-
-
Entlüftungsvorrichtung für Federspeicher-
-
bremszylinder, insbesondere für Fahrzeugbremsanlagen Die Erfindurg
betrifft eine Entlüftungsvorrichtung nach dem Oberbeqriff des Patentanspruches 1.
-
Bekannt sind Entlüftungseinrichtungen (DE-OS 1 505 574), bei welchen
an der Außenwand des Federspeicherbremszylinders innerhalb eines zusätzlichen Gehäuses
ein Membranventilmechanismus vorgesehen ist, um eine Verbindung zwischen der Federkammer
des Federspeicherbremszylinders und seiner Druckkammer vornehmen zu können, wenn
der Kolben des Federspeicherbremszylinders zum Zwecke des Bremsens bei Entlüftung
der Druckkammer durch die Speicherfeder verschoben wird. Das dabei in der Federkammer
sich vergrößernde Volumen läßt einen Unterdruck entstehen, welcher durch den vorgenannten
Membran-Ventilmechanismls abgebaut wird, d.h. dieser belüftet während der Verschiebung
des Kolbens des Federspeicherbremszylinders die Federkammer und führt dadurch den
erwünschten Druckausgleich herbei. Wird die Bremse durch Belüften der Druckkammer
des Federspeicherbremszylinders wieder gelöst, dann sperrt der Membran-Ventilmechanismus
die vorgenannte Verbindung, wobei die in der Federkammer bei Verschiebung des Kolbens
komprimierte Luft über ein Ventil abgeblasen werden kann.
-
Entlüftungsvorrichtungen der vorgenannten Art sind baulich sehr aufwendig,
da sie innerhalb eines Gehäuses am Außenumfang des Federspeicherbremszylinders vorgesehen
sind. Bei neueren Kon-
struktionen von aus Betriebsbremszylinder
und Federspeicherbremszylinder bestehenden Kombizylindern ist es erforderlich, die
baulichen Außenmaße möglichst klein zu halten. Gleichzeitig soll vermieden werden,
daß Ventileinrichtunqen des Kombizylinders durch äußere Einwirkungen, so durch Steinschlag
etc. beschädigt oder zerstört werden können.
-
Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Entlüftungsvorrichtung
der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß diese ohne ein zusätzliches Gehäuse
im Federspeicherbremszylinder integriert werden kann. Die Entlüftungsvorrichtung
soll insbesondere schnell ansprechen, um den bei Volumenvergrößerung in der Federkammer
erforderlichen Druckausgleich herbeizuführen, wenn der Druck in der Druckkammer
des Federspeicherbremszylinders abgebaut wird. Auch soll es möglich sein, Federspeicherbremszylinder
oder mit derartigen Federspeicherbremszylindern ausgerüstete Kombizylinder mit derartigen
Entlüftungsvorrichtungen nachzurüsten, ohne daß Arbeiten am Gehäuse des Federspeicherbremszylinders
erforderlich sind.
-
Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die Merkmale nach
dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.
-
Die Entlüftungsvorrichtung ist von baulich einfacher Konstruktion,
d.h. das Gehäuse des Federspeicherbremszylinders bedarf keiner zusätzlichen Gehäuseteile,
um ein Entlüftilngsventil o.dgl. aufzunehmen. Es sind nur einige, zum großen Teil
aus Kunststoff oder Gummi bestehende und somit billige Bauteile erforderlich, welche
den erforderlichen Druckausgleich in der Federkammer herbeiführen.
-
Die Ventilvorrichtung arbeitet auf kürzestem Weg, d.h. nahezu ohne
Verzögerung, da die bei Entlüftung der Druckkammer des Federspeicherbremszylinders
erwünschte Verbindung über kurze Bohrungen im Kolben des Federspeicherbremszylinders
besteht und keine Leitungs-Umwege über zusätzliche, an der Außenseite des Federspeicherbremszylinders
vorgesehene Gehäuse erforderlich sind.
-
Die Ventilvorrichtung ist innerhalb des Federspeicherbremszylinders
gegenüber äußererEinwirkung vollständig geschützt, sie ist somit unbeeinflußt von
Spritzwasser und Verschmutzung.
-
Der Druckschlauch der Ventileinrichtung, welcher aus einem billigen,
elastischen Material bestehen kann, ist fernerhin als Dämpfungselement verwendbar,
welches zur Wirkung kommt, wenn der Kolben bei Druckentlastung der Druckkammer mit
der bremsgestängeseitig zugewandten Endwand des Federspeicherbremszylinders in Anlage
gelangt.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren
Patentansprüchen aufgeführt.
-
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Diese stellt eine schematische
Schnittansicht eines Federspeicherbremszylinders (bei baulicher Verbindung mit einem
Betriebsbremszylinder in Form eines Kombizylinders) unter Verwendung der Entlüftungsvorrichtung
nach der Erfindung dar.
-
In Fig. 1 der Zeichnung ist ein kombinierter Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder,
nachfolgend Kombizylinder 1 genannt, dargestellt. Der Kombizylinder besteht aus
dem Betriebsbremszylinder 3 und dem Federspeicherbremszylinder 5, welche durch eine
Zwischenwand 7 voneinander getrennt sind. Innerhalb des Federspeicherbremszylinders
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 von an sich bekannter Konstruktion eingesetzt. In die gemäß Fig. 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 11 aufnehmenden Federkammer 19 besteht, aus dem Druckentlastungsventil
15 herausgedrückt. Wird dagegen zum Zwecke der Abbremsung der Druck in der Druckkammer
21 des Federspeicherbremszylinders bei Betätigung eines an sich bekannten,
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 Betriebsbremszylinders
3 erstreckt. Eine in der 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
unter Abdichtung ein Druckstück 29. In die Druckkammer 25 mündet ein Einlaß 31,
über welchen zur Betätigung der Betriebsbremse Druckmittel, so Druckluft, eingelassen
wird. Diese Druckluft wirkt auf die innerhalb des Betriebsbremszylinders 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 Betriebsbremszylinders
3 erstreckt und (in nicht dargestellter Weise) mit einem Bremsbetätigungsmechnismus
außerhalb des Kombizylinders 1 in Verbindung steht. Hierbei kann es sich beispielsweise
um die Betätigungsteile einer Keilspreizbremse 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 11 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 sog. Feststellbremse benützt werden
soll. In diesem Fall wirkt sie als Parkbremse bei einem abgestellten Fahrzeug.
-
Die nachfolgend im einzelnen erläuterte Entlüftungsvorrichtung ist
unter Bezugnahme auf einen Kombizylinder der vorgenannten Konstruktion beschrieben.
Die Entiüftungsvorrichtung eignet sich natürlich auch für reine Federspeicherbremszylinder,
d.h. für Bremszylinder, welche ohne einen vorgesetzten Betriebsbremszylinder entweder
ziehend oder drückend arbeiten. Derartige Federspeicherbremszylinder sind sowohl
für Schienen- als auch für Straßenfahrzeuge vorgesehen. Als Betätigungszylinder
können sie natürlich auch für andere Zwecke benutzt werden.
-
In den in der Zeichnung dargestellten Kolben 9 ist erfindungsgemäß
ein Entlüftungsventil 41 eingesetzt, welches verwendet wird, um innerhalb der Federkammer
19 einen Druckausgleich herbeizuführen, wenn innerhalb der Druckkammer 21 der Druck
zum Zwecke der vorstehend beschriebenen Bremsbetätigung abgebaut wird. Das vorgenannte
Druckentlastungsventil 15 ist so ausgelegt, daß es diesen Druckausgleich nicht herbeiführt,
d.h. es verhindert, daß Außenluft und in dieser enthaltene Schmutzteilchen in die
Federkammer 19 gelangen, wenn difnbeschriebene Volumenvergrößerung der Federkammer
19 stattfindet./entgegengesetzter Wirkungsrichtung ist das Druckentlastungsventil
15 jedoch vollständig funktionsfähig, derart, daß die in der Federkammer 19 befindliche
Luft abgeblasen wird, wenn der Kolben 19 zum Zwecke des Lösens der Federspeicherbremse
bei Belüftung der Druckkammer 21 gemäß Darstellung nach rechts gerichtet verschoben
und die Speicherfeder 11 entsprechend gespannt wird.
-
Das Entlüftungsventil 41 ist mit einem Kolben 43 versehen, welcher
in einer Bohrung 45 des Kolbens 9 verschiebbar geführt und mittels einer Feder 47
in der dargestellten Lage gegenüber einem Ventilsitz 49 verspannbar ist. Der Ventilsitz
49 ist von einer Bohrung 51 durchsetzt, welche in geöffneter Position des Entlüftungsventils
den erwünschten Druckausgleich in der Federkammer 19 herbeizuführen vermag. Der
Kolben 43 ist mit einer als Rückschlagventil wirkenden Dichtlippe 53 ausgestattet,
welche bei von links gerichteter Druckbeaufschlagung geöffnet und bei von rechts
gerichteter Druckbeauf-
schlagung (gemäß Darstellung) schließt.
-
In die Bohrung 45 mündet eine seitlich angesetzte Bohrung 55, welche
vorteilhafterweise mit Hilfe eines Verschlußstopfens 57 in dargestellter Weise verschlossen
ist. Eine mit der Bohrung 55 in Verbindung stehende, in Richtung der Druckkammer
21 verlaufende Bohrung 59 mündet in einen ringförmigen Druckschlauch 61, welcher
aus einem elastischen Material ausreichender Festigkeit besteht. Der Druckschlauch
61 ist in der dargestellten Ausfuhrunssform in eine Mulde 63 des Kolbens 9 eingelegt
und ist mittels eines äußeren Fortsatzes 65 o.dgl. Befestigungselement eingeklemmt.
-
Wie in der Zeichnung dargestellt ist, steht die Bohrung 45 über eine
weitere Bohrung 67 ständig mit der Druckkammer 21 in Verbindung, so daß der in der
Druckkammer herrschende Druck - infolge der einseitigen Wirkungsweise der Dichtlippe
53 - ständig, d.h. bei belüfteter Druckkammer 21 in der Bohrung 55, in der Bohrung
59 und innerhalb des Druckschlauches 61 besteht.
-
Die Wirkungsweise des Entlüftungsventils 41 vorbeschriebener Konstruktion
ist wie folgt: Bei gemäß Darstellung belüfteter Druckkammer 21 herrscht der in der
Druckkammer anstehende Druck infolge der einseitigen Rückschlagwirkung der Dichtlippe
53 auch in der Bohrung 55, in der Bohrung 59 und im Druckschlauch 61. Wird die Druckkammer
21 zum Zwecke der Bremsbetätigung entlüftet, derart, daß der Kolben 9 durch die
Speicherfeder 11 gemäß Darstellung nach links gerichtet verschoben wird, dann vergrößert
sich entsprechend das Volumen in der Federkammer 19. Infolge des Druckabbaues in
der Druckkammer 21 entsteht ein Druckgefälle zwischen dem Druckschlauch 61 und der
Druckkammer, da der Druck im Druckschlauch 61 zunächst aufrechterhalten bleibt und
beginnt, den Kolben 43 gegen die Verspannung der Feder 47 gemäß Darstellung nach
links gerichtet zu verschieben. In dieser Richtung sperrt die Dichtlippe 53, d.h.,
daß
die zuvor im Druckschlauch 61 gespeicherte Druckluft nicht zurück in die Druckkammer
21 entweichen kann. Wird der Kolben 43 durch den an der Rückseite der Dichtlippe
anstehenden Druck des Druckschlauchs 61 nach links gerichtet verschoben, dann öffnet
der Kolben gegenüber dem Ventilsitz 49, so daß eine Verbindung zwischen der Bohrung
51, der Bohrung 45 und der Bohrungsverbindung zum Druckschlauch 6}mhergestellt ist.
Nunmehr kann sich der Druckschlauch 61 in die/Volumen sich vergrößernde Federkammer
19 entleeren, wobei der erwünschte Druckausgleich in der Federkammer 19 herbeigeführt
wird.
-
Die Kraft der Feder 47 kann so ausgelegt werden, daß diese bei Erreichen
eines vorbestimmten Druckes wieder schließt, so daß im Druckschlauch 61 bei nach
links gerichteter Verschiebung des Kolbens 9 ein Restdruck verbleibt. Infolge dieses
Restdruckes kann der Druckschlauch 61 bei Bedarf als Dämpfungselement wirken, wenn
der Kolben 9 seine Anschlagposition an der Zwischenwand 7 zwischen Betriebsbremszylinder
und Federspeicherbremszylinder erreicht.
-
Wird die Druckkammer 21 wieder belüftet, um die Bremsen zu lösen,
d.h. um den Kolben 9 gemäß Darstellung gegen die Kraft der Speicherfeder 11 zu verschieben,
dann gelangt die im Druck sich aufbauende Druckluft in vorbeschriebener Weise über
die Bohrung 67 in die Bohrung 45, passiert die Dichtlippe 53 und gelangt über die
Bohrungen 55 und 59 in den Druckschlauch 61. Gleichzeitig wird der Kolben durch
die Feder 47 in seine Verschlußlage am Ventilsitz 49 gedrückt, d.h. die Verbindung
zwischen der Federkammer 19 und dem Druckschlauch 61 wird unterbunden. Die Kraft
der Feder 47 ist so bemessen, daß sie während der nach rechts gerichteten Verschiebung
des Kolbens 9 diejenige Kraft überwiegt, welche sich durch die Komprimierung der
in der Federkammer 19 befindlichen und innerhalb der Bohrung 51 am Kolben 43 anstehenden
Druckluft bildet. Im übrigen wird, wie vorstehend dargetan, die in der Federkammer
19 infolge der Volumenverkleinerung verdichtete Luft in erforderlichem Ausmaß über
das Druckentlastungsventil 15 abgeblasen.
-
Anstelle des beschriebenen Druckschlauches 61 können auch andere Druckspeicher
anderer Formgebung benutzt werden. Auch ist es möglich, einen derartigen Druckschlauch
an anderer Position vorzusehen, so zum Beispiel auch an der Rückseite des Kolbens
9, falls die beschriebenen Verbindungen und Ventilelemente in ihrer Funktion verbleiben.
-
Natürlich ist die Entluftungsvorrichtung im Rahmen der Erfindung auch
bei Federspeicherzylinder für Schienenfahrzeuge verwendbar.