&_J.'bmess®£ der Kordfaden, sowie die Aufnahme der Querkräfte werden durch die im Mantel 11 angeordneten Gleiteinlagen 14 gesichert. Zur Schaffung der günstigsten Gleitbedingungen dient der in die Rollmembran geschlossene Schmierstoff 15« Das Zurückschieben der Druckscheibe in Grundstellung wird dusch die Schraubenfeder 16 durchgeführt. Das Eindringen von Staub und sonstiger Verunreinigung in den Arbeitszylinder wird durch eine Dichtungsbüchs« 1? verlagert, die durch die Schraubenfeder 18 festgehalten ist. In der Bremskammer B sind zur Übertragung der auf die Druckscheiben 5 entfalteten Bremsbetätigungskraft auf di· Druckstange 7 eine Hohlschraube 23 ,darin eine Gewindebuchse 34, eine sich dieser anschließende Stütsschraube 28 und ein Stößel 26 vorhanden.

Die Bruckschelben 5 sind auf der Hohlschaaube 23 mit einer T&xterlage 24 und einer Mutter 25 befestigt, und in der Hohlschraube 23 und im Gehäuse 20 ist der Stößel 26 mit

909884/ 1 349

■■■"■■ " ^: ■ ■· '■■ ** - - " ■■'"■- ■■

Dichtungsringen 31 abgedichtet. Die Druckscheibe 5 wird in Bremsrichtung durch eine Druckfeder 27 verschoben. Der Gehäuseteil 22 ist zwecks Sicherung der Montage mit einer Unterlänge 29 und einer Absperrschraube 30 abgeschlossen, in welcher Absperrschraube 30 eine Entlüftungsöffnung ist.

In der in Fig. 3 veranschaulichten Lage ist die Bremse nicht betätigt. In der Bremskammer B halt die Bremsluft 33 auf die Druckscheibe 5 einwirkend die Druckfeder 27 ia , zusammengepreßtem Zustand. Bei der Betätigung der Betriebsbremse wird die Druckscheibe 5 der"Bremskammer A durch die Betriebsbremsluft 32 in Bremsbetätigungsrichtung bewegt, während die Druckscheibe der Brennkammer B in Ruhelage verharrt. .- - \ . ■■ ■ .
P Bei der Betätigung dbr Bremskammer B als Parkbremse

oder Notbremse nimmt der Druck der Bremsluft in der Bremskammer B ab, und dementsprechend trachtet die Druckfeder 27 die Druckscheiben 5 ^^er Bremskamm&r B in Bremsrichtung zu bewegen. -

Der durch die Bremskammer B hervorgerufene gebrems*« Zustand kann durch das Ausschrauben der Stützschraube 28 behoben werden, was zur Folge hat, daß die Bremseinrichtung des gebremsten Fahrzeuges entlastet und das Fahrzeug bewegbar wird. .-:-"

Auch eine solche Lösung ist bekannt, bei welcher die Bremskraft anstatt der Druckfeder 27 durch die aus einem dritten Bremskreis bzw. Behälter über entsprechende Anschlüese eingeführte Bremsluft gesichert wird.

Die erfindungsgemäße Bremskammervorrichtung funktioniert also sowohl als selbständige Bremskammer, als auch ale ein aus mehreren miteinander in Reihe geschalteten Bremskammern bestehender Mechanismus vorzüglich und erfüllt dl· in der Einleitung festgesetzten Ziele, d.h. sie sichert ein« vollkommene Betriebssicherheit.

9098 84/134 - 8 -

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE .

   ':'■'!^J. BremskamüiervQrrichtung\ 'für--λ Luftbremseiiirichtuhgen. von Fahrzeugen, mit einem in axialer Richtung geteil- ; teni Gehäuse, einem Bruiubetati^imirsgestaiige und einer'darauf befestigten Druckscheibe, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß sie zwischen dem Gehäuse (1,2) und der Druckscheibe (5) für die, radiale Abstützung der Druckscheibe einen mit Einspannflanschen (36) versehenen, in-der Richtung der Längsachse des Gehäuses aus starrem, darauf transversal aus elastischem Material angefertigten Diehturigsmantel (11) und einen in den Mantel geschlossenen festen Körper (14), zwischen den beiden jedoch Schmierstoff aufweist", und der· Dlchbungsnianbel (11) mit Hilfe der Mnspannflaiische sowohl die· Druckscheibe (5), als auch das. Gehäuse (1, 2) abzudichtend angeschlossen ist. .
2. 2. Breniskaminervorrichtufig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwei Bremskamtaern miteinan- ^ der in Reihe geschaltet sind und zwischen diö beiden Bremskammern in an sich bekannter V/eise ein Stößel eingefügt ist.
3. 3» Breiaskaimabrvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge k en η ζ eic h η e t , daß das elastische Material des Dichtungsmantels (11) Gummi :^:. -,mit in der Richtung der Längsachse des Gehäuses (1, 2) laufenden Kordeinlagen (12) - ist ,. ..
4. 4. Bremskammervorrichtung nach Ansprüchen 1 - 3t dadurch g e k e η η ze i c h η et ,daß der feste Körper ringförmig und der diesen Körper umgebende elastische Mantel * endlosgemacht ist.
5. 5· Bremskammervorrichtüng nach Ansprüchen 1 - 3» dadurch, ge k e η η ζ e i c h η et , daß der den festen ringförmigen Körper umgebende Mantel aus zwei, miteinander bei den Flanschen abdichtend zusammengefaßten Rolimembranen besteht·
6. 6. Bremskammervorrichtung nach Ansprüchen 1 - 5» dadurch gekennzeichne t , daß das Material des festen ringförmigen Körpers Kunststoff ist.

   7« Bremskammervorrichtung nach Ansprüchen 1 - 6, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der Schmierstoff öl und/oder Molybdfinsulfid let·