JP5424900B2 - 圧力媒体操作式のブレーキシリンダに用いられる、センタリングリングを有するダイヤフラム - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、圧力媒体操作式のブレーキシリンダに用いられるダイヤフラムであって、該ダイヤフラムが、当該ダイヤフラムをブレーキシリンダに位置固定するための半径方向外側の取付け縁部を有している形式のものに関する。さらに本発明は請求項７に記載の圧力媒体操作式のブレーキシリンダに関する。

このような形式のダイヤフラムは、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第４０１１７３９号明細書から公知である。このダイヤフラムは、常用ブレーキを操作するために、常用ブレーキシリンダの常用ブレーキ室の圧力により負荷可能である。ダイヤフラムは、常用ブレーキシリンダと、組み合わされた常用ブレーキ・ばね蓄力式ブレーキシリンダの常用ブレーキシリンダとばね蓄力式ブレーキシリンダとの間の中間壁との間にクランプされており、この場合、常用ブレーキシリンダの縁部と中間壁の縁部とは外方に向かってフランジ状に屈曲されていて、互いの間にダイヤフラムの半径方向外側の取付け縁部を収容している。常用ブレーキシリンダおよび中間壁の両縁部は、緊締リングによって互いに対して緊締されている。

しかし、ダイヤフラムの製造時に、このダイヤフラムが真ん中ではなく、つまり組み合わされた常用ブレーキ・ばね蓄力式ブレーキシリンダの中心軸線に対して同心的ではなく組み込まれ、その結果、緊締リングの緊締後に、機械的な応力がダイヤフラムに不均一に分配されていて、ダイヤフラムが高い永久曲げ負荷に基づいて、時間と共にそのクランプ部分から引き出されるか、もしくは破断し易くなるか、または亀裂が生じて、これにより望ましくない漏れが発生することが起こる恐れがある。

これに対して、本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べた形式のダイヤフラムを改良して、運転時に、より高い寿命を有するダイヤフラムを提供することである。さらに、このようなダイヤフラムを有する圧力媒体操作式のブレーキシリンダが提供されることが望まれる。

この課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴を有するダイヤフラム、すなわちダイヤフラムに、軸方向に延びかつ取付け縁部に関して半径方向内側に向かってずらされて配置された少なくとも１つのセンタリングリングが形成されており、該センタリングリングにより、ダイヤフラムが、ブレーキシリンダの壁の半径方向内側の周面に対してセンタリング可能であることを特徴とするダイヤフラムにより解決される。さらに請求項７記載の特徴を有する圧力媒体操作式のブレーキシリンダにより解決される。

発明の利点
ダイヤフラムに、軸方向に延びかつ取付け縁部に関して半径方向内側に向かってずらされて配置された少なくとも１つのセンタリングリングが形成されており、該センタリングリングにより、ダイヤフラムが、ブレーキシリンダの壁の半径方向内側の周面に対してセンタリング可能であることにより、中心の組込み位置から外れた、ブレーキシリンダに関するダイヤフラムの不正確な組込みはもはや可能ではなくなる。このことは、ブレーキシリンダの製造を簡単にしかつ高速化する。さらに、改善されたセンタリングにより、ダイヤフラムの密封性が高められ、ダイヤフラムの寿命が長くなる。

請求項２から６および請求項８以下に記載された手段により、請求項１および請求項７に記載された本発明の有利な別の実施形態および改良形が可能である。

特にセンタリングリングは、周方向で見て完全に全周にわたって延在して形成されているか、または複数の環区分から成っていて、ダイヤフラムとワンピースに、つまり一体に形成されていてよい。

ダイヤフラムの半径方向外側の取付け縁部が、半径方向内側に向かって先細りになった楔形の横断面を有していると特に有利である。ダイヤフラムの、半径方向内側に向かって先細りになった楔形の横断面を有する半径方向外側の取付け縁部が、該取付け縁部に対して相補的に成形された、ブレーキシリンダの一方のシリンダ区分と他方のシリンダ区分との間に形成された半径方向外側に向かって拡張した楔形の横断面を有する収容部内にクランプされていると、互いに対してクランプされた両シリンダ区分の軸方向の成分を有するクランプ力が、ダイヤフラムへの半径方向外側に向けられた力を提供する。これにより、ダイヤフラムのセンタリングリングは、ブレーキシリンダの壁の半径方向内側の周面に押圧される。換言すると、クランプ力の軸方向の成分は、取付け縁部が楔作用に基づいて半径方向外側に引き込まれて、これによりセンタリングリングが、高い半径方向の力でブレーキシリンダの壁の当付け面に、センタリングの自己倍力効果で押圧されるように働く。これによって、ダイヤフラムの半径方向外側の取付け縁部がクランプ部分から引き出されてしまうことに対する安全性が高められる。

詳細は以下の実施例の説明から明らかにされる。

図面
以下に本発明の実施例を図面に示し、以下の説明において詳しく説明する。

本発明の有利な実施形態によるダイヤフラムを有する、組み合わされた常用ブレーキ・ばね蓄力式ブレーキシリンダの断面図である。 図１に示したダイヤフラムを有する組み合わされた常用ブレーキ・ばね蓄力式ブレーキシリンダの常用ブレーキシリンダを部分的に断面して示した側面図である。

実施例の説明
図１には、組み合わされた常用ブレーキ・ばね蓄力式ブレーキシリンダ１（以下「コンビネーションシリンダ」と呼ぶ）が示されている。このコンビネーションシリンダ１は、常用ブレーキシリンダ２と、この常用ブレーキシリンダ２に構造的かつ機能的に結合されたばね蓄力式ブレーキシリンダ４とから成っている。常用ブレーキシリンダ２とばね蓄力式ブレーキシリンダ４とは、中間壁６によって互いに分離されている。ばね蓄力式ブレーキシリンダ４の内部には、ばね蓄力式ブレーキピストン８が摺動可能に配置されており、ばね蓄力式ブレーキシリンダ８の一方の側には、蓄力ばね１０が接触している。この蓄力ばね１０は、その反対側で、ばね蓄力式ブレーキシリンダ４の底部に支持されている。ばね蓄力式ブレーキピストン８と、中間壁６との間には、ばね蓄力式ブレーキ室１２が形成されている。このばね蓄力式ブレーキ室１２は圧力調整モジュール（縮尺上の理由から図示せず）に接続されており、これによりばね蓄力式ブレーキ室は、給気または排気することができる。給気時には、ばね蓄力式ブレーキピストン８は、蓄力ばね１０の緊縮下に、軸方向にパーキングブレーキの解除位置へ摺動させられる。このばね蓄力式ブレーキピストン８の摺動時に、蓄力ばね１０を収容しているばね室１４の内部に存在する空気は、排気弁１６を介して押し出される。これに対して制動の目的でばね蓄力式ブレーキ室１２が排気されると、蓄力ばね１０は、ばね蓄力式ブレーキピストン８を緊締作動位置へ摺動させることができる。

ばね蓄力式ブレーキピストン８は、中空のピストンロッド１８に結合されている。このピストンロッド１８は、中間壁６を貫いて、常用ブレーキシリンダ２の常用ブレーキ室２０内に延びている。中間壁６にはシール部材２２が挿入されており、このシール部材２２は、ピストンロッド１８の長手方向運動の間、ピストンロッド１８の外壁に対するシールを行う。常用ブレーキ室２０には、流入部（図示せず）が開口していて、この流入部を介して、常用ブレーキシリンダ２を操作するために圧縮空気が導入され、かつ導出される。圧縮空気は、常用ブレーキシリンダ２の内部に挿入されたダイヤフラム２４に作用する。このダイヤフラム２４の反対の側には、剛性の皿形のダイヤフラム受け２６の形の押圧部材が設けられている。すなわち、ダイヤフラム２４は、常用ブレーキシリンダ２の、圧力媒体により負荷可能でかつ負荷低減可能な、つまり圧力媒体供給・排出可能な常用ブレーキ室２０を、ダイヤフラム受け２６に支持された戻しばね３０を収容するばね室３１から分離している。

ダイヤフラム受け２６は、プッシュロッド２８に結合されている。このプッシュロッド２８は、コンビネーションシリンダ１の外部に設けられたブレーキ操作機構と協働する。このブレーキ操作機構は、たとえば自動車のディスクブレーキの操作エレメントであってよい。常用ブレーキシリンダ２はアクティブなブレーキシリンダであり、つまり常用ブレーキは、常用ブレーキ室２０への給気により緊締作動され、そして常用ブレーキ室２０からの排気により解除される。一方ではダイヤフラム受け２６に、他方では常用ブレーキシリンダ２の底部にそれぞれ支持された戻しばね３０は、プッシュロッド２８が、常用ブレーキ室２０の排気時に解除位置に戻されるようにするために働く。

ダイヤフラム２４の半径方向外側の取付け縁部３２は、半径方向内側に向かって先細りになった楔形の横断面を有している。ダイヤフラム２４の、半径方向内側に向かって先細りになった楔形の横断面を有するこの半径方向外側の取付け縁部３２は、該取付け縁部３２に対して相補的に成形された、中間壁６と常用ブレーキシリンダ２との間に設けられた半径方向外側に向かって拡張した楔形の横断面を有する収容部３４内にクランプされている。中間壁６と常用ブレーキシリンダ２とは、半径方向外側に向かって折り曲げられたフランジ３６，３８として形成された外縁部を形成している。これらのフランジ３６，３８の互いに向かい合った内面は、互いの間に楔形の横断面を有する収容部３４を形成する。

さらに、ダイヤフラム２４には、軸方向に延びかつ取付け縁部３２に関して半径方向内側に向かってずらされて配置された少なくとも１つのセンタリングリング４０が形成されている。このセンタリングリング４０により、ダイヤフラム２４は、常用ブレーキシリンダ２の壁４４の半径方向内側の周面４２に対してセンタリング可能である。特に有利には、センタリングリング４０は取付け縁部３２の中心平面に対してほぼ垂直に配置されていて、たとえば片側でダイヤフラム２４から離れる方向に突出している。しかし、この１つのセンタリングリング４０の代わりに、または付加的に、ばね蓄力式ブレーキシリンダ４の方向に突出しかつこのばね蓄力式ブレーキシリンダ４の壁の半径方向内側の周面に対してセンタリングする別のセンタリングリングが設けられていることも考えられる。

特に常用ブレーキシリンダ２の、センタリングリング４０がセンタリングされる半径方向内側の周面４２は、シリンダ軸線４６に対して同軸的な中心軸線を有する１つの仮想シリンダに位置していると有利である。

図示したように、センタリングリング４０は、周方向で見て完全に全周にわたって延びるように形成されているか、または複数の環区分から成るように形成されていてよい。ダイヤフラム２４は、ゴムから製造されていると有利であり、センタリングリング４０は、このダイヤフラム２４とワンピースに、つまり一体に形成されている。

その場合、互いに対してクランプされた中間壁６と常用ブレーキシリンダ２との、軸方向の成分を有するクランプ力により、ダイヤフラム２４のセンタリングリング４０は、常用ブレーキシリンダ２の壁４４の半径方向内側の周面４２に押圧される。換言すると、クランプ力の軸方向の成分により、取付け縁部３２は、楔作用に基づいて半径方向外側に向かって引っ張られて、それによってセンタリングリング４０は高められた半径方向力で常用ブレーキシリンダ２の壁４４の半径方向内側の周面４２に押圧されて、センタリングの自己倍力効果が得られる。

このような軸方向のクランプ力成分は、たとえば、常用ブレーキシリンダ２の、フランジ３６を形成する縁部と、中間壁６のフランジ３８とが、ばね蓄力式ブレーキシリンダ４の壁の縁部４８により縁曲げの形で被せられることにより実現可能である。この縁曲げ部は、たとえば変形加工プロセスにより製作される。その場合、この縁曲げ部は、クランプ力の軸方向の成分を生ぜしめる。

センタリングリング４０を有する、本発明によるダイヤフラム２４の使用は、組み合わされた常用ブレーキ・ばね蓄力式ブレーキシリンダ１に限定されるものではなく、このようなダイヤフラム２４は、当然ながら、あらゆる形式の圧力媒体操作式のブレーキシリンダにおいて使用され得る。

１ 常用ブレーキ・ばね蓄力式ブレーキシリンダ
２ 常用ブレーキシリンダ
４ ばね蓄力式ブレーキシリンダ
６ 中間壁
８ ばね蓄力式ブレーキピストン
１０ 蓄力ばね
１２ ばね蓄力式ブレーキ室
１４ ばね室
１６ 排気弁
１８ ピストンロッド
２０ 常用ブレーキ室
２２ シール部材
２４ ダイヤフラム
２６ ダイヤフラム受け
２８ プッシュロッド
３０ 戻しばね
３１ ばね室
３２ 取付け縁部
３４ 収容部
３６ フランジ
３８ フランジ
４０ センタリングリング
４２ 半径方向内側の周面
４４ 壁
４６ シリンダ軸線
４８ 縁部

Claims (9)

1. 少なくとも１つのダイヤフラム（２４）を有する圧力媒体操作式のブレーキシリンダ（１）であって、前記ダイヤフラム（２４）が、ブレーキシリンダ（１）の一方のシリンダ区分（２）と他方のシリンダ区分（６）との間に形成された半径方向外側に向かって拡張した楔形の横断面を有する収容部（３４）内にクランプされる、当該ダイヤフラム（２４）をブレーキシリンダ（１）に位置固定するための半径方向外側の取付け縁部（３２）を有しており、前記ダイヤフラム（２４）の前記半径方向外側の取付け縁部（３２）が、前記収容部（３４）に対して相補的に成形された、半径方向内側に向かって先細りになった楔形の横断面を有していて、前記ダイヤフラム（２４）に、軸方向に延びかつ前記取付け縁部（３２）に関して半径方向内側に向かってずらされて配置された少なくとも１つのセンタリングリング（４０）が形成されており、該センタリングリング（４０）により、前記ダイヤフラム（２４）が、前記ブレーキシリンダ（１）の壁（４４）の半径方向内側の周面（４２）に対してセンタリング可能であり、該半径方向内側の周面（４２）は、前記ダイヤフラム（２４）の前記センタリングリング（４０）のための当付け面を有しており、
   互いに対してクランプされた前記シリンダ区分（６，２）の、軸方向の成分を有するクランプ力により、前記取付け縁部（３２）は、楔作用に基づいて半径方向外側に引き込まれて、これにより前記センタリングリング（４０）が、半径方向の力で前記ブレーキシリンダ（１）の前記壁（４４）の前記半径方向内側の周面（４２）に押圧されることを特徴とする、ダイヤフラム（２４）を有する圧力媒体操作式のブレーキシリンダ。
2. 前記センタリングリング（４０）が、周方向で見て全周にわたって環状に延在して形成されているか、または複数の環区分から成るように形成されている、請求項１記載の圧力媒体操作式のブレーキシリンダ。
3. 前記センタリングリング（４０）が、前記ダイヤフラム（２４）と一体に形成されている、請求項１または２記載の圧力媒体操作式のブレーキシリンダ。
4. 前記センタリングリング（４０）が、前記取付け縁部（３２）の中心平面に対して、ほぼ垂直に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の圧力媒体操作式のブレーキシリンダ。
5. 前記ダイヤフラム（２４）が、ゴムから製造されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の圧力媒体操作式のブレーキシリンダ。
6. 前記当付け面（４２）が、シリンダ軸線（４６）に対して同軸的な中心軸線を有する１つの仮想シリンダに位置している、請求項１から５までのいずれか１項記載の圧力媒体操作式のブレーキシリンダ。
7. 圧力媒体操作式の前記ブレーキシリンダが、常用ブレーキシリンダ（２）と、ばね蓄力式ブレーキシリンダ（４）と、これらのブレーキシリンダの間に配置された中間壁（６）とを備えた、組み合わされた常用ブレーキ・ばね蓄力式ブレーキシリンダ（１）である、請求項１から６までのいずれか１項記載の圧力媒体操作式のブレーキシリンダ。
8. 前記ダイヤフラム（２４）が、前記常用ブレーキシリンダ（２）の、圧力媒体で負荷可能でかつ負荷低減可能な常用ブレーキ室（２０）を、戻しばね（３０）を収容するばね室（３１）から分離している、請求項７記載の圧力媒体操作式のブレーキシリンダ。
9. 前記ダイヤフラム（２４）が、前記常用ブレーキシリンダ（２）のプッシュロッド（２８）に結合された剛性の皿形のダイヤフラム受け（２６）と協働する、請求項８記載の圧力媒体操作式のブレーキシリンダ。

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