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Kolben für Bremszylinder Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben
für Bremszylinder mit einer aus elastischem Material bestehenden Dichtungsmanschette,
deren der Zylinderwandung zugewendeter, an ihr in allen Betriebsphasen mit seiner
Dichtlippe und anschließend unter dem Einfluß wechselnder Druckluftbeaufschlagung
auf eine veränderte Länge anliegender Mantel eine zur Aufnahme von Schmiermittel
dienende umlaufende Rille oder mehrere sektorartige Ausnehmungen aufweist und jenseits
der Rille oder Ausnehmungen mit einem zylindrischen Fortsatz ausgestattet ist, welcher
in allen Betriebsphasen von der Zylinderwandung in einem vorbestimmten Abstand distanziert
bleibt.
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Die Wirkungsweise einer so gestalteten Manschette, insbesondere mit
einem Mantel gemäß dem Deutschen Patent Nr. 974 773, beruht darauf, daß ihr
der Zylinderwandung zugewendeter, die Dichtlippe enthaltender Mantel mit jedem Wechsel
der Druckluftbeaufschlagung auf eine größere oder geringere Länge an der Zylinderwand
anliegt und das in der Rille oder in den Ausnehmungen vorgesehene Schmiermittel
bei der Beaufschlagung der Manschette aus der Rille durch den Spalt zwischen dem
zylindrischen Fortsatz und der Zylinderwand aus dem Bereich der Manschette hinausgepreßt
und bei Abstellen der Beaufschlagung von der Zylinderwand durch den genannten Spalt
in die Rille oder in die Ausnehmungen zurückgesaugt wird.
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Für die beschriebene Funktion der Manschette ist zur Erzielung der
bestmöglichen Wirkung die Einhaltung eines bestimmten Höchstabstandes des Mantels
des zylindrischen Fortsatzes von der Zylinderwand von erheblichem Einfluß.
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Dieser Abstand hängt jedoch nicht nur vom jeweils tatsächlichen Zylinderdurchmesser
im Rahmen der zugelassenen Herstellungstoleranzen, sondern auch vom Abnützungsgrad
bereits im Betrieb gestandener Zylinder ab. Einer Abnützung unterliegen insbesondere
Gußzylinder im Betrieb mit den früher allgemein üblichen und auch heute noch verbreitet
angewendeten schweren Gußkolben. Bei der Weiterverwendung derartiger, im Betrieb
verhältnismäßig stark ausgeweiteter Zylinder ergeben sich für den zylindrischen
Fortsatz der Manschette häufig Abstände zur Zylinderwand, welche größer sind als
dies der angestrebten Bestwirkung entspricht. Dies wurde auf Grund systematischer
Versuche festgestellt.
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Die Erfindung beseitigt diesen Mangel durch einen der Manschette zugeordneten,
ein- oder mehrteiligen Justierkörper zur Einstellung des vorbestimmten
Ab-
standes des Mantels des zylindrischen Fortsatzes von der Zylinderwand.
Die Erfindung kann vorteilhaft in der Weise verwirklicht werden, daß der Justierkörper
als umfanggeschlossener, in die Nut der als Nutringmanschette mit U-Profil ausgebildeten
Manschette einlegbarer, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisender einteiliger
Ring in Form einer Schraubenfeder, eines Rohres od. dgl. ausgebildet ist, dessen
Durchmesser größer ist als der doppelte Radius der Nut der Manschette im unbeaufschlagten
Zustand. Eine derartige Schraubenfeder od. dgl. dient nicht der Festhaltung der
Manschette am Kolben und unterscheidet sich dadurch funktionell von Schraubenfedern,
wie sie zur Fixierung von Manschetten an Maschinenteilen bekannt sind.
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Für in Topfbauart ausgebildete Manschetten kann der Justierkörper
als einteiliger Flachring ausgebildet sein; er kann für die Topfbauart jedoch auch
mehrteilig durch eine Serie von Distanzierungsscheiben ausgebildet sein, wobei jede
Scheibe einen Spannbolzen umgibt.
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Die Anpassung an verschiedene Grade der Abweichung vom Normaldurchmesser
kann durch einen Satz von Justierkörpem gleicher Bauart oder von Justierkörperserien
erfolgen, deren Teile verschiedene Wirkungsdimensionen, z. B. verschiedene Durchmesser
bei Rundringen oder verschiedene Höhen bei Flachringen oder Serien von Distanzierungsscheiben
zur Auswahl des geeigneten Teiles bzw. geeigneter Serienteile zur Erzielung des
gewünschten Abstandes der berührungsfrei bleibenden Mantelpartie der Manschette
von der Zylinderwand, aufweisen.
Bei Abnützung der Zylinderwand
in ovaler Form können zwecks Erzielung des angenähert gleichen Ab-
standes
der berührungsfrei bleibenden Mantelpartie der Manschette von der Zylinderwand die-,
bestimmten Erzeugenden der abgenützten Zylinderwand zugeordneten, Justierkörperdimensionen
des ein- oder mehrteiligen Justierkörpers in verschiedener Größe vorgesehen sein.
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In der Zeichnung sind mehrere Möglichkeiten der Erfindung dargestellt,
wobei die Fig. 1 bis 4 und 11
Querschnitte durch verschiedene Ausführungsmöglichkeiten
der Manschette zeigen. Fig. 7 stellt eine schematische Querschnittskizze
durch einen abgenützten Zylinder, die Fig. 8 und 9 stellen Seitenansichten
von Sonderforinen von als Flachringe ausgebildeten Distanzkörpern und Fig.
10 eine Draufsicht auf einen mehrteiligen Distanzkörper der genannten Form
dar.
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Fig. 1 bezieht sich auf eine bekannte Ausführung. Den in den
Fig. 1 bis 3, 4 und 11 dargestellten Manschettenformen ist
die Ausbildung des Außenmantels der Manschette gemeinsam. Die Dichtungslippe
17, welche vor dem Einführen des Kolbens in den Zylinder die in Fig.
1 strichlierte Form aufweist, legt sich nach dem Einbau unter Spannung an
die Zylinderwand 8 an. Die Mantelpartie, die sich an die Dichtungslippe
17 anschließt, erstreckt sich vor der Beaufschlagung durch Druckluft unter
Bildung eines sich allmählich erweiternden kreisringförmigen Spaltes vom Spitzkeilquerschnitt
gegen die umlaufende Rille 18 zu; an die Rille 18 schließt sich der
zylindrische Fortsatz 19 an. In der durch Druckluft beaufschlagten Betriebsphase
legt sich ein mehr oder weniger großer Teil der Mantelpartie der Manschette zwischen
der Dichtungslippe 17 und der Rille 18 an die Zylinderwand
8 an, maximal diese Mantelpartie zur Gänze; hingegen verbleibt zwischen dem
zylindrischen Fortsatz 19 und der Zylinderwand 8 unter allen Umständen
ein ringförmiger Zwischenraum 7. Dieser soll zur Erzielung der Bestwirkung
eine bestimmte Größe nicht überschreiten.
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Liegt die Zylinderwand 8 infolge Toleranzabweichung vom Normdurchmesser
oder infolge betrieblicher Abnützung außerhalb des Normmaßes 20, wie in Fig.
1 dargestellt, so kann der sich ergebende Ab-
stand 7 größer
ausfallen als dies für die Bestwirkung geeignet ist. Die im Sinne der vorliegenden
Erfindung bewirkte Annäherung der gegenständlichen Mantelpartie an die Zylinderwand
8 erfolgt nun bei der Nutringmanschette mit U-Querschnitt nach Fig.
1 durch Erweiterung des ursprünglichen Nutradius 9. Gemäß Fig. 2 erfolgt
dies durch Einlage eines Ringes 3 von kreisförinigem Querschnitt, dessen
Durchmesser 11
größer ist als das doppelte Ausmaß des ursprünglichen Nutradius
9. Dieser als Justierkörper wirksame Einlagering 3, der vorteilhaft
als Schraubenfeder ausgebildet ist, hält durch seine Eigenspannung in der erweiterten
Nut 10 fest. Der ursprüngliche Abstand 7
zwischen dem Fortsatz
19 und der Zylinderwand 8 ist auf die Größe 7' verkleinert.
Ist eine weitere Verkleinerung dieses Abstandes auf den Wert 7" erwünscht,
so kann dies - gemäß Fig. 3 - durch Anwendung eines Ringes
3 von größerem Durchmesser 11' erfolgen. Durch Wahl eines Justierkörpers
von für den Einzelfall geeignetem Durchmesser kann der Ab-
stand
7 ganz genau auf den gewünschten Wert eingestellt werden. An Stelle einer
gewendelten Kreisringfeder kann für den Justierkörper ein Rohr, insbesondere mit
Sieblöchern zur Beeinflussung auch des Rohrinneren durch die beaufschlagte Druckluft,
aber auch in an sich bekannter Weise ein Ring mit Vollquerschnitt, welcher gegebenenfalls
an der Oberfläche geeignete Rillen, Kanäle od. dgl. für die Druckluft aufweisen
kann, Anwendung finden.
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Falls es sich als wünschenswert erweisen sollte, kann zur Unterstützung
der Wirkung des Justierkörpers, sei er nach Fig. 1 bis 3 oder andersartig
ausgebildet, ein Aufziehring 14 auf die Kolbenplatte 15
dienen.
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Für die in Fig. 4 veranschaulichte Topfmanschette 2 gelten grundsätzlich
die gleichen Bedingungen für die erfindungsgemäße Wirksamkeit. Der Steg 21 der Topfmanschette
ist zwischen den Kolbenplatten 15 und 22 mittels Spannschrauben
13, unter Schraubensicherung z. B. durch Mutter und Gegenmutter, festgespannt.
Der Justierkörper ist als Flachring 4 ausgebildet. Zur Vornahme der Justierung des
Abstandes 7 wird ein Flachring 4 von geeigneter Höhe 12, 12' oder 12" (Fig.
4, 5, 6) verwendet. Werden durch Betätigung der Spannschrauben
13 die Kolbenplatten 15, 22 oder die sie ersetzenden Organe einander
bis zum beiderseitigen satten Anliegen am Justierring, 4 genähert, so wird dadurch
das zusammengepreßte Material des Steges 21 radial nach außen verdrängt, so daß
sich die entsprechende Partie des Außenmantels der Manschette unter Verringerung
des Abstandes 7 an die Zylinderwand 8 annähert. Damit kann die Größe
des Abstandes 7 den in Betracht kommenden Abweichungen des Zylinderdurchmessers
von seinem Normmaß angepaßt werden.
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An Stelle des einteiligen Flachringes gemäß Fig. 4 bis 6 kann
gemäß Fig. 11 bis 13 eine der Anzahl der verwendeten Spannschrauben
13 entsprechende Anzahl von Distanzierungsscheiben 6 vorgesehen sein.
Je nach ihrer Höhe 12, 12', 12" läßt sich die Größe des Abstandes 7 auf den
gewünschten Wert einstellen. Selbstverständlich kann eine beliebig große Anzahl
von Justierkörpern verschiedener Wirkungsdimensionen in einem Satz von Justierkörpern
zur geeigneten Auswahl des geeigneten Teiles vorgesehen sein.
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Die Erfindung gestattet aber nicht nur eine Justierung des Abstandes
7 bei Zylindern mit exaktem Kreisquerschnitt. Vielmehr hegt es auch im Rahmen
der Erfindung, bei durch Abnützung im Querschnitt oval gewordenen Zylindern angenähert
den gleichen Ab-
stand 7 der entsprechenden Manschettenpartien von
der abgenützten Zylinderwand an allen Stellen ihres Umfanges einstellen zu können.
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In Fig. 7, welche einen Querschnitt durch einen Zylinder schematisch
darstellt, bedeutet 20 das ursprüngliche, dem Norminaß entsprechende, kreisrunde
Zylinderprofil. Es hat durch Abnützung die ovale Querschnittsform 16 angenommen.
Bei waagerecht liegendem Bremszylinder wird hierbei an der tiefsten Stelle
23 die größte, an der höchsten Stelle 24 die geringste Abweichung festzustellen
sein. Zwischenliegende Stellen, wie 25, 26, sind in Fig. 7 beispielsweise
eingetragen. Den durch die verschiedenen Umfangsstellen 24, 25, 26, 23 verlaufenden
Erzeugenden des unrund gewordenen Bremszylinders werden Justierkörperdiinensionen
von derart verschiedener Größe zugeordnet, daß an allen diesen Stellen 24,
25, 26, 23
sowie an den dazwischenliegenden Stellen der Ab-
stand
7 der entsprechenden Mantelpartie der Manschette zur Zylinderwand
8 gleich groß wird.
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Diese Ungleichheit der Abweichung von der Normzylinderform kann durch
einen Flachring 4 mit über
seinem Umfang gleichmäßig oder ungleichmäßig
veränderter Höhe kompensiert werden, wie dies in den Fig. 8 bzw.
9 (teilweise Schnitte nach der Linie 23-24 mit Ansichten in der Richtung
des Pfeiles 27) angedeutet ist. Der Flachring kann jedoch auch, gemäß der
Draufsicht nach Fig. 10, in eine Reihe mit oder ohne Abstand aneinanderschließender
Ringseginente 5,
51,511,5... usw. aufgelöst sein. Die sinngemäß gleiche Wirkung
kann für die Ausbildung nach Fig. 11 durch Anwendung von Distanzierungsscheiben
6 verschiedener Höhe bei einem und demselben oval abgenützten Zylinder erfolgen.
In entsprechender Weise, ähnlich wie die einteiligen Ringe 4, können auch die Ringe
3
(Fig. 2, 3) in ihrer Dimensionierung gestaltet sein. Die Herstellung
derartiger, im Querschnitt wechselnder Körper kann je nach dem für sie gewählten
Material durch einen Preßvorgang oder einen bekannten mechanischen Bearbeitungsvorgang
erfolgen.
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Die Erfindung soll auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten
nicht beschränkt sein, zumal darüber hinaus weitere Varianten offenbar möglich sind.
So ist z. B. eine Justierung für die Topfmanschette auch unter Weglassung der Teile
4 oder 6 möglich, wobei die Teile 15, 22, 13 selbst als Justierkörper
wirksam sind.