DE1274616B - Druckluftbremszylinder mit eingebauter selbsttaetig und einfach wirkender Bremsnachstellvorrichtung, insbesondere fuer Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 60t

B 61h

Deutsche Kl.: 2Of-6

Nummer: 1274 616

Aktenzeichen: P 12 74 616.6-21 (K59578)

Anmeldetag: 23. Juni 1966

Auslegetag: 8. August 1968

Die Erfindung betrifft einen Druckluftbremszylinder, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit am Bremskolben befestigtem, im Zylinderdeckel geführtem Kolbenrohr und einer zwischen dem Zylinderdeckel und dem Bremskolben eingespannten Rückholfeder für denselben sowie einer in den Bremszylinder eingebauten selbsttätig und einfach wirkenden Nachstellvorrichtung mit einer im Kolbenrohr verschiebbaren, als Gewindespindel ausgebildeten Kolbenstange und zwei auf derselben verstellbaren Nachstellgliedern.

Es sind bereits Lagerungen mit Gummimetallschwingorganen bekannt, bei welchen das zu lagernde Teil durch ein Verbundteil, d. h. ein Teil, welches aus einer Kombination von metallischen mit elastischen Elementen besteht, gegen den Unterbau abgestützt ist. Es können sowohl Platten, Hülsen, Ringe, Kupplungen oder ähnliche technische Elemente mit einem oder mehreren der genannten elastischen Werkstoffe zu einem Verbundteil der genannten Art zusammengefaßt werden. Für die Lagerung können dabei auch mehrere dieser Organe verwendet werden.

Weiterhin ist es auch bekannt, die Lagerung durch einen oder mehrere Schwingorgane nahe des Schwerpunktes oder in einer Schwerachse des zu verlagernden Teiles anzuordnen.

Diese Lagerung hat in diesen genannten Fällen die Aufgabe, beim Betrieb der zu lagernden Teile (Maschinen, Motoren usw.) die am einen Teil auftretenden Erschütterungen nicht auf den anderen Teil zu übertragen, sondern die Schwingungen durch die innere Verformung des elastischen Werkstoffes aufzunehmen und zu vernichten.

Es ist auch bekannt, bei diesen Lagerungen metallische Anschläge vorzusehen, die bei Übersteigen einer zulässigen Maximalbelastung zur Wirkung kommen. Diese Notanschlagvorrichtungen schaffen bei Auftreten von Überlastungen eine metallische Verbindung von dem zu lagernden Teil zu seinem Unterbau.

Weiterhin ist es auch bekannt, Bremszylinder von Schienenfahrzeugen um ein starres Drehgelenk in Schwerpunktnähe oder in einer Schwerachse pendelnd aufzuhängen.

Insbesondere für Scheibenbremsen sind bereits Bremszylinder der eingangs genannten Art bekannt. Infolge ihrer in Bremszylinderlängsrichtung starren Lagerung am Fahrzeugrahmen besteht bei diesen Bremszylindern die Gefahr, daß hohe Fahrstöße und Stoßbeschleunigungen einerseits am Bremszylinder und andererseits am daran angelenkten schweren und daher eine hohe Massenträgheit aufweisenden Brems-Druckluftbremszylinder mit eingebauter
selbsttätig und einfach wirkender
Bremsnachstellvorrichtung, insbesondere für
Schienenfahrzeuge

Anmelder:

Knorr-Bremse G. m. b. H.,

8000 München, Moosacher Str. 80

Als Erfinder benannt:

Wilhelm Bruhn,

Hans Pöllinger, 8000 München

gestänge in Achsrichtung des Bremszylinders auftreten. In den bekannten selbsttätigen Gestängestelleinrichtungen kann es infolge dieser den Bremszylinder in seiner Achsrichtung relativ zum Bremsgestänge rüttelnden Stöße und durch das unvermeidliche Axialspiel der Kupplungsmuttern auf dem Gewinde der Kolbenstange zum Ausschlagen der Gewindegänge und zum Zerstören der Gestängestell-

^a5 einrichtung kommen. Insbesondere beim Überfahren von Schienenstößen und Weichen treten Stoßspitzen auf, die besonders schädlich sind und einen starken und schnellen Verschleiß der Lagerung und eine Zerstörung der Gestängestelleinrichtung hervorrufen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung für einen Bremszylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein zumindest annähernd gleichartiges Schwingen des Bremszylinders und des daran angelenkten Bremsgestänges in Bremszylinderlängsrichtung zuläßt und die gefährlichen Stoßspitzen von dem Bremszylinder und dessen Nachstelleinrichtung fernhält. Dieser Schutz soll um die Betriebssicherheit der Fahrzeugbremse nicht zu beeinträchtigen, nur im Lösezustand des Bremszylinders zur Wirkung kommen und während jeder Bremsung durch eine metallische Lagerung und somit eine starre Kraftübertragung ersetzt sein.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Bremszylinder in an sich bekannter Weise nahe seines Schwerpunktes durch zumindest ein Gummimetallschwingorgan pendelnd elastisch gelagert ist, wobei in der Lagerung eine in einer Trägergabel fest angeordnete Paßschraube mittels zweier auf ihrem Schaft radial spielfrei aufgeschobener Gummimetallschwingelemente, deren jede in an sich bekannter Weise aus einem metallischen

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Innenring, einem metallischen Außenring sowie einem Schlagringes 16 an und stützt sich andererseits über zwischen diesen einvulkanisierten elastischen Ring ein Axiallager 19 und eine Druckfeder 20 gegen einen besteht, mit einer Trägeröse verbunden ist, wobei mit dem Kolbenrohr 4 starr verbundenen Anschlag jeder der Innenringe einseitig unter Vorspannung in ab. Die Mutter 17 wird in Richtung zur Anlenkvor-Richrung der Paßschraubenachse an einer Innenseite 5 richtung 14 hin von einer Feder 21, die sich einerseits der Trägergabel anliegt, die elastischen Ringe beid- an der Abstützplatte 15 auf der Kolbenstange 13 abseitig in axialer Richtung frei sind und jeder der stützt und andererseits einen weiteren Ring 22 gegen Außenringe unter Vorspannung in axialer Richtung die Mutter 18 preßt, wobei der Ring 22 die Mutter 18 einseitig an einem den Schaft der Paßschraube mit mit radialem Spiel umgreifend mittels Reibflächen 23 Radialspiel umfassenden und zwischen den beiden io mit ihr drehfest gekuppelt ist, nach vorne gegen die Gummimetallelementen eingeordneten, zu den Innen- Reibfläche 16 & des Anschlagringes 16 gedrückt. Der ringen beidseitig axiales Spiel aufweisenden Anschlag- Ring 22 stützt sich auf der Mutter 18 in Richtung ring anliegen und wobei der Anschlagring sowie die zum Kolben 3 über eine Druckfeder 24 und ein auf Außenringe in der Trägeröse radial spielfrei gelagert der Mutter 18 abgefangenes Axiallager 25 ab. Das sind und zwischen den Außenringen und der Träger- 15 Verbindungsteil 10 ist derartig in das rohrförmige gabel sowie zwischen der Trägeröse und der Träger- Teil 9 eingeschraubt, daß es für den Anschlagring 22 gabel ein Axialspiel vorhanden ist. einen Hubanschlag 26 in Bewegungsrichtung zum

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Kolben 3 hin darstellt. Die Hubbewegung des An-Bremszylinders in Lösestellung mit einer selbsttätigen Schlagringes 22 in Richtung zur Anlenkungsvorrich-Bremsnachstelleinrichtung im Schnitt dargestellt. 20 tung 14 wird im normalen Bremshub entsprechenden In einem Zylinder, bestehend aus einem Zylinder- Abstand durch einen verstellbaren Anschlag 27 bedeckel 1 und aus einem weiteren Zylinderdeckel 2, grenzt.

ist ein Bremskolben verschieblich geführt, der aus Der gesamte Bremszylinder ruht in einer seiner

einem Kolben 3, einem Kolbenrohr 4 sowie einer an Schwerachsen mittels zweier Ösen 28, die am Verbinihrem Umfang zwischen den Zylinderdeckeln 1 und 2 25 dungsteil 10 angeordnet sind, in zwei am Fahrzeugeingespannten Membrane 5 zusammengesetzt ist. rahmen starr angeordneten Trägergabeln 29. Jede Eine das Kolbenrohr 4 umgebende Rückführfeder 6 der Trägergabeln 29 ist von U-förmiger Gestalt, woist mit Vorspannung zwischen dem Zylinderdeckel 2 bei die Schenkel 30 und 31 von Bohrungen 32 bzw. und der Innenseite des Kolbens 3 eingesetzt um den 33 durchsetzt sind. Die Öse 28 besitzt beidseitiges Bremskolben in Lösestellung zu halten. Zur Verdreh- 30 Spiel zu den Schenkeln 30 und 31 und weist eine Bohsicherung des Kolbenrohres 4 und des Kolbens 3 rung 34 auf, in welche radial spielfrei zwei Gummiweist das Kolbenrohr 4 zumindest einen Längsschlitz 7 metallschwingelemente und zwischen diesen ebenfalls auf, der sich annähernd über die Hälfte der Länge der radial spielfrei ein Anschlagring 35 eingepreßt sind. Kolbenstange 4 erstreckt und in welchen der seitlich Die beiden Schwingelemente bestehen aus einem

abgeflachte Kopf einer Kopf schraube 8 in Form eines 35 Innenring 36, einem Außenring 38, sowie aus einem Gleitsteines längsverschieblich geführt ist. Die Kopf- zwischen den beiden Ringen 36 und 38 angeordneten schraube 8 ist in einem rohrförmigen Teil 9, welches elastischen Ring 37 welcher mit den beiden Ringen 36 mittels eines Verbindungsteiles 10 mit dem aus Zylin- und 38 durch Vulkanisation verbunden ist. derdeckel 1 und 2 bestehenden Zylinder verbunden Der Außenring 38 und der Innenring 36 sind breiist, durch eine in das rohrförmige Teil 9 eingeschraubte 40 ter als der elastische Zwischenring 37. Die Anord-Hülse 11 in Zylinderlängsrichtung und durch eine sich nung der Ringe ist derart, daß der Innenring 36 einauf der Oberseite der Hülse 11 abstützende Mutter 12 seitig mit dem elastischen Zwischenring 37 eben abin axialer Richtung starr gehalten. In dem Kolben- schließt und auf der anderen Seite über diesen hinrohr 4 befindet sich axial verschieblich eine Kolben- ausragt, während der Außenring 38 umgekehrt auf stange 13, die an ihrem aus dem Kolbenrohr 4 her- 45 der Seite, auf der der Innenring 36 über den elastiausragenden Ende eine Anlenkvorrichtung 14 für das sehen Ring 37 hinausragt, mit letzterem eben abnicht dargestellte Bremsgestänge aufweist und sich am schließt und auf der anderen Seite über diesen hinzum Kolben 3 hinweisenden Ende mittels einer Ab- ausragt.

stützplatte 15 gegen den Kolben 3 abstützt. Die KoI- Der Anschlagring 35 in der Öse 28 besitzt einen

benstange 13 trägt im zwischen der Anlenkvorrich- 50 größeren Innendurchmesser als die Innenringe 36 der tung 14 und der Abstützplatte 15 liegenden Bereich Schwingelemente. In eingepreßtem Zustand schließen ihrer Länge ein nicht selbsthemmendes Gewinde. Das die Stirnflächen der Außenringe 38 und der elasti-Kolbenrohr 4 weist in seinem Inneren nahe seines sehen Zwischenringe 37 eben mit den Stirnflächen der vorderen Endes einen Anschlagring 16 auf, der zwei Öse 28 ab, während die Innenringe 36 beidseitig die gegenüberliegende, schräge Reibflächen 16 α und 16 b 55 Öse 28 überragen. In die Bohrungen 32 und 33 der trägt. Der Anschlagring 16 ist in Zylinderlängsrich- Schenkel 30 und 31 der Trägergabel 29 ist eine Paßtung starr mit dem Kolbenrohr 4 verbunden. Den schraube 39 eingeschraubt, deren Schaftdurchmesser Reibflächen 16 α und 16 b des Anschlagringes 16 ist dem Innendurchmesser der Innenringe 36 der jeweils eine auf der Kolbenstange 4 drehbare Mutter Schwingelemente entspricht. Die Paßschraube 39 17 bzw. 18 zugeordnet, welche entsprechende Gegen- 60 preßt die beiden Schenkel 30 und 31 der Trägergabel reibflächen besitzen. Die als Nachstellglieder ein Vor- 28 gegen die Innenringe 36, so daß die Schwingeleschub- und ein Kupplungsglied darstellenden Muttern mente unter axialer Vorspannung stehen. Der An-17 und 18 weisen ein Innengewinde auf, welches zum schlagring 35 weist dabei infolge seines den Schaftleichten Verschrauben der Muttern 17 und 18 gegen- durchmesser der Paßschraube 39 übersteigenden Inüber dem Gewinde der Kolbenstange 13 mit einem 65 nendurchmessers ein radiales Spiel zum Schaft der axialen Spiel versehen ist. Paßschraube 39 auf.

Die Mutter 17 liegt drehfest einerseits mit ihrer Bei Bremsungen wird der Bremszylinder mit einem

schrägen Reibfläche an der Reibfläche 16 α des An- Druckmittel beaufschlagt, wodurch der Bremskotben,

bestehend aus der Membrane 5, dem Kolben 3 und dem Kolbenrohr 4, verschoben wird. Durch den Anschlagring 16 und seine verdrehfeste Kupplung mit der Mutter 17 in den Reibflächen 16 α wird die Mutter 17 und somit auch die Kolbenstange 13 verschoben. Da die Mutter 18 durch die Feder 21 und den Anschlagring 22 gegen die Reibfläche 16 b des Anschlagringes 16 gepreßt und mit diesem drehfest gekuppelt wird, folgt auch die Mutter 18 der Bewegung der Kolbenstange 13; jedoch nur über einen Hubbereich, der dem Hub entspricht, den der Anschlagring 22 zwischen seinen einstellbaren Anschlägen 26 und 27 zurückzulegen vermag. Übersteigt der Hubweg des Kolbenrohres 4 diesen vorgegebenen Hubweg, so wird der Anschlagring 22 an dem Anschlag 27 festgehalten, die Reibungskupplung zwischen dem Anschlagring 22 und der Mutter 18 gelöst, wodurch sich die letztere durch den von der Feder 24 über das Axiallager 25 ausgeübten Druck von dem Anschlagring 16 löst und auf der Kolbenstange 13 durch Verschrauben nach ao rechts bewegt. Wird der Bremskolben durch die Kolbenrückholfeder 6 wieder in seine Lösestellung verschoben, so gelangt nach dem zulässigen Lösehub die durch die Feder 24 mit dem Anschlagring 22 gekoppelte Mutter 18 zum Anschlag am Verbindungsteil 10 und sperrt die Kolbenstange 13 gegen einen weiteren Hub nach rechts. Da sich die Mutter 18 zuvor bei zu großem Hubweg relativ zur Kolbenstange 13 nach rechts verschraubt hat, gelangt die Kolbenstange 13 also nicht mehr in die ursprüngliche Lage zurück, sondern bleibt vor dieser Lage stehen. Der Anschlagring 16 folgt jedoch der gegebenenfalls weiteren Bewegung des Kolbenrohres 4 bis in die Lösestellung. Dabei hebt er sich von der durch das Gewinde der Kolbenstange 13 gehaltenen Mutter 17 ab. Die sich am Kolbenrohr 4 abstützende Druckfeder 20 verschraubt sodann über das Axiallager 19 die Mutter 17 auf dem Gewinde der Kolbenstange 13 solange nach rechts, bis diese wieder unter Reibschluß mit dem Anschlagring 16 steht. Im Ergebnis ragt die Kolbenstange 13 um den Betrag der Nachstellung weiter aus dem Kolbenrohr 4 nach links heraus.

In der Lösestellung des Bremszylinders nehmen die einzelnen Teile die in der Zeichnung dargestellte Lage zueinander ein. Die Lagerung des Bremszylinders hat dessen Eigengewicht sowie teilweise das Gewicht des an der Anlenkungsvorrichtung 14 angelenkten, nicht dargestellten Bremsgestänges zu tragen. Diese Gewichte werden von den Gummimetallschwingelementen 36, 37, 38, die sich unter radialer sowie axialer Vorspannung befinden, durch ihren Verformungswiderstand in deren elastischen Ringen 37 aufgenommen, so daß keinerlei metallische Anlage zwischen der Öse 28 und der Trägergabel 29 zustande kommt. Vom Fahrzeug herrührende Bewegungen, Fahrstöße oder Beschleunigungen werden durch die Elastizität der elastischen Ringe 37 aufgenommen. Das beweglich gelagerte Bremsgestänge und der Bremszylinder können also unter ihrer Massenträgheit bei Fahrstößen annähernd gleichartige Bewegungen gegen den Fahrzeugrahmen ausführen, so daß zwischen dem Bremsgestänge und dem Bremszylinder keine hohen Stoßkräfte wirksam werden. Dadurch wird die Gefahr des Ausschiagens der mit Axialspiel behafteten Gewinde zwischen der Kolbenstange 13 und den Muttern 17 und 18 beseitigt.

Bei einer Bremsung treten Reaktionskräfte zwischen Bremszylinder und Fahrzeugrahmen auf, die den Verformungswiderstand der Gummimetallschwingelemente 36, 37, 38 übersteigen. Dies bedeutet, daß sich die elastischen Ringe 37 so weit verformen, daß der Schaft der Paßschraube 39 im Anschlagring 35 zur Anlage kommt. Es tritt somit zwischen der Öse 28 des Bremszylinders und der Trägergabel 29 der Haltevorrichtung eine metallische Verbindung auf, wodurch eine starre Kraftübertragung zwischen Bremszylinder und dem Fahrzeug gewährleistet ist. Die im beaufschlagten Zustand des Bremszylinders auftretenden Fahrstöße und Beschleunigungskräfte können sich jedoch nicht wie im Lösezustand schädlich auf die Muttern 17 und 18 und auf das Gewinde der Kolbenstange 13 auswirken, da die Flanken des Innen- und des Außengewindes so fest gegeneinander gepreßt werden, daß die gesamte Anordnung ein starres Teil bildet, dessen Teile durch die Schwingungen und Stöße nicht ausgeschlagen werden können.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Druckluftbremszylinder, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit am Bremskolben befestigtem, im Zylinderdeckel geführtem Kolbenrohr und einer zwischen dem Zylinderdeckel und dem Bremskolben eingespannten Rückholfeder für denselben sowie einer in den Bremszylinder eingebauten selbsttätig und einfach wirkenden Nachstellvorrichtung mit einer im Kolbenrohr verschiebbaren, als Gewindespindel ausgebildeten Kolbenstange und zwei auf derselben verstellbaren Nachstellgliedern, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremszylinder in an sich bekannter Weise nahe seines Schwerpunktes durch zumindest ein Gummimetallschwingorgan (35, 37, 38) pendelnd elastisch gelagert ist, wobei in der Lagerung eine in einer Trägergabel (29) fest angeordnete Paßschraube (39) mittels zweier auf ihrem Schaft radial spielfrei aufgeschobener Gummimetallschwingelemente, deren jedes in an sich bekannter Weise aus einem metallischen Innenring (36), einem metallischen Außenring (38) sowie einem zwischen diesen einvulkanisierten elastischen Ring (37) besteht, mit einer Trägeröse (28) verbunden ist, wobei jeder der Innenringe (36) einseitig unter Vorspannung in Richtung der Paßschraubenachse an einer Innenseite der Trägergabel (29) anliegt, die elastischen Ringe (37) beidseitig in axialer Richtung frei sind und jeder der Außenringe (38) unter Vorspannung in axialer Richtung einseitig an einem den Schaft der Paßschraube (39) mit Radialspiel umfassenden und zwischen den beiden Gummimetallschwingelementen (36, 37, 38) eingeordneten, zu den Innenringen (36) beidseitig axiales Spiel aufweisenden Anschlagring (35) anliegen und wobei der Anschlagring (35) sowie die Außenringe (38) in der Trägeröse (28) radial spielfrei gelagert sind und zwischen den Außenringen (38) und der Trägergabel (29) sowie zwischen der Trägeröse (28) und der Trägergabel (29) ein Axialspiel vorhanden ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 684 764, 872 160.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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