(57)【要約】  ニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ（１）と、相応の制御法とは、２つの圧力室（８，９）の一方、しかも、運転ブレーキを増圧によって実施するために設計された圧力室（９）内に直接、駐車ブレーキ機能を実現するためのばね（１９）も配置されており、これによって、ただ２つの圧力室（８，９）と、ばね（１９）とによって、運転ブレーキ機能だけでなく駐車ブレーキ機能も実現可能であることによって特徴付けられている。
2007515345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ブレーキに用いられるニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ（１）において、
ａ）ブレーキシリンダハウジング（４）が設けられており、該ブレーキシリンダハウジング（４）内に、ピストンロッド（７）に配置されたピストン（６）が移動可能にガイドされており、
ｂ）ブレーキシリンダハウジングが、ピストン（６）によって２つの圧力室（８，９）に分割されており、両圧力室（８，９）が、それぞれ１つの圧縮空気接続部（１０，１１）を有しており、
ｃ）さらに、ピストンロッド（７）の一方の端部が、ブレーキシリンダハウジング（４）を外向きに貫通しており、
ｄ）運転ブレーキを増圧によって実施するために設計された一方の圧力室（８；９）内に直接、駐車ブレーキ機能を実現するためのばね（１９）も配置されており、これによって、ただ２つの圧力室（８，９）と、ばね（１９）とによって、運転ブレーキ機能だけでなく駐車ブレーキ機能も実現可能である
ことを特徴とする、ニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項２】
ニューマチック式ブレーキシリンダに、ばねなしの第１の圧力室内で運転ブレーキの間に圧力をコンスタントに保つための装置が対応配置されている、請求項１記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項３】
圧力をコンスタントに保つための装置が、圧力センサを有しており、該圧力センサが、電子的な制御装置に接続されており、該制御装置が、圧縮空気接続部に対応配置された弁を操作するために設計されている、請求項２記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項４】
圧力をコンスタントに保つための装置が、圧力制限機能を備えた逆止弁を有している、請求項２記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項５】
ブレーキシリンダハウジング（４）が、少なくとも２つの部分から形成されていて、カバー部分（２）とポット状の部分（３）とを有している、請求項１記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項６】
特にポット状の部分の底区分（１２）が設けられており、該底区分（１２）が、環状区分（１３）と円錐形の区分（１４）とに分割されている、請求項１または２記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項７】
ピストン（６）が、環状区分（１７）と円錐形の区分（１６）とに分割されている、請求項１または２記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項８】
カバー部分（２）が、１回の駐車ブレーキ時にばね（１９）をマニュアル式に弛緩するための解除装置（２４）のヘッド部分（１５）によって備えている、請求項１から７までのいずれか１項記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項９】
環状区分（１７）に、第２の圧力室（９）に向かって位置する側でもしくは底区分（１２）に向かってプレート（１８）が配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項１０】
プレートが、緩くピストン（６）に載置している、請求項１から９までのいずれか１項記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項１１】
プレート（１８）と底区分（１２）の環状区分（１３）との間にばね（１９）が配置されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項１２】
ばね（１９）が、コイルばねとして形成されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項１３】
コイルばねが、円錐ばね（１９）として形成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項１４】
プレート（１８）が、緊急解除装置（２４）の一部として形成されており、該緊急解除装置の操作時に、ばね（１５）が、プレート（１８）でピストン（６）によって弛緩されるようになっており、これによって、運転ブレーキ機能が損なわれていることなしに、駐車ブレーキが解除されるようになっている、請求項１から１３までのいずれか１項記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項１５】
ピストンロッド（７）が、ピストン（６）の、内側で中空の付設部（２１）として形成されており、該付設部（２１）内に解除装置のねじ山付きスピンドル（２３）が配置されており、該ねじ山付きスピンドル（２３）に直接または中間エレメント、たとえばナット（２４）および／または軸受けを介してプレート（１８）がねじ被せられている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダ。
【請求項１６】
請求項１から１５までのいずれか１項記載のコンビネーションニューマチックシリンダを制御するための方法において、
ａ）駐車ブレーキ時に、ばね（１９）なしの第１の圧力室（８）内の圧力を減少させ、これによって、ばね（１９）を弛緩し、ピストンロッド（７）を進出させ、
ｂ）運転ブレーキ時に、第２の圧力室（９）への空気供給によってピストンロッド（７）を進出させ、この場合、運転ブレーキ時に、第１の圧力室（８）内に最小圧（Ｐｍｉｎ）を維持することによって、特にばね（１９）の制動力を補償するように、所定の力をばね（１９）の制動力に抗して作用させる
ことを特徴とする、コンビネーションニューマチックシリンダを制御するための方法。
【請求項１７】
運転ブレーキ時に、ばね固有の少なくとも１つのパラメータを考慮する、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
ばね固有のパラメータが、ばねをピストン（６）に加える個別のばね力である、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
ばね固有のパラメータの補償を、運転ブレーキ時に第１の圧力室内でばね力に抗して作用する最小圧の適合によって行う、請求項１６から１８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
ばね固有のパラメータの補償を、本来の運転ブレーキ圧を第２の圧力室（９）内に形成する前に、ばね（１９）を備えた第２の圧力室（９）内の圧力の増加によって行う、請求項１６から１９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
ばね固有のパラメータを初期化過程によって検知する、請求項１６から２０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
ばね固有のパラメータの検知を、ディスクブレーキのブレーキライニングをブレーキディスクに当て付けるために必要となる運転ブレーキ圧の検知によって行う、請求項１６から２１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２３】
ａ）ディスクブレーキのブレーキライニングをブレーキディスクに当て付けるために必要となる運転ブレーキ圧の検知を、第１および／または第２の圧力室内のそれぞれ異なる圧力でのテスト制動によって検知し、
ｂ）この場合、ブレーキディスクへのブレーキライニングの接触を、接触センサによって行うかまたは、テスト制動の間、ブレーキライニングがブレーキディスクに当て付けられた場合に停止する調整スピンドルを回転させる電気機械式の調整モータによって行う、
請求項１６から２２までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両ブレーキに用いられるコンビネーションニューマチックシリンダおよび該コンビネーションニューマチックシリンダを制御するための方法に関する。
【０００２】
コンビネーションニューマチックシリンダは種々異なる構造で知られている。コンビネーションニューマチックシリンダは、車両の運転ブレーキ（常用ブレーキ）、駐車ブレーキならびに一般的に補助ブレーキ機能のための制動力を発生させる。ニューマチック的に操作されるディスクブレーキに用いられるコンビネーションニューマチックシリンダは、しばしば、運転ブレーキシリンダ（区分）（たとえばダイヤフラムシリンダ）を有している。この運転ブレーキシリンダには、駐車ブレーキシリンダ（区分）が付設されている。この駐車ブレーキシリンダ内には、この駐車ブレーキシリンダのピストンを操作するためのコイルばねが配置されている。したがって、コンビネーションニューマチックシリンダは、しばしば比較的大きな構造となり、比較的高価である。
【０００３】
本発明の課題は、公知先行技術の欠点を取り除くことである。
【０００４】
本発明は、この課題を請求項１の対象によるコンビネーションニューマチックシリンダおよび請求項１６の対象による、このようなコンビネーションニューマチックシリンダを制御するための方法に関して解決する。
【０００５】
有利な構成および実施態様は従属請求項から知ることができる。
【０００６】
請求項１によれば、以下のこと：すなわち、
ブレーキシリンダハウジングが設けられており、該ブレーキシリンダハウジング内に、ピストンロッドに配置されたピストンが移動可能にガイドされており、ブレーキシリンダハウジングが、ピストンによって２つの圧力室に分割されており、両圧力室が、それぞれ１つの圧縮空気接続部を有しており、ピストンロッドの一方の端部が、ブレーキシリンダハウジングを外向きに貫通しており、運転ブレーキを増圧によって実施するために設計された一方の圧力室内に直接、駐車ブレーキ機能を実現するためのばねも配置されており、これによって、ただ２つの圧力室と、ばねとによって、運転ブレーキ機能だけでなく駐車ブレーキ機能も実現可能である：
を有する、車両ブレーキに用いられるニューマチック式コンビネーションニューマチックシリンダが提供される。
【０００７】
このようなコンビネーションニューマチックシリンダを制御するための方法に関して、本発明は、駐車ブレーキ時に、ばねなしの第１の圧力室内の圧力を減少させ、これによって、ばねを弛緩し、ピストンロッドを進出させ、運転ブレーキ時に、第２の圧力室への空気供給によってピストンロッドを進出させ、この場合、第１の圧力室内に最小圧を維持することによって、特にばねの制動力を補償するように、所定の力をばねの制動力に抗して作用させることによって特徴付けられている。
【０００８】
本発明によるコンビネーションシリンダは、運転ブレーキおよび駐車ブレーキのための１つの圧力室の「二重の使用」によって極めてコンパクトな構造となり、その他に必要となる多数の構成エレメントの節約によって廉価に製作可能でもある。
【０００９】
ニューマチック式ブレーキシリンダに、ばねなしの第１の圧力室内で運転ブレーキの間に圧力をコンスタントに保つための装置が対応配置されていると有利である。こうして、駐車ブレーキのためのばねの作用を簡単に運転ブレーキの間に補償することができる。
【００１０】
例示的な変化形によれば、圧力をコンスタントに保つための装置が、圧力センサであり、該圧力センサが、電子的な制御装置に接続されており、該制御装置が、圧縮空気接続部に対応配置された弁を操作するために設計されている。
【００１１】
これに対して、別の変化形によれば、圧力をコンスタントに保つための装置が、簡単な形式で、圧力制限機能を備えた逆止弁である。
【００１２】
コンビネーションシリンダを制御するための方法は、特に有利には、運転ブレーキに影響を与え得るばね固有の効果を補償するために、運転ブレーキ時に、ばね固有の少なくとも１つのパラメータを考慮することによって改良されてよい。したがって、考慮されて補償されるばね固有のパラメータが、ばねをピストンに加える個別のばね力であると有利である。この力は正確に検知され、補償される。まさにこの手段によって、本発明によるブレーキシリンダが、並置された複数のシリンダを備えた極めて相当高価なコンビネーションシリンダに対して特に際立って置き換えられる。
【００１３】
特にばね固有のパラメータの補償を、運転ブレーキ時に第１の圧力室内でばね力に抗して作用する最小圧の適合によって簡単に行うことが提供される。
【００１４】
しかし、ばね固有のパラメータの補償を、本来の運転ブレーキ圧を第２の圧力室内に形成する前に、（たとえばばね特性に相応の増圧のための短い相応の空気衝撃によって）ばねを備えた第２の圧力室内の圧力の増加によって行うことも可能である。
【００１５】
さらに、特に有利には、また、安全技術的な観点から、ばね固有のパラメータを１回の初期化過程によって車両の運転開始時にまたは保守時にまたは規定されたその他の時点で検知すると有利である。
【００１６】
したがって、ばね固有のパラメータの検知を、ディスクブレーキのブレーキライニングを、たとえば第１の圧力室内の設定された圧力比でブレーキディスクに当て付けるために必要となる運転ブレーキ圧の検知によって簡単に行うことができる。この場合、さらに、ブレーキライニングをブレーキディスクに当て付けるために必要となる運転ブレーキ圧の検知を、第１および／または第２の圧力室内のそれぞれ異なる圧力でのテスト制動によって検知すると有利である。
【００１７】
ブレーキディスクへのブレーキライニングの当付けは、ディスクおよびブレーキライニングに設けられた接触センサによって行うことができるかまたは、特にテスト制動の間、ブレーキライニングがブレーキディスクに当て付けられた場合に停止する、ブレーキライニングを調節するための調整スピンドルを回転させる電気機械式の調整モータによって行うことができる。
【００１８】
この変化形は、ディスクブレーキが、電気的に操作される調整スピンドルをブレーキディスクの片側にまたは両側に有している場合にしか提供されない。この構造だけではないにせよ、まさにこの構造に対して、本発明によるコンビネーションシリンダは、特に有利なかつスペースを節約した解決手段となる。なぜならば、ここでは、「当付け点」を、ディスクに対するライニングの当付け時のモータ電流の変化の記録によって簡単に検知することができるからである。この場合、ディスクは、制動圧が大きく、たとえばばねのばね力が、十分に大きく測定された対抗圧に抗して乗り越えられる場合に「到達」させられるかもしくは「接触」させられる。
【００１９】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００２０】
図１には、ニューマチック式のコンビネーションニューマチックシリンダ１が示してある。このコンビネーションニューマチックシリンダ１によって、車両のブレーキの運転ブレーキ（常用ブレーキ）機能、補助ブレーキ機能および駐車ブレーキ機能が実現可能となる。
【００２１】
コンビネーションニューマチックシリンダ１は、ここでは、カバー部分２とポット状の部分３とから組み立てられた（螺合された）ブレーキシリンダハウジング４を有している。このブレーキシリンダハウジング４内には、ピストン６が移動可能にガイドされている。このピストン６はピストンロッド７に配置されている。このピストンロッド７はブレーキシリンダハウジング４のカバー部分２を貫通していて、対応配置されたブレーキ、有利にはディスクブレーキを操作するために設計されている。
【００２２】
ピストン６は、ブレーキシリンダハウジング４の内部を、ここでは左側の第１の圧力室８と、ここでは右側の第２の圧力室９とに分割している。両圧力室８，９には、ブレーキシリンダハウジング４の外壁を貫通したそれぞれ１つの圧縮空気接続部１０，１１が開口している。
【００２３】
第１のポット状の部分３は、円筒状の周壁５と、底区分１２とを有している。
【００２４】
この底区分１２は、外側の環状区分１３と、ブレーキシリンダハウジング内部に向かって円錐形の区分１４とに分割されている。この円錐形の区分１４の中心では、カバー部分が、駐車ブレーキのマニュアル式の解除を可能にする解除装置２４のヘッド部分１５によって貫通されている。ここでは、このヘッド部分１５は、たとえば内側多角形状または外側多角形状またはこれに類する形状を備えていてよい。
【００２５】
ピストン６は、底区分１２に類似して、同じく外側のピストンプレートの領域で分割されていて、実際、外側の円錐形の区分１６と、ピストンロッドを取り囲む内側の環状区分１７とに分割されている。この環状区分１７には、第２の圧力室９に向かって位置する側にもしくは底区分１２に向かってプレート１８が配置されている。このプレート１８の直径は、ピストンプレートの環状区分１７の直径にほぼ相当している。プレート１８は緩くピストン６に載置している。
【００２６】
プレート１８と底区分１２の環状区分１３との間には、コイルばね１９（極めてコンパクトに形成された、第２の圧力室を最小限に抑える円錐ばね）が配置されている。ピストンプレートはその外周面に、円筒状の周壁５の内周面に対してシールするためのシールリング２０を備えている。
【００２７】
ピストンロッド７は、ここでは、ピストン６の、内側で中空の付設部２１として形成されている。中空室２２内には、解除装置の、運転ブレーキ時に静止しているかもしくはピストン６に対して相対的に移動可能なねじ山付きスピンドル２３が位置している。このねじ山付きスピンドル２３には、直接または中間エレメント、たとえばナット２５および／または軸受けを介してプレート１８がねじ被せられており、これによって、駐車ブレーキが、特別な状況での手によるプレート１８の逆回転によって解除可能となる。この場合、これによって、運転ブレーキの機能に影響は与えられない。これによって、プレート１８が解除装置の一部となる。この解除装置はプレート、ピストンのばねひいてはブレーキを解除もしくは弛緩する。この場合、運転ブレーキ機能は、走行終了直後に行いたい保守に至るまで損なわれていない。
【００２８】
両圧力室８，９はそれぞれ圧縮空気接続部を備えているので、両圧力室８，９は空気容器またはこれに類するものに接続することができ、その都度空気供給または空気抜きすることができる。
【００２９】
図示のコンビネーションニューマチックシリンダによって、冒頭で述べた、運転ブレーキ、駐車ブレーキおよび補助ブレーキの機能を、圧力室８，９が、以下に説明する適切な形式で制御される場合に、コンパクトに形成された前述したコンビネーションニューマチックシリンダによって実現することができる。
【００３０】
しかし、コイルばねが別個のばね蓄え区分または部分に配置されている慣用の構造のコンビネーションニューマチックシリンダと異なり、ここでは、コイルばねが直接本来の「運転ブレーキシリンダ」内に組み込まれていて、しかも、運転ブレーキを作動するためにも使用されている圧力室９内に組み込まれている。
【００３１】
コイルばね１９は、自体慣用の形式で、駐車ブレーキを操作するために働く。コイルばね１９が弛緩されると、このコイルばね１９がプレート１８とピストン６とを移動させ、これによって、ピストンロッド７が進出し、対応配置されたブレーキが圧着される。
【００３２】
類似のことが、原理的に運転ブレーキ装置に当てはまる。この場合、この事例では、第２の圧力室９への空気供給によって、ピストンロッド７が進出する。
【００３３】
付加的には、運転ブレーキ時に、コイルばねと反対の側に設けられた第１の圧力室８内に最小圧が維持される。この最小圧は、コイルばね９のばね力と、ピストンに加えられる、第２の圧力室９への空気供給によって生ぜしめられる力とが合計されないように、コイルばねの作用に抗して作用する。
【００３４】
これによって、運転ブレーキと駐車ブレーキとは、両ブレーキのために、驚くべき多数の共通の構成部材が使用可能であるにもかかわらず、機能的に分離されたままとなる。これに対して、慣用の構造の駐車シリンダ区分は省略することができる。
【００３５】
第１の圧力室内の圧力を運転ブレーキの間に値Ｐｍｉｎにコンスタントに保つためには、所属の圧縮空気接続部に逆止弁を対応配置することでは不十分である。付加的には、圧力センシング手段と、圧力制限機能を備えた逆止弁とを介して圧力をコンスタントに保つための適切な装置が必要となる。
【００３６】
コイルばねは、誤差に起因してコンビネーションニューマチックシリンダの特性に運転ブレーキの間でも影響を与えるので、新たなコンビネーションニューマチックシリンダを運転中に１回測定する（かまたは複数回繰返し「校正する」）ことが有利である。このことは、たとえば運転開始時に１回自動的に適切な初期化ソフトウェアによって行うことができる。この初期化ソフトウェアは車両もしくは少なくとも１つのアクスルのブレーキを連続して操作し、この場合、校正を行う。
【００３７】
測定によって、各コンビネーションニューマチックシリンダに対する特性値が検知される。この特性値は、１回の運転ブレーキ時に考慮されなければならないばね力に相当している。ばねは、誤差に起因して数パーセントだけ互いに異なっていてよいかもしくは数パーセントだけ互いに異なるばね力を有しているので、個々のホイールにおけるそれぞれ異なる制動力を回避するために、各ばね１９の正確なばね力を測定し、ばね１９なしの第１の圧力室８内の対抗圧またはのちの運転ブレーキの間の第２の圧力室９内の運転ブレーキ圧を相応に考慮するかもしくは補償することが有利である。
【００３８】
前者のことは、第１の圧力室８内の相応に減少させられたかまたは増加させられた対抗圧の調整によって本来の運転ブレーキの実施前に行うことができ、後者のことは、第２の圧力室９内の相応に短い増圧によって本来の運転ブレーキの実施前に行うことができる。
【００３９】
しかし、このためには、各ばね１９の特性を知ることが必要となる。この特性は、たとえば有利には、たとえば車両の運転開始時にまたは１回の検査後に、その都度制動が、それぞれ異なる、たとえば増加する圧力によって実施され、この場合、いつブレーキライニングがブレーキディスクに接触し、したがって、いつ本来の制動作用が始まるのかが検知されることによって検知することができる。
【００４０】
ブレーキライニングがブレーキディスクに当て付けられる圧力の検知のためには、たとえばライニングおよびブレーキライニングに設けられた接触センサを介したセンシングまたは、たとえば電気機械的に操作される調整装置による検知が提供される。この調整装置は、テスト測定の間もしくはテスト制動の間にそれぞれ異なる圧力でその都度スタートされるかもしくは調整スピンドルを回転させ、その後、たとえばブレーキディスクに対するブレーキライニングの当付けのモーメントにおけるモータ電流の変化の検出を介して、（第１の圧力室８内の）ともかく設定された圧力比でばね力を乗り越えるためにその都度必要となる圧力を測定するために使用される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】２つの運転位置で示した本発明によるコンビネーションニューマチックシリンダの概略的な断面図である。
【図２】図１のシリンダの平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  コンビネーションニューマチックシリンダ、  ２  カバー部分、  ３  部分、  ４  ブレーキシリンダハウジング、  ５  周壁、  ６  ピストン、  ７  ピストンロッド、  ８  圧力室、  ９  圧力室、  １０  圧縮空気接続部、  １１  圧縮空気接続部、  １２  底区分、  １３  環状区分、  １４  区分、  １５  ヘッド部分、  １６  区分、  １７  環状区分、  １８  プレート、  １９  コイルばね、  ２０  シールリング、  ２１  付設部、  ２２  中空室、  ２３  ねじ山付きスピンドル、  ２４  解除装置、  ２５  ナット
【図１】
2007515345.tif 000003
【図２】
2007515345.tif 000004
【国際調査報告】
2007515345.tif 000005
2007515345.tif 000006
2007515345.tif 000007
2007515345.tif 000008
2007515345.tif 000009
2007515345.tif 000010