JP4809351B2 - 組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ - Google Patents

Description

本発明は請求項１の上位概念として記載した、自動車のブレーキ設備のための組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダに関する。

組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダはＥＰ０４５２６２１Ｂ１によって公知である。ケーシング内には底と円筒体とから形成された内ケーシングが挿入され、該内ケーシング内では運転ブレーキピストンが移動可能に案内されている。この場合、運転ブレーキピストンと、ばね蓄力ブレーキピストンに向いた内ケーシングの底との間には、圧力媒体で負荷可能な圧力室が運転ブレーキピストンのために、形成されている。ばね蓄力ブレーキピストンは鉢形に内ケーシングを取囲みかつシールを用いて内ケーシングの外壁に沿って移動可能に案内されている。内ケーシングの底とばね蓄力ブレーキピストンとの間にはばね蓄力ブレーキの圧力室が形成されている。

この種の組合わされた運転ブレーキとばね蓄力ブレーキシリンダはＵＳ３１８８９２２Ａに記載されている。この場合、運転ブレーキの圧力室の圧力接続部に圧力媒体を供給するためには、ばね蓄力ピストンの移動可能な底とケーシング底との間を延びるフレキシブルなホースが設けられている。このホースは圧力接続部に保持され、ばね蓄力ブレーキピストンの運動に追従できなければならない。移動可能な底がばね蓄力ブレーキピストンと一体であることにより、ホースは緊締位置へ移動するばね蓄力ブレーキピストンによって連行される。したがってホースはばね蓄力ブレーキが解離した場合には丸められた状態にあるのに対し、ホースはばね蓄力ブレーキが緊締された場合には巻き解かれる。この場合、ホースは一方の状態から他方の状態に移行する場合に曲げ負荷に晒される。より大きなブレーキ圧に耐えるためにはこのようなホースの套壁は比較的に厚く寸法設定されなければならず、もちろんこれによりホースの剛性が高くなり、ホース内に作用する曲げ応力は上昇する。この結果、曲げ強度に関して耐用年限が低下し、特にそのシール性が損われ、極端な場合には運転ブレーキの圧力室に圧力空気が供給されなくなると運転ブレーキが働かなくなることがある。

別の組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダはＤＥ２３５２３１３Ａに記載されている。

本発明は冒頭に述べた組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダがより確実に機能するように改良することである。

この課題は請求項１の特徴によって解決された。

発明の利点
本発明によっては前記底が、半径方向外側の、ピストン管に固定された、運転ブレーキピストンに当接可能なリング区分を除いて、フレキシブルなダイヤフラムから成り、圧力室が給気された場合にダイヤフラムがケーシング底に支えられるようにすることが提案されている。

この場合にはこのダイヤフラムの裂壊圧は最大ブレーキ圧に設定される必要はない。何故ならばこのダイヤフラムは運転ブレーキの圧力室が給気される場合に剛性的なケーシング底に支えられ、ダイヤフラムの壁厚さを相応に導く設定でき、その結果、ダイヤフラムのフレキシブル性が高められ、したがってダイヤフラムの曲げ負荷が高くなり過ぎることなく、ばね蓄力ピストンこの比較的に大きなピストン行程にもダイヤフラムを適するようになる。この場合には圧力室への圧力媒体の供給は例えばケーシング底を貫く剛性の管を介して行なうことができる。この管にはダイヤフラムの内側の縁部が固定される。これに対し半径方向外側の、リング区分に結合されたダイヤフラムの縁はばね蓄力ブレーキピストンの運動に追従する。この配置の実現のためには運動シールは必要ではないので、運動ブレーキの圧力室の確実なシールが長い耐用年限に亘って達成される。

従属請求項に記載した処置によっては請求項１に記載した発明の有利な変更及び改良が可能である。

特に有利にはばね蓄力ブレーキピストンはその直径のほぼ中央でピストン管に軸方向で結合されている。この場合、蓄力ばねはピストン管を取囲んでいる。ケーシングの半径方向内側の周面はばね蓄力ブレーキピストンのための半径方向外側の案内及びシール面を成し、ケーシングの半径方向内側の周面と底及び円筒体から構成されたケーシング蓋体との間にはばね蓄力ブレーキの圧力室が形成される。

ケーシング蓋体に支えられた戻しばねは、運転ブレーキピストンを運転ブレーキの圧力室の移動可能な底に対し圧迫する。この移動可能な底はケーシング底に当接可能である。運転ブレーキピストンからはブレーキメカニズムに作用する中央の押圧ロッドが突出している。この押圧ロッドはケーシング蓋体の貫通孔を貫いている。

本発明による組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダの別の構成は以下の１実施例についての説明によって明らかである。

図面
以下、本発明の実施例を図面に示し、これについて詳細に説明する。図面には唯一の図で組合わされた運転ブレーキ及び蓄力ブレーキシリンダの有利な１実施例が概略的に横断面図で示されている。

実施例の説明
図に全体を符号１で示した、組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダの１実施例は貨物自動車のディスクブレーキのためのブレーキアキュームレータを形成しかつ空気力で作動される。この運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダのブレーキアキュームレータは、運転ブレーキピストン４が移動可能に案内された運転ブレーキシリンダ２と、ばね蓄力ブレーキピストン８を案内するばね蓄力ブレーキシリンダ６とを有している。両方のブレーキシリンダ２，６は唯一の、有利には内側が滑らかな円筒を成して構成されたケーシング１０に受容されている。このケーシング１０は鉢形に構成されている。つまりケーシング１０は一端でケーシング底１２で制限され、他方の端部に底１４と円筒体１６とから構成されたケーシング蓋体１８によって閉鎖された開口２０を有している。円筒体１６とケーシング１０とは互いに同軸である。

ばね蓄力ピストンはリングピストン８として構成されかつ中央の貫通孔を有している。ケーシング１０の開口２０に向いたケーシング端部の半径方向内側の周面並びに円筒体１６はそれぞれ１つの案内及びシール面を、外周に対応するシールを保持することのできるばね蓄力ブレーキピストン８のために形成している。さらにケーシング１０の半径方向内側の周面と、底１４及び円筒体１６から構成されたケーシング蓄体１８との間にはばね蓄力ブレーキピストン８のための圧力室２２が形成されている。圧力室２２の底１４はケーシング蓋体１８もしくはケーシング１０のリング状の端面自体で形成されている。ケーシング蓋体１８は一体に構成することができる。この場合には円筒体１６と底１４とはケーシング１０にフランジ結合される唯一の部分を成している。

又はケーシング蓋体１８は多部分から構成されていることもできる。ばね蓄力ブレーキピストン８からは外周の閉じたピストン管２４として構成されたピストン棒がケーシング底１２に向かって突出する。この場合、ピストン管２４はばね蓄力ブレーキピストン８の中央直径にほぼ等しい直径を有している。

ケーシング１０の半径方向内側の周面とピストン管２４の半径方向外側の周面との間のリング室２６内には蓄力ばね２８が配置されている。該蓄力ばねはばね蓄力ブレーキピストン８とケーシング底１２とに支えられている。したがって蓄力ばね２８はばね蓄力ブレーキピストン８を完全に取囲んでいる。ばね蓄力ブレーキの圧力室２２と接続された空気接続部３０によって圧力室２２は給気されかつ排気されることができる。ばね蓄力ブレーキはパッシーブなブレーキである。つまり、ばね蓄力ブレーキは圧力室２２に給気することによって、蓄力ばね２８の作用に抗して解除されかつ圧力室２２を排気したあとで、蓄力ばね２８のばね力で緊締される。

ばね蓄力ブレーキピストン８は有利には円筒形である運転ブレーキピストン４よりも大きな外径を有している。運転ブレーキピストン４は半径方向外側の周面でばね蓄力ブレーキピストン８のピストン管２４の半径方向内側の周面に沿ってその全作動距離に亘って軸方向に移動可能に案内されている。つまり、ピストン管２４は、例えば図示されていないシールが埋設されていることができる運転ブレーキピストン４の周面のために、半径方向外側の案内及びシール面を形成する。運転ブレーキピストン４からは中央の押圧ロッド３２が突出し、ケーシング蓋体１８の開口２０を通って図示されていない円板ブレーキのブレーキメカニズムに作用する。押圧ロッドには円板ブレーキのための解離システムが統合されていることができる。

さらに運転ブレーキ４は戻しばね３４でケーシング蓋体１８の端部にて半径方向内方へ突出するカラー３６に支えられている。戻しばね３４は長手方向断面で見て外方へ又は内方へ湾曲させられ、圧縮に際して巻条が軸方向で内外に侵入し、溝成長さを減少させることができるようになっている。

ピストン管２４は端部側にて、ばね蓄力ブレーキピストン８とは反対側に、軸方向で移動可能な底３８を有している。この場合、この底３８と運転ブレーキピストン４との間には運転ブレーキの圧力室４０が構成されている。戻しばね３４によっては運転ブレーキピストン４は移動可能な底３８に対し圧迫される。移動可能な底３８と該底３８に圧密に固定されたピストン管２４とは一緒になって、軸方向に移動可能な運転ブレーキシリンダ２の外壁を形成する。運転ブレーキの圧力室４０の移動可能な底３８はケーシング底１２に当接可能である。特に戻しばね３４は底３８を前記位置へ圧迫する。さらにばね蓄力ブレーキを緊締方向に作動した場合には運転ブレーキピストン４は底３８によりブレーキ緊締方向へ連行可能に構成されている。これは例えば底３８が半径方向外側の、ピストン管２４に固定された、運転ブレーキピストン４に当接できるために剛性的な材料から製作されている必要があるリング区分４２を除いて、該リング区分４２の半径方向内方に固定されたフレキシブルなダイヤフラム４４によって形成され、圧力室４０が給気された場合にダイヤフラム４４がケーシング底１２に支持されることができることで実現される。この事柄を示すために圧力室４０の底３８は鋸断断面形状で示されている。しかし実際には底３８は平らであることもできる。

有利には底３８は運転ブレーキの圧力室４０を給気するために中央の接続部を備えている。この接続部はケーシング底１２を外側から貫きかつ底３８に開口する剛性の管から構成されている。この接続部は寸法の理由から詳細には図示されていない流入弁４６と協働する。圧力室４０を排気するための流出弁４８は例えば底３８のリング区分４２に設けられている。流入及び流出弁４６，４８は例えば電気的に制御された弁であって、寸法の理由から図示されていない電子制御装置によって作動される。運転ブレーキはアクティブなブレーキである。つまり運転ブレーキは対応する圧力室４０が給気されることで緊締されかつ排気されることで解離される。

運転ブレーキピストン４とケーシング蓋体１８との間の室５０は例えばスリーブ５２で汚染物と湿気に対し保護されている。この場合、スリーブ５２は押圧ロッド３２のために中央にシールされた貫通孔を有し、半径方向内側でケーシング蓋体１８に固定されている。運転ブレーキピストン４の半径方向外側のシールリング５８はピストン管２４に沿った運転ブレーキピストン４の気密な案内に役立つ。これは選択的にダイヤフラムで実現されることもできる。ピン５６を用いてブレーキアキュームレータを保持するケーシング１０は円板ブレーキのフランジと結合されることができる。

これをバックグラウンドとした本発明による組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ１の作用形式は以下の通りである。

ばね蓄力ブレーキが解離された状態で運転ブレーキを緊締するためには、流出弁４８が閉じられた状態で開放された流入弁４６を介して運転ブレーキの圧力室４０に圧縮空気が供給される。これにより一方では圧力室４０の底３８を形成するダイヤフラム４４がケーシング底１２に圧迫され、他方では運転ブレーキピストン４が図面で見て左へ移動させられる。この場合、運転ブレーキピストン４の半径方向外側の周面はピストン管２４の半径方向内側の周面に沿って気密に滑動する。ばね蓄力ブレーキの圧力室２２内を支配する圧力は、蓄力ばね２８が図示されているように圧縮され、蓄力ばねブレーキがまだ解離させられているために役立つ。運転ブレーキを解離させるためには対応する圧力室４０を排気するだけでよい。この場合、戻しばね３４は運転ブレーキピストン４を出発位置へ押し戻すばね蓄力ブレーキを、例えば駐車に際して作用させるためには運転ブレーキの圧力室４０が流出弁４８を介して排気されると同時にばね蓄力ブレーキの圧力室２２も排気される。次いでばね蓄力ブレーキピストン８が蓄力ばね２８で左へ移動させられるこのばね蓄力ブレーキピストン８はピストン管２４を介して、いまや排気された運転ブレーキの圧力室４０の底３８を連行することができる。何故ならばこの運動には圧力室４０が排気されていることに基づき圧力抵抗が対抗作用しないからである。従ってばね蓄力ブレーキピストン８が緊締位置に達すると、運転ブレーキピストン４も蓄力ばね力の作用によって緊締状態にロックされる。

パーキングブレーキを入れるためには、ばね蓄力ブレーキピストンは、運転ブレーキの当初給気されていた運動ブレーキの圧力室４０を排気して先きに緊締されていた運転ブレーキピストン４をロックし、ばね蓄力ブレーキピストン８はその圧力室２２の排気によって左へ移動させられることもできる。したがってパーキングブレーキを緊締位置に長い時間帯に亘って保つためには圧縮空気は不要である。

ばね蓄力ブレーキを解離するためにはばね蓄力ブレーキの圧力室２２が給気され、次いでばね蓄力ブレーキピストン８が蓄力ばね２８の作用に抗してピストン管２４と運転ブレーキの圧力室４０の底３８と一緒に右へ動かされる。この運動にはその圧力室４０の底３８に当接する運転ブレーキピストン４も追従することができる。何故ならば運転ブレーキピストン４を戻しばね３４が圧力室４０の底３８に向かって圧迫しかつ運転ブレーキの排気されている圧力室４０が圧力抵抗を発揮することはないからである。

本発明の組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダの有利な１実施例の概略な横断面図。

符号の説明

１ 運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ
２ 運転ブレーキシリンダ
４ 運転ブレーキピストン
６ ばね蓄力ブレーキシリンダ
８ ばね蓄力ブレーキピストン
１０ ケーシング
１２ ケーシング底
１４ 底
１６ 円筒体
１８ ケーシング蓋体
２０ 開口
２２ 圧力室
２４ ピストン管
２６ リング室
２８ 蓄力ばね
３０ 空気接続部
３２ 押圧ロッド
３４ 戻しばね
３６ カラー
３８ 底
４０ 圧力室
４２ リング区分
４４ ダイヤフラム
４６ 流入弁
４８ 流出弁
５０ 室
５２ スリーブ
５６ ピン
５８ シール

Claims (12)

1. 自動車のブレーキ設備のための組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダであって、両方のブレーキシリンダ（２，６）に共通のケーシング（１０）内で案内されたばね蓄力及び運転ブレーキピストン（４，８）を有しており、ばね蓄力ブレーキピストン（８）が少なくとも１つの蓄力ばね（２８）によって負荷されておりかつ運転ブレーキピストン（４）よりも大きい外径を有しており、ばね蓄力ブレーキピストン（８）がリングピストンであって、ばね蓄力ブレーキピストン（８）のピストン管（２４）として構成されたピストン棒の少なくとも１部が運転ブレーキピストン（４）を取囲んでおりかつ運転ブレーキピストン（４）のために半径方向外側の案内及びシール面を形成しており、ばね蓄力ブレーキピストン（８）のピストン管（２４）がばね蓄力ブレーキピストン（８）とは反対側に軸方向に移動可能な底（３８）を有し、該底（３８）と運転ブレーキピストン（４）との間に運転ブレーキの圧力室（４０）が形成されている形式のものにおいて、前記底（３８）が半径方向外側の、ピストン管（２４）に固定された、運転ブレーキピストン（４）に当接可能なリング区分（４２）を除いて、フレキシブルなダイヤフラム（４４）によって形成されており、該ダイヤフラム（４４）が圧力室（４０）が給気された場合にケーシング底（１２）に支えられることを特徴とする、組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ。
2. 前記ばね蓄力ブレーキピストン（８）のほぼ中央の直径で該ばね蓄力ブレーキピストン（８）が前記ピストン管（２４）に軸方向で結合されている、請求項１記載の組合わされた運転ブレーキ又はばね蓄力ブレーキシリンダ。
3. 前記蓄力ばね（２８）が前記ばね蓄力ブレーキピストンのピストン管（２４）を取囲んでいる、請求項１記載の組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ。
4. ケーシング（１０）の半径方向内側の周面がばねブレーキ蓄力ブレーキピストン（８）のための半径方向外側の案内及びシール面を形成している、請求項１から３までのいずれか１項記載の組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ。
5. ケーシング（１０）の半径方向内側の周面と、底（１４）と円筒壁（１６）とから構成されたケーシング蓋体（１８）との間に、ばね蓄力ブレーキの圧力室（２２）が形成されている、請求項４記載の組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ。
6. 運転ブレーキピストン（４）の戻しばね（３４）がケーシング蓋体（１８）に支えられている、請求項５記載の組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ。
7. 戻しばね（３４）が運転ブレーキピストン（４）を前記圧力室（４０）の移動可能な底（３８）に圧迫している、請求項６記載の組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ。
8. 運転ブレーキピストン（４）が、ばね蓄力ブレーキを緊締方向に作動した場合に前記底底（３８）によりブレーキ緊締方向に連行可能に構成されている、請求項７記載の組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ。
9. 前記底（３８）が運転ブレーキの圧力室（４０）の給気及び／又は排気を行なう少なくとも１つの接続管（４６，４８）を備えている、請求項８記載の組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ。
10. 運転ブレーキピストン（４）から中央の押圧ロッド（３２）が延びており、該押圧ロッド（３２）がブレーキメカニズムに作用している、請求項９記載の組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ。
11. 前記押圧ロッド（３２）がケーシング蓋体（１８）の貫通孔を貫通している、請求項１０記載の組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ。
12. 蓄力ばね（２８）が一方ではばね蓄力ブレーキピストン（８）に支えられ、他方ではケーシング底（１２）に支えられている、請求項１１記載の組合わされた運転ブレーキ及びばね蓄力ブレーキシリンダ。

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