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Die
Erfindung betrifft generell Bremszylinder für Fahrzeuge und insbesondere
solche in Membran- oder Kolbenbauart.
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Eine
Druckluftbremsanlage für
ein Fahrzeug, wie beispielsweise einen Bus, eine Zugmaschine, einen
LKW oder dergleichen, weist typischerweise Bremszylinder auf, die
vom Fahrer über
eine entsprechende Steueranlage über
Druckluft gesteuert werden. Bekannte Bremszylinder besitzen meist
die Kombination eines Betriebsbremszylinders und eines Federspeicherbremszylinders.
Der Betriebsbremszylinder wird durch Einleitung von Druckluft in
eine Bremskammer betätigt
und führt
zu einer Bremsung, während
der Federspeicherteil indirekt bremst, also eine Bremswirkung, beispielsweise
eine Hilfs- und/oder Feststellbremswirkung durch gezieltes Entlüften einer
Lösekammer
unter Ausnutzung der Kraft einer Speicherfeder herbeiführt. Der
Federspeicherbremszylinder kann als Feststellbremse oder auch als
Notbremse eingesetzt werden, wenn die Druckluftversorgung auf dem
Fahrzeug ausfällt.
Der Federspeicherbremszylinder weist üblicherweise eine Speicherfeder
auf, deren gespeicherte Kraft zur Einleitung einer Bremse, also
zum Anlegen der Bremsbacken genutzt wird, wenn eine Entlüftung der
Lösekammer
stattfindet oder ein Druckluftverlust eintritt. Üblicherweise wird der Betriebsbremsteil
und der Federspeicherteil zusammengebaut. Es entsteht dann der so
genannte kombinierte Federspeicherbremszylinder.
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Der
Betriebsbremsteil besitzt ein Gehäuse, welches durch eine Membran
in zwei Kammern unterteilt wird. Eine dieser Kammern ist die Bremskammer.
Durch Niederdrücken
des Fußbremspedals während der
normalen Fahrt wird Druckluft in die Bremskammer des Betriebsbremszylinders
geschickt, die sich auf die Membran auswirkt, so dass eine Bremsstange
entsprechend ausgefahren und die Bremsen angelegt werden, wobei
der Grad der erzielten Bremswirkung proportional zu dem Druck der
Druckluft in der Bremskammer ist.
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Ähnlich wie
die Bremskammer ist auch der Federspeicherteil in zwei Kammern unterteilt,
nämlich
eine unter Druck stehende Kammer und eine nicht unter Druck stehende
Kammer. Diese beiden Kammern werden üblicherweise durch eine Membran
aus Gummi und einen Teller oder eine Platte unterteilt, wobei der
Teller und eine Feder in der nicht druckbeaufschlagten Federkammer
untergebracht sind. Die Feder stützt
sich andererseits an der Stirnwandung des Gehäuses des Federspeicherteils
ab. Wenn Druckluft in die Lösekammer
geschickt wird, wirkt diese auf die Membran ein und drückt über den Teller
die Speicherfeder in der Federkammer entsprechend zusammen.
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Im
Falle eines Verlusts von Druckluft oder einer beabsichtigten Entlüftung der
Lösekammer
wird die Federspeicherbremse mechanisch aktiviert, indem die gespeicherte
Kraft der Speicherfeder zur Einwirkung gebracht wird. Es wird eine
Stange oder ein Rohr entsprechend verschoben, so dass letztendlich
die Bremsen angelegt werden. Dies geschieht oft auch durch den Betriebsbremsteil
hindurch. Der Federspeicherteil übernimmt
dabei die Funktion einer Feststell- und/oder Hilfsbremse, die auch
in Notsituationen betätigt
werden kann. Da die gespeicherte Kraft der zusammengedrückten Speicherfeder
relativ groß ist,
ist es gefährlich,
Servicearbeiten an dem Federspeicherteil auszuführen, wenn die Speicherfeder
nicht in geeigneter Weise gekammert und damit an einer Ausdehnung
gehindert ist. Aus Sicherheitsgesichtspunkten weisen manche Federspeicherbremszylinder
zur Ausführung
von Servicearbeiten eine Spanneinrichtung aus einer Spannschraube
und einer Mutter auf, die so eingestellt werden können, dass
die Speicherfeder in zusammengedrücktem Zustand sicher gekammert
ist und sich nicht ausdehnen kann.
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Wenn
Druckluft oder ein anderes Medium aus der Lösekammer gezielt abgelassen
wird, dehnt sich die Speicherfeder entsprechend unter Bewegung der
Membran aus, wobei das Volumen der Federkammer sich vergrößert. Demzufolge
muss es möglich
sein, dass von der Atmosphäre
Luft in die Federkammer nachströmt,
damit dort die Entstehung von Unterdruck vermieden wird. Umgekehrt
verkleinert sich während
der Zusammendrückung
der Speicherfeder das Volumen und es muss die Möglichkeit geschaffen sein,
dass Luft in die Atmosphäre überströmen kann.
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Bei
vielen Federspeicherbremszylindern ist die Federkammer einfach offen
gestaltet, d. h. in dem betreffenden Gehäuseteil des Federspeicherbremszylinders
ist eine Öffnung
vorgesehen, die direkt in die Atmosphäre führt. Damit besteht natürlich die Möglichkeit,
dass Schmutz, Salz, Feuchtigkeit und andere unerwünschte Substanzen
und Verunreinigungen aus der Atmosphäre direkt in die Federkammer
gelangen können.
Bei einigen bekannten Federspeicherbremszylindern sind aufwendige
Anordnungen von Ventilen und Leitungsverbindungen vorgesehen, mit
denen beispielsweise ein Luftaustausch zwischen verschiedenen Kammern
ermöglicht
wird. dies gilt insbesondere für
kombinierte Federspeicherbremszylinder. Diese Gestaltungen erfordern
jedoch zusätzliche
Elemente und Komponenten mit entsprechend aufwendiger Herstellung.
Bei anderen Bremszylindern werden externe Filter eingesetzt, die
Entlüftungsöffnungen
abdecken und an der Außenseite des
Gehäuses
des Bremszylinders vorgesehen sind, um Verunreinigungen in entsprechende
Kammern nicht eintreten zu lassen. Außen angesetzte Filter benötigen jedoch
zusätzlichen
Bauraum und machen es notwendig, entsprechende Sonderelemente herzustellen
und zu montieren.
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Aus
der
US 5,937,733 A ist
ein kombinierter Federspeicherbremszylinder mit einer innen verlaufenden
Atmungsleitung bekannt, die aus einer Reihe kompliziert angeordneter Öffnungen
in dem Gehäuse des
Bremszylinders, in der Bremsbetätigungsstange und
in der Büchse
eines Druckrohres bestehen. Die Reihe der Öffnungen verbindet die nicht
unter Druck stehenden Kammern des Bremszylinders mit der Atmosphäre. Die
Luft tritt an der äußeren Öffnung ein, passiert
eine Filtereinrichtung, die außen
an dem Gehäuse
des Bremszylinders angeordnet ist, wobei diese äußere Öffnung durch das Filter so
abgedeckt ist, dass die in die Federkammer einströmende bzw.
aus dieser ausströmende
Luft gefiltert wird. Der Federspeicherbremszylinder weist auch eine
Löseeinrichtung
mit einer Spannschraube auf. Die Spannschraube ist kein Bestandteil
der Atmungsleitung.
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Aus
der
US 3,508,469 ist
ein weiterer kombinierter Federspeicherbremszylinder in der grundsätzlich üblichen
Bauart bekannt, also mit einem Gehäuse, in dem ein Betriebsbremsteil
und ein Federspeicherteil untergebracht sind. Der Federspeicherteil weist
eine Federkammer und in der Federkammer eine zusammendrückbare Speicherfeder
auf. Es ist eine Löseeinrichtung
zum willkürlichen
Zusammendrücken
der Speicherfeder vorgesehen, die eine an einem Federteller der
Speicherfeder angreifende Mutter und eine Spannschraube umfasst.
Die Federkammer ist über
einen einen Atmungskanal bildenden Strömungspfad mit der Atmosphäre verbunden. Zu
diesem Zweck weist der Federspeicherteil eine Deckel mit einem hülsenartigen
Fortsatz auf, der von außen
in die Federkammer einragt und einen ringförmigen Filter aufnimmt, der
die abgedichtet gelagerte Spannschraube umgibt. Die Spannschraube
ist kein Bestandteil des Strömungspfades.
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US 5,632,192 A beschreibt
einen kombinierten Federspeicherbremszylinder, der eine Einrichtung
zur Anzeige umfasst, die an einem Lösewerkzeug untergebracht ist,
die Einrichtung zeigt den Zustand an, wenn das Lösewerkzeug die Endlösestellung
erreicht hat. Das Lösewerkzeug
besitzt ein mit Gewinde versehenes Element, welches sich aus dem
Bremszylinder während
der Kammerung der Speicherfeder nicht überstehend hinauserstreckt. Die
Anzeige wird von dem Bremszylinder nach außen beaufschlagt, wenn die
Löseschraube
die Speicherfeder teilweise kammert. Nur für den Fall, dass die Spannschraube
ganz gelöst
ist, wird die Anzeige nach innen gezogen. Auf diese Weise hat eine Person,
die den Bremszylinder betätigt
oder eine Servicearbeit durchführt,
eine visuelle Anzeige des Zustandes, in dem die Einrichtung zur
Kammerung der Speicherfeder völlig
gelöst
ist. In dieser Druckschrift wird jedoch kein Filter und auch kein
Entlüftungssystem
beschrieben.
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Aus
der
US 5,263,403 A und
der
US 5,311,809 A sind
kombinierte Federspeicherbremszylinder bekannt, die im Federspeicherteil
eine nicht unter Druck stehende Federkammer und im Betriebsbremsteil
eine ebenfalls nicht unter Druck stehende Kammer aufweisen. Diese
beiden Kammern sind über
eine außen
am Gehäuse
angebrachte Rohrleitung verbunden, durch die der Luftaustausch zwischen
den beiden Kammern erfolgt, die sich hinsichtlich ihrer Volumina
gegenläufig
verhalten.
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Aus
der
US 4,890,540 ist
ein Bremszylinder bekannt, bei dem im Anschluss an eine Kammer zwei in
unterschiedlicher Höhe
angeordnete Durchbrechungen vorgesehen sind. Die untere Durchbrechung
ist gänzlich
offen gestaltet und erbringt die unmittelbare Verbindung zur Atmosphäre, ohne
die Anwendung eines Deckels oder eines Filters, während die
obere Durchbrechung abgedichtet ist, um den Eintritt von Verunreinigungen
in das Gehäuse
zu verhindern.
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Aus
der
US 3,896,706 ist
eine Bremseinheit mit Entlüftungsöffnungen
in dem Gehäuse
einer nicht unter Druck stehenden Kammer bekannt. Diese Entlüftungsöffnungen
sind durch außen
angesetzte Filter am Gehäuse
abgedeckt.
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Alle
oben aufgeführten
Konstruktionen besitzen eine Reihe von Nachteilen, einschließlich des Umstandes,
dass aufwendig aufgebaute Filterkonstruktionen eingesetzt werden
und zusätzliche
Durchbrechungen an dem entsprechenden Gehäuseteil erforderlich sind.
Es kann zusätzlich
oder alternativ vorkommen, dass eine ungenügende Filterwirkung der Verunreinigungen
erreicht wird.
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AUFGABE DER
ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremszylinder aufzuzeigen,
der die oben beschriebenen Nachteile nicht mehr aufweist.
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Insbesondere
soll ein Bremszylinder bereitgestellt werden, der einen Luftaustausch
der Federkammer des Gehäuses
des Bremszylinders ermöglicht.
Die in die Federkammer eingesaugte Luft soll gefiltert werden und
Verunreinigungen sollen von dem Eintritt in die Federkammer ferngehalten
werden. Der Filter soll einen einfachen Aufbau gestatten. Zusätzliche
Durchbrechungen in dem Gehäuseteil sollen
vermieden werden. Der Filter soll eine hinreichende Filterwirkung
erbringen.
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LÖSUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs
1 gelöst.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Löseeinrichtung für die Kammerung
der Speicherfeder zugleich auch als Verbindungsleitung der Federkammer
zur Atmosphäre
auszubilden. Zu diesem Zweck wird eine hohle Spannschraube eingesetzt,
die in ihrem Inneren nicht nur einen Teil des Kanals für den Strömungspfad
bildet, sondern zugleich auch der Anbringungsort bzw. der Unterbringungsort für den Filter
darstellt. Damit eine gezielte Strömung durch den Filter erfolgt,
ist die Federkammer mit Ausnahme des aufgezeigten Strömungsweges
im Wesentlichen druckdicht ausgebildet. Die Spannschraube kann auch
als Spannbolzen ausgebildet sein, der ohne Verwendung von Gewinden
eine Kammerung der Speicherfeder ermöglicht.
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In
einer besonderen Ausführungsform
wird jedoch eine Spannschraube mit einem Außengewinde eingesetzt, die
in ihrem Inneren hohl ausgebildet ist und damit einen Kanal bildet.
Die Spannschraube wird in Verbindung mit einer Mutter mit korrespondierendem
Innengewinde eingesetzt. Damit wird die Kammerung der Speicherfeder
aufgrund einer Relativverdrehung der Spannschraube in der ortsfest
angeordneten Mutter möglich.
Es versteht sich, dass umgekehrt auch die Mutter verdrehbar vorgesehen sein
könnte,
um damit die Spannschraube axial zu bewegen. Bevorzugt wird jedoch
eine ortsfeste Anordnung der Mutter am Gehäuse eingesetzt.
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Bei
weiteren Ausführungsformen
ist eine Einrichtung zur Anzeige der Zusammendrückung der Speicherfeder vorgesehen.
Die Einrichtung zeigt auch Zwischenstellungen an und lässt damit
den Grad der Zusammendrückung
der Speicherfeder, nicht nur deren vollständig zusammengedrückte Endstellung
erkennen. Diese Einrichtung kann unter Nutzung der bereits beschriebenen
Merkmale erreicht werden, beispielsweise durch Verwendung einer
Spannschraube mit einem Außengewinde
und mit einem Kanal im Innern, wobei das Außengewinde mit einem Innengewinde
der schon beschriebenen Mutter zusammenarbeitet. Das Ausmaß des Überstandes
der Spannschraube gegenüber
der hinteren Stirnwand des Gehäuseteils
des Federspeicherbremszylinders ist damit ein Maß für die Kammerung der Speicherfeder.
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KURZBESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile des Bremszylinders gehen aus der nachfolgenden
Figurenbeschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor:
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1 zeigt
einen Querschnitt durch einen Bremszylinder in einer ersten Ausführungsform
mit voll eingeschraubter Spannschraube und Darstellung der Speicherfeder
in der zusammengedrückten
Stellung durch Druckbeaufschlagung der Lösekammer.
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2 zeigt
einen Querschnitt durch den Bremszylinder gemäß 1 mit teilentlüfteter Lösekammer.
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3 zeigt
einen Querschnitt durch den Bremszylinder gemäß 1 in der
Stellung bei vollentlüfteter
Lösekammer.
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4 zeigt
einen Querschnitt durch den Bremszylinder gemäß 1 in einer
Zwischenstellung, bei der die Speicherfeder durch Betätigung der Spannschraube
willkürlich
manuell teilweise zusammengedrückt
ist.
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5 zeigt
einen Querschnitt durch den Bremszylinder gemäß 1 in der
durch die Betätigung
der mechanischen Löseeinrichtung
vollständig zusammengedrückten Speicherfeder.
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6 zeigt
einen vergrößerten Ausschnitt zur
Darstellung des Strömungspfades
um die Spannschraube herum.
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7 zeigt
eine vergrößerte perspektivische Darstellung
eines Lagerrings am einen Ende der Spannschraube des Bremszylinders
gemäß 1.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Bremszylinders ist in 1 dargestellt.
Der Bremszylinder weist ein mindestens zweiteiliges Gehäuse 10 auf.
Das Gehäuse
kann die Gehäuseteile 12 und 14 aufweisen.
In dem Gehäuseteil 12 ist
zentral eine Durchbrechung 16 vorgesehen. Auch das Gehäuseteil 14 weist
zentral eine Durchbrechung 18 auf. Der Bremszylinder kann
als Federspeicherzylinder, kombinierter Federspeicherzylinder oder
in sonstiger Weise ausgebildet sein.
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In
dem Gehäuse 10 ist
ein Rohr 20 gleitend und dichtend gelagert, welches bezüglich der
Durchbrechung in jede Stellung zwischen einer zurückgezogenen
Position und einer vorstehenden Position verfahrbar ist. Mit dem
Rohr 20 ist eine Membran 22 verbunden. Bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der äußere Umfangsrand 24 der
Membran 22 zwischen den Gehäuseteilen 12 und 14 dichtend
eingespannt. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform
ist der innere Umfangsrand 26 der Membran 22 in
der Nähe
des rückwärtigen Endes
des Rohres 20 dichtend festgelegt. Der Membran 22 ist
ein Teller 28 zugeordnet, der mit der Membran 22 und dem
Rohr 20 eine Einheit bildet, die aus einer zusammengedrückten Stellung
am hinteren Ende, wie in 1 dargestellt, in eine Stellung
nach vorn bewegbar ist, deren Endstellung in 3 erkennbar
ist.
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In
dem Rohr 20 ist eine Spannschraube 40 untergebracht,
deren eines Ende sich durch die Durchbrechung 16 des Gehäuses 10 nach
außen
erstreckt, während
auf dem anderen Ende ein Lagerring 42 vorgesehen ist. Die
Spannschraube 40 ist hohl ausgebildet und weist so in ihrem
Inneren einen Kanal 44 auf, der einen Bestandteil eines
Strömungspfades
darstellt, über
den die das Gehäuse
umgebende Atmosphäre
mit einer Federkammer 30 innerhalb des Gehäuses 10 verbunden
ist. Im Inneren der Spannschraube 40 und damit in dem Kanal 44 ist
ein Filter 46 untergebracht, welches die Aufgabe hat, Verunreinigungen
aus der Umgebungsluft beim Luftaustausch der Federkammer 30 durch
den Kanal 44 auszufiltern.
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Der äußere Umfang
der Spannschraube 40 ist zumindest teilweise mit einem
Außengewinde
versehen, welches zumindest teilweise in eine Mutter 48 mit
korrespondierendem Innengewinde eingreift. In bevorzugter Ausführungsform
ist die Mutter 48 an dem Gehäuseteil 12 ortsfest
und damit drehgesichert gelagert. Die Durchbrechung der Mutter 48 bildet
damit die Durchbrechung 16 aus. Die Mutter 48 besitzt ein
korrespondierendes Innengewinde. Die Spannschraube 40 ist
so in die Mutter 48 eingeschraubt. Durch einfaches Verdrehen
der Spannschraube 40 relativ zur Mutter 48 kann
die Stellung der Spannschraube 40 relativ zu dem Gehäuseteil 12 verändert, beispielsweise
eingestellt werden. Durch Verdrehen der Spannschraube 40 ist
es möglich,
eine in der Federkammer 30 untergebrachte Speicherfeder 34 manuell
willkürlich
zusammenzudrücken
oder in die ausgedehnte Stellung zu überführen. Dies ermöglicht das
Lösen einer
Bremse auch dann, wenn die Druckluftversorgung ausgefallen ist.
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Der
Lagerring 42 weist einen ihn durchsetzenden Kanal 50 auf,
der ebenfalls Bestandteil des oben beschriebenen Strömungspfades
ist und es ermöglicht,
dass Luft durch den Lagerring 42 hindurchtreten kann, wie
dies aus 7 besser erkennbar ist und nachfolgend
beschrieben wird. Der Lagerring 42 weist eine aus Kunststoff,
insbesondere Nylon, bestehende Lagerfläche auf, mit der er am inneren
Umfang des Rohres 20 geführt ist. Damit wird die Reibung
zwischen dem Rohr 20 und der Spannschraube 40 bei
Relativbewegungen der Teile relativ zu der Spannschraube vermindert,
insbesondere beim manuellen Verdrehen der Spannschraube 40.
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Die
Federkammer 30 wird im Wesentlichen durch das Gehäuseteil 12,
die Membran 22 und den Teller 28 begrenzt. Die
Federkammer 30 ist üblicherweise
drucklos und dient zur Unterbringung der Speicherfeder 34.
Die Speicherfeder 34 stützt
sich an der inneren Stirnwand 36 des Gehäuseteils 12 einerseits und
an dem Teller 28 andererseits ab. Andererseits ist in dem
Gehäuse 10 eine
Lösekammer 45 gebildet, die
im Wesentlichen von dem Gehäuseteil 14 und
der Membran 22 sowie weiteren Bestandteilen, insbesondere
dem Rohr 20, umschlossen wird. Die Volumina der Federkammer 30 und
der Lösekammer 45 verhalten
sich gegenläufig. Üblicherweise
steht die Lösekammer 45 mit
einem Druckluftanschluss in Verbindung, über den Druckluft zum Zusammendrücken der
Speicherfeder und damit zum Lösen
der Bremse einsteuerbar ist. Wenn Druckluft in die Lösekammer 45 eingesteuert
wird, wird die Einheit aus Membran 22, Teller 28 und
Rohr 20 unter Zusammendrückung der Speicherfeder 34 nach
hinten innerhalb des Gehäuses 10 verschoben.
In der Endstellung ist die Speicherfeder 34 vollständig zusammengedrückt, wobei
das Volumen der Federkammer 30 ein Minimum erreicht, während die
Lösekammer 45 ihr
maximales Volumen einnimmt.
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Beim
Zusammendrücken
der Speicherfeder 34 fließt Luft durch eine Durchbrechung 38 in
dem Teller 28 bzw. in der verschiebbaren Einheit, wie dies am
besten aus 6 erkennbar ist. Die Luft wird
aus der Federkammer 30 ausgestoßen und gelangt über die
Durchbrechung 38 in das Innere des Rohres 20 in den
Ringraum zwischen dem Rohr 20 und der Spannschraube 40.
Die Luft fließt
weiter durch den Kanal 50 in dem Lagerring 42 und
verlässt
das Gehäuse 10 durch
den Kanal 44 und durch den Filter 46. Die Lösekammer 45 ist üblicherweise
abgedichtet ausgebildet. Auch die Federkammer 30 kann im
Wesentlichen luftdicht ausgebildet sein, mit Ausnahme des Strömungspfades über den
Kanal 44 zur Atmosphäre.
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Wenn
umgekehrt der Druck in der Lösekammer 45 abgesenkt
wird, dehnt sich die Speicherfeder 34 aus, so dass sich
das Volumen der Federkammer 30 auf Kosten des Volumens
der Lösekammer 45 vergrößert. Demzufolge
bildet sich in der Federkammer 30 ein Vakuum, welches dazu
führt,
dass aus der Atmosphäre
Luft in die Federkammer 30 eingesaugt wird. Dies geschieht
durch den Kanal 44 in der Spannschraube 40 und
durch den Filter 46 sowie durch den Kanal 50 in
dem Lagerring 42 zwischen der Spannschraube 40 und
dem Rohr 20 sowie schließlich durch die Durchbrechung 38 in
die Federkammer 30 hinein, wie dies in 6 durch
Pfeildarstellungen verdeutlicht ist.
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Für Fachleute
auf dem vorliegenden Gebiet gibt es verschiedene Möglichkeiten,
den Strömungspfad
zu verwirklichen, der die Federkammer 30 mit der Atmosphäre außerhalb
des Gehäuses 10 verbindet,
und dabei einen Filter in der Spannschraube 40 unterzubringen.
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Das
Verständnis
für die
vorliegende Erfindung und die Führung
des Strömungspfades
durch den Filter 46 kann unter Hinweis auf die anderen
Figuren verdeutlicht werden. 1 zeigt die
Stellung, in der die Lösekammer 45 voll
druckbeaufschlagt ist. Demzufolge ist auch die Speicherfeder 34 voll
zusammengedrückt
und das Rohr befindet sich in seiner hintersten, in dem Gehäuse zurückgezogenen Stellung.
Dabei ist die Spannschraube 40 am weitesten von einem Anschlag
an andere Teile entfernt. 2 zeigt
eine Stellung, in der der Druck in der Lösekammer reduziert ist, so
dass sich die Speicherfeder 34 teilweise entspannen kann
und so das Rohr 20 teilweise nach vom verschiebt, wodurch
letztendlich eine Teilbremsung erreicht wird. In dem Maße, in dem
der Druck in der Lösekammer 45 erniedrigt
wird, wölbt
sich die Membran 22 entsprechend durch und verlagert ihre
Stellung, wobei das Volumen der Lösekammer 45 abnimmt
und das Volumen der Federkammer 30 zunimmt. Die Zunahme
des Volumens der Federkammer schafft ein Vakuum, welches dazu führt, dass
Umgebungsluft von der Atmosphäre
außerhalb
des Gehäuses
nach innen fließt.
Der in 2 dargestellte Pfeil zeigt den Weg der Luft von außen in das
Gehäuse 10.
Die Luft gelangt zunächst in
das Innere der Spannschraube 40, und zwar durch den Filter 46 hindurch.
Dabei filtert der Filter 46 beim Durchgang der Luft durch
die Spannschraube 40 jegliche unerwünschte Verunreinigungen, wie
Schmutz, Fett, Feuchtigkeit oder andere unerwünschte Stoffe aus, die in der
Federkammer 30 unerwünscht
sind. Nach dem Durchgang der Luft durch den Filter 46 und
den Kanal 44 in der Spannschraube 40 bewegt sich
die Luft durch den Kanal 50 in dem Lagerring 42 und
strömt
weiter in dem Zwischenraum zwischen dem Rohr 20 und der
Spannschraube 40, bis sie schließlich durch die Durchbrechung 38 in
die Federkammer 30 gelangt. Bei fortgesetzter Bewegung
der Membran 22 nach vorne setzt sich die Vergrößerung des
Volumens der Federkammer 30 fort. Entsprechend dieser Bewegung
strömt
mehr Luft nach. Der Weg der Luft ist in 6 noch deutlicher
dargestellt.
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3 zeigt
die Stellung, in der der Druck in der Lösekammer 45 vollständig erniedrigt
oder z. B. durch einen Defektfall verlorengegangen ist. In diesem
Fall herrscht in der Lösekammer 45 Atmosphärendruck,
so dass die Speicherfeder 34 die gänzlich entspannte Stellung
einnimmt und so das Rohr 20 nach vorn in die am meisten
ausgefahrene Stellung aus dem Gehäuse 10 heraus verschiebt.
Durch die entsprechende Mitbewegung der Membran 22 wird das
Volumen der Lösekammer 45 minimal
und das Volumen der Federkammer 30 maximal. Diese Endstellung
wird durch Anschläge
bestimmt, die entweder, wie in 3 dargestellt,
durch eine Zwischenwand am Gehäuseteil 14 realisiert
werden oder in Anlagesituationen in nachfolgenden Bremsenteilen ihre
Ursache haben. Auf jeden Fall wird die Federkammer 30 mit
Umgebungsluft von außerhalb
des Gehäuses 10 entsprechend
aufgefüllt.
Die in 3 dargestellten Pfeile zeigen den Weg des Strömungspfades
von außen
in das Innere des Gehäuses 10. Auch
hier wird die Luft wieder durch das Filterelement 46 und
die Spannschraube 40 eingesogen. Die Luft fließt durch
die Spannschraube 40, wobei im Filter 46 unerwünschte Verunreinigungen
wie Schmutz, Fett, Feuchtigkeit und jegliche andere unerwünschte Stoffe
ausgefiltert werden. Nach dem Durchtritt der Luft durch den Filter 46 und
den Kanal 44 in der Spannschraube 40 gelangt die
Luft durch den Kanal 50 in dem Lagerring 42 und
durch die Durchbrechung 38 in die Federkammer 30.
Die in 3 dargestellte Stellung wird beispielsweise dann
erreicht, wenn die Federspeicherbremse eingelegt wird oder auch
im Defektfall, wenn der Druck in der Lösekammer verloren geht oder
ausfällt.
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4 zeigt
eine Stellung, in der die Spannschraube 40 teilweise verdreht
wurde, wobei die Speicherfeder 34 entsprechend zusammengedrückt wird.
Dabei wurde also willkürlich
und manuell die Spannschraube 40 in der ortsfesten Mutter 48 verdreht,
und zwar in der Richtung, dass sie aus dem Gehäuse 10 nach hinten
herauswandert. Während dieser
Bewegung gelangt der Lagerring 42 in Anlage an ein Teil
der beweglichen Einheit, beispielsweise an den Teller 28,
so dass die Einheit nach hinten mitgenommen und die Speicherfeder 34 entsprechend zusammengedrückt wird.
Dies kann z. B. ganz gezielt nach einem Ausfall der Druckluftversorgung
auf dem Fahrzeug und der dann eingesetzten Notbremsung geschehen,
um das Fahrzeug manövrierfähig zu machen.
In dem Maße,
in dem die Speicherfeder 34 zusammengepresst wird, verringert
sich das Volumen der Federkammer 30, was zur Folge hat,
dass Luft aus der Federkammer 30 in umgekehrter Richtung durch
die Durchbrechung 38 im Teller 28 nach außen fließt. Diese
Luft gelangt durch die Durchbrechung 38, durch den Kanal 50 in
dem Lagerring 42 im Innern des Rohres hindurch und verlässt das
Gehäuse über den
Kanal 44 durch den Filter 46 in der Spannschraube 40.
Die in 4 dargestellten Pfeile zeigen den Strömungspfad
der Luft von der Federkammer 30 nach außen, also in die das Gehäuse 10 umgebende
Atmosphäre.
Bei fortgesetzter Verdrehung der Spannschraube 40 setzt
sich auch die Verringerung des Volumens der Federkammer 30 fort
und es wird in gleichem Maße
Luft oder Medium aus der Federkammer 30 abgeführt.
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Beim
manuellen Lösen
der Federspeicherbremse entsprechend der Zusammendrückung der Speicherfeder 34 tritt
die Spannschraube 40 mehr oder weniger weit nach hinten
gegenüber
der Stirnwand 36 des Gehäuses aus. Dieser Vorgang kann leicht
beobachtet werden. Es ist erkennbar, ob die Spannschraube 40 ganz
oder teilweise nach hinten übersteht.
Die dabei zusammenwirkenden Elemente stellen eine Einrichtung zur
Anzeige der Zusammendrückung
der Speicherfeder 34 dar. Das Maß des Überstandes der Spannschraube 40 nach
hinten über
das Gehäuse 10 hinaus
stellt ein Maß dar
für den
Grad der Zusammendrückung
der Speicherfeder 34.
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5 zeigt
die Stellung, in der die Spannschraube 40 maximal aus dem
Gehäuse 10 herausgedreht
ist und demzufolge die Speicherfeder 34 sich in ihrer maximal
zusammengedrückten
Lage befindet. Das Volumen der Federkammer 30 ergibt sich
in dieser Stellung zu einem Minimum. Jede Vergrößerung des Volumens der Federkammer 30 führt in der umgekehrten
Richtung zu einer Bewegung der Membran 32 und damit zu
einem Einsaugen von Luft in die Federkammer 30.
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6 zeigt
in vergrößerter Darstellung
eine Ausführungsform
der Durchbrechung 38 in dem Teller 48 sowie die
Ausbildung des Kanals 50 in dem Lagerring 42.
Die dargestellten Pfeile verdeutlichen den Strömungspfad durch die Kanäle beim
Einsaugen von Umgebungsluft in die Federkammer 30 entsprechend
den Verhältnissen,
wie sie bereits in 2 dargestellt sind. Es versteht
sich, dass bei Verkleinerung des Volumens der Federkammer 30 sich
die Strömungsrichtung
umkehrt.
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7 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
einer Ausführungsform
des Lagerrings 42 mit dem Kanal 50. 7 lässt erkennen,
dass der Lagerring nur eine einzige Nut aufweist, die den Kanal 50 bildet.
Es versteht sich jedoch, dass der Lagerring 42 auch mehrere
Nuten oder Kanalanordnungen aufweisen kann, die den Durchtritt von
Luft durch den Lagerring 42 ermöglichen.
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Durch
die vorliegende Erfindung wird ein Bremszylinder aufgezeigt, bei
dem die Federkammer 30 durch einen Strömungspfad mit der Atmosphäre verbunden
ist, wobei ein Filter in dem Strömungspfad dafür sorgt,
das unerwünschte
Verunreinigungen in das Gehäuse
des Bremszylinders bzw. in die Federkammer 30 eindringen.
Der Filter stellt keine komplizierte Konstruktion dar, sondern die
Gestaltung ist einfach aufgebaut und benötigt keine zusätzlichen Räume und
Maßnahmen
in dem Gehäuse.
Gleichwohl erbringt das Filterelement eine hinreichende Wirkung
hinsichtlich der Ausfilterung von Verunreinigungen.
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Obwohl
in den Figuren nur eine einzige bevorzugte Ausführungsform dargestellt ist,
werden dadurch nicht alle anderen möglichen Ausführungsformen
und Gestaltungen ausgeschlossen. In der Tat ergeben sich für einen
Fachmann verschiedene andere Modifikationen und Variationen, ohne
den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Beispielsweise
kann die Erfindung einfach von einem Fachmann generell bei Bremszylindern mit
einem Spannbolzen angewendet werden, beispielsweise in einem kombinierten
Federspeicherbremszylinder, wie er in der
US 5,632,192 A gezeigt ist.
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- 10
- Gehäuse
- 12
- Gehäuseteil
- 14
- Gehäuseteil
- 16
- Durchbrechung
- 18
- Durchbrechung
- 20
- Rohr
- 22
- Membran
- 24
- Umfangsrand
- 26
- Umfangsrand
- 28
- Teller
- 30
- Federkammer
- 34
- Speicherfeder
- 38
- Durchbrechung
- 40
- Spannschraube
- 42
- Lagerring
- 44
- Kanal
- 45
- Lösekammer
- 46
- Filter
- 48
- Mutter
- 50
- Kanal