DE2923359C2 - Entlüftungsvorrichtung an einem kombinierten Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entlüftungsvorrichtung nachdem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei bekannten EntlOftungsvorrichtungen der gattungsgemäßen Art (DE-OS 19 06 818) ist im Druckstück der Kolbenstange ein Entlüftungsventil mit einem Ventilelement vorgesehen, welches durch die Kraft einer Feder auf einen Ventilsitz gepreßt wird. Bei Betätigung der Federspeicherbremse und gewünschtem Belüften des Federspeicherraums geschieht das Öffnen des Ventilelements wegabhängig, d.h. es wird dann geöffnet, wenn ein am Ventilelement vorgesehener Abschnitt an der Membran des Betriebsbremszylinders zur Anlage kommt, derart, daß durch hierbei ausgelöstes Verschieben des Ventilelements ein O-Ring desselben vom Ventilsitz im Druckstück abgehoben wird. Ein derartiges wegabhängiges Öffnen des Ventilelements setzt voraus, daß sich der Membranteller des Betriebsbremszylinders bzw, die an ihm anliegende Membrane in einer vorbestimmten Anschlagposition befinden, d. h. nahe genug am Druckstück der Kolbenstange des Federspeicherbremszylinders, Ist es bei betätigter eo Betriebsbremse erforderlich, zusätzlich die Federspeicherbremse auszufahren, um diese z. B. als Haltebremse wirken zu lassen, dann besteh; die Anschlagposition der Membrane des Betriebsbremszylinders nicht mehr, d. h. das öffnen des Ventilelements im Druckstück ist nicht möglich. Demgemäß erfolgt keine Belüftung der Federkammer des Federspeicherbremszylinders mittels der Verbindung der hohlen Kolbenstange.

Bei einer weiteren bekannten Konstruktion (DE-OS 18 070) ist am Druckstück eine Ventilplatte vorgesehen, welche an ihrem Außenumfang ein Ventilelement trägt. Eine Feder beaufschlagt die Ventilplatte derart, daß die Verbindung zwischen der Federkammer des Federspeicherbremszylinders und der Druckkammer des Betriebsbremszylinders sofort geöffnet ist, nachdem sich das Ventilelement bei entsprechender Verschiebung der Kolbenstange von seinem zugeordneten Sitz an der Zwischenwand zwischen Betriebsbremszylinder und Federspeicherbremszylinder abgehoben hat

Bei derartigen Konstruktionen besteht die Gefahr, daß die Gegenkraft des mittelbar über die Membrane an der Ventilplatte anliegenden Membrantellers des Betriebsbremszylinders so groß wird, daß das Ventilelement gegenüber dem Ende der Kolbenstange schließt. In diesem Falle ist die erforderliche Belüftung der Federkammer des Federspeicherbremszylinders nicht sichergestellt Ist die Betriebsbremse betätigt und demnach der Membranteller derselben ausgefahren, dann kann die Federspeicherbremse zum Zwecke des Nachfahrens, also zum Zwecke ihrer Verwendung als Haltebremse, nicht mehr betätigt werden, da nach Abheben des Ventilelements von seinem Sitz die Druckluft aus der Betriebskammer des Betriebsbremszylinders in die Federspeicherkammer entweichen könnte: aus diesem Grunde sind bei derartigen Bremszylindern besondere Ventileinrichtungen erforderlich, welche das Auftreten von Kräfteadditionen des

Betriebsbremszyiinders und des Federspeicherbremszylinders verhindern sollen.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Entlüftungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art mit baulich einfachen Mitteln so auszugestalten, daß der bei Betätigung des Federspeicherbremszylinders erwünschte Druckausgleich der im Volumen sich vergrößernden Federspeicherkammer wegunabhängig erfolgen kann; insbesondere soll deren Anordnung absolut sicher wirken, also unabhängig von der jeweiligen Position des Membrantellers des Betriebsbremszyiinders und unabhängig von der Betätigung desselben.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.

Die Entlüftungsvorrichtung ist baulich äußerst einfach beschaffen, so wenn das Dichtungselement als Membrane ausgeführt ist, und wirkt absolut sicher; durch die rein druckabhängige Wirkungsweise des Entlüftungsventils ist sichergestellt, daß bei Druckbeaufschlagung des Dichtungselements durch die Druckluft der Druckkammer des Betriebsbremszylinders eine geschlossene Lage besteht, d.h. die Möglichkeit des Entweichens von Druckluft aus der Druckkammer des Betriebsbremszylinders in die Federkammer des Federspeicherbremszylinders unterbunden ist. Andererseits wirkt das Dichtungselement des Entlüftungsventils unabhängig von der relativen Position des Druckstücks sofort, wenn der Unterdruck der Federkammer zur Wirkung kommt und das Dichtungselement so verformt wird, daß die normalerweise geschlossen gehaltenen Öffnungen freigegeben werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert

Fi g. 1 ist eine schernatische Ansicht eines kombinierten Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinders unter Verwendung der Entlüftungsvorrichtung nach der Erfindung;

F i g. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht e'mer ersten Ausführungsform der Entlüftungsvorrichtung nach der Erfindung;

Fig.3 ist eine Draufsicht von Linie HI-III in Fig.2 unter Darstellung des Verschlußdeckels;

Fig.4 ist eine Schnittansicht einer Entlüftungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, wobei die Verschlußlage der Membrane dargestellt ist; und

F i g. 5 ist eine der F i g. 4 vergleichbare Schnittansicht unter Darstellung der geöffneten Lage der Membrane, welche durch Unterdruck innerhalb des Kanais 41 verformt wurde.

In F i g. 1 der Zeichnung ist ein kombinierter Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder, nachfolgend »Kombizylinder 1« benannt, dargestellt. Der Kombizylinder besteht aus dem Betriebsbremszylinder 3 und dem Federspeicherbremszylinder i, welche durch eine Zwischenwand 7 voneinander getrennt sind. Innerhalb des Federspeieherbremszylinders ist ein Kolben 9 verschiebbar angeordnet, wobei an einer Seite des Kolbens 9 eine Speicherfeder 11 anliegt. Die Speicherfeder 11 stützt sich an ihrer entgegengesetzten Seite am Boden 13 des Federspeicherbremszylinders 5 an. In den Boden 13 ist ein Druckentlastungsventil 15 eingesetzt. In die gemäß F i g. 1 links bezüglich des Kolbens 9 bestehende Kammer mündet ein Einlaß 17, über welchen Druckmittel eingeleitet wird, um den Kolben 9 unter Verspannung der Speicherfeder 11 nach rechts gerichtet zu verschieben. Bei dieser Verschiebung des Kolbens 9 wird die Luft, welche innerhalb der die Speicherfeder Il aufnehmenden Federkammer 19 besteht, aus dem Druckentlastungsventil 15 herausgedrückt. Wird dagegen der Druck in der Druckkammer 21 des Federspeicherbremszylinders bei Betätigung eines an den Einlaß 17 angeschlossenen Ventils entlastet, dann vermag die Speicherfeder 11 den Kolben 9 gemäß Darstellung in Fig. 1 nach links gerichtet zu verschieben.

Der Kolben 9 ist mit einer Kolbenstange 23 verbunden, welche sich durch die Zwischenwand 7 in den Bereich der Druckkammer 25 des Betriebsbremszyiinders 3 erstreckt Eine in die Zwischenwand 7 eingesetzte Dichtung 27 dichtet gegenüber der Außenwand der Kolbenstange während deren Längsbewegungen ab. Die Kolbenstange trägt an ihrem vorderen, in den Bereich der Druckkammer 25 sich erstreckenden Ende ein Druckstück 29 von nachfo'^nd im einzelnen dargestellter Konstruktion. In die Druckkammer 25 mündet ein Einlaß 31, über weichen zur Betätigung der Betriebsbremse Druckmittel, so Druckluft, eingelassen wird. Diese Druckluft wirkt auf die innerhalb des Betriebsbremszyiinders 3 eingesetzte Membrane 33 ein, an deren entgegengesetzter Seite ein Druckstück in Form eines Kolbenstangenkopfes 35 vorgesehen ist Der Kolbenstangenkopf steht mit einer Kolbenstange 37 in Verbindung, die sich aus der links bezüglich der Membrane 33 bestehenden Kammer 39 des Betriebsbremszyiinders 3 erstreckt und (in nicht dargestellter Weise) mit einem Bremsbetätigungsmechanismus außerhalb des Kombizylinders 1 in Verbindung steht Hierbei kann es sich beispielsweise um die Betätigungsteile einer Keilspreizbrcmse oder einer S-Nockenbremse eines Kraftfahrzeugs handeln. Wird die Betriebsbremse durch Einleiten von Druckluft in den Einlaß 31 betätigt dann verschiebt die Druckluft die Membrane 33, den Kolbenstangenkopf 35 und die Kolbenstange 37 gemäß Darstellung nach links gerichtet, so daß die an die Kolbenstange angeschlossenen Bremsbetätigungsteile in Wirkung kommen und die Bremse anlegen. Während dieser normalen Betriebsbremsung verbleibt die Federspeicherbremse in ihrer inaktiven Position, in welcher die Speicherfeder U durch Halten des Drucks in der Druckkammer 21 zusammengedrückt ist Die Federspeicherbremse kann verwendet werden, wenn die Betriebsbremse ausfällt, wenn also die Druckmittelverbindung in den Einlaß 31 unterbrochen ist oder wenn sie als sogenannte Feststellbremse benutzt werden soll. In diesem Fall wirkt sie als Parkbremse bei einem abgestellten Fahrriug.

Das vorstehend genannte Druckstück 29 ist unter Abdichtung am Ende der Kolbenstange 23 befestigt, welche in ihrem Inneren einen Kanal 41 aufweist So ist das Druckstück 29 gemäß Darstellung unter Verwendung eines Dichiungselements in das offene Ende der Kolbenstange 23 eingeschraubt. Das Druckstück enthält bei der Ausführungsforrn naeh F i g, 1 und 2 eine innere Ausnehmung, in welche ein Kolben 43. eine Membrane 45 und ein Verschlußdeckel 47 eingeseizt sind. Der Verschlußdeckel 47, dessen Draufsicht aus Fig.3 ersichtlich ist, besitzt mehrere am Umfang unter Abstand verteilte Bohrungen 49 und ist unter Abdichtung in die ihn aufnehmende Bohrung 51 eingepreßt. Der Verschlußdeckel 47 besitzt in der Ausführungsform nach Fi g. I und 2 die Form eines billigen Normteils und

weist die aus F i g. 3 ersichtliche mittige Öffnung 53 auf. An der gemäß Fig. 2 linken Seite des ortsfest unter Abdichtung eingepreßten Verschlußdeckels liegt die Membrane 45 an, wobei sie sowohl die öffnung 53 als auch die Bohrungen 49 abzudecken vermag. Die ■ Membrane ist aus Gummimaterial bzw. Kunststoff gefertigt und weist eine Einlage, so eine Gewebeeinlage, auf. Diese Einlage verleiht der Membrane sowohl Festigkeit als auch eine gewisse Eigenelastizität. An der bezüglich des Verschlußdeckels 47 entgegengesetzten >■> Seite der Membrane liegt der Kolben 43 an: dieser ist in die ihn aufnehmende Bohrung 55 des Driickstücks 29 unter ausreichend enger Passung so eingesetzt, daß er Längsbewegungen innerhalb seiner Bohrung auszuführen vermag. In das Druckstück 29 münden zwei seitliche ^: ■ Kanäle 57 und 59, wobei der Kanal 57 unmittelbar an die Innenfläche des Kopfes 61 des Druckstiicks angrenzt. während der Kanal 59 in den Bereich der Membrane 45 und der an ihr aniiegcnden Teiie mündet.

F.s ist aus F i g. 2 zu ersehen, daß am äußeren Finde der " Kolbenstange 23. also im Bereich der Anlage am Kopf 61. eine oder mehrere Durchbrechungen 63 vorgesehen sind. Befindet sich die Kolbenstange mit dem Druckstück 29 in der aus F i g. 2 ersichtlichen Position, dann vermag die in der Druckkammer 25 bei Betriebsbremsung bestehende Druckluft über die Durchbrechung 63 und den Kanal 57 auf die Kopfseite des Kolbens 43 einzuwirken, wie nachfolgend ausführlich erläutert ist

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 4 und 5 wurde auf den Verschlußdeckel 47 verzichtet. Die '■·· Funktion des Verschlußdeckels übernimmt bei dieser Ausführungsform ein vom Druckstück radial nach innen vorstehender Bund 65. welcher an seinem Gesamtumfang durch die Bohrungen 49 durchsct/t ist. Auch wurde bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 auf den > Kanal 57 verzichtet: statt dessen ist der Kopf 61 des Druckstücks nicht durchgehend ausgebildet, sondern weist eine zentrale öffnung 67 auf. über welche die in der Druckkammer 21 bestehende Druckluft direkt auf den dargestellten Kolben 69 einzuwirken vermag. Der " Kolben 69 der Ausführungsform nach den F i g. 4 und 5 besitzt gegenüber dem Kolben 43 der erstgenannten Ausführungsform unterschiedliche Gestalt und liegt mit einem schmalen. Durchbrechungen 71 aufweisenden Teil 73 auf der Membrane 45 auf. ^

Die Wirkungsweise der Entlüftungsvorrichtung ist wie folgt:

Bei einer normalen Betriebsbremsung wird Druckluft in vorbeschriebener Weise in den Einlaß 31 des Betriebsbremszylinders eingelassen, um die Kolben- v> stange 37 zum Zwecke der Betätigung der Bremse zu verschieben. Die auf diese Weise innerhalb der Druckkammer 25 bestehende Druckluft wirkt rückwärtig auch auf den Kolben 43 der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 bzw. auf den Kolben 69 der Ausführungsform nach den F i g. 4 und 5 ein. Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 gelangt die Druckluft über die Durchbrechung bzw. die Durchbrechungen 63 und über den Kanal 57 bzw. mehrere derartige Kanäle 57 an die Vorderseite des Kolbens 43 und verschiebt diesen «> gemäß Darstellung nach rechts gerichtet Der Kolben drückt dabei auf die Membrane 45, so daß diese in Überdeckung der Öffnung 43 an die Bohrungen 49 angepreßt wird Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 wirkt auch über den Kanal 59 Druckluft auf den seitlich auskragenden Rand des Kolbens 43 ein, um diesen gegen die Membrane 45 anzupressen, derart, daß die Membrane sowohl die öffnung 53 als auch die Bohrungen 49 verschließt. Auf diese Weise ist jegliche Druckmittelverbindung zwischen der Druckkammer 25 des Betriebsbremszylinders 3 und dem Kanal 41 unterbunden. Der Kanal 41 im Inneren der Kolbenstange 37 steht über einen Durchlaß 75 mit der Federkammer 19 in Verbindung. Dies bedeutet, daß auch die Druckmittelverbindung von der Druckkammer 25 in die Federkammer 19 unterbunden ist.

Wird die Federspeicherbremse als Hilfsbremse (bei Ausfall der Betriebsbremse) oder als Feststellbremse verwendet, dann wird der Druck in der Druckkammer 21 mit Hilfe einer an den liinlaß 17 angeschlossenen Vcntileinrichtung reduziert, derart, daß dir Spcicherfeder 11 den Kolben 9 gemäß F i g. 1 nach links gerichtet zu vei schieben vermag. Innerhalb der die Speicherfeder 11 aufnehmenden Federkammer 19 entsteht hierdurch Unterdruck, da sich das Volumen der Federkammer während der nach links gerichteten Verschiebung des Koibens 9 vergröGeri. Während dieser Verschiebung wird der Druck innerhalb der Druckkammer 25 des Betriebsbremszylinders zumindest auf Atmosphärendruck gehalten. Bei der vorbeschriebenen nach links gerichteten Verschiebung des Kolbens 9 hat der sich bildende Unterdruck zur Folge, daß die Membrane 45 in der aus F-i g. 5 der Zeichnung ersichtlichen Weise durchgebogen, d. h. in Richtung der öffnung 53 gezogen wird, so daß der Außenrand der Membrane die Bohrungen 49 im Verschlußdeckel 47 bzw. im Bund 65 freigibt. Da die Druckkammer 25 über den Einlaß 31 und eine (nicht dargestellte) Ventileinrichtung zumindest mit der Atmosphäre verbünden ist, kann Luft zum Ausgleich des Unterdrucks in der Federkammer 19 in diese einströmen. Die zum Volumen- bzw. Druckausgleich in die Federkammer 19 einströmende Luft passiert dabei den Einlaß 31 des Betriebsbremszylinders, die Druckkammer 25. die Durchbrechung bzw. die Durchbrechungen 63 gemäß Ausführungsform von Fig. 1 und 2. den Kanal 59, die nunmehr von der Membrane freigegebenen Bohrungen 49, den im Inneren der Kolbenstange 41 bestehenden Kanal und den vom Kanal 41 in die Federkammer führenden Durchlaß 75. Während dieser Belüftung der Federkammer wird die Membrane 45. bedingt durch den bestehenden Druckunterschied, im wesentlichen in der in F i g. 5 dargestellten Lage gehalten, wobei die Membrane den Kolben 43 (Fig. I und 2) bzw. den Kolben 69 (Fig.4 und 5) geringfügig verschiebt. Ist die Kolbenstange 23 vollständig ausgefahren und die Bremse als Hilfsbremse oder als Feststellbremse wirksam, dann ist mittlerweile der erwünschte Druckausgleich herbeigeführt, d. h. innerhalb der Federkammer 19 besteht im wesentlichen atmosphärischer Druck.

Wird die Federspeicherbremse gelöst, indem Druckluft in die Druckkammer 21 eingeleitet wird, dann verschiebt sich der Kolben 9 des Federspeicherbremszylinders 5 in vorbeschriebener Weise gemäß Fi g. 1 nach rechts gerichtet Die Membrane behält während dieser Bewegung ihre dichtende Anlage an der öffnung 53 bzw. an den Bohrungen 49, so daß die infolge der Volumenverkleinerung der Federkammer 19 in dieser komprimierte Luft über das Druckentlastungsventil 15 entweicht Die Luft und etwaige in der Federkammer 19 enthaltene Staubteilchen werden also durch das Druckentlastungsventil 15 abgeblasen. Die Druckentlastung kann auch über das Druckstock 29 geschehen, solange innerhalb der Druckkammer 25 zumindest Atmosphärendruck besteht In diesem Falle wirkt der bei Volumenverkleinerung der Federkammer 19 entste-

hende Überdruck über den Kanal 41 auf die Membrane 45 ein. so daß diese etwas von dem Verschltißdeckel abgehoben wird. Hierbei werden die Öffnungen 53 und die Bohrungen 45 freigelegt, so daß die unter Überdruck stehende Luft seitlich durch den Kanal 59 und über die Durchbrechung 63. die Druckkammer 25, den Einlaß 31 und eine (nicht dargestellte) Ventileinrichtung in die

Aiißenluft entweichen kann. Die Öffnungscharakteristiken sowohl des Druckentlastungsventils 15 als auch der im Druckstock 29 enthaltenen Entlüftungsvorrichtung nach der Erfindung können in beliebiger Weise eingestellt werden, um den bei Lösung der Federspeicherbremse in der Federkammer entstehenden Überdruck abzubauen bzw. abzublasen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche;

   L Entlüftungsvorrichtung an einem kombinierten Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder, insbesondere fur Fahrzeugbremsanlagen, mit einem im Federspeicherbremszylinder angeordneten, durch eine Speicherfeder betätigbaren Kolben, dessen Kolbenstange hohl ausgebildet ist und an ihrem vorderen, die Zwischenwand zwischen Be- ι ο triebsbremszylinder und Federspeicherbremszylinder verschiebbar durchsetzenden Ende ein Druckstock zur Beaufschlagung einer sich in den Betriebsbremszylinder erstreckenden Kolbenstange trägt, mit einem aus der hohlen Kolbenstange in die Federkammer des Federspeicherbremszylinders mündenden Durchlaß und mit einem im Druckstück angeordneten Entlüftungsventil, welches bei Betätigung der Federspeicherbremse eine Verbindung zwischen der Federkammer und der Druckkammer des Betriebsbremszyliriders zu öffnen vermag, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil ein Dichtungselement (Membrane 45) aufweist, welches in Abhängigkeit eines Unterdrukkes in der Federkammer in eine die Verbindung zwischen der Druckkammer (25) des Betriebsbremszylinders und der hohlen Kolbenstange (23) freigebende Lage verformbar ist
2. 2. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement aus einer Menbrane (45) besteht, welche in Richtung der Federkammer (19) an einem Verschlußdeckel (47) anliegt, welcher eine zentrale öffnung (43) und mehrere im Bereich des· Außenumfanges unter Abstand angeordnete Bohrungen (49) aufweist, derart, dali die Membrane durch den an ihr einwirkenden Druck der Druckkammer (25) sowohl die zentrale Öffnung (53) als auch die Bohrungen abschließt und somit die Verbindung zwischen der hohlen Kolbenstange und der Druckkammer des Betriebsbremszylinders unterbricht, und daß die lichte Weite der zentralen Öffnung so bemessen ist, daß die Membrane durch einen in der hohlen Kolbenstange bestehenden Unterdruck durch die öffnung hindurch verformbar ist und die am Außenumfang des Verschlußdeckels angeordneten Bohrungen gleichzeitig öffnet
3. 3. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß an der bezüglich der Federkammer entgegengesetzten Seite der Membrane (45) ein durch Druck in der Druckkammer (25) des Betriebsbremszylinders beaufschlagbarer, die Membrane in Richtung des Verschlußdeckels drükkender Kolben (43) vorgesehen ist, daß in das Druckstück ein mit der Druckkammer verbundener Kanal (57) zur Druckbeaufschlagung des Kolbens mündet und daß die hohle Kolbenstange strömungsabwärts des Verschlußdeckels (47* bei geöffneter Membrane über wenigstens einen zweiten Kanal (59) mit der Druckkammer in Verbindung steht
4. 4. Entlüftungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (49) in einem inneren, ringförmigen Bund des Druckstücks (29) vorgesehen sind und daß die lichte Weite des Bunds die zentrale, von der Membrane überdeckte öffnung (53) bildet