DE1625755B2 - Selbsttätige Nachstellvorrichtung für eine Schwimmsattel-Teilbelag-Scheibenbremse, insbesondere fur Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Nachstellvorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Bekannt sind Konstruktionen von Trommelbremsen (US-PS 33 34 713), bei welchen Nachstellvorrichtungen jeweils zwischen einem Keilgetriebe und den in der Trommel schwenkbaren Bremsbelagträgern angeordnet sind. Wenngleich derartige Konstruktionen verhältnismäßig kompakt sind, d. h. kurze Baulänge besitzen, ist es infolge des Einbaues in den Bremstrommeln äußerst schwierig, einen schnellen Austausch der Bremsbeläge vorzunehmen.

Bekannt sind auch Konstruktionen von Scheibenbremsen (US-PS 31 94 349), bei welchen ein senkrecht zur Bremsscheibe wirkendes Keildruckstück mit einer Nachstelleinrichtung versehen ist. Die Nachstelleinrichtung ist hierbei im Kraftfluß vor dem Keildruckstück angeordnet, so daß die dem Bremsverschluß entsprechenden Abstände jeweils unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses des keilförmigen Druckstükkes nachgestellt werden müssen. Dies bedeutet, daß die Nachstelleinrichtung verhältnismäßig große Nachstellwege aufnehmen muß. Auch erweist sich das zum Auswechseln der Bremsbacken bzw. Bremsbeläge erforderliche Lösen der Bremsanordnung als zeitaufwendig, da das Keildruckstück aus seiner Arbeitslage an einer der Rückseiten der Bremsbacken herausgezogen werden muß, um ein entsprechendes Verschieben der Bremsbacken vornehmen zu können. Schließlich sind Scheibenbremskonstruktionen der vorgenannten Art auch anfällig im Betrieb, da das Keildruckstück infolge der im Kraftfluß vorgeschalteten Nachstelleinrichtung äußerst nahe an der Bremsscheibe geführt ist und somit den hohen Temperaturwert des Bremsvorganges ausgesetzt ist.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine selbsttätige Nachstellvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß der Nachstellweg klein gehalten werden kann, d. h. daß bei der Übersetzung des Keilgetriebes nicht der Nachstellweg vergrößert wird, und bei welcher eine schnelle Auswechselbarkeit der Bremsbacken ermöglicht ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht aus den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Patentanspruches 1.

Die Nachstellvorrichtung ist bei baulich gedrängtem Aufbau in der Lage, äußerst kleine Verschleißwege nachzustellen. Hierbei bleibt die Wirkungsweise der Nachstelleinrichtung vollständig unbeeinflußt vom Übersetzungsverhältnis des Keilgetriebes. Von besonderem Vorteil ist die schneilösliche Zuordnung der Bremsbacke zu der nur im Nachstellsinne verlängerbaren, die Gewindespindel enthaltenden Strebe. Insbesondere bei Schienenfahrzeugen erweist sich die schneilösliche Konstruktion als besonders vorteilhaft, da ein Ausbau der übrigen Teile der Scheibenbremse nicht erforderlich ist. Es ist lediglich erforderlich, das Keildruckstück in die Ausgangslage zurückzufahren und das mit der Gewindespindel verbundene Handrad solange manuell zu drehen, bis genügend Freiraum für den Ausbau der zu ersetzenden Bremsbacke besteht. Diese Maßnahmen können, wie vorstehend dargelegt, unmittelbar am Schienenfahrzeug vollzogen werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Nachstellvorrichtung besteht aus einer Konstruktion nach dem Merkmal des Patentanspruches 2.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische Ansicht einer ein Keilgetriebe aufweisenden Scheibenbremse;
Fig.2 ist eine Schnittansicht der selbsttätigen Nachstellvorrichtung für eine Scheibenbremse der schematisch in Fig. 1 dargestellten Konstruktion;

Fig.3 ist eine Schnittansicht von Linie III/III in Fig.2;
F i g. 4 ist eine Schnittansicht von Linie IV/IV in Fig.2.

An der in F i g. 1 dargestellten Bremsscheibe 1 sind zu beiden Seiten mit Bremsbelägen versehene Bremsbakken 2 und 3 angeordnet. Die Bremsbacke 2 befindet sich an dem einen Schenkel 5 eines die Bremsscheibe 1 außen umgreifenden, U-förmigen Sattels 4, dessen anderer Schenkel 6 mit einer Ausnehmung 7 versehen ist. In dieser Ausnehmung ist ein senkrecht zur Bremsscheibe 1 verschiebbarer Schaft 8 gehalten. Der Schaft trägt an seinem vorderen Ende die Bremsbacke 3 und weist an seinem rückwärtigen Ende eine Schrägfläche 9 auf. Zwischen einer festen Wandung im Schenkel 6 des Sattels 4 und der Schrägfläche 9 befindet sich ein Keildruckstück 12, das mit der Kolbenstange 13 eines

am Sattel 4 starr gehaltenen Bremszylinders 14 verbunden ist. Da^ Keildruckstück 12 weist eine in Richtung zum Bremszylinder 14 ansteigende Keilfläche 19 und eine parallel zur Kolbenstange 13 verlaufende Fläche 20 auf, wodurch die Kolbenstange mit dem Keildruckstück 12 starr gekoppelt sein kann. Zwischen der Keilfläche 19 und der Schrägfläche 9 befindet sich ein Wälzkörper 10; zwischen der Fläche 20 und der gegenüberliegenden Fläche am Schenkel 6 des Sattels 4 befindet sich ein weiterer Wälzkörper 11. Bei den Wälzkörpern kann es sich um Kugeln, Walzen etc. handeln, die in einem nicht dargestellten Käfig gehalten sind.

Zwischen der Schrägfläche 9 und dem vorderen Ende der Ausnehmung 7 ist eine die Schrägfläche über den Wälzkörper 10 an die Keilfläche 19 andrückende Feder 15 angeordnet. Der Sattel 4 mit dem Bremszylinder 14 ist am Fahrzeugrahmen über nicht dargestellte, an den Bremsbacken 2 und 3 angelenkte Pendel aufgehängt.

Wird bei einer Bremsung durch Druckbeaufschlagung des Bremszylinders 14 das Keüdruckstück 12 von der Kolbenstange 13 in Richtung des Pfeils 16 verschoben, so wird die Schrägfläche 9 mit dem Schaft 8 in Richtung des Pfeils 17 zur Bremsscheibe hin entgegen der Kraft der Feder 15 bewegt. Dabei gelangt die Bremsbacke 3 aus einer Lösestellung mit Abstand von der Bremsscheibe 1 in die Bremsstellung, in der die Bremsbacke 3 mit ihrer Reibfläche an der Reibfläche der Bremsscheibe 1 zur Wirkung kommt. Durch weiteres Verschieben des Keildruckstückes 12 in Richtung des Pfeils 16 wird jetzt der Sattel 4 in Richtung des Pfeils 18 verschoben, wobei auch die Bremsbacke 2 aus ihrer Lösestellung in die Bremsstellung gelangt. Wird das Keüdruckstück 12 zum Lösen der Bremsen beim Entlüften des Bremszylinders 14 durch die im Bremszylinder 14 enthaltene Feder 21 in entgegengesetzter Richtung des Pfeils 16 zurückgezogen, so wird die Schrägfläche 9 mit dem Schaft 8 von der Feder 15 in entgegengesetzter Richtung zum Teil 17 verschoben, wobei sich die Bremsbacke 3 von der Bremsscheibe 1 löst. Durch die Pendel der Aufhängung des U-förmigen Sattels 4 gelangt dabei auch die Bremsbacke 2 in ihre Ausgangsstellung zurück.

In den Fig.2 bis 4 ist eine Ausführungsform der selbsttätigen Nachstellvorrichtung an einer Bremseinrichtung der in F i g. 1 schematisch wiedergegebenen Konstruktion dargestellt. Bei der Konstruktion nach F i g. 2 ist ein Bügel 22 mit geringem radialem Abstand von der Stirnseite der Bremsscheibe 23 etwa achsparallel zur Bremsscheibe gehalten. Ein sich anschließender Bügelteil 24 ist zur Radachse hin S-förmig abgebogen und trägt an seinem Ende 25 ein zur Bremsscheibe 23 hin axial sich erstreckendes Gehäuse 26. Am Ende 25 des Bügelteils 24 ist fernerhin an der vom Gehäuse 26 abgewandten Seite 27 ein als Membranzylinder ausgebildeter, im einzelnen nicht dargestellter Betätigungszylinder starr befestigt. Die Kolbenstange 30 eines im Membranzylinder angeordneten Kolbens ragt durch eine öffnung 29 im rückwärtigen Ende des Gehäuses 26. Am freien Ende der Kolbenstange 30 ist ein Keüdruckstück 31 befestigt, das eine zur Achse der Kolbenstange parallele Fläche 32 und eine in Richtung zum Membranzylinder ansteigende Keilfläche 33 aufweist. Die Fläche 32 und die Keilfläche 33 sind mit Längsnuten 34 und 35 versehen, in denen jeweils ein Wälzkörper 39 bzw. 40 geführt ist. Die beiden Wälzkörper sind je in einem Käfig 36 gehalten. Der eine Wälzkörper 39 stützt sich außerdem in einer Längsnut 37 einer Druckplatte 38 ab, die in das rückseitige Ende des Gehäuses 26 starr eingesetzt ist. Der andere Wälzkörper 40 stützt sich weiter in einer Längsnut 42 entlang einer Schrägfläche 43 eines Druckstücks 44 ab. Die Keilfläche 33 und die Schrägfläche 43 mit den Längsnuten 35 und 42, als auch die Fläche 32 und die Druckplatte 38 mit den Längsnuten 34 und 37 verlaufen jeweils parallel zueinander.

Das Druckstück 44 ist als Ringkörper ausgebildet, der in dem Gehäuse 26 axialverschieblich ist. In eine

ίο außenseitige Längsnut 45 des Druckstücks 44 greift ein Stift 46 ein, der im Gehäuse gehalten ist. Das Druckstück ist an seiner von der Schrägfläche 43 abgewandten Seite mit einer Axialbohrung 47 versehen, in die ein rückwärtiger Ansatz 48 einer nur in ihrem vorderen Abschnitt mit einem Innengewinde versehenen Mutter 49 greift. Diese ist axialverschieblich in dem Gehäuse 26 geführt und ist mit dem Gewinde 50' einer Gewindespindel 50 im Eingriff. Die Gewindespindel 50 trägt an ihrem vorderen, aus dem Gehäuse 26 ragenden Ende eine Bremsbacke 52 mit einem Bremsbelag 53.

Die Stirnfläche 55 am Ende des Ansatzes 48 der Mutter 49 ist an der Bodenfläche 56 der Axialbohrung 47 in dem Druckstück 44 gehalten. Zwischen der Mutter 49 und dem sie umfassenden Teil des Druckstückes 44 befindet sich eine in der einen Drehrichtung als Richtgesperre ausgebildete Kupplung 90. Die Kupplung 90 weist in keilartigen Ausfräsungen des Druckstückes 44 gelagerte, federbelastete Sperrkugeln auf. Eine vor dem Druckstück 44 liegende Ringfeder 62 hindert die Sperrkugeln an einem axialgerichteten Austreten aus den Ausfräsungen. Der Ansatz 48 der Mutter 49 wird von einer rückseitigen Schulter 57 begrenzt, die mit einer im Querschnitt sägezahnartigen Verzahnung 58 versehen ist. Zwischen dem Druckstück 44 und der rückseitigen Schulter 57 der Mutter 49 befindet sich ein axialverschiebbarer und um den Ansatz 48 drehbarer Ringkörper 59. Der Ringkörper 59 ist an seiner vorderen Stirnseite 60 mit einer der Zahnung 58 entsprechenden Gegenzahnung 61 versehen. Eine Ringfederscheibe 62 ist zwischen dem Druckstück 44 und dem Ringkörper 59 angeordnet und drückt diesen mit seiner Gegenzahnung 61 gegen die Zahnung 58 der Mutter 49 an.

Der Ringkörper 59 enthält an seinem Außenumfang zwei einander gegenüberliegende, zur Achse der Gewindespindel schräg verlaufende Führungsnuten 86 und 87, in die die Enden von mit dem Gehäuse fest verschraubten Bolzen 88 und 89 greifen. Der Durchmesser der Bolzenenden ist um ein bestimmtes Maß kleiner als die Breite der Führungsnuten, so daß der Ringkörper 59 um eine kleine Wegstrecke axial hin- und herverschiebbar ist, bei größeren Wegstrecken jedoch eine Drehung ausführen muß.

Die Mutter 49 weist an ihrem vorderen Ende einen weiteren Ansatz 63 auf, der von einer vorderen Schulter 64 begrenzt ist. An dieser stützt sich ein Axiallager 67 mit Kugeln 68 ab. Zwischen dem Axiallager 67 und einer Ringscheibe 65 ist eine Druckfeder 66 eingespannt. Die Ringscheibe 65 ist von einer in einer Ringnut 69 am vorderen Ende des Gehäuses eingesetzten Ringscheibe 70 gehalten. Vor dem Vorderende des Gehäuses ist an der Gewindespindel 50 ein Handrad 71 befestigt, das mit einem rückseitigen Ringflansch versehen ist. Dieser übergreift das vordere Ende des Gehäuses 26 mit Spiel.

Eine an der Außenwandung des Gehäuses durch einen Ring 73 gehaltene Manschette 74' steht an ihrem vorderen Ende mit einem Profilring 74 in Verbindung, der auf der Außenfläche des Ringflansches 72 des

Handrades 71 drehbar gehaltert ist.

Die Bremsbacke 52 enthält an Rippen oder Stegen 75 eine zylindrische Hülse 76, die über das vordere Ende 51 der Gewindespindel greift. An der Hülse 76 befindet sich in einer Bohrung 79 ein Gewindeteil, welcher in einer Bohrung 81 einen Bolzen 77 mit einem Zugring 78 aufweist. Der Bolzen 77 besitzt an seinem vorderen Ende eine Schulter 85, bei welcher sich eine Feder 84 abstützt. Der Bolzen 77 greift mit seinem vorderen Ende 82 in eine von vier über den Umfang der Gewindespindel verteilte Sackbohrungen 83. Ein in einer Nut 95 der Gewindespindel 50 eingreifender Querbolzen % verbindet die Gewindespindel axial unverschieblich mit der Hülse 76.

Die in den Fig.2 bis 4 gezeigte selbsttätige Nachstellvorrichtung für Schwimmsattel-Teilbelag-Scheibenbremsen arbeitet wie folgt:

Wird die Kolbenstange 30 mit dem Keildruckstück in Richtung des Pfeils 91 verschoben, so wird mit in Abhängigkeit von der Neigung der Keilfläche 33 stehender Übersetzung über den Wälzkörper 40 das Druckstück 44 in Richtung des Pfeils 92 axial verschoben. Das Druckstück 44" verschiebt dabei seinerseits die Mutter 49 mit der Gewindespindel 50 und den Ringkörper 59 um eine entsprechende Wegstrecke, wobei die Druckfeder 66 entsprechend zusammengedrückt wird. Zur Überwindung eines notwendigen Bremsbackenspieles gegenüber dem Fahrzeugrad wird der Ringkörper 59 zunächst um eine höchstens dem normalen Bremshub entsprechende Wegstrecke in Richtung des Pfeils 92 verschoben, bis die Enden der Bolzen 88 und 89 an Wandungen der Führungsnut 86 und 87 zur Anlage kommen. Befinden sich die Bremsbacken nach einer solchen Verschiebung noch nicht in der Bremsstellung, so wird durch eine weitere axiale Verschiebung des Druckstückes in Richtung des Pfeils 92 nunmehr der Ringkörper durch die vorgegebenen Führungsnuten gegenüber den feststehenden Bolzen 88 und 89 in einer einem Zahneingriff der Zahnung 58 und der Gegenzahnung 61 entgegengesetzten Richtung gedreht, wobei die Gegenzahnung 61 des Ringkörpers um einen der Nachstellung der Bremsbakken entsprechenden Betrag gegenüber der Zahnung 58 der Mutter 49 vorläuft. Die Kupplung 90 hält dabei die Mutter 49 undrehbar; unter Zusammendrücken der Ringfederscheibe 62 und bei Relativverschiebung des Ringkörpers 59 zur Mutter 49 wird die Verzahnung 58,

ίο 61 gelöst. Wird zur Lösung der Bremse die Kolbenstange in entgegengesetzter Richtung des Pfeils 91 zurückbewegt, so wird auch die Gewindespindel 50 durch den Druck der Druckfeder 66 um das Bremsbakkenspiel axial zurückgedrückt, bis die Enden der feststehenden Bolzen 88 und 89 an den Gegenbahnen der Führungsnuten 86 und 87 zur Anlage kommen. Der Ringkörper wird anschließend um den vorgewählten Nachstellbetrag zurückgedreht, wobei jetzt die Zahnung 58 und die Gegenzahnung 61 ineinandergreifen, so daß die Mutter 49 mitgedreht wird. In dieser Richtung löst sich dadurch die Kupplung 90 (Fig.3). Auf diese Weise wird also die Mutter 49 beim Lösen der Bremse um einen beim Einleiten der Bremsung durch die Drehung des Ringkörpers 59 selbsttätig vorgewählten Nachstellbetrag gegenüber der Gewindespindel 50 verdreht, wobei die Gewindespindel nach vorne um einen gewissen Betrag aus der Mutter 49 herausgeschraubt wird und das Bremsbackenspiel unabhängig vom Abrieb der Bremsbeläge selbsttätig aufrechterhalten wird.

Zur Spieleinstellung beim Erneuern der Bremsbeläge dient das Handrad 71 in Verbindung mit dem Bolzen 77, der jeweils nach einer 90°-Spindeldrehung in eine Sackbohrung 83 eingerastet werden kann. Die Gewindespindel 50 ist nach einem Herausziehen des Bolzens 77 mittels des Handrades 71 entsprechend den jeweiligen Erfordernissen in der Mutter 49 verschraubbar.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Nachstellvorrichtung für eine Schwimmsattel-Teilbelag-Scheibenbremse, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit einem über den Rand der Bremsscheibe greifenden U-förmigen Sattel, dessen einer Schenkel als Gehäuse ausgebildet ist, in welchem ein Keildruckstück parallel zur Bremsscheibe verschiebbar geführt ist, das über Wälzkörper auf eine Schrägfläche eines den direkt betätigbaren Reibbelag senkrecht zur Bremsscheibe verschiebenden Druckstücks einwirkt, wobei eine ein Richtgesperre aufweisende und nur im Nachstellsinne verlängerbare Strebe mit dem Keildruckstück in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die verlängerbare Strebe in Form einer mit einer Mutter verschraubbaren Gewindespindel (50) senkrecht zur Bremsscheibe (23) erstreckt, derart, daß sich das der Bremsscheibe zugewandte erste Ende (51) der Gewindespindel (50) an der direkt betätigbaren Bremsbacke (52) und das entgegengesetzte zweite Ende an dem mit der Schrägfläche (43) versehenen Druckstück (44) abstützt, daß die Gewindespindel (50) zwischen der direkt betätigbaren Bremsbacke (52) und dem die Nachstellvorrichtung aufnehmenden Gehäuse (26) ein drehfest mit ihr verbundenes Handrad (71) trägt und daß zwischen dem Handrad (71) und der undrehbar gehaltenen, direkt betätigbaren Bremsbacke (52) eine lösbare Bolzenarretierung (77, 78) vorgesehen ist.

2. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzenarretierung (77, 78) einen senkrecht zur Spindelachse angeordneten Bolzen (77) aufweist, der in einer Bohrung des Bremsbackenhalters (75,76,80) geführt ist, in eine Sackbohrung (83) des ersten Endes (51) der Gewindespindel (50) eingreift und entgegen der Kraft einer Feder (84) mittels eines Zugringes (78) lösbar ist.