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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Spielausgleich
in den Gelenken einer Außenbackenbremse mit zwei an einem Bremsträger mittels Drehzapfen
schwenkbar gelagerten, entgegen der Wirkung einer Bremsdruckfeder spreizbaren Bremshebeln
nebst je einem an diesen mittels je eines Schwenkzapfens angelenkten Bremsbacken,
einer auf jeden Bremshebel im Sinne einer nach außen gerichteten Vorspannung wirksamen
Federanordnung, welche an dem Bremshebel in einem geringerem Abstand von den Drehzapfen
als die Bremsdruckfeder angreift und einer Vorspanneinrichtung zum nach außen gerichteten
Anpressen der Schwenkzapfen der Bremsbacken in entsprechenden Lagern der Bremshebel.
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Es sind bereits Außenbackenbremsen der erwähnten Art nach der deutschen
Patentschrift 538 817 bekannt, bei denen die Federanordnung zur nach außen gerichteten
Vorspannung der Bremshebel aus je einer jedem Bremshebel zugeordneten Druckfeder
besteht, die einen außerhalb der Verbindungsstrecke Bremsdruckfeder-Bremsbackenschwenkzapfen-Drehzapfen
liegenden Endabschnitt des zugehörigen Bremshebels nach außen drückt. Durch diese
Maßnahme wird indessen nur ein Lagerspiel zwischen denBremshebeln und deren zugeordnetenDrehzapfen
vermieden. Um zusätzlich auch ein Spiel zwischen den Schwenkzapfen der Bremsbacken
und den diesen zugeordneten Lagern in den Bremshebeln zu vermeiden, ist jeder Bremsbacken
an seinem den Drehzapfen der Bremshebel benachbarten Ende unter Verzicht auf eine
wesentliche Schwenkungsmöglichkeit gegenüber dem zugehörigen Bremshebel federnd
abgestützt, und es greift auf der Verbindungsstrecke zwischen dieser Abstützung
sowie dem Schwenkzapfen eine weitere Feder an, welche auf den Bremsbacken eine im
wesentlichen radial nach außen gerichtete Kraft ausübt. Für die federnde Abstützung
der Bremsbacken gegenüber den Bremshebeln sind insgesamt zwei Federn, für die auf
die Bremshebel wirksame Federanordnung sowie die auf die Schwenkzapfen der Bremsbacken
wirkende Vorspanneinrichtung insgesamt vier Federn mit einer jeweils verhältnismäßig
komplizierten Verankerung und Einspannung erforderlich, wobei jede Verankerung zusätzlich
noch zur Gewährleistung eines richtigen Betriebes der Bremse justierbar ausgeführt
sein muß.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs
genannten Art, die wesentlichen einfacher aufgebaut ist und trotzdem einen gleichwertigen,
völlig spielfreien Betrieb ermöglicht.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die an den Bremshebeln
angreifende Federanordnung sowie die auf die Schwenkzapfen der Bremsbacken wirksame
Vorspanneinrichtung durch eine einzige, etwa halbkreisförmig gebogene Blattfeder
gebildet ist, deren Enden mit den Schwenkzapfen der Bremsbacken in Eingriff stehen.
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Bei einer in dieser Weise gestalteten erfindungsgemäßen Außenbackenbremse
ergibt sich ein gegenüber dem Stand der Technik wesentlich einfacherer Aufbau, wobei
darüber hinaus noch eine Schwenkbarkeit der Bremsbacken in einem größeren Winkelbereich
möglich ist. Die erfindungsgemäße Bremse läßt sich leicht zusammenbauen oder zerlegen
und benötigt - jedenfalls hinsichtlich der Einrichtungen; welche Spielfreiheit der
Bremshebel und Bremsbacken bewirken - keinerlei Justiereinstellungen.
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Es sind bereits teilweise spielfreie Außenbackenbremsen mit zwei an
einem Bremsträger mittels Drehzapfen schwenkbar gelagerten, entgegen der Wirkung
einer Bremsdruckfeder spreizbaren Bremshebeln nebst je einem an diesen mittels je
eines Schwenkzapfens angelenkten Bremsbacken und einer auf jeden Bremshebel im Sinne
einer nach außen gerichteten Vorspannung wirksamen Federanordnung bekannt, beispielsweise
gemäß der USA.-Patentschrift 2 380 796; der USA.-Patentschrift 2 924 073 sowie der
britischen Patentschrift 593 608. Bei diesen Außenbackenbremsen ist lediglich eine
Spielfreiheit zwischen den Drehzapfen der Bremshebel und dem Bremsträger gewährleistet,
nicht jedoch zwischen den Bremsbacken und den Bremshebeln.
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Ferner sind bereits spielfreie Innenbackenbremsen mit zwei an einem
Bremsträger mittels Drehzapfen schwenkbar gelagerten, entgegen der Wirkung einer
halbkreisförmig gebogenen Blattfeder lüftbaren Bremsbacken bekannt, wobei beide
Enden jedes Bremsbackens gegen ein Widerlager bzw. einen Bremsbetätigungsnocken
vorgespannt sind. Derartige Bremsen ergeben sich beispielsweise aus der deutschen
Patentschrift 562 359 (Ausführungsbeispiele nach F i g. 1 bis 4) sowie der
USA.-Patentschrift 3 095 950. Derartige Bremsen sind mit spielfreien Außenbackenbremsen,
von denen die vorliegende Erfindung als nächstliegend ausgeht, funktionsmäßig nicht
vergleichbar, denn es entsteht wegen des. Fehlens besonderer Bremshebel bzw. infolge
der nmit unmittelbaren Anlenkung der Bremsbacken an den Bremsträger nicht das Problem
der gleichzeitigen Spielfreimachung von Bremsbacken gegenüber Bremshebeln und Bremshebeln
gegenüber dem Bremsträger.
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Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber
erläutert.
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F i g. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der neuerungsgemäßen
Bremsvorrichtung; F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie TI-II der Fig. 1; F i
g. 3 ist ein waagerechter Schnitt längs der Linie III III der F i g. 1.
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Bei der in F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform weist die
Vorrichtung zur Bremsung eines schematisch strichpunktiert dargestellten Teils P,
welcher eine Welle, eine Riemenscheibe, ein Flansch, ein Schwungrad od. dgl. sein
kann, eine mechanische Anordnung 1 mit Ausgleich des Spiels auf, welche in dem einen
oder dem anderen Sinn durch zwei Betätigungsorgane 2 und 3 betätigt werden kann,
die für das Anziehen bzw. Lösen von beweglichen Arbeitsteilen der mechanischen Anordnung
1 vorgesehen sind.
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Die mechanische Anordnung enthält ein Gestell 4 mit einer Sohle 5
für ihre Befestigung quer zu der Drehachse des zu bremsenden Teils P. Die Oberseite
der Sohle 5 bildet vier Lager 6 für zwei parallele Achsen 7, an welchen lotrechte,
schwenkbare, die Arbeitsteile haltende Bremshebel 8 und 9 angebracht sind. Diese
Bremshebel haben bei dem dargestellten Beispiel in der Querrichtung einen H-förmigen
Querschnitt und sind außerdem so ausgeführt, daß ihre Bewegungen ständig miteinander
in Beziehung stehen, damit sie einander entsprechende Bewegungen an den Achsen 7
ausführen.
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Hierfür bildet jeder Bremshebel in dem unteren
Abschnitt
seines durch einen zentralen Steg 12 oder 13 verbundenen Schenkels 10 oder 11 zwei
waagerechte Verlängerungen 14 und 15; welche parallel zueinander verlaufen
und den Verlängerungen des gegenüberliegenden Bremshebels gegenüberliegen. Die Verlängerungen
14 tragen zwei Achsen 16, an welchen, wie dies insbesondere aus F i g. 3 hervorgeht,
zwei Gabeln 17 angebracht sind, die Ausnehinungen 18 abgrenzen. Diese Ausnehmungen
sollen zwei Rollen 19 aufnehmen, welche an einer Achse 20 angebracht sind,
die von zwei Laschen 21 getragen wird. Diese Laschen sind wie die Gabeln 17 auf
zwei Achsen 22 aufgeschoben, deren Enden in die Verlängerungen 15 des Bremshebels
9 eingesetzt sind. Wenn bei dieser Ausbildung ein Bremshebel in dem einen oder dem
anderen Sinn in bezug auf den Teil P verschoben wird, wirken die Gabeln 17 oder
die Rollen 19 auf die komplementären Teile des gegenüberliegenden Bremshebels, welcher
so gezwungen wird, sich gleichzeitig und in bezug auf die lotrechte Achse des zu
bremsenden Teils P symmetrisch zu dem betätigten Bremshebel zu bewegen.
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Diese Ausbildung gestattet, bei beliebigen von dem einen oder dem
anderen Betätigungsorgan 2 und 3 übertragenen zerlegten Beanspruchungen eine gleichzeitige
Wirkung der beweglichen Arbeitsteile der Anordnung 1 sowie die Zentrierung dieser
Teile an dem zu bremsenden Teil P zu erhalten.
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Die beweglichen Arbeitsteile werden durch zwei gebogene Bremsbacken
23 und 24 gebildet, deren Seiten, welche den mit Bremsbelägen 25 versehenen Seiten
gegenüberliegen, zwei parallele Versteifungsrippen 26 und 27 aufweisen.
Eine Achse 28 ist gleichzeitig fest in die beiden Rippen 26, 27 der Bremsbacken
23 und 24 eingepreßt, so daß sie einen Angriffspunkt für die Kräfte und einen Schwenkzapfen
bildet, mit welchem die Bremsbacken in zwei halbzylindrischen Ausnehmungen gelagert
sind, die in den Innenkanten der Schenkel 10 und 11 der Bremshebel 8 und 9 in der
die Drehachse des Teils P enthaltenden Ebene und etwa in dem lotrechten Abschnitt
der mittleren gebogenen Zone eines jeden Bremshebels ausgebildet sind, um das Einsetzen,
den Vorbeigang und die Schwenkbewegung geringer Amplitude der Bremsbacken zu ermöglichen.
Die Bremsbacken werden in den halbzylindrischen Ausnehmungen der Schenkel
10 und 11 durch eine Blattfeder 29
gehalten, welche etwa korbhenkelförmig
ist, und deren Endabschnitte so gebogen sind, daß sie sich den Schwenkzapfen
28 der Bremsbacken 23 und 24
anschmiegen und sich an diesen
so abstützen, daß die Blattfeder 29 die Bremsbacken auseinanderzuspreizen sucht,
um die Schwenkzapfen oder Achsen 28 kräftiger in die entsprechenden Ausnehmungen
zu drücken.
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Die ständige Wirkung der Blattfeder 29 versucht also die Bremshebel
8 und 9 trotz des Vorhandenseins der Anzugs- und Löseorgane 2 und 3 auseinanderzuspreizen,
so daß die Feder auch das konstruktionsgemäße Spiel oder das während des Arbeitens
entstehende Spiel zwischen den Achsen 7 und den Traglagern 6 der Sohle 5 aufholt.
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Die Bremsbacken 23 und 24 werden radial gegenüber den Schwenkzapfen
28 durch zwei Haltefinger 30 gehalten, welche in hierfür in dem unteren Teil der
Rippen 26 oder 27 eines jeden Bremsbackens vorgesehenen Ausnehmungen liegen. Diese
Finger 30 reiben an den Innenflächen der Schenkel 10 oder 11 der entsprechenden
Bremshebel unter der Einwirkung einer Schraubenfeder 31, deren Enden in Umfangsnuten
der Finger angeordnet sind. Zwischen die Windungen der Feder 31 ist eine Lochscheibe
32 eingesetzt, um ein vollständiges Herausfallen der durch die Finger und die Feder
gebildeten Anordnung zu verhindern, insbesondere während des Ausbaus oder einer
Auswechselung der Bremsbacken.
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Jenseits des gebogenen Abschnitts besitzen die Bremshebel 8 und 9
einen geraden lotrechten Abschnitt 33 bzw. 34; durch welchen sie mit dem Anzugsorgan
2 verbunden sind. Dieses Organ wird durch zwei parallele waagerechte Stäbe 38 gebildet,
die in den rechten Teil 34 des Steges 13 des Bremshebels 9 mit ihrem mit Gewinde
versehenen Ende 39 eingeführt sind, das mit einer Haltemutter 40 versehen
ist. Dieses Organ weist noch einen dritten Stab 35 auf, welcher in den rechten Teil
33 des Steges 12 des Bremshebels 8 mit seinem Gewindeabschnitt 36 eingeführt wird,
auf welchen eine auf beliebige Weise blockierte Mutter 37 aufgeschraubt ist. Das
freie Ende dieses Stabes 35, welcher vom Bremshebel 8 so getragen wird, daß er parallel
zu den Stäben 38 dem gegenüberliegenden Bremshebel und zwischen diesen liegt, weist
eine Mutter 45 od. dgl. auf, welche axial blockiert werden kann, so daß sie einen
Anschlag für eine Schale 44 bildet, die auf den Stab 35 aufgeschoben ist und gleichzeitig
an den Stäben 38 gleitet. Diese Schale 44 bildet den Stützteil für das Ende
einer zu den Stäben 35 und 38 konzentrischen, auf Druck arbeitenden Schraubenfeder
43; deren anderes Ende durch eine Anschlagschale 42 gehalten wird, welche axial
an den Stäben 38 durch zwei Muttern 41
od. dgl. verriegelt ist, aber
auf dem mittleren Stab 35 gleitet. Durch Auf- und Abschrauben der Mutter 37 des
Stabes 35 wird also eine Translationsbewegung dieses Stabes und somit eine Verschiebung
der entsprechenden Schale 44 erzeugt, was gestattet, die Anfangsspannung der Feder
43 so zu verändern, daß ihre Arbeitskennlinie der vorgesehenen Anwendung entspricht.
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Die Anbringung der Feder 43 zwischen den Schalen 42 und 44 sucht also
offenbar die Bremshebel 8 und 9 sowie die Bremsbacken 23 und 24 einander zu nähern,
so daß diese an dem Teil P reiben. Die Feder muß also willkürlich zusammengedrückt
gehalten werden, damit die Bremshebel auseinandergepreizt werden, so daß die Bremsbacken
23 und 24 genügend weit entfernt werden, um die freie Drehung des Teils P zu ermöglichen.
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Die Bremsfeder 43 wird durch das Organ 3 zusammengedrückt
gehalten, welches bei dem dargestellten Beispiel durch einen Elektromagneten 46
üblicher Bauart gebildet wird, der mit dem Kopf nach unten an einer Achse 47 schwenkbar
ist, welche von zwei Laschen 48 getragen wird, die von dem Ende der Sohle
5 in der Verlängerung des Bremshebels 8 gebildet werden. Der Kern dieses Elektromagneten
wird durch einen Stab 49 verlängert, welcher außen vorspringt und dessen Ende auf
eine Achse 50 aufgeschoben ist, welche die Enden von zwei gekröpften Betätigungshebeln
51 verbindet. Diese gekröpften Hebel sind mit ihren kleinen Sehenkeln 52 an einer
Achse 53 schwenkbar, welche von zwei Ansätzen 54 getragen wird, die von den
Schenkeln 11 des Bremshebels 9 etwa an der Stelle des oberen Abschnitts des Bremsbackens
24 gebildet werden. Die kleinen Schenkel 52 der Hebel 51 bilden
ferner
zwischen ihren Schwenkpunkten auf derAchse 53 und den großen Schenkeln
51 zwei Lager für eine Achse 55; auf welche, wie aus F i g. 2 hervorgeht,
eine Buchse 56 aufgeschoben ist. Diese Buchse ist fest mit einem Reaktionsstab 57
verbunden, welcher parallel zu den Stäben 35 und 38 liegt, so daß sein jenseits
eines Gewindeabschnitts 57a liegender glatter Endabschnitt in eine Bohrung
58 des Steges 33 des Bremshebels 8 eintreten kann. Eine Mutter
59 ist auf den Gewindeteil des Stabes 57 auf der Innenseite desBremshebels
8 aufgeschraubt, so daß sowohl beim Einsetzen als auch während des Arbeitens der
Vorrichtung das Spiel und der Hub der Bremsbacken 23 und 24 durch Veränderung der
Spreizung der Bremshebel 8 und 9 in der Stellung der gelösten Bremse eingestellt
werden können.
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Der Elektromagnet 46 ist so angebracht, daß seine Speisung den Kern
in dem Sinn verstellt, in welchem der Stab 49 eingezogen wird und durch die
Achse 50
die Betätigungshebel 51 herunterzieht. Wenn daher die Bremsbacken
zur Ermöglichung der freien Drehung des Teils P gelöst werden sollen, wird der Elektromagnet
46 gespeist, damit die Hebel 51 auf der Achse 53 schwenken. Diese Schwenkung wird
durch den Reaktionsstab 57 übertragen, dessen sich an dem Teil 33 des Bremshebels
8 abstützende Mutter 59 auf diesen Bremshebel eine Kraft ausübt, welche sie von
der Drehachse des Teils P zu entfernen sucht. In dieser Stellung ist der ursprüngliche
Schwenkpunkt an der Achse 53 verschoben und liegt nun an der Stelle der mit der
Buchse 56 versehenen Achse 55, so daß diese Schwenkung der Hebel 51 auch
durch die kleinen Schenkel 52 die Abspreizung des Bremshebels 9 bewirkt. Es ist
jedoch zu bemerken, daß während dieser Schwenkung die Bewegung der Bremshebel 8
und 9 durch das Vorhandensein der Gabeln 17 und der Rollen 19 -gleichmäßig verteilt
wird, so daß die Bremsbacken um die gleiche Strecke von dem Teil P entfernt werden,
deren Wert zu dem Hub des Elektromagneten 46 proportional ist. Während der Spreizung
der Bremshebel 8 und 9 hält die Blattfeder29 die Schwenkzapfen 28 der Bremsbacken
23, 24 stets in den entsprechenden Ausnehmungen, wodurch die Bremsbacken von dem
Teile abgehoben werden und gleichzeitig das Spiel zwischen den Bremsbacken und den
Bremshebeln sowie zwischen den Schwenkachsen 7 derselben und den Lagern 6_ ausgeglichen
wird.
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Die Spreizung der Bremshebel 8 und 9 bewirkt ferner eine Verschiebung
der Schalen 42 und 44, welche durch ihre gegenseitige Annäherung die Zusammendrückung
der Anzugsfedern 43 bewirken. Diese gibt die aufgespeicherteArbeit bei der Unterbrechung
der Speisung des Elektromagneten 46 wieder ab, wodurch die Bremsung des Teils P
durch den Anzug der Bremsbacken 23 und 24 erzielt wird, Die Feder 43 drückt dann
nämlich die Schalen 42 und 44 zurück, welche über die Stäbe 35 und 38 die Bremshebel
8 und 9 gegeneinander ziehen. Diese Bewegung der Bremshebel erzeugt über den Reaktionsstab
57 die Verschwenkung der kleinen Schenkel 52 des Hebels 51, welche über die Achse
50 und den Stab 49 den Kern des Elektromagneten in die Ausgangsstellung zurückbringen.
Ebenso wie vorher gewährleisten die Gabeln 17 und die Rollen 19 die gleichzeitige
Schwenkung der Bremshebel 8 und 9, wodurch eine gleichzeitige Anlage der Reibungsbeläge
25 eines jeden Bremsschuhs erzielt wird. Das Arbeiten der Vorrichtung hat offenbar
eine Abnutzung der Beläge 25 zur Folge, so daß die Ausgangsstellung des Hubes der
Bremshebel 8 und 9 verändert werden muß, damit stets der wirksamste Teil des Hubes
des Elektromagneten 46 und des konstanten Arbeitsbereiches der Anzugsfeder 43 ausgenutzt
wird, deren Dehnung die Rückholeigenschaften verändert.
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Man nimmt dann periodisch eine Nachstellung der Mutter 59 auf dem
Reaktionsstab 57; um die Spreizung der Bremshebel 8,9 gegenüber dem sich
drehenden Teil P auf ihren Anfangswert zurückzubringen; sowie eine Nachstellung
der Mutter 37 auf dem Stab 35 vor, um den gewünschten Arbeitsbereich der Anzugsfeder
43 in die gewählte Zone zurückzuführen.
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Es ist zu bemerken, daß infolge der besonderen Anordnung der verschiedenen,
oben beschriebenen Teile das Gewicht des Kerns und der Hebel in dem gleichen Sinne
wie die Blattfeder 29 und entgegengesetzt zu der Kraft der Feder 43 wirken, so daß
die verschiedenen Beanspruchungen stets in dem gleichen Sinne gerichtet sind und
das konstruktionsgemäße Spiel oder das Abnutzungsspiel bei beliebiger Lage der Bremshebel
8 und 9 niemals in - Erscheinung treten.
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Zur Verringerung des Gestehungspreises einer derartigen Vorrichtung
kann ofenbar daran gedacht werden, die Gabeln 17 und die Rollen 19 durch eine Schraube
50 zu ersetzen, welche in eine waagerechte Verlängerung 60 a
des Steges 12 des Bremshebels 8
eingeschraubt und in ihrer Lage durch
eine Gegenmutter 60 b verriegelt wird.
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Wenn die Vorrichtung nur mit der Schraube 60 versehen ist, erfolgt
das Lösen der Bremsbacken folgendermaßen: Der Bremshebel 8 entfernt sich unter dem
von der Mutter 59 des Stabes 57 ausgeübten Schub von dem Teil P bis zu dem Augenblick;
in welchem der Kopf der Schraube 60 mit der Sohle 5 in Berührung kommt. In dieser
Stellung kann der Bremshebel 8 nicht mehr verschoben werden und die an der Achse
55 angreifende Wirkung der Hebel 51 wird durch die kleinen Schenkel 52 und die Achse
53 auf den Bremshebel 9 übertragen, welcher so von dem Teil P entfernt wird.
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Bei der obigen Ausführungsform schadet die von der Blattfeder 29 aufgenommene
und hierauf Wieder abgegebene Leistung dem Wirkungsgrad der Vorrichtung nicht, da
die entwickelten Kräfte gering und die entsprechenden Reibungen praktisch vernachlässigbar
sind. Ferner gibt diese Feder 29 beim Lösen die vorher aufgenommene Arbeit wieder
ab; so daß es nur nötig ist, eine kräftigere Anzugsfeder 43 vorzusehen, ohne die
Anzugskraft des Elektromagneten 46 entsprechend zu verändern.
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Nach Maßgabe der Benutzung der Vorrichtung bewirkt die Nachstellung
des Hubes der Bremshebel entsprechend der Abnutzung der Beläge das Eintreten des
glatten Endes des Stabes 57 in die Bohrung 58, so daß es allmählich durch den geraden
lotrechten Abschnitt 33 des Steges 12 des Bremshebels 8 vorspringt. Das Vorrücken
des Endes des Stabes 57 kann zweckmäßig 'für ein Zusammenwirken mit einem ein sichtbares
oder hörbares Warnsignal abgebenden Mechanismus ausgenutzt werden, um die Bedienungsperson
oder den mit der Bedienung einer mit einer derartigen Vorrichtung ausgerüsteten
Maschine betrauten Spezialisten von dem Zustand und
der noch möglichen
Betriebsdauer der Reibungsorgane zu unterrichten. Ein derartiger Mechanismus ist
insbesondere wertvoll, wenn die Bremsvorrichtung nicht sichtbar oder nur schwer
zugänglich ist, z. B. wenn sie an einem Laufkran od. dgl. angebracht ist.