Kombinierter Betriebsbrems- und Fedβrspeicherbremszylinder mit Druckmitteianschlusskupplung

Beschreibung Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem kombinierten Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder für Fahrzeuge, mit wenigstens einem in einem Betriebsbremszylinder angeordneten, durch ein Druckmitte! betätigbaren Betriebsbremskolben, welcher eine Bβtriebsbremskammer begrenzt und mit einer auf Bremsbetätigungselemente einwirkenden Betriebsbrems-Kolbenstange verbunden ist, sowie mit wenigstens einem in einem Federspeicherbremszylinder angeordneten, durch eine Speicherfeder betätigbaren Federspeicherbremskolben, welcher auf der einen Seite von einer Federspeicherbremskammer und auf der entgegengesetzten Seite eine die Speicherfeder aufnehmende Federkammer begrenzt und mit einer Federspeicherbremskolbenstange verbunden ist, welche sich durch eine öffnung einer Zwischenwand erstreckt, welche den Betriebsbremszylinder und den Federspeicherbremszylinder voneinander trennt, wobei in der Zwischenwand ein Druckmittelanschi uss mit einer Bohrung zum Zu- und/oder Abführen von Druckmittel in die bzw. aus der Betriebsbremskammer oder in die bzw. aus der Federspeicherbremskammer vorgesehen ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Zur Betätigung von Bremsen in Nutzfahrzeugen werden unter anderem kombinierte pneumatische Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder verwendet. Ein derartiger Kombizylinder ist in Hintereinanderschaltung eine Kombination eines Betriebsbremszylinders für die Betätigung der Betriebsbremse und eines Federspeicherbremszylinders für die Betätigung der Hilfs- und Federspeicherbremse.

Ein gattungsgemäßer kombinierter Betriebsbrems- und Federspeicherzylinder eines Nutzfahrzeugs ist in der DE 35 03 216 A1 offenbart, wobei der in der Zwischenwand ausgebildete Druckmittelanschluss durch eine Bohrung mit einem Innengewinde gebildet wird, in welches ein Verbindungsstück einer Druckmittelleitung einschraubbar ist. Der Druckmittelanschluss verbindet dann die Druckmittelleitung mit der Betriebsbremskammer. Solche Druckmittelleitungen bzw. Verbindungsstücke können je nach Kundenanforderung des Fahrzeugherstellers unterschiedliche Durchmesser bzw. Abmessungen aufweisen, so dass der Zulieferer des kombinierten Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinders die Zwischenwand jeweils anpassen muss.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen kombinierten Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder der eingangs erwähnten Art derart weiter zu bilden, dass er bei günstigen Fertigungs- und Montagekosten flexibler einsetzbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass der Druckmittelanschluss wenigstens ein in der Bohrung gehaltenes separates Kupplungsteil beinhaltet, welches zum druckmittelleitenden Anschluss an ein mit einem Druckmittelrohr, einer Druckmittelleitung oder mit einem Druckmittelkanal verbundenes Partner- Kupplungsteil vorgesehen ist. Dann kann eine Anpassung an unterschiedliche Durchmesser und Größen von Druckmittelrohren, Druckmittelleitungen, Druckmittelkanälen oder Partner-Kupplungsteilen auf einfache Weise dadurch erfolgen, dass ein dementsprechend angepasstes Kupplungsteil in die Bohrung eingesetzt wird. Dadurch wird eine Herstellung unterschiedlicher Trennwände mit jeweils unterschiedlichen Bohrungs- bzw. Gewindedurchmessern entbehrlich. Es ist folglich ausreichend, in den Trennwänden eine einheitliche Bohrung mit gleichen Innenmaßen vorzusehen, in welche dann das in Bezug zu seinen

Außenmaßen standardisierte Kupplungsteil eingesetzt wird. Die Unterschiede beschränken sich demzufolge auf die jeweils anderen Anschlussgeometrien zwischen dem Kupplungsteil und dem Partner-Kupplungsteil, welche vom Fahrzeughersteller vorgegeben werden. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindung möglich.

Besonders bevorzugt ist das Kupplungsteil in der Bohrung formschlüssig gehalten, wobei der Formschluss beispielsweise durch eine Schnappverbindung gebildet wird. Diese kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass wenigstens ein in einer kreisringförmig umlaufenden, in der radial inneren Bohrungswand der Bohrung ausgebildeten Nut gehaltener, wenigstens axial federnd elastischer Schnappring vorgesehen ist, welcher mit einem Federabschnitt über diese Nut hinaus nach radial innen hinausragt, der in eine Ausnehmung des Kupplungsteils formschlüssig einfedernd oder einschnappend ausgebildet ist, wenn das Kupplungsteil in die Bohrung eingesteckt oder eingeführt wird. Eine solche Schnappverbindung kann sehr schnell und einfach, insbesondere mit geringen Montagekräften hergestellt werden.

Die Ausnehmung im Kupplungsteil für den Schnappring und der Federabschnitt des Schnapprings sind in Bezug zu einer Mittelachse des Kupplungsteils oder der

Bohrung bevorzugt derart schräg angeordnet, dass der einmal zustande gekommene Formschluss zwischen der Bohrung und dem Kupplungsteil unlösbar ist. Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Schnappring durch einen in einer weiteren Nut der Bohrung gehaltenen Haltering gekontert ist, welcher dann eine Wand der den Schnappring haltenden Nut bildet, dessen andere Wand beispielsweise durch einen Absatz der Bohrung gebildet wird.

Besonders bevorzugt trägt das Kupplungsteil wenigstens einen Dichtring, welcher gegenüber der radial inneren Bohrungswand der Bohrung dichtet. Dabei sind insbesondere ein mit der Bohrungswand gas- und druckdicht zusammen wirkender

Dichtring und in Richtung des Druckgefälles ein diesem nachgeordneter weiterer, wenigstens ein Vordringen von Feuchtigkeit und/oder Schmutz verhindernder Dichtring vorgesehen, wobei die formschlüssige Verbindung den wenigstens zwei Dichtringen zwischengeordnet ist. Dies verhindert eine Verschmutzung bzw. Korrosion der formschlüssigen Verbindung. Zum andern wird damit eine gas- bzw. druckdichte Ausführung der Kupplungsverbindung gewährleistet.

Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt :

Fig.1 eine Halbquerschnittsdarstellung eines kombinierten Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinders;

Fig.2 eine Querschnittsdarstellung eines Druckmittelanschlusses des kombinierten Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinders von Fig.1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig.3 einen vergrößerten Ausschnitts aus der Querschnittsdarstellung von Fig.2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig.1 ist ein kombinierter Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Dieser umfasst eine Betriebsbremsvorrichtung 2 mit einem Betriebsbremszylinder 4 aus Stahl, in dem ein pneumatisch beaufschlagbarer Betriebsbremskolben 6 geführt ist, welcher über eine Betriebsbremskolbenstange 8 beispielsweise eine aus Maßstabsgründen nicht gezeigte Scheibenbremse eines Nutzfahrzeugs betätigt. Weiterhin ist eine Federspeicherbremseinrichtung 10 mit einem Federspeicherbremszylinder 12 aus Stahl vorhanden, in welchem ein durch pneumatischen Druck in einer Federspeicherbremskammer 14 gegen die Federkraft einer Speicherfeder 16 in einer Federkammer 17 spannbarer Federspeicherbremskolben 18 geführt ist, durch welchen der Betriebsbremskolben 6 in Bremszuspannrichtung

beaufschlagbar ist. Der Betriebsbremszylinder 4 und der Federspeicherbremszylinder 12 bilden hintereinander koaxial angeordnet einen Kombibremszylinder 20. Weiterhin ragen vom Betriebsbremszylinder 4 kopfseitig Befestigungsbolzen 22 aus Stahl weg, um den Kombibremszylinder 20 am Fahrzeug befestigen zu können.

Eine Federspeicherbremskolbenstange 24 des Federspeicherbremskolbens 18 durchragt dichtend eine Durchgangsöffnung 26 in einer Trennwand 28 zwischen dem Federspeicherbremszylinder 12 und dem Betriebsbremszylinder 4 und kann mit ihrer Stirnfläche am Betriebsbremskolben 6 anschlagen. Dieser kann eine außenrandseitig zwischen die Trennwand 28 und einer radial äußeren Schulter 30 am Rand des Betriebsbremszylinders 4 eingespannte und axial bewegliche Membran 32 sowie eine zentrale, mit der Membran 32 verbundene Kolbenscheibe 34 beinhalten.

Die Schulter 30 ist vorzugsweise um mehr als 90 Grad umgebogen, so dass sich eine schräge Kontaktfläche zur Membran 32 hin ergibt. Andererseits ist auch die Trennwand 28 an ihrem radial äußeren Rand mit einer schrägen Kontaktfläche versehen, so dass sich dazwischen ein nach radial außen keilförmig erweiternder Querschnitt ergibt, in welchem der komplementär ausgeformte äußere Rand 36 der Membran 32 formschlüssig gehalten ist. In bekannter Weise kann außerdem der Federspeicherbremskolben 18 gegen die Wirkung der Speicherfeder 16 durch Belüften der Federspeicherbremskammer 14 in Lösestellung gebracht werden. Weiterhin kann durch Belüften einer Betriebsbremskammer 38, welche sich zwischen der Trennwand 28 und dem Betriebsbremskolben 6 erstreckt, Letzterer gegen die Wirkung einer sich einerseits am Betriebsbremskolben 6 und andererseits an einer Stirnwand des Betriebsbremszylinders 4 abstützenden Rückholfeder 40 in Zuspannstellung gebracht werden. Nicht zuletzt ist innerhalb der Federspeicherbremskolbenstange 24 eine mechanische Löseeinrichtung 46 integriert, mit welcher die Federspeicherbremse bei Druckausfall not- oder hilfsgelöst werden kann.

Weiterhin ist der radial äußere Umfang der Trennwand 28 mit einem Absatz 48 gegen einen komplementären Absatz 50 des Federspeicherbremszylinders 12 gekontert. Andererseits ist der Rand 52 des Federspeicherbremszylinders mit dem Rand des Betriebsbremszylinders 4 mittels einer Bördelung 54 verbunden, die zugleich den Rand 36 der Membran 32 befestigend umschließt.

In der Trennwand oder Zwischenwand 28 ist ein am besten in Fig.2 veranschaulichter Druckmittelanschluss 56 vorgesehen, der wenigstens ein in einer radial äußeren Umfangsfläche der Trennwand 28 ausgebildeten Sacklochbohrung 58 gehaltenes separates Kupplungsteil 60 beinhaltet, welches zum druckmittelleitenden und lösbaren Anschluss an ein mit einem externen Druckmittelrohr, einer externen Druckmittelleitung oder mit einem externen Druckmittelkanal verbundenes, hier nicht gezeigtes Partner-Kupplungsteil vorgesehen ist, das beispielsweise in das Kupplungsteil 60 einschraubbar ist. Der Druckmittelanschluss 56 dient zum Zu- und/oder Abführen von Druckmittel in die bzw. aus der Betriebsbremskammer 38, alternativ zum Zu- und/oder Abführen von Druckmittel in die bzw. aus der Federspeicherbremskammer 14. Beispielsweise steht die Sacklochbohrung 58 über einen in ihrem Boden ausgebildeten Kanal 62 mit der Betriebsbremskammer 38 in Verbindung.

Besonders bevorzugt wird das Kupplungsteil 60 in der Sacklochbohrung 58 formschlüssig gehalten, wobei der Formschluss beispielsweise durch eine

Schnappverbindung 64 erzeugt wird, die am besten in Fig.3 zu sehen ist. Diese ist vorzugsweise dadurch realisiert, dass wenigstens ein in einer kreisringförmig umlaufenden, in der radial inneren Bohrungswand der Sacklochbohrung 58 ausgebildeten Nut 66 gehaltener, wenigstens axial federnd elastischer Schnappring 68 vorgesehen ist, welcher mit einem Federabschnitt 70 über diese

Nut 66 hinaus ein kleines Stück weit nach radial innen ragt. Dieser Federabschnitt

70 des Schnapprings 68 ist in eine radial äußere Ausnehmung 72 des

Kupplungsteils 60 formschlüssig einfedernd oder einschnappend ausgebildet, wenn das Kupplungsteil 60 in die Sacklochbohrung 58 eingesteckt oder eingeführt wird. Weiterhin ist ein radial innerer Abschnitt 74 des elastischen Schnapprings 68

senkrecht zu einer Mittelachse 76 des Kupplungsteils 60 oder der Sacklochbohrung 58 angeordnet, um in der Nut 66 der Sacklochbohrung 58 gehalten werden zu können. Dabei ist die Sacklochbohrung 58 gestuft ausgebildet und verfügt dadurch über wenigstens einen Axialanschlag für das komplementär gestufte Kupplungsteil 60, um eine definierte axiale Lage im eingebauten Zustand zu gewährleisten.

Der elastische Schnappring 58 ist vorzugsweise durch einen in einer weiteren Nut 78 der Sacklochbohrung 58 gehaltenen Haltering 80 gekontert, der beispielsweise nicht vollständig umlaufend, sondern mit einer Umfangslücke versehen ist, so dass er unter Reduzierung seines Außendurchmessers radial zusammengedrückt werden kann. Nachdem der elastische Schnappring 68 auf einen Absatz 79 in der Sacklochbohrung 58 gelegt wurde, welcher stirnseitig eine Wand der Nut 66 bildet, wird dann der Haltering 80 zusammengedrückt, um ihn beim Loslassen in seine zugeordnete Nut 78 einfedern zu lassen, wodurch der elastische Schnappring 68 gegen die Ausziehrichtung des Kupplungsteils 60 aus der Sacklochbohrung 58 axial kontaktiert wird und damit gekontert ist. Somit bildet die dem Schnappring 68 zugewandte Stirnseite des Halterings 80 die andere Wand der Nut 66, in welcher der elastische Schnappring 68 gehalten ist.

Besonders bevorzugt sind die Ausnehmung 72 im Kupplungsteil 60 für den Schnappring 68 und der Federabschnitt 70 des Schnapprings 68 in Bezug zur Mittelachse 76 des Kupplungsteils 60 oder der Sacklochbohrung 58 derart schräg angeordnet, dass der einmal zustande gekommene Formschluss zwischen der Sacklochbohrung 58 und dem Kupplungsteil 60 unlösbar ist. Im vorliegenden Fall sind dazu der Federabschnitt 70 des Schnapprings 68 und die Ausnehmung 72 in Einsteck- oder Einführrichtung des Kupplungsteils 60 in die Sacklochbohrung 58 abgewinkelt. Außerdem ist die Ausnehmung 72 im Kupplungsteil 60 gemäß der Abwinkelung des Federabschnitts 70 des Schnapprings 68 komplementär keilförmig ausgebildet.

Während des Einführens des Kupplungsteils 60 in die Sacklochbohrung 58 verformt sich daher der Federabschnitt 70 des Schnapprings 68 zunächst axial in Einführrichtung, und federt oder schnappt, wenn er eine obere Randkante 73 der Ausnehmung 72 im Kupplungsteil 60 passiert hat, in diese Ausnehmung 72 ein. In dieser Lage ist die radial innere Umfangsfläche des Federabschnitts 70 des Schnapprings 68 gegen eine zugeordnete Stirnfläche 75 der Ausnehmung 72 gekontert, so dass ein Lösen Herausziehen des Kupplungsteils 60 aus der Sacklochbohrung 58 nicht ohne Beschädigung möglich ist.

Besonders bevorzugt trägt das Kupplungsteil 60 wenigstens einen Dichtring, welcher gegenüber der radial inneren Bohrungswand der Sacklochbohrung 58 dichtet. Genauer sind ein mit der Bohrungswand gas- und druckdicht zusammen wirkender Dichtring 82 und in Richtung des Druckgefälles ein diesem nachgeordneter weiterer, wenigstens ein Vordringen von Feuchtigkeit und/oder

Schmutz verhindernder Dichtring 84 vorgesehen, wobei die formschlüssige Schnappverbindung 64 den wenigstens zwei Dichtringen 82, 84 in Richtung des

Druckgefälles gesehen zwischengeordnet ist.

Das Kupplungsteil 60 und/oder das Partner-Kupplungsteil bestehen vorzugsweise aus Stahl, Messing oder einem Kunststoff. Gleichsam ist jedes andere beliebige Material denkbar, welches die für druckmittelführende Kupplungsteile geforderte Steifigkeit und Festigkeit aufweist.

Vor diesem Hintergrund ist die Funktionsweise des kombinierten Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinders 1 wie folgt :

Ausgehend von der in Fig.1 gezeigten Situation, in der sowohl die Federspeicherbremse als auch die Betriebsbremse gelöst sind, wird zum Zuspannen der Betriebsbremse die Betriebsbremskammer 38 über den Druckmittelanschluss 56 belüftet, woraufhin einerseits der Betriebsbremskolben 6 von der Trennwand 28 weg nach links verschoben wird. Die Verschiebung des Betriebsbremskolbens 6 bewirkt, dass die Scheibenbremse zugespannt wird.

Hingegen sorgt ein Entlüften der Betriebsbremskammer 38 dafür, dass der Betriebsbremskolben 6 durch die Rückholfeder 40 in Lösestellung, d.h. in Fig.1 nach rechts verschoben wird und an der Stirnfläche der Federspeicherbremskolbenstange 24 bzw. an der Trennwand 28 anschlägt. Zum längeren Halten der Betriebsbremse in Zuspannstellung, d.h. wenn sich der pneumatische Druck in der Betriebsbremskammer 38 nach einiger Zeit abgebaut hat oder die Betriebsbremskammer 38 gezielt entlüftet wurde, soll nun die Federspeicherbremse zugespannt werden. Dazu wird die Federspeicherbremskammer 14 entlüftet, woraufhin die Speicherfeder 16 den Federspeicherbremskolben 18 zusammen mit der Federspeicherbremskolbenstange 24 in Fig.1 nach links drängt, welche stirnseitig mit dem Betriebsbremskolben 6 in Kontakt steht. Dieser Bewegung folgt der Betriebsbremskolben 6 sowie die mit ihm gekoppelte Betriebsbremskoibenstange 8, welche die Scheibenbremse in Zuspannstellung bringt bzw. hält.

ßezugszahleniiste

1 Kombinierter Betriebsbrerns - und Federspeicherbremszylinder

2 Betriebsbremseinrichtung

4 Betriebsbremszylinder

6 Betriebsbremskolben

8 Betriebsbremskolbenstange

10 Federspeicherbremseinrichtung

12 Federspeicherbremszylinder

14 Federspeicherbremskammer

16 Speicherfeder

17 Federkammer

18 Federspeicherbremskolben

20 Kombibremszylinder

22 Befestigungsbolzen

24 Federspeicherbremskolbenstange

26 Durchgangsöffnung

28 Trennwand

30 Schulter

32 Membran

34 Kolbenscheibe

36 Rand

38 Betriebsbremskammer

40 Rückholfeder

46 Löseeinrichtung

48 Absatz

50 Absatz

52 Rand

54 Bördelung

56 Druckmittelanschluss

58 Sacklochbohrung

80 Kuppiungstθii

82 Kanaä

64 Schnappverbindung

86 Nut

68 Schnappring

70 Federabschnitt

72 Ausnehmung

73 Randkante

74 radiai innerer Abschnitt

75 Stirnfläche

76 Mitteiachse

78 Nut

79 Absatz

80 Haltering

82 Dichtring

84 Dichtring