CN101795911A - 包括锁定的止挡体的弹簧蓄能制动缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的弹簧蓄能制动缸(4)，包括：至少一个能通过蓄能弹簧(12)操纵的、支承在壳体(6)内的弹簧蓄能制动活塞(16)，该弹簧蓄能制动活塞在一侧由弹簧蓄能制动室(10)而在相反的一侧由容纳蓄能弹簧(12)的弹簧室(14)限定并且与弹簧蓄能制动活塞杆(22)连接；机械式应急松开装置(30)，用于应急松开弹簧蓄能制动缸(4)，其中借助应急松开装置(30)能使弹簧蓄能制动活塞(16)克服蓄能弹簧(12)的偏压轴向移动，并且应急松开装置(30)具有能转动地固定在壳体(6)上的、与能轴向移动的和不可转动地保持在应急松开装置(30)中的传动装置(46)相嵌接的丝杠(34)，其中传动装置(46)为应急松开弹簧蓄能制动缸(4)能与在弹簧蓄能制动活塞(16)上的贴靠面(42)贴靠；以及指示装置，该指示装置包括指示弹簧蓄能制动活塞(16)的位置的指示杆(48)，该指示杆穿过丝杠(34)并且相对于该丝杆能沿轴向方向移动，其中在指示杆(48)的一个端部的区域内设置有止挡体(58)，该止挡体能与传动装置(46)嵌接。本发明规定：止挡体(58)与指示杆(48)通过借助在指示杆(48)与止挡体(58)之间的轴向相对运动完成的卡锁连接部(60)形锁合地相连接。

Description

包括锁定的止挡体的弹簧蓄能制动缸

技术领域

本发明涉及一种弹簧蓄能制动缸，其特别用于商用车中。

背景技术

这样的弹簧蓄能制动缸通常具有壳体，在该壳体中引导一弹簧蓄能制动活塞，该弹簧蓄能制动活塞将壳体的内部空间分成一可施加压力的弹簧蓄能制动室和一容纳蓄能弹簧的弹簧室。在弹簧室中蓄能弹簧设置成使得其向弹簧蓄能制动室的方向偏压弹簧蓄能制动活塞。为了能使设有弹簧蓄能制动缸的停止的或制动的车辆运动，给弹簧蓄能制动室加载压缩空气，使得弹簧蓄能制动活塞克服蓄能弹簧的弹性力移动。借此达到与弹簧蓄能制动活塞联接的制动装置脱离与制动盘等的嵌接，从而不再制动车辆。为了在行驶过程中制动操纵，这样的弹簧蓄能制动缸可以以已知的方式与行车制动缸联接。

现在如果由于系统中的压力降导致在弹簧蓄能制动室中的空气压力的显著的降低，则使弹簧蓄能制动活塞由于蓄能弹簧的偏压向弹簧蓄能制动室的方向移动，使得夹紧与弹簧蓄能制动活塞联接的制动装置并且实现车辆的制动。由此应例如在行驶过程中当制动压力管道的管道断裂时可靠地阻止商用车无制动地继续行驶并从而变成难以控制。在缺乏的压缩空气供给时的该强制制动也在经较长的时间停止的拖车等中利用，以便可以阻止该车辆的意外的滚开。

但例如为了移动停止的车辆或为了空出由于故障堵塞的行车道，应该可以重新解除因此通过机械式蓄能弹簧在弹簧蓄能制动缸中在这种情况下施加的制动作用，以便可以使涉及的车辆运动并且例如排除交通阻碍。

但由于现有的压缩空气供给装置在这方面经常因管道断裂等而损坏和不能使用并且也没有补充的压缩空气供给装置，实际上必需的是，这样的弹簧蓄能制动缸具有机械的应急松开装置。其通常设有以丝杠型式的操纵装置，该丝杆从外面是可接近的并且能可旋转地操纵。该丝杠对此以已知的构造方式，如其在DE 198 30 154A1中描述的，与沿轴向方向固定地设置在弹簧蓄能制动缸的壳体上的从动元件例如螺母协同作用，从而丝杠的转动引起该螺母的直线移动。在这里，在该具体的实施形式中例如丝杠的沿轴向方向内侧的端部构成有凸缘，该凸缘可以被置于与在弹簧蓄能活塞上的贴靠面贴靠。因此，由于通过转动运动导入的丝杠沿轴向方向的直线位移导致弹簧蓄能活塞克服蓄能弹簧的偏压力的同样直线的位移，从而由此可以松开与弹簧蓄能活塞协同作用的制动装置。

该构造方式关于其功能性已在实践中得到证实。不过其具有这样的缺点，即，为了机械地应急松开必须从壳体中较远地转出丝杠，这在弹簧蓄能制动缸的该侧面上导致很大的空间需要。

但该空间受到设置用于商用车上的其他部件或受其他运动部件限制。

为了对付该问题，同一种WO 02/44004建议机械式应急松开装置的另一构造方式。在该构型建议中，丝杠沿轴线方向固定地固定在弹簧蓄能制动缸的壳体上。但同时，丝杠可旋转地支承并且在从外面可接近的端部上设有作用面用于例如具有六角头等的旋转工具，借助于它可使丝杠转动。该丝杠嵌入弹簧蓄能活塞的中心的空腔中，其中丝杠在这里与六角螺母相嵌接，该六角螺母不可旋转地但沿轴向方向可移动地支承于弹簧蓄能活塞内部。为了松开弹簧蓄能制动器，在这里旋转地操纵丝杠，使得在这里走到尽头(ablaufen)的螺母被引导靠到在弹簧蓄能活塞上的贴靠面上并且在丝杠继续转动时克服蓄能弹簧的偏压力带动弹簧蓄能活塞。该构造方式具有显著的优点，即，在这里不需要用于转出的丝杠的外侧的自由空间。

已知的应急松开装置还具有包括指示杆的指示装置，该指示杆具有指示区段。指示杆在这里在中心穿过丝杠，并且在其中被引导，使得沿轴向方向的运动是可能的。在这里，指示杆借助弹簧相对于在丝杠中的台阶区段偏压成，使得指示区段被向外挤压。按照弹簧蓄能制动缸是否处于应急松开的状态，指示杆的指示区段向外突出于丝杠或它沉入该丝杆中，这构成用于弹簧蓄能制动缸的状态的、可见的信号。

在指示杆的远离指示区段的端部上设置有横向于轴向方向设置的和用作止挡的圆盘，该圆盘在圆周面上突出，使得圆盘的外边缘可与螺母进入贴靠。圆盘在这里通过止动垫片固定在指示杆的控制区段上。但由于应急松开装置的各构件如该圆盘及其止动垫片设置在弹簧蓄能制动缸的内部，所以增加安装的困难。

发明内容

因此，本发明的目的是，进一步构成所述型式的弹簧蓄能制动缸，使得该弹簧蓄能制动缸可以更简单和更经济地安装。

通过权利要求1的特征达到该目的。

本发明规定，止挡体与指示杆通过借助在指示杆与止挡体之间的轴向相对运动完成的卡锁连接部形锁合地连接。于是可以只借助相对运动建立在指示杆与止挡体之间的连接部，但为此不必要的是，通达连接位置是可能的。更确切地说可以从外面、亦即从壳体外部引起相对运动，例如通过将指示杆从外面如此深地插入丝杠的为该指示杆设置的通孔中，使得其端部与止挡体锁定。由此相对于开头所述的按WO 02/44004的现有技术产生这样的优点，即不必再安装止动垫片来保持在那里用作止挡体的圆盘并且与此相对地降低制造费用。

通过在诸从属权利要求中列举的措施，在独立权利要求中说明的发明的有利的进一步构成和改进是可能的。

特别优选地，止挡体至少在用于指示杆端部的容纳孔的边缘区域内构成为弹性的，使得由于指示杆与止挡体之间的相对运动，容纳孔的边缘能被在指示杆的端部上构成的并相对于容纳孔的直径具有更大直径的环形凸缘通过并在背面嵌接(hintergreifen)。

特别是当使指示杆相对于止挡体轴向运动以建立卡锁连接部时，止挡体可以通过弹簧装置弹性地支承在弹簧蓄能制动活塞杆上。

当止挡体构成为杯形的，其包括具有容纳孔的底面和在弹簧蓄能制动活塞杆中被直线引导的周壁时，以及当杯形的止挡体的开口指向远离指示杆的方向且弹簧装置至少部分地由该止挡体的周壁包围时，得出特别节省空间的布置。此外，通过面状的周壁，止档体在弹簧蓄能制动活塞杆内的无倾斜的支承是可能的。当杯形的止挡体由至少一种塑料制成时，得出轻型的结构。由于此原因，指示杆也可以由塑料制成。

按照上述措施的一进一步构成，杯形的止挡体的、具有容纳孔的中心区域可以构成为单独的构件，该构件比剩下的止挡体具有更高的弹性。在这种情况下止挡体的导向通过其与此相对较刚性的周壁来实现，同时通过中心的与此相对较弹性的构件便于与指示杆的锁定。

在按WO 02/44004的现有技术中，丝杠的从壳体伸出的头部构成多件式的，其中通过单独的套筒构成用于将工具配合到丝杠上的配合面，以便使该丝杆转动。按照一特别优选的实施形式，用于在丝杠上配合工具的工具配合部与该丝杠一体地制成，这有利地减少应急松开装置的件数。

附图说明

本发明的实施例示于附图中并且在以下的描述中更详细地说明之。其中：

图1示出弹簧蓄能制动缸的横剖视图，包括按照本发明的优选实施形式的应急松开装置；

图2示出图1的应急松开装置的放大的局部。

具体实施方式

在图1中示出商用车的气动式或电动-气动式制动系统的组合的行车制动缸和弹簧蓄能制动缸1(组合制动缸)的局部。其包括一图中未示出的行车制动装置，该行车制动装置具有带有壳体的行车制动缸，在该行车制动缸中可气动加载的行车制动活塞被引导，该行车制动活塞经由行车制动活塞杆操纵例如商用车的盘式制动器。

组合缸1还包括在图1中可见的弹簧蓄能制动装置2，该弹簧蓄能制动装置具有一带有壳体6的弹簧蓄能制动缸4，在该壳体上联接法兰8，使得壳体6和法兰8构成基本上封闭的单元。在法兰8上可以联接例如行车制动缸。在壳体6中，通过在弹簧蓄能制动室10中的气动压力相对于在弹簧室14中的蓄能弹簧12的弹性力能夹紧的弹簧蓄能制动活塞16被引导，通过该弹簧蓄能制动活塞能向制动夹紧方向对行车制动活塞加载。该蓄能弹簧12在这里在一侧支承在壳体6的底面18上而在另一侧支承在弹簧蓄能制动活塞16的活塞盘20上。行车制动缸和弹簧蓄能制动缸4则彼此接连同心设置地构成组合制动缸1。

弹簧蓄能制动活塞16的弹簧蓄能制动活塞杆22密封地穿过通孔24，该通孔处在一在弹簧蓄能制动缸4与行车制动缸之间的与法兰8成一体的隔壁26中，并且该弹簧蓄能制动活塞能以其端面挡靠在未示出的行车制动活塞上。此外，弹簧蓄能制动活塞16还具有导向区段28，该导向区段在圆周侧在壳体6的圆柱部分中被密封地引导。

按已知的方式，通过对弹簧蓄能制动室10的充气可以使弹簧蓄能制动活塞16克服蓄能弹簧12的作用进入脱开位置。此外，通过对行车制动室的充气可以使行车制动活塞克服在一侧支承在行车制动活塞上而在另一侧支承在行车制动缸的端壁上的回拉弹簧的作用进入压紧位置，所述行车制动室在隔壁26与行车制动缸之间延伸。

特别是在弹簧蓄能制动活塞杆22内部至少部分地结合机械式应急松开装置30，利用该应急松开装置可以在压力中断时应急地或辅助地松开弹簧蓄能制动器。借助应急松开装置30，弹簧蓄能制动器的机械式应急松开通过手动的外部作用是可能的。应急松开装置30在这里在该实施形式中在中心设置于弹簧蓄能制动缸4中并且通过壳体6的中心的孔嵌入弹簧蓄能制动活塞杆22的空腔32中。该应急松开装置在这里具有丝杠34，在该丝杆的外端部上构成有六角头36。

按照一特别优选的实施形式，用于配合工具的工具配合部以六角头36的形式与丝杠34构成一体的并成形在该丝杆上。丝杠34穿过套筒或壳体6的支承件38，使得该丝杠在其中被密封地引导，以便可以执行转动运动。同时，丝杠34通过止动垫片40被阻止相对于壳体6轴向运动。在弹簧蓄能制动活塞杆22的空腔32中，还设置有活塞盘20的贴靠区段42，例如以通过止动环44保持的圆盘的形式，与丝杠34能旋接的螺母46可止推靠到该圆盘上并由此可以向壳体6的底面18的方向、亦即向制动松开方向带动弹簧蓄能制动活塞16。

丝杠34和六角头36在这里起操纵装置的作用，该操纵装置与螺母46型式的传动装置协同作用。该螺母与丝杠34的螺纹线相啮合，使得丝杠34的转动运动被转换为螺母46沿轴向方向的直线运动。为此，在这里构成为六角螺母的螺母46形锁合地容纳于在弹簧蓄能制动活塞杆22的空腔32中的导向件47中，而该螺母不能转动。

应急松开装置30还具有指示装置。该指示装置包括指示杆48，该指示杆具有指示区段50和与此分级的直径较小的控制区段52。指示杆48优选由至少一种塑料构成并且在中心穿过丝杠34并在其中被密封地引导，使得沿轴向方向的运动是可能的。在这里，借助弹簧54相对于在丝杠34中的台阶区段56偏压指示杆48，使得指示区段50被向外挤压。

如最好借助图2可看出的，在控制区段52的远离指示区段50的端部上设有横向于轴向方向设置的并用作止挡的止挡体58，该止挡体径向突出于丝杠34，使得止挡体58的外边缘与螺母46能进入贴靠。止挡体58与指示杆48通过借助在指示杆48与止挡体58之间的轴向相对运动完成的可脱开的卡锁或卡扣连接部60形锁合地相连接。

特别优选地，止挡体58至少在用于指示杆48的端部的容纳孔62的边缘区域内构成为弹性的，使得由于在指示杆48与止挡体58之间的相对运动，容纳孔62的边缘可以被在指示杆48的端部上构成的并相对于容纳孔62的直径具有较大直径的环形凸缘64通过并在背面嵌接。特别是当指示杆48相对止挡体58轴向运动以建立卡锁连接部60时，止挡体58经由在这里未更详细说明的充气装置66通过弹簧装置68弹性地支承在弹簧蓄能制动活塞杆22上。

止挡体58例如构成为杯形的，包括具有容纳孔62的底面70和在弹簧蓄能制动活塞杆22中被直线引导的周壁72，其中杯形的止挡体58的开口指向远离指示杆48的方向并且弹簧装置68至少部分地由该止挡体的周壁72包围。优选地，杯形的止挡体58由至少一种塑料制成。

特别是杯形的止挡体58的、具有容纳孔62的中心区域构成为单独的以圆盘形式的构件74，该圆盘例如比剩下的止挡体58具有更高的弹性。在这种情况下止挡体58的导向通过较刚性的周壁72来实现，而通过中心的与此相对较弹性的圆盘74便于与指示杆48的卡锁连接部60，圆盘74径向保持于在剩下的较刚性的止挡体58的底面70中的孔内。

在安装应急松开装置30时，首先在弹簧蓄能制动器的压紧状态下、亦即在弹簧蓄能制动活塞16远离壳体6的底面18时将螺母46同轴地放置到杯形的止挡体58上。然后对弹簧蓄能制动缸4的弹簧蓄能制动室10充气，由此使弹簧蓄能制动活塞16向其脱开终端位置运动并且使弹簧蓄能制动活塞杆22与杯形的止挡体58和螺母46一起朝向丝杠34的端部的方向运动，直到螺母46嵌接在丝杠34的第一螺纹线上。然后从壳体6外部转动丝杠34，直到螺母46贴靠在活塞盘20的贴靠区段42上。在这期间，通过弹簧装置68相对于丝杠34的端部偏压止挡体58。接着使指示杆48直线地向内移动，直到它的设有环形凸缘64的端部在容纳孔62径向弹性扩大的情况下通过止挡体58的容纳孔62的边缘并接着在背面嵌接该边缘地在指示杆48与止挡体58之间建立可脱开的卡锁或卡扣连接部60。在这里，止挡体58相对于由指示杆48施加的压力通过弹簧装置68支承在弹簧蓄能制动活塞杆22上。在穿过直径比环形凸缘64的直径稍小的容纳孔之后止挡体58借助弹簧装置68的回弹支持实现卡锁连接部60。

为了通过应急松开装置30应急松开弹簧蓄能制动缸，亦即为了取消弹簧蓄能制动器的制动作用，转动丝杠34的六角头36，使得螺母46的侧面贴靠在活塞盘20的贴靠区段42并且将其在转动运动过程中克服蓄能弹簧12的偏压拉向壳体6的底面18的方向。按照图1中的视图，在这里通过弹簧54对指示杆48的指示区段50加载，使得外端由此向外突出于六角头36并因此指示弹簧蓄能制动缸4是应急松开的。

如果现在要再次手动压紧弹簧蓄能制动器，则借助六角头36转动丝杠34，使得螺母46沿轴向方向远离壳体6的底面18运动。通过螺母46继续旋进弹簧蓄能制动活塞杆22中，该螺母最后进入与指示装置的止挡体58嵌接并由此迫使指示杆48克服弹簧54的弹簧力直线移动。由此使指示区段50相对于丝杠34的六角头36或外端部运动，从而将该指示区段拉回，直到该指示区段基本上与其齐平地设置。对此使用者便可以看出，弹簧蓄能制动缸1是未手动应急松开的。

由于通过蓄能弹簧12的偏压，活塞盘20跟随该运动，其中螺母46的端面保持对活塞盘20上的贴靠区段42的贴靠。随着活塞盘20，弹簧蓄能制动活塞杆22也远离壳体6的底面18运动，从而在法兰8那边将制动力施加到这里未示出的行车制动装置上。一旦施加最大的制动力，活塞盘20就不再跟随螺母46。

弹簧蓄能制动缸1然后处于正常的工作位置，在该位置中或者通过压缩空气加载起动制动操作，或者如果没有压缩空气的话，则通过蓄能弹簧12起动制动作用。为了弹簧蓄能制动缸2的正常的气动的操作，通过一这里未示出的空气进口将压缩空气受控制地输入弹簧蓄能制动室10中，从而该压缩空气克服蓄能弹簧12的弹性力并由此按选择根据压力的高低脱开或操纵制动器。

附图标记清单

1  组合缸

2  弹簧蓄能制动装置

4  弹簧蓄能制动缸

6  壳体

8  法兰

10 弹簧蓄能制动室

12 蓄能弹簧

14 弹簧室

16 弹簧蓄能制动活塞

18 底面

20 活塞盘

22 弹簧蓄能制动活塞杆

24 通孔

26 隔壁

28 导向区段

30 应急松开装置

32 空腔

34 丝杠

36 六角头

38 套筒

40 止动垫片

42 贴靠区段

44 止动环

46 螺母

47 导向件

48 指示杆

50 指示区段

52 控制区段

54 弹簧

56 台阶区段

58 止挡体

60 卡锁连接部

62 容纳孔

64 环形凸缘

66 充气装置

68 弹簧装置

70 底面

72 周壁

74 圆盘

Claims (12)

1.用于车辆的弹簧蓄能制动缸(4)，包括：至少一个能通过蓄能弹簧(12)操纵的、支承在壳体(6)内的弹簧蓄能制动活塞(16)，该弹簧蓄能制动活塞在一侧由弹簧蓄能制动室(10)而在相反的一侧由容纳蓄能弹簧(12)的弹簧室(14)限定并且与弹簧蓄能制动活塞杆(22)连接；机械式应急松开装置(30)，用于应急松开弹簧蓄能制动缸(4)，其中借助应急松开装置(30)能使弹簧蓄能制动活塞(16)克服蓄能弹簧(12)的偏压轴向移动，并且应急松开装置(30)具有能转动地固定在壳体(6)上的、与能轴向移动的和不可转动地保持在应急松开装置(30)中的传动装置(46)相嵌接的丝杠(34)，其中传动装置(46)为应急松开弹簧蓄能制动缸(4)能与在弹簧蓄能制动活塞(16)上的贴靠面(42)贴靠；以及指示装置，该指示装置包括指示弹簧蓄能制动活塞(16)的位置的指示杆(48)，该指示杆穿过丝杠(34)并且相对于该丝杆能沿轴向方向移动，其中在指示杆(48)的一个端部的区域内设置有止挡体(58)，该止挡体能与传动装置(46)嵌接；其特征在于：止挡体(58)与指示杆(48)通过借助在指示杆(48)与止挡体(58)之间的轴向相对运动完成的卡锁连接部(60)形锁合地相连接。

2.按照权利要求1所述的弹簧蓄能制动缸，其特征在于，止挡体(58)至少在用于指示杆(48)端部的容纳孔(62)的边缘区域内构成为弹性的，使得由于在指示杆(48)与止挡体(58)之间的相对运动，容纳孔(62)的边缘能被在指示杆(48)的端部上构成的并且相对于容纳孔(62)的直径具有更大直径的环形凸缘(64)通过并在背面嵌接。

3.按照权利要求2所述的弹簧蓄能制动缸，其特征在于，在指示杆(48)与止挡体(58)之间的相对运动通过指示杆(48)相对于止挡体(58)的轴向运动形成，所述止挡体支承在弹簧蓄能制动活塞杆(22)上。

4.按照权利要求3所述的弹簧蓄能制动缸，其特征在于，当使指示杆(48)相对于止挡体(58)轴向运动以建立卡锁连接部(60)时，止挡体(58)能通过弹簧装置(68)弹性地支承在弹簧蓄能制动活塞杆(22)上。

5.按照权利要求4所述的弹簧蓄能制动缸，其特征在于，止挡体(58)构成为杯形的，包括具有容纳孔(62)的底面(70)和在弹簧蓄能制动活塞杆(22)中被直线引导的周壁(72)。

6.按照权利要求4和5所述的弹簧蓄能制动缸，其特征在于，杯形的止挡体(58)的开口指向远离指示杆(48)的方向，并且弹簧装置(68)至少部分地由该止挡体的周壁(72)包围。

7.按照上述权利要求之一项所述的弹簧蓄能制动缸，其特征在于，止挡体(58)由至少一种塑料制成。

8.按照权利要求7所述的弹簧蓄能制动缸，其特征在于，止挡体(58)的具有容纳孔(62)的中心区域构成为单独的构件(74)，该构件比剩下的止挡体(58)具有更高的弹性。

9.按照上述权利要求之一项所述的弹簧蓄能制动缸，其特征在于，指示杆(48)由至少一种塑料一体地制成。

10.按照上述权利要求之一项所述的弹簧蓄能制动缸，其特征在于，用于在丝杠(34)上配合工具的工具配合部(36)与该丝杠一体地制成。

11.按照上述权利要求之一项所述的弹簧蓄能制动缸，其特征在于，传动装置(46)包括螺母。

12.按照上述权利要求之一项所述的弹簧蓄能制动缸，其特征在于，该弹簧蓄能制动缸结合于组合的行车制动缸和弹簧蓄能制动缸(1)中，包括至少一个设置在行车制动缸中的、能通过压力介质操纵的行车制动活塞，该行车制动活塞界定行车制动室并且与作用在制动操纵元件上的行车制动活塞杆连接，其中弹簧蓄能制动活塞杆(22)通过在行车制动缸与弹簧蓄能制动缸(4)之间的隔壁(26)的孔(24)延伸，该隔壁将行车制动缸和弹簧蓄能制动缸(4)彼此分开。

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