DE10046130B4 - Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung für eine ein Bremsgestänge sowie Bremsbacken aufweisende Bremsmechanik, insbesondere für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung für eine ein Bremsgestänge sowie Bremsbacken aufweisende Bremsmechanik, insbesondere für Schienenfahrzeuge Download PDF

Info

Publication number
DE10046130B4
DE10046130B4 DE2000146130 DE10046130A DE10046130B4 DE 10046130 B4 DE10046130 B4 DE 10046130B4 DE 2000146130 DE2000146130 DE 2000146130 DE 10046130 A DE10046130 A DE 10046130A DE 10046130 B4 DE10046130 B4 DE 10046130B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
actuation device
push
measuring
spring
brake actuation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE2000146130
Other languages
English (en)
Other versions
DE10046130A1 (de
Inventor
Reinhard Wilke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wilke Reinhard Dipl-Wirtsch-Ing
Original Assignee
Wilke Reinhard Dipl-Wirtsch-Ing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wilke Reinhard Dipl-Wirtsch-Ing filed Critical Wilke Reinhard Dipl-Wirtsch-Ing
Priority to DE2000146130 priority Critical patent/DE10046130B4/de
Publication of DE10046130A1 publication Critical patent/DE10046130A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10046130B4 publication Critical patent/DE10046130B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/741Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator
    • B60T13/743Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator with a spring accumulator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/14Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D66/00Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D66/00Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
    • F16D2066/005Force, torque, stress or strain
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00Type of actuator operation force
    • F16D2121/18Electric or magnetic
    • F16D2121/24Electric or magnetic using motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00Components of actuators
    • F16D2125/18Mechanical mechanisms
    • F16D2125/58Mechanical mechanisms transmitting linear movement
    • F16D2125/582Flexible element, e.g. spring, other than the main force generating element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)

Abstract

Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung (10) für eine ein Bremsgestänge sowie Bremsbacken aufweisende Bremsmechanik, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit einem zur Öffnung der Bremse elektromotorisch zu spannenden und beim Bremshub im Hinblick auf die auszuübende Bremskraft elektromotorisch regelbar zu entspannenden Federspeicher, dessen Kraft über ein Schubzugrohr (11) und über einen im letzteren angeordneten Messbolzen (20) auf ein am Bremsgestänge angreifendes, ein Kupplungsauge (15) aufweisendes Kupplungsteil (14) einwirkt, wobei in den Kraftfluß zwischen dem mit seinem ersten Ende (bei 19) zug- und druckfest am Kupplungsteil (14) gehaltenen Messbolzen (20) und dem Schubzugrohr (11) mindestens eine Feder (R) angeordnet ist, gegen deren Rückstellkraft der Messbolzen (20) beim Bremshub relativ zum Schubzugrohr (11) begrenzt axial bewegbar ist, und wobei der sich axial bewegende Messbolzen (20) mittels eines ebenfalls im Schubzugrohr (11) angeordneten Signalgebers (24, 25; 26) ein die Bremskraft regelndes elektrisches Signal bewirkt, dadurch gekennzeichnet,
– dass der Messbolzen (30) Dehnungsmessstreifen (24, 25) trägt;
– dass an dem dem Kupplungsteil (14) abgewandten zweiten Ende (44) des Messbolzens (20) ein dosenartiges Gehäuse (23) zug- und druckfest gehalten ist, welches innerhalb des Schubzugrohres (11) axial relativ beweglich angeordnet ist und welches einen mit den Dehnungsmessstreifen (24, 25) verbundenen Messverstärker (26) aufnimmt;
– dass die Feder (R) zwischen einer vom dosenartigen Gehäuse (23) gebildeten Widerlagerfläche (35) und einer seitens des Schubzugrohres (11) gebildeten Gegenwiderlagerfläche (36) im wesentlichen vorspannungsfrei sowie spielfrei mit engem Sitz abgestützt ist;
– dass die Feder (R) aus einem sich bei Druckkraftabfall im wesentlichen hysteresefrei zurückstellenden Kunststoff, wie z.B. aus Polyurethan od.dgl., besteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung für eine ein Bremsgestänge sowie Bremsbacken aufweisende Bremsmechanik, insbesondere für Schienenfahrzeuge. Eine solche elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung ist in der DE 196 07 759 C1 beschrieben.
  • Bei der Bremsbetätigungsvorrichtung gemäß der DE 196 07 759 C1 wirkt ein Elektromotor, und zwar ein Gleichstrom-Hauptschlußmotor von 24V Betriebsspannung, über ein einstufiges Planetengetriebe mit hohem Wirkungsgrad auf einen Kugelgewindetrieb geringer Selbsthemmung. Der Kugelgewindetrieb spannt einen Federspeicher, der einen Federteller und eine Speicherteder enthält. Bei der bekannten Bremsbetätigungsvorrichtung wird durch eine in Haltestellung befindliche elektromagnetische Haltebremse der Federspeicher in seiner gespannten Stellung arretiert.
  • Für den Fall, dass ein Bremsvorgang eingeleitet werden soll, muss demnach das mit seinem Kupplungsauge am Bremsgestänge angelenkte Kupplungsteil unter Kraftentfaltung des Federspeichers axial verschoben werden. Dabei verläuft der Kraftfluß vom Federspeicher über den Kugelgewindetrieb zum Schubzugrohr und von dort zum Kupplungsteil, an dessen Kupplungsauge das Bremsgestänge angelenkt ist.
  • Dieser Bremsvorgang wird gemäß der DE 196 07 759 C1 mittels elektrischer Signale geregelt, die den Elektromotor bei gelöster elektromagnetischer Haltebremse veranlassen, eine dem sich entspannenden Federspeicher entgegengerichtete Kraft auszuüben, die je nach gewünschter Bremskraft durch eine Wheatstone'sche Brücke variiert bzw. im Gleichgewicht gehalten werden kann.
  • Für diesen Steuerungs- und Regelungsvorgang ist es wesentlich, die jeweils am Kupplungsauge wirkende Bremskraft zu ermitteln, wozu im Kraftfluß zwischen dem Kupplungsteil und dem Schubzugrohr eine Messfederanordnung vorgesehen ist.
  • Die bekannte Messfederanordnung gemäß der DE 196 07 759 C1 besteht aus drei Tellerfedergruppen, welche sich jeweils aus vier einzelnen Tellerfedern zusammensetzen. Der Hub der Messfederanordnung beträgt insgesamt etwa 2,6 mm.
  • Die gemäß der DE 196 07 759 C1 durch die sich entspannende Speicherfeder hervorgerufene Axialbewegung des mit seinem Kupplungsauge am Bremsgestänge angreifenden Kupplungsteils hat zur Folge, dass die miteinander drehgekuppelten Getriebeteile, also die Kugelgewindespindel, das Planetengetriebe und schließlich der Rotor des Elektromotors, mitdrehen. Dabei bewegt sich auch das Schubzugrohr in Löserichtung und drückt folg lich die Messfederanordnung, den Messbolzen axial verschiebend, zusammen.
  • Je größer dabei die ausgeübte Bremskraft ist, desto mehr wird die Messfederanordnung zusammengedrückt, desto größer ist also auch die axiale Relativbewegung zwischen dem Messbolzen und dem Schubzugrohr. Der Messbolzen wiederum betätigt den Stössel eines Linearpotentiometers, eines Signalgebers also, welches zur Regelung der Bremskraft in die vorerwähnte Wheatstone'sche Brücke eingegliedert ist, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau der AT 3 89 279 B , der DE 37 09 952 C1 sowie der DE 40 35 045 C2 entspricht.
  • Die Bremsbetätigungsvorrichtung gemäß der DE 196 07 759 C1 hat sich in der Praxis in einem großen Umfang bewährt. Allerdings ist inzwischen das Bedürfnis entstanden, den Anwendungsbereich der gattungsgemäßen elektromotorischen Bremsbetätigungsvorrichtung zu vergrößern. Eine Eigenart der bekannten Messfeder gemäß der DE 196 07 759 C1 besteht nämlich darin, dass das die Messfeder bildende stählerne Tellerfederpaket aus Funktionsgründen eine beträchtliche Vorspannung aufweisen muss. Im Bereich der Vorspannung ist demnach mit der bekannten Messfeder keine Messung möglich. Theoretisch könnte zwar die an sich erforderliche Höhe der Vorspannung der bekannten Messfeder zur Vergrößerung des Messbereichs unterschritten werden, jedoch wäre damit zwangsläufig eine nur unbefriedigend kurze Standzeit des Tellerfederpakets verbunden.
  • Ausgehend von der Bremsbetätigungsvorrichtung gemäß der DE 196 07 759 C1 , liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung so weiterzuentwickeln, dass diese einen vollständigeren Messweg bei der Ermittlung der Bremskraft gestattet.
  • Diese Aufgabe hat die Erfindung gemeinsam mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst,
    • – dass der Messbalzen Dehnungsmesstreifen trägt;
    • – dass an dem dem Kupplungsteil abgewandten zweiten Ende des Messbolzens ein dosenartiges Gehäuse zug- und druckfest gehalten ist, welches innerhalb des Schubzugrohres axial relativ beweglich angeordnet ist und welches einen mit den Dehnungsmessstreifen verbundenen Messverstärker aufnimmt;
    • – dass die Feder zwischen einer vom dosenartigen Gehäuse gebildeten Widerlagerfläche und einer seitens des Schubzugrohres gebildeten Gegenwiderlagerfläche im wesentlichen vorspannungsfrei sowie spielfrei mit engem Sitz abgestützt ist;
    • – dass die Feder aus einem sich bei Druckkraftabfall im wesentlichen hysteresefrei zurückstellenden Kunststoff, wie z.B. aus Polyurethan od.dgl., besteht.
  • Entsprechend der Erfindung ist die bekannte Messfeder durch eine Feder ersetzt, welche aus einem sich bei Druckkraftabfall im wesentlichen hysteresefrei zurückstellenden Kunststoff besteht. Dabei ist ein vorteilhaft zu verwendender Kunststoff Polyurethan. Im einzelnen handelt es sich dabei um ein kompaktes elastomeres PUR-(Polyurethan-)Gießharz nach dem 3-Komponenten System. Ein solches elastomeres PUR-Gießharz wird von der Bayer AG, Leverkusen, DE, unter der Markenbezeichnung „Vulkollan" vertrieben.
  • Bei der erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung ist die Feder von ihrer Messfunktion befreit und hat statt dessen ausschließlich nur noch eine Rückstell- und Dämfungsfunktion, wodurch beim Bremshub ein so großer Verstellweg ermöglicht wird, dass er für eine Dehnungsmesstreifen- Anordnung hinreichend ist. Der auf diese Weise ermöglichte Messweg beginnt bei der Kraft = Null und ist nicht mehr durch eine Vorspannung eingeschränkt. Der erzielte Messweg, der die Erfassung auch sehr kleiner Bremskräfte gestattet, bedeutet daher, verglichen mit der Bremsbetätigungsvorrichtung gemäß der DE 196 07 759 C1 , zugleich eine Vergrößerung der Regelstrecke bei der Beeinflussung der auszuübenden Bremskraft.
  • Die erfindungsgemäße Feder, welche aus einem sich bei Druckkraftabfall praktisch hysteresefrei zurückstellenden Kunststoff besteht, ist im wesentlichen vorspannungsfrei zwischen einer von dem dosenartigen Gehäuse gebildeten Widerlagerfläche und einer seitens des Schubzugrohres gebildeten Gegenwiderlagerfläche abgestützt. Diese im wesentlichen vorspannungsfreie Abstützung soll bedeuten, dass die erfindungsgemäße Kunststoffeder spielfrei mit engem Sitz zwischen der Widerlagerfläche und der Gegenwiderlagerfläche aufgenommen ist.
  • In zweckmäßiger Ausgestaltung der Endung besteht die Feder aus elastomerem Polyurethan-Gießharz nach dem 3-Komponenten System mit einer Shore-A-Härte von etwa 93.
  • Bei dem in dem dosenartigen Gehäuse aufgenommenen Messverstärker handelt es sich in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung um einen integrierten Hybridverstärker in Zweidrahttechnik. Dieser weist zweckmäßig eine Empfindlichkeit von etwa 2 mV/V auf
  • Durch die Erfindung wird der Einfederweg des Messbolzens bis auf z.B. 0,8 mm verringert. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung genügt daher zur Abdichtung der dynamischen Dichtfuge am Messbolzen zwischen Schubzugrohr und Kupplungsauge eine Dichtung geringer Eigenfederung, was durch die Merkmale des Anspruchs 14 zum Ausdruck kommt. Aufgrund des bei der DE 196 07 759 C1 erforderlichen, durch den Tellerfederstapel realisierten Messweges von ca. 2,6 mm hingegen ist ein Schutz des Messbolzens durch einen aufwendigen und empfindlichen Faltenbalg erforderlich.
  • In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und außerdem im Vergleich zu einer gattungsgemäßen bekannten Bremsbetätigungsvorrichtung gemäß der DE 196 07 759 C1 dargestellt, es zeigt,
  • 1 einen teilweisen Längsschnitt durch einen dem Bremgestänge zugewandten Bereich einer elektromotorischen Bremsbetätigungsvorrichtung für Schienenfahrzeuge,
  • 2 die Darstellung gemäß 1 im verkleinerten Maßstab und, dazugehörend,
  • 3 ein Kraft-Strom-Diagramm des Messverstärkers der erfindungsgemäßen elektromotorischen Bremsvorrichtung,
  • 4 in Anlehnung an die Darstellung gemäß 2 den dem Bremsgestänge zugewandten Bereich der bekannten elektromotorischen Bremsvorrichtung gemäß der DE 196 07 759 C1 und, dazugehörend,
  • 5 das Kraft-Strom-Diagramm des von der DE 196 07 759 C1 bekannten Messwertgebers.
  • Ein wesentlicher Bestandteil der in 1 insgesamt mit 10 bezeichneten elektromotorischen Bremsbetätigungsvorrichtung ist von einem Schubzugrohr 11 gebildet, welches entlang den beiden Richtungen x und y linear antriebsbewegbar ist.
  • In 1 ist weiterhin eine Gewindespindel 12 gezeigt, welche mit einer in einem Ringraum 13 angeordneten nicht gezeigten Gewindemutter kooperiert. Gewindespindel 12 und nicht gezeigte Gewindemutter bilden zur Verbesserung des Wirkungsgrades gemeinsam mit ebenfalls nicht dargestellten Kugeln einen Kugelgewindetrieb.
  • Die Gewindespindel 12 ist unter Zwischenschaltung eines ebenfalls nicht dargestellten Planetengetriebes mittels eines Gleichstrom-Hauptschlußmotors von 24V Betriebsspannung drehantreibbar. Das in 1 nicht gezeigte gesamte Antriebsteil sowie die in 1 ebenfalls nicht dargestellte Federspeicheranordnung entsprechen dem Gegenstand der DE 196 07 759 C1 , während die Steuer- und Regeleinrichtung hinsichtlich ihres grundsätzlichen Aufbaus der AT 3 89 279 B , der DE 37 09 952 C1 sowie der DE 40 35 045 C2 entspricht.
  • Stirnseitig vor dem Schubzugrohr 11 befindet sich ein Kupplungsteil (Gabelkopf) 14 mit einem Kupplungsauge 15, welches der Anlenkung einer nicht dargestellten Zangenhälfte eines Bremsgestänges dient.
  • Auf seiner dem Schubzugrohr 11 zugewandten Seite weist das Kupplungsteil 14 ein zentrales Sackloch 17 mit Innengewinde 16 auf, mit welchem das Außengewinde 18 des Kopfes 19 eines insgesamt mit 20 bezeichneten Messbolzens verschraubt ist.
  • Das Schubzugrohr 11 besitzt eine kreiszylindrische Innenmantelfläche 21, an welcher eine kreiszylindrische Außenmantelfläche 22 eines dosenartigen Gehäuses 23 gleitgeführt ist.
  • Der Messbolzen 20 ist an seinem dem Kupplungsteil 14 abgewandten Endbereich 44, welcher zweckmäßig in das dosenartige Gehäuse 23 hineinragen kann, mit letzterem zug- und druckfest verbunden. Auf seinem in dem dosenartigen Gehäuse 23 angeordneten Endbereich 44 oder in seinem Bereich außen vor dem dosenartigen Gehäuse 23 trägt der Messbolzen 20 zwei schematisch dargestellte Dehnungsmesstreifen 24, 25.
  • Die Dehnungsmessstreifen 24, 25 sind mit einem als Schaltzeichen wiedergegebenen Messverstärker 26 elektrisch verbunden, welcher einen Messstromsignal von 20- 4mA liefert. Der Messstrom wird über ein elektrisches Kabel 27 nach außen zu einer nicht dargestellten Mess- und Regeleinheit geführt.
  • Bei der gezeigten Messanordnung handelt es sich insgesamt um einen DMS-Geber mit integriertem Verstärker. Bei dem Messverstärker handelt es sich um einen Hybridverstärker in Zweidrahttechnik mit einer Empfindlichkeit von 2mV/V.
  • Die Außenmantelfläche des Messbolzens 20 weist zwischen seinem dem Kupplungsteil 14 zugewandten Kopf 19 und seinem dem dosenartigen Gehäuse 23 zugewandten Endbereich 44 einen Gleitführungsbereich 28 auf, welcher seitens des Schubzugrohres 11 an einem Gegengleitführungsbereich 29 geführt ist.
  • Die kreiszylindrische Innenmantelfläche 21 des Schubzugrohres 11 weist an ihrem dem Kupplungsteil 14 zugewandten Bereich ein Innengewinde 30 auf, welches mit einem ein Außengewinde 31 besitzenden Gewindering 32 verschraubt ist, in dessen zentraler Stufenbohrung 33 eine Gleitführungsbuchse 34 aufgenommen ist, deren Innenmantelfläche den Gegengleitführungsbereich 29 für den Gleitführungsbereich 28 des Messbolzens 20 bildet. An ihrer Innenmantelfläche 28 trägt die Gleitführungsbuchse 34 eine einen O-Ring 45 aufnehmende Ringnut 46.
  • Die Gleitführungsbuchse 34 besteht aus Lagerbronze, während der Gewindering 32 aus Stahl gefertigt ist.
  • Zwischen einer vom dosenartigen Gehäuse 23 gebildeten Widerlagerfläche 35 und einer von der Stirnfläche des Gewinderinges 32 gebildeten Gegenwiderlagerfläche 36 ist ein kreiszylindrischer Ring R spiel- und vorspannungsfrei (zumindest im wesentlichen vorspannungsfrei) eingepasst, welcher aus kompaktem elastomerem Polyurethan-Gießharz nach dem 3-Komponentensystem besteht und eine Shore-A-Härte von etwa 93 aufweist.
  • Ein derartiger Kunststoff wird unter der Markenbezeichnung „Vulkollan" der Bayer AG, Leverkusen, DE, vertrieben.
  • Die Axialstellung des Gewinderinges 32 kann mittels einer mit einem Innensechskant versehenen Stiftschraube 37 lösbar arretiert werden. Der Schraubhandhabung des Gewinderinges 32 dienen axiale Stecklöcher 36. Zwischen der dem Schubzugrohr 11 zugewandten Stirnfläche 39 des Kupplungsteils 14 und der dem Kupplungsteil 14 zugewandten Stirnfläche 40 des Gewinderinges 32 ist ein Dichtungsring 41 eingebaut, welcher die Anordnung vor Verschmutzung schützen soll.
  • Die in 1 darstellte elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung funktioniert wie folgt:
    Wenn ein Bremsvorgang eingeleitet wird, greift im Kupplungsauge 15 des Kupplungsteils 14 eine Bremslast entsprechend dem nach rechts gerichteten Pfeil L an, während der nicht dargestellte Federspeicher auf das Schubzugrohr 11 eine nach links in Richtung x wirkende Kraft ausübt.
  • Dabei bewegt sich das Schubzugrohr 11 gemeinsam mit dem in ihm zug- und druckfest gehaltenen Gewindering 32 in Richtung x nach links, wobei die Gegenwiderlagerfläche 36 des Gewinderinges 32 den kreiszylindrischen Ring R gegen die von dem dosenartigen Gehäuse 23 gebildete Widerlagerfläche 35 drückt. Der bei diesem Vorgang von der Rückstellkraft des kreiszylindrischen Ringes R bestimmte maximale elastische Weg, um den sich die Gegenwiderlagerfläche 36 an die Widerlagerfläche 35 annähert, beträgt beim gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 0,8 mm.
  • Es ist vorstellbar, dass, bedingt durch die auf den Messbolzen 20 einwirkenden unterschiedlichen Zugkräfte, die Dehnungsmesstreifen 24, 25 je nach anfallender Bremskraft unterschiedliche Werte ergeben, welche der Hybridverstärker 26 in Messstromsignale unterschiedlicher Größe in einem Bereich zwischen 20- und 4 mA umformt. Die Messstromsignale von 20- 4 mA werden – wie bereits erwähnt – über das Kabel 27 der nicht gezeigten Mess- und Regelvorrichtung zugeleitet.
  • Wie anhand von 3 zu ersehen, ist die Größe des Messstromes umgekehrt proportional zu der Größe der auf die Messanordnung einwirkenden Kraft. 3 zeigt, dass bei maximaler Bremskraft ein Messstrom von 4 mA einer auf die Messanordnung wirkenden Kraft von 10 kN entspricht. Wesentlich ist, dass die Funktionsgerade gemäß 3 bei 20 mA einen Nulldurchgang durch die Abzissengerade des Messstromes besitzt, was bedeutet, dass die beschriebene Messanordnung selbst im Bereich sehr geringer Bremskräfte verlässliche Messstromsignale liefert.
  • 4 zeigt in Anlehnung an die Darstellungsweise gemäß 1 eine Anordnung gemäß der DE 196 07 759 C1 , und zwar ebenfalls den dem Kupplungsteil zugewandten Bereich des Schubzugrohres 11. Der Darstellung gemäß 1 analoge Bauteile sind in 4 identisch bezeichnet.
  • Im Unterschied zu 1 zeigt 4 eine insgesamt mit MF bezeichnete Messfeder, welche aus drei Tellerfederpaketen besteht, die jeweils aus vier einzelnen Tellerfedern zusammengesetzt sind. Die kalibrierte Messfeder MF wirkt beim Bremsvorgang auf den Messbolzen 20, und dieser auf den Stößel 42 eines Linearpotentiometers 43.
  • Das zu 4 gehörende Kraft-Strom-Diagramm gemäß 5 zeigt, dass die Messanordnung gemäß 4, bei welcher die Messfeder MF aus Funktionsgründen mit 2 kN vorgespannt sein muss, unterhalb der Messkraft von 2 kN unverändert nur das Messstromsignal von 20 mA liefert. Im Ver gleich dazu hingegen zeigt 3, dass die Messanordnung gemäß den 1 und 2 selbst unterhalb einer Messkraft von 2 kN verläßliche Messstromsignale produziert.

Claims (20)

  1. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung (10) für eine ein Bremsgestänge sowie Bremsbacken aufweisende Bremsmechanik, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit einem zur Öffnung der Bremse elektromotorisch zu spannenden und beim Bremshub im Hinblick auf die auszuübende Bremskraft elektromotorisch regelbar zu entspannenden Federspeicher, dessen Kraft über ein Schubzugrohr (11) und über einen im letzteren angeordneten Messbolzen (20) auf ein am Bremsgestänge angreifendes, ein Kupplungsauge (15) aufweisendes Kupplungsteil (14) einwirkt, wobei in den Kraftfluß zwischen dem mit seinem ersten Ende (bei 19) zug- und druckfest am Kupplungsteil (14) gehaltenen Messbolzen (20) und dem Schubzugrohr (11) mindestens eine Feder (R) angeordnet ist, gegen deren Rückstellkraft der Messbolzen (20) beim Bremshub relativ zum Schubzugrohr (11) begrenzt axial bewegbar ist, und wobei der sich axial bewegende Messbolzen (20) mittels eines ebenfalls im Schubzugrohr (11) angeordneten Signalgebers (24, 25; 26) ein die Bremskraft regelndes elektrisches Signal bewirkt, dadurch gekennzeichnet, – dass der Messbolzen (30) Dehnungsmessstreifen (24, 25) trägt; – dass an dem dem Kupplungsteil (14) abgewandten zweiten Ende (44) des Messbolzens (20) ein dosenartiges Gehäuse (23) zug- und druckfest gehalten ist, welches innerhalb des Schubzugrohres (11) axial relativ beweglich angeordnet ist und welches einen mit den Dehnungsmessstreifen (24, 25) verbundenen Messverstärker (26) aufnimmt; – dass die Feder (R) zwischen einer vom dosenartigen Gehäuse (23) gebildeten Widerlagerfläche (35) und einer seitens des Schubzugrohres (11) gebildeten Gegenwiderlagerfläche (36) im wesentlichen vorspannungsfrei sowie spielfrei mit engem Sitz abgestützt ist; – dass die Feder (R) aus einem sich bei Druckkraftabfall im wesentlichen hysteresefrei zurückstellenden Kunststoff, wie z.B. aus Polyurethan od.dgl., besteht.
  2. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des dosenartigen Gehäuses (23) und der Innenquerschnitt des Schubzugrohres (11) dieselbe Kontur aufweisen.
  3. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Außenmantelfläche (22) des dosenartigen Gehäuses (23) an der zylindrischen Innenmantelfläche (21) des Schubzugrohres (11) geführt ist.
  4. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Außenmantelfläche (22) des dosenartigen Gehäuses (23) und Innenmantelfläche (21) des Schubzugrohres (11) kreiszylindrisch sind.
  5. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Kupplungsteil (14) zugewandte Ende (bei 19) des Messbolzens (20) einen Gewindebereich (18) aufweist, welcher zwecks zug- und druckfester axialer Verbindung mit einem Gegengewindebereich (16) des Kupplungsteils (14) verschraubt ist.
  6. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindebereich des Messbolzens (20) Außengewinde (18) und der Gegengewindebereich des Kupplungsteils (14) Innengewinde (16) aufweist.
  7. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenmantelfläche des Messbolzens (20) zwischen seinem dem Kupplungsteil (14) zugewandten Ende (bei 19) und seinem dem dosenartigen Gehäuse (23) zugewandten Ende (44) einen Gleitführungsbereich (28) bildet, welcher seitens des Schubzugrohres (11) an einem Gegengleitführungsbereich (29) geführt ist.
  8. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenmantelfläche (21) des Schubzugrohres (11) an ihrem dem Kupplungsteil (14) zugewandten Bereich (bei 19) ein Innengewinde (30) aufweist, welches mit einem ein Außengewinde (31) aufweisenden Gewindering (32) verschraubt ist, dessen zentrale Bohrung (33) mindestens mittelbar den Gegengleitführungsbereich (29) für den Gleitführungsbereich (28) des Messbolzens (20) bildet.
  9. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der zentralen Bohrung (33) des Gewinderinges (32) eine Gleitführungsbuchse (34) gehalten ist, deren Innenmantelfläche den Gegengleitführungsbereich (28) bildet.
  10. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitführungsbuchse (34) an ihrer Innenmantelfläche (28) eine einen O-Ring (25) aufnehmende Ringnut (46) aufweist.
  11. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitführungsbuchse (34) aus einem Lagermetall, wie z.B. aus Bronze od.dgl., und der Gewindering aus Stahl besteht.
  12. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenwiderlagerfläche (36) für die Feder (R) von der Stirnfläche des Gewinderinges (32} gebildet ist, welche der vom dosenartigen Gehäuse (23) gebildeten Widerlagerfläche (35) zugekehrt und von letzterer um die Höhe der Feder (R) distanziert ist.
  13. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindering (32) dreharretierbar ist.
  14. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der dem Kupplungsteil (14) zugekehrten Stirnfläche (40) des Gewinderinges (32) und einer letzterer (40) zugewandten Stirnfläche (39} des Kupplungsteils (14} ein Aufnahmeraum für einen Dichtungsring (41) gebildet ist.
  15. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Messverstärker (26) ein integrierter Hybridverstärker (26) in Zweidrahttechnik ist.
  16. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridverstärker (26) eine Empfindlichkeit von etwa 2 mV/V aufweist.
  17. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (R) einen einteiligen Ringkörper bildet.
  18. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (R) einen kreiszylindrischen Ringkörper bildet.
  19. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (R) aus elastomerem Polyurethan-Gießharz nach dem 3-Komponenten System mit einer Shore-A-Härte von 65 bis 99, vorzugsweise von größer als etwa 85, besteht.
  20. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (R) aus Polyurethan eine Shore-A-Härte von etwa 93 aufweist.
DE2000146130 2000-09-15 2000-09-15 Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung für eine ein Bremsgestänge sowie Bremsbacken aufweisende Bremsmechanik, insbesondere für Schienenfahrzeuge Expired - Lifetime DE10046130B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000146130 DE10046130B4 (de) 2000-09-15 2000-09-15 Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung für eine ein Bremsgestänge sowie Bremsbacken aufweisende Bremsmechanik, insbesondere für Schienenfahrzeuge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000146130 DE10046130B4 (de) 2000-09-15 2000-09-15 Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung für eine ein Bremsgestänge sowie Bremsbacken aufweisende Bremsmechanik, insbesondere für Schienenfahrzeuge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10046130A1 DE10046130A1 (de) 2002-04-04
DE10046130B4 true DE10046130B4 (de) 2004-03-04

Family

ID=7656643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000146130 Expired - Lifetime DE10046130B4 (de) 2000-09-15 2000-09-15 Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung für eine ein Bremsgestänge sowie Bremsbacken aufweisende Bremsmechanik, insbesondere für Schienenfahrzeuge

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10046130B4 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20119469U1 (de) 2001-11-29 2003-04-10 Kober Ag Elektrische Bremseinrichtung für Fahrzeuganhänger
DE102006058882B4 (de) * 2006-12-13 2021-01-14 Continental Automotive Gmbh Separate Erfassung von Zuspann- und Reibkräften an einer Bremse
DE102008031063B4 (de) * 2008-07-01 2011-02-10 Pintsch Bubenzer Gmbh Anordnung zur Bremskraftmessung
CN117570141A (zh) * 2024-01-09 2024-02-20 敏之捷传感科技(常州)有限公司 电子机械制动系统制动力传感器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3709952C1 (de) * 1987-03-26 1988-08-25 Richard Dipl-Ing Wilke Elektromotorische Bremsbetaetigungsvorrichtung fuer Schienenfahrzeuge
AT389279B (de) * 1980-03-18 1989-11-10 Wilke Richard Elketromotorische bremsbetaetigungsvorrichtung
DE4035045C2 (de) * 1990-11-05 1993-03-18 Richard Dipl.-Ing. 5830 Schwelm De Wilke
DE19607759C1 (de) * 1996-03-01 1997-05-28 Korthaus Bernd Dipl Kaufm Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung mit einem Federspeicher, insbesondere für Schienenfahrzeuge

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT389279B (de) * 1980-03-18 1989-11-10 Wilke Richard Elketromotorische bremsbetaetigungsvorrichtung
DE3709952C1 (de) * 1987-03-26 1988-08-25 Richard Dipl-Ing Wilke Elektromotorische Bremsbetaetigungsvorrichtung fuer Schienenfahrzeuge
DE4035045C2 (de) * 1990-11-05 1993-03-18 Richard Dipl.-Ing. 5830 Schwelm De Wilke
DE19607759C1 (de) * 1996-03-01 1997-05-28 Korthaus Bernd Dipl Kaufm Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung mit einem Federspeicher, insbesondere für Schienenfahrzeuge

Also Published As

Publication number Publication date
DE10046130A1 (de) 2002-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69836444T2 (de) Elektronisches Flugzeugbremssystem mit Verschleissmessung, Spieleinstellung und mehreren Elektromotor-Betätigungseinheiten
DE102015216146A1 (de) Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeugs, insbesondere Pedalkraftsimulator
DE102019127951B4 (de) Selbstverstärkender Bremssattel
EP0373334A2 (de) Einrichtung zur Erfassung einer Axialkraft einer Deichselkupplung
EP0054100A1 (de) Mechanische Schnell-Löseeinrichtung für Federspeicher-Bremszylinder
DE102022204700A1 (de) Kugelumlaufspindelanordnung mit integrierter kraftmessung
DE102013213619A1 (de) Bremszuspanneinrichtung für eine Scheiben-Bremsvorrichtung
EP0894994A2 (de) Betätigungseinrichtung für verschleissspielbehaftete Maschinenelemente, insbesondere für Bremsen von Schienenfahrzeugen
DE10046130B4 (de) Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung für eine ein Bremsgestänge sowie Bremsbacken aufweisende Bremsmechanik, insbesondere für Schienenfahrzeuge
DE10018633A1 (de) Betätigungseinrichtung für eine Reibungskupplung
DE19607759C1 (de) Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung mit einem Federspeicher, insbesondere für Schienenfahrzeuge
DE3043594A1 (de) Elektromotorisch verstellbarer rueckblickspiegel
DE4409351A1 (de) Einrichtung zur Überwachung des Kolbenhubs eines pneumatisch betätigbaren Bremszylinders
DE2222051C2 (de) Lastabhängig steuerbares Druckminderventil
AT512510B1 (de) Druckmittelbetätigte Kolben-Zylinder-Einheit
DE4240599B4 (de) Einrichtung zum Erfassen von Relativbewegungen
EP0324911B1 (de) Bremseinheit für Scheibenbremsen von Schienenfahrzeugen
EP0881134A2 (de) Kraftspeicher
DE1946134C3 (de) Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage für Fahrzeuge
EP1426645B1 (de) Bremsaktuator
DE1680381C3 (de) Bremseinheit für klotzgebremste Schienenfahrzeuge
DE2359751C3 (de) Abstufungsfeder für pneumatische Ventile
DE2850756C2 (de) Bremse, beispielsweise Feststellbremse, mit einem Federspeicher-Bremsaggregat
DE4128363C2 (de) Federspeicherbremszylinder, insbesondere für Bremsanlagen von Nutzfahrzeugen
DE102021006442A1 (de) Elektromechanischer Zylinder

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative

Representative=s name: PATENTANWAELTE OSTRIGA, SONNET, WIRTHS & VORWE, DE

R071 Expiry of right