DE2003341A1 - Scheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Scheibenbremsen und insbesondere deren Montage am Chassis eines Schienenfahrzeuges.

Bei den üblichen Anwendungen auf Fahrzeuge sind die Bremsen allgemein fest mit der in Frage kommenden Radachse. Sie bilden einen Teil der nicht aufgehängten Massen. Dagegen kann für bestimmte Anwendungszwecke, und insbesondere zum Abbremsen im Schienenbetrieb der Bremsmechanismus nicht auf die Radachse gesetzt werden. Er ist also mit dem Chassis des an den Radachsen aufgehängten Rad- oder Fahrgestelles verbunden. Unter diesen Umständen ist es nicht möglich, einen fest mit dem Chassis verbundenen Mechanismus zu verwenden, da in bestimmten Fällen dieser Mechanismus die Gesamtheit der Transversalträgheit des Fahrzeuges zur Übertragung auf die Räder aufnehmen müsste; diese Anordnung würde sich in Verformungen oder Rissen der Scheibe oder des Mechanismus darstellen.

Um diese starken Nachteile zu vermeiden, sind bereits am Fahrzeugchassis feste Bremsmechanismen vorgeschlagen worden, die eine Aufeinanderfolge von Gelenken aufweisen, jedoch platzraubend und von erhöhtem Gewicht sind. Außerdem geben sie manchmal den Reibbelägen Bewegungsfreiheiten, die mit der Stellung der Scheibe während des Bremsvorganges nicht verträglich sind. Es folgt in diesem Fall eine irreguläre An- oder Auflage der Bremsbeläge, was der Wirksamkeit des Bremsvorganges und der Haltbarkeit der Bremse schadet.

Ebenfalls sind Mechanismen bekannt, bei denen die Gelenkausbildungen weniger zahlreich sind, wo jedoch beachtliche Spiele im Betrieb vorgesehen sind. Dies führt nicht zu voller Zufriedenheit.

Gegenstand der Erfindung ist eine Scheibenbremse für Fahrzeugräder, wobei diese Bremse von an sich bekannter Bauart mit zwei Reibbelagträgern zu beiden Seiten der Scheibe ist, die am Chassis des Fahrzeugs mittels eines Paares von Aufhängeschwingarmen aufgehängt sind, die zu beiden Seiten der Scheibe um parallel zur Scheibe verlaufende Gelenkachsen gelenkig sind und hierbei so verbessert sind, dass sie eine Abhilfe für sämtliche der vorgenannten Nachteile bedeuten.

Diese erfindungsgemäße Bremse zeichnet sich dadurch aus, dass die Bremsbelagträger über eine starre Stangenverbindung verbunden sind, die eine Kolben/Zylinderbetätigungsanordnung der Bremsbelagträger trägt und die so gebildete Unteranordnung wird an das Chassis über an einem Bremsausgleichshebel angelenkte Schwingarme aufgehängt, wobei die Achsen sämtlicher Gelenkverbindungen horizontal und parallel zu der Scheibe sind.

Aufgrund dieser Kombination ist der Steuermechanismus der Bremse ausreichend starr, um den Reibbelagträgern nur einen einzigen Freiheitsgrad zu lassen, nämlich eine Möglichkeit der Bewegung gegeneinander, senkrecht zur Scheibe und die Bremse folgt starr den Schwingungen oder Bewegungen der Scheibe, was es den Belägen ermöglicht, parallel zu den Flächen der Scheibe zu bleiben, wenn diese gegen sie unabhängig von den Bewegungen der Scheibe gedrückt werden. Eine wirksame Verspannung und ein regelmäßiger und gleichförmiger Verschleiß der Beläge wird so erhalten.

Die Vorrichtung nach der Erfindung weist auch den Vorteil auf, besonders leicht zu sein und die Bremsbeanspruchung auf das Chassis über die Schwingarme und den Bremsausgleichshebel zu übertragen, dessen Gelenke eingestellt sind und keinerlei ihrer Lebensdauer schädliche Durchbiegung erleiden müssen.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung soll nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Scheibenbremse nach der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Anordnung von links;

Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1.

Nach der dargestellten Ausführungsform läßt die Erfindung sich auf das Abbremsen des Rades 1 eines auf Radgestellen gelagerten Schienenfahrzeugs anwenden. Von einem dieser Radgestelle ist nur der die Bremsmechanismen des Rades 1 abstützende Träger A dargestellt, dem die Scheibenbremse 2 zugeordnet ist, die fest mit der Radachse 3 des Rades verbunden ist.

Zwei Belagträger 4 und 5 mit ihren jeweiligen Reibbelägen 4a und 5a sind zu beiden Seiten der Scheibe 2 angeordnet. Diese Beläge sind durch vertikale Achsen 6 und 7 mit einer Stangenverbindung 8 verbunden, deren einer Schenkel den Zylinder 9 der Kolben/Zylinderanordnung V zur Betätigung der Bremse trägt.

Die durch die Belagträger 4 und 5, die Stangenverbindung 8 und den Zylinder 9 der Zylinderanordnung gebildete Unteranordnung wird über Schwingarme 10 und 11 an einen Bremsausgleichshebel 12 gehängt, der gelenkig an dem Träger A des Radgestellchassis ist. Die Achsen der Gelenkdrehzapfen 13 und 14 zwischen dem Bremsausgleichshebel und den Schwingarmen 15 und 16 zwischen diesen Schwingarmen und den Belagträgern 4, 5 und 17 des Bremsausgleichshebels auf dem Chassis sind sämtlich horizontal und parallel zur Mittelebene X-X (Fig. 1) der Scheibe.

Die durch den Bremsausgleichshebel 12 und die Schwingarme 10 und 11 gebildete Suspensionsanordnung ist also parallel zur Vertikalebene Y-Y (Fig. 2, 3) parallel zur Achse Z-Z der Fahrzeugradachse. Wie in Fig. 3 zu sehen, umfasst der Zylinder 9 der Steueranordnung V innen eine Lagerschale 18 in deren Bohrung ein Betätigungskolben 19 verschiebbar ist. Dieser Kolben 19 ist mit Belagträgern 4 durch die Achse 6 verbunden. Der Kolben umfasst eine Sackbohrung 20, durch die er auf einem Axialkern 21 in Abstützung gegen den aufgesetzten Boden 22 des Zylinders 9 unter der Wirkung eines unter Druck stehenden Fluids gleiten kann, welches durch eine Leitung 23 zugeführt wird und in die Bohrung 20 über eine Öffnung 24 am Ende des Kerns 21 mündet. Die Abdichtung zwischen dem Kolben 19 und dem Kern 21 wird durch eine Dichtungsanordnung 25 sichergestellt.

Eine Vorrichtung zur Kompensation des Verschleißes kann in dem Steuerzylinder derart vorgesehen sein, dass die Beläge 4a, 5a unter konstantem Abstand von den Oberflächen der Scheibe 2, unabhängig vom Verschleiß, gehalten werden.

Die Arbeitsweise ist die folgende: die Bremsunteranordnung wird an das Chassis A über den Bremsausgleichshebel 12 und die Schwingarme 10 und 11 gehängt; die Reibbeläge 4a, 5a befinden sich im Ruhezustand unter einem Abstand a (Fig. 3), der den Flächen der Scheibe 2 verliehen ist.

Im Augenblick des Bremsens wird das Steuermedium durch den Kanal 23 zugeführt und tritt in die Bohrung 20 des Betätigungskolbens 19 über das Loch 24 ein. Der Druck des Steuermediums wirkt zwischen dem Kern 21 und der Innenfläche des Kolbens 19, der beginnt, aus dem Zylinder 9 der Zylinderanordnung 8 auszutreten. Die Belagträger 4a, 5a reiben gegen diese Scheibe 2, die Schwingarme 10 und 11 und der Bremsausgleichshebel 12 sind der tangentialen Bremsbeanspruchung ausgesetzt, die auf das Chassis A übertragen wird. Dreht die Scheibe sich in Richtung des Pfeiles f (Fig. 2), so stehen die Schwingarme 10, 11 unter Spannung. Umgekehrt, wenn die Scheibe sich in umgekehrter Richtung zu der des Pfeiles f dreht, so befinden sich die Schwingarme unter Kompression. Die Bremseinrichtung ist also in den beiden Richtungen verwendbar.

Aufgrund der Schwingarme 10 und 11 und des Bremsausgleichshebels 12 kann sich eine Relativbewegung der Scheibe 2 gegenüber dem Chassis A ohne Nachteil für die Kontinuität des Bremsvorganges und ohne Steigerung des Verschleißes der Beläge einstellen.

Diese sehr elastisch arbeitende Bremsvorrichtung ist besonders für den Schienenbetrieb interessant. Die Betätigungsbeanspruchungen sind in der Stangenverbindung 8 lokalisiert, während die aus dem Bremsvorgang resultierenden Beanspruchungen auf das Chassis A durch Schwingarme 10 und 11 und den Bremsausgleichshebel 12 übertragen werden. Die entsprechenden Teile haben also eine spezifische Rolle und die zur Wirkung kommenden Beanspruchungen sind festgelegt, was es ermöglicht, einen Gewichtsgewinn und eine bessere Lebensdauer der Bremsanordnung zu erhalten.

Aufgrund der Montage der Belagträger 4 und 5 auf der Stangenverbindung 8 durch vertikale Gelenkanordnungen 6 und 7 und auf den Schwingarmen 10 und 11 durch horizontale Gelenkverbindungen 15 und 16, also orthogonal zu den vorhergehenden, kann die aus Stangenverbindung 8 und Belagträgern 4 und 5 bestehende Anordnung steif gemacht werden, wobei den Reibbelägen 4a und 5a nur ein einziger Freiheitsgrad entsprechend einer Verschiebungsrichtung normal zu den Flächen der Scheibe 2 belassen wird.

Aufgrund der Schwingarme und dem Bremsausgleichhebel ist der Verschleiß der Beläge regelmäßig, trotz der Relativverschiebungen der Scheibe gegenüber dem Chassis, aufgrund der Nachgiebigkeit bzw. aufgrund des elastischen Verhaltens der Anordnung.

Aufgrund der Gelenkaufhängung einerseits und der Steifigkeit der aus Stangenverbindung und Belagträgern andererseits bestehenden Anordnung folgen die Reibbeläge völlig den Schwingungen der Scheibe und werden gegen diese entsprechend einer normalen Richtung angepresst, was es ermöglicht, die Parallelität der Beläge beizubehalten und ein wirksames Verspannen zu sichern.

Ebenfalls ist darauf hinzuweisen, dass die Zylinderanordnung auf besondere und vorteilhafte Weise ausgebildet ist, wie man durch ein Studium des Kräftegleichgewichts feststellen kann: jeder der Belagträger 4 und 5 wirkt auf dem Kolben 19 im Augenblick des Bremsvorganges, entsprechend einer Richtung, die nicht mit der Achse des Kolbens zusammenfällt. Dieser Kolben 19 wird also auf Biegung in der Bohrung der Lagerschale 18 bezogen auf den Körper 9 der Zylinderanordnung beansprucht, was nicht günstig für die Abdichtung zwischen dem Kontakt mit dem Kolben 19 und seiner Bohrung in der Lagerschale 18 stehenden Flächen ist. Aus diesem Grunde sind erfindungsgemäß die Führungs- und Dichtungsfunktionen voneinander getrennt worden, indem ein Betätigungskolben 19 vorgesehen ist, der beweglich im Inneren des Führungszylinders 18 ist. Die Abdichtung zwischen den in

Kontakt mit dem Zylinder 18 und dem Kolben 19 stehenden Flächen wird wirksam durch den Ring 23 sichergestellt, da der Zylinder 18 und der Kolben 19 nicht auf Biegung einander gegenüber beansprucht sind.

Im Hinblick auf eine knappe Darstellung wurde die Erfindung nur anhand einer einzigen Ausführungsform erläutert; Änderungen und Abänderungen liegen im Rahmen der Erfindung.

Claims (5)

1. Scheibenbremse für Fahrzeugräder der Bauart mit zwei Reibbelagträgern zu beiden Seiten der Scheibe, die am Chassis des Fahrzeugs über ein Paar von Suspensionsschwingarmen aufgehängt sind, die zu beiden Seiten der Scheibe um Gelenkachsen parallel zur Scheibe gelenkig gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Belagträger (4, 5) über eine starre Stangenverbindung (8) verbunden sind, die eine Betätigungszylinderanordnung (V) für die Belagträger trägt und die so gebildete Unteranordnung ist am Chassis über diese Schwingarme (10, 11) aufgehängt, die an einem Bremsausgleichshebel (12) gelenkig sind, der selbst bei (17) am Chassis gelenkig gelagert ist, wobei die Achsen (13, 17) sämtlicher Gelenkausbildungen horizontal und parallel zur Scheibe (2) verlaufen.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Belagträger (4, 5) an der Stangenverbindung (8) um zwei Achsen (6, 7) parallel zur Scheibe (2) und orthogonal zu den Gelenkachsen (13-17) der Schwingarme (10, 11) und des Bremsausgleichshebels (14) gelenkig sind.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 und 2, für auf Radgestellen gelagerte Schienenfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsausgleichshebel (12) auf dem Träger (A) einer der Radgestelle gelenkig gelagert ist.

4. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungszylinderanordnung (V) für die Belagträger (4, 5) einen Führungszylinder (9) aufweist, in dessen Innerem ein Betätigungshohlkolben (19) gleitet, der auch auf einem Reaktionskern (21) auf der Stangenverbindung (8) gleitet, und dass eine Leitung (23) für unter Druck stehendes Fluid zwischen dem Boden des Hohlkolbens (19) und einem der Enden des Kerns (21) mündet.

5. Scheibenbremse für Fahrzeugräder im wesentlichen wie beschrieben und in der Zeichnung dargestellt.