-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verschleißausgleichsvorrichtung für eine Backenbremse mit
wenigstens einem Bremshebel, an dem ein auf einen Bremskörper wirkender
Bremsbelag angeordnet ist und der über eine Stellanordnung um
eine Hauptachse zwischen einer Brems- und einer Luftstellung verstellbar
ist. In der Bremsstellung wirkt dabei der Bremsbelag auf einen Bremskörper, beispielsweise eine
Bremsscheibe oder eine Bremstrommel. Die Bremskraft wird dabei bei
Industriebremsen über eine
an der Stellanordnung wirkende Bremsfeder aufgebracht, die den Bremshebel
beim Bremsen in seine Bremsstellung bringt.
-
Zum
Lösen oder
Lüften
einer solchen Bremse ist ein sogenanntes Luftgerät vorgesehen, welches ebenfalls über die
Stellanordnung auf den Bremshebel wirkt und unter Überwindung
der Bremsfederkraft den Bremshebel in seine Lüftstellung bringt. So ein Lüftgerät wirkt
in der Regel elektromagnetisch, mechanisch und/oder hydraulisch.
-
Beim
Betrieb der Bremse, d.h. bei wiederholter Betätigung der Bremse nutzt sich
der Bremsbelag und/oder der Bremskörper ab. Dadurch verlängert sich
der Betätigungs-
oder Stellweg des Bremshebels, da sich der Abstand zwischen dem
Bremsbelag und dem Bremskörper
bei zunehmendem Verschleiß erhöht. Um diesen
Verschleiß auszugleichen,
ist eine Verschleißausgleichsvorrichtung
vorgesehen, die auf einen Anschlag wirkt, der zur Positionierung
des Bremskörpers
festgelegt ist. An der Verschleißausgleichsvorrichtung ist
eine Nachstelleinrichtung vorgesehen, über die der Brems- bzw. der
Stellweg manuell so angepaßt
werden kann, daß eine
gewünschte
Lüftstellung über die
Wirkung der Nachstelleinrichtung auf den Anschlag festlegbar ist,
so daß der
Verschleiß ausgeglichen
werden kann und der Brems-/Betätigungsweg
konstant gehalten werden kann. Dabei legen Anschlag und Nachstelleinrichtung
die Luftstellung der Bremsanordnung fest.
-
Eine
Bremsanordnung, die eine solche Verschleißausgleichsvorrichtung aufweist,
ist beispielsweise aus der Scheibenbremse vom Typ SB17MX der Firma
Bubenzer bekannt.
-
So
eine Bremse ist auf den Seiten C2 bis C6 aus der Firmenschrift: "Industriebremstechnik", zweite Auflage
der Fa. Bubenzer angegeben.
-
10 zeigt
so eine Bremse, bei der zwei Bremshebel 50 vorgesehen sind,
die jeweils um Hauptachsen 51 schwenkbar an einem Aufnahmejoch 52 angeordnet
sind. Das Aufnahmejoch selbst ist über ein Referenzteil 53 zum
Bremskörper 54 fixiert
und ausgerichtet. An einem Ende tragen die Bremshebel 50 Bremsbeläge 55 und
am anderen Ende die Stellanordnung 56. Am Aufnahmejoch 52 ist der
Anschlag 58 befestigt.
-
Zum
Bremsen drückt
eine Bremsfeder 60 die Bremshebel an einem Ende auseinander,
so daß sich die
beiden anderen Enden, die die Bremsbeläge 55 tragen, zangenartig
aufeinander zu bewegen und den scheibenförmigen Bremskörper 54 einspannen und
damit bremsen.
-
Zum
Lüften
oder Lösen
der Bremse zieht das Luftgerät 62,
beispielsweise elektromagnetisch, über die Stellanordnung 56 die
Bremshebel 50 zusammen, so daß sich die Bremsbeläge 55 vom
Bremskörper 54 lösen. Der
Luftweg ist durch zwei Einstellschrauben 64 begrenzt, die
an den Bremshebeln 50 befestigt sind und mit ihren Enden
in der Luftstellung der Bremse am Anschlag 58 anliegen.
Bei zunehmendem Verschleiß der
Bremsbeläge 55 bzw.
des Bremskörpers 54 können diese
Einstellschrauben 64 nachgestellt werden, so daß der Verschleiß ausgeglichen
wird und der Betrag des Luftweges entsprechend konstant gehalten
werden kann. Gleichzeitig zentrieren die Einstellschrauben 64 die
Lage der Bremshebel 50 und damit die Lage der Bremsbeläge 55 relativ
zum Bremskörper 54,
so daß die
Bremse in jeder beliebigen Lage eingebaut werden kann, ohne daß in gelöster oder
gelüfteter
Stellung einer der Bremsbeläge 55 am
Bremskörper 54 anliegt
bzw. an dem sich drehenden Bremskörper 54 schleift.
-
Das
Luftgerät
wirkt hier elektromagnetisch. Es gibt aber auch hydraulische, mechanische
oder pneumatische Luftgeräte.
Solche Bremsen werden beispielsweise als Betriebsbremse an Kranfahrwerken,
Drehwerken oder Hubwerken eingesetzt.
-
Bei
den bekannten Bremsen müssen
die Einstellschrauben 64 von Zeit zu Zeit dem Verschleiß entsprechend
nachgestellt werden, um den Verschleiß (bis zu 70% der Ausgangsdicke)
an den Bremsbelägen 55 auszugleichen,
da sich sonst die Einfallzeiten der Bremse in unzulässiger Weise
verändern
würden.
In anderen Worten: Der sogenannte Luftspalt zwischen Bremsbelag 55 und
Bremskörper 54 soll
möglichst
konstant bleiben. Diese manuelle Nachstellung erhöht die Anzahl
der Wartungsintervalle, die während
der Lebensdauer eines Bremsbelages auftreten. Oft sind solche Bremsen
auch an schwer zugänglichen
Stellen angeordnet, so daß zum
Nachstellen der Einstellschrauben 64 aufwendige Demontage-
und Montagearbeiten erforderlich sind.
-
Ein
weiteres Problem besteht darin, daß bei zunehmendem Verschleiß die Federkraft
und damit die Bremskraft durch die veränderte Vorspannung abnimmt,
da der zu überwindende
Stellweg der Stellanordnung 56 in Lage und Länge verändert wird. Dies
kann auch dazu führen,
daß die
Funktion des Luftgerätes
beeinträchtigt
wird. Unter Umständen reicht
eine elektromagnetisch induzierte Haltekraft dann nicht mehr aus,
um zum Lösen
oder Lüften
der Bremse die Federkraft zu überwinden.
-
Davon
ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin,
die bekannten Nachteile wenigstens teilweise zu verringern.
-
Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mittels der Verschleißausgleichsvorrichtung nach
Schutzanspruch 1 bzw. durch die Bereitstellung einer Bremsvorrichtung
nach Schutzanspruch 13.
-
Die
im Schutzanspruch 1 angegebene Verschleißausgleichsvorrichtung zeichnet
sich dadurch aus, daß eine
erste Nachstelleinrichtung ein am Anschlag angreifendes Nachstellelement
umfaßt,
auf das eine Nachstellkraft wirkt, die das Nachstellelement beim
Bremsen und Lüften
der Bremse im Eingriff mit dem Anschlag hält und so die Luftstellung des
Bremshebels entsprechend dem Verschleiß des Bremsbelags und/oder
des Bremskörpers
anpaßt: Und
zwar so, daß ein
zwischen Bremsbelag und Bremskörper
eingestellter Luftspalt L konstant bleibt. In anderen Worten, das
bzw. die Nachstellelemente werden über die anliegende Nachstellkraft
ständig beim
Betrieb der Bremse nachgeführt,
so daß auch bei
einer sich verändernden
absoluten Lüftstellung der
Bremshebel der relative Luftspalt (L) zwischen Bremsbelag bzw. zwischen
Bremsbelägen
und Bremskörper
etwa konstant bleibt. So kann die Lebensdauer eines Bremsbelags
bzw. eines Bremskörpers
vollständig
ohne zusätzliche
Wartungs- bzw. Einstellintervalle ausgeschöpft werden.
-
In
der Weiterbildung der Erfindung gemäß Schutzanspruch 2 wird die
Nachstellkraft über
ein Federelement aufgebracht. Dadurch ist die Funktion der Nachstelleinrichtung
unabhängig
von der Einbauposition der Bremse gewährleistet.
-
Die
Schutzansprüche
3-6 betreffen ein nockenförmig
ausgebildetes Nachstellelement. Dabei ist nach Schutzanspruch 3
ein schwenkbarer Nocken vorgesehen, dessen am Anschlag angreifende
Stellfläche
eine Steuerkurve beschreibt, die beim Übergang von der Luftstellung
in die Bremsstellung den Verschleiß durch eine Schwenkbewegung
des Nockens ausgleicht. Dabei verändert sich der Abstand zwischen
einem Wirkpunkt der am Anschlag angreifenden Steuerfläche und
der Schwenkachse (die bezüglich
des Bremshebels definiert ist) des Nockenelements entsprechend dem
Verschleiß.
Gemäß Anspruch
4 ist die Schwenkachse des Nockens beim Lüften relativ zum Bremshebel,
um einen dem Luftspalt (L) entsprechenden Betrag (S) in Richtung der
Bremskraft versetztbar festgelegt. Dieser Betrag (S) wird entsprechend
der Bremsgeometrie festgelegt und ergibt sich letztlich aus den
Hebelverhältnissen
an der jeweiligen Bremsvorrichtung und dem gewünschten Luftspalt (L).
-
Gemäß Schutzanspruch
5 verläuft
die Schwenkachse des Nockens quer zur Bremskraftrichtung, und der
Nocken selbst ist als ebene Nockenscheibe ausgebildet. Bei dieser
Ausführung
läßt sich
die gewünschte
Steuerkurve an einem einfach gestalteten Nocken ausbilden, der platzsparend
am Bremshebel im Bereich des Anschlags anzubringen ist. Die Steuerkurve
ist gemäß Anspruch
6 bei einem solchen Nocken dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung
zunehmender Verstellung die Krümmung des
Nockens abnimmt. Bei dieser Ausführung
kann so eine Steuerkurve leicht analytisch oder experimentell ermittelt
werden.
-
Gemäß Schutzanspruch
7 wird der Betrag (S) über
eine die Schwenkachse des Nockens definierende Lageranordnung realisiert,
die zwei um den Betrag (S) zueinander verstellbare Lagerelemente aufweist.
Diese Lagerelemente sind gemäß Schutzanspruch
8 drehfest und axial fixiert zum Bremshebel angeordnet und legen
so die absolute Position des Betrages (S) fest, der den zulässigen Verstellweg
der Bremshebel zum Anschlag definiert. Nach Schutzanspruch 9 ist
dabei ein Festlagerelement vorgesehen, das zum Bremshebel fixiert
ist, und ein Loslagerelement, das um den Betrag (S) zum Festlagerelement verstellbar
ist und die relative Lage der Schwenkachse zum Bremshebel und die
absolute Lage der Schwenkachse zum Stellelement bzw. zum Nocken festlegt.
-
Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß der Schutzansprüche 10 bis
13 betrifft eine Verschleißausgleichsvorrichtung,
bei der eine zweite Nachstellvorrichtung vorgesehen ist, die auf
das Bremsgestänge
bzw. die Stellanordnung wirkt und dabei so angeordnet und ausgebildet
ist, daß es
die Wirklänge der
Stellanordnung entsprechend dem Verschleiß des Bremsbelags und/oder
des Bremskörpers
so verändert,
daß die
Brems federkraft und ein eingestellter Lüft-/Bremsweg am Bremsgestänge konstant bleibt.
Diese zweite Nachstellvorrichtung gewährleistet, daß die Vorspannung
der Feder und damit die Bremsfederkraft auch bei Verschleiß des Bremsbelags
bzw. des Bremskörpers
konstant bleibt. Gleichzeitig werden Betrag und Lage des Luftwegs
an der Stellanordnung konstant gehalten, so daß die Wirkung des Luftgerätes durch
den Verschleiß nicht
beeinflußt
wird. Diese zweite Nachstellvorrichtung hält wichtige Bremscharakteristika
wie Einfallzeit, Bremskraft und Luft- oder Lösezeit über die Bremsbelags-/bzw. Bremskörperlebensdauer
konstant.
-
Die
Ausführung
gemäß Schutzanspruch
11 ist dabei mit einer Spindelanordnung versehen, deren Wirklänge beim
Betrieb der Bremse durch Verdrehen eines ersten Spindelelements
gegenüber
einem zweiten Spindelelement dem Verschleiß entsprechend verstellt wird.
Hier führt
die zweite Nachstellvorrichtung die erforderliche Nachstellung beim Betrieb
der Bremse aus. Entsprechende Wartungsarbeiten werden reduziert
und Wartungsintervalle sind nur noch zum Austausch der abgenutzten
Bremsbeläge
oder eines verschlissenen Bremskörpers
erforderlich.
-
Schutzanspruch
12 betrifft dabei das Zusammenwirken von Elementen, über welche
die beim Betätigen
der Bremse ausgeführten
Linearbewegungen in eine entsprechende Drehbewegung des ersten Spindelelements
umgesetzt wird. Schutzanspruch 13 betrifft dabei die konkrete Ausgestaltung über einen Koppelhebel
mit senkrecht zueinander verlaufenden Führungsabschnitten.
-
Schutzanspruch
14 betrifft eine Bremsvorrichtung mit zwei Bremshebeln, die eine
erfindungsgemäße Verschleißausgleichsvorrichtung
aufweist. Bei so einer Bremsvorrichtung werden die weiter oben im
Zusammenhang mit der bekannten Bremsvorrichtung dargelegten Schwierigkeiten
wenigstens teilweise überwunden.
Dabei erlaubt die Ausführung gemäß Schutzanspruch
15 auch die eingangs beschriebene Zentrierung der Bremshebel in
ihrer Luftstellung zum Bremskörper,
so daß die
Bremse bzw. die Bremsvorrichtung in beliebigen Einbaulagen verwendbar
ist.
-
Das
Aufbringen der Nachstellkraft über
ein die Nachstellelemente koppelndes Federelement (Anspruch 16)
stellt sicher, daß die
Zentrierung symmetrisch erfolgt, da die Nachstellkraft an beiden Nachstellelementen
symmetrisch wirkt.
-
Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen
erläutert.
Die Darstellungen sind schematisch und zeigen den Unterschied zwischen
Brems- und Lüftstellung
stark übertrieben.
Dabei zeigen:
-
1 eine
perspektivische schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung
mit einer erfindungsgemäßen Verschleißausgleichsvorrichtung, wobei
sich die Bremsvorrichtung in ihrer Bremsstellung befindet,
-
2 die
in 1 gezeigte Bremsvorrichtung, wobei sich die Bremsvorrichtung
in ihrer Luftstellung befindet,
-
3 eine
Ansicht der in 1 gezeigten Bremsvorrichtung
(Bremsstellung),
-
4 eine
Ansicht der in 2 gezeigten Bremsvorrichtung
(Luftstellung),
-
5 einen
Schnitt A-A (siehe 7) der dargestellten Bremsvorrichtung,
-
6 eine
weitere Ansicht der in 1 und 3 dargestellten
Bremsvorrichtung (Bremsstellung),
-
7 eine
weitere Ansicht der in den 2, 4 und 5 dargestellten
Bremsvorrichtung (Luftstellung),
-
8 eine
Ansicht in Richtung der Bremsfederachse auf das in den 1 bis 7 rechts
dargestellte Ende der Bremsvorrichtung,
-
9 eine
Schnittdarstellung (Schnitt C-C in 3) der Lageranordnung
des Stellelements, und
-
10 eine
Bremsvorrichtung nach dem Stand der Technik.
-
Der
grundsätzliche
Aufbau und die Funktion einer erfindungsgemäßen Verschleißausgleichsvorrichtung
und einer damit versehenen Bremsvorrichtung wird nachfolgend anhand
der 1-9 beschrieben.
-
Die 1 und 2 zeigen
eine perspektivische Ansicht einer Bremsvorrichtung 1,
die in unterschiedlichen Funktionsstellungen dargestellt ist. In 1 befindet
sich die Bremsvorrichtung in ihrer Bremsstellung und in 2 in
ihrer Luftstellung.
-
Die
Bremsvorrichtung 1 weist zwei Bremshebel 2 und 4 auf,
die jeweils aus zwei Laschen gebildet werden. Die Bremshebel 2 und 4 sind
gelenkig mit einem Joch 6 gekoppelt und über Bolzenanordnungen 7 um
die Hauptachsen 8 verschwenkbar im Joch 6 aufgenommen.
Am unteren Ende der Bremshebel 2 und 4 (am Ende
des kürzeren
Hebelabschnitts von den Hauptachsen 8 ausgesehen) sind
jeweils Bremsbelaganordnungen 10 schwenkbar angeordnet.
Die Bremsbelaganordnungen 10 weisen jeweils einen Bremsbelag 12 auf.
Zwischen den zueinander weisenden Bremsflächen der Bremsbeläge 12 verläuft ein
Bremskörper 14 (in 5 dargestellt).
Die oberen Enden der Bremshebel 2 und 4 (am Ende
des längeren
Hebelabschnitts von den Hauptachsen 8 aus gesehen) sind über eine
Stellanordnung 16 mitteinander gekoppelt. Das Joch 6 trägt weiterhin
einen Anschlag 18, der symmetrisch zu den Bremshebeln 2 und 4 am
Joch 6 befestigt ist. Die Lage der Bremsvorrichtung 1 ist über das
Joch 6 bezüglich
des Bremskörpers 14 festgelegt.
Die Stellanordnung 16 umfaßt eine Bremsfeder 20 und
ein Luftgerät 22,
das über
einen nicht weiter dargestellten Mechanismus bei Aktivierung Bremshebel 2 und 4 zusammendrückt und
so die Bremsvorrichtung 1 lüftet bzw. löst. Zum Bremsen wird die Aktivierung
des Luftgeräts
aufgehoben bzw. unterbrochen und die Bremsfeder 20 drückt die Bremshebel 2 und 4 auseinander,
so daß die
Bremsbeläge 12 eine
entsprechende Bremskraft auf den Bremskörper 14 ausüben.
-
An
jedem Bremshebel 2 und 4 ist eine erste Nachstelleinrichtung 100 angeordnet,
die jeweils auf den Anschlag 18 wirken. Die Bremsvorrichtung
ist weiterhin mit einer zweiten Nachstelleinrichtung 200 versehen,
die auf die Stellanordnung 16 wirkt. Beide Nachstelleinrichtungen 100, 200 dienen
dazu, den Bremsbelagverschleiß auszugleichen
und so über die
gesamte Lebensdauer der Bremsbeläge 12 bzw. des
Bremskörpers 14 konstante
Betriebseigenschaften der Bremsvorrichtung zu gewährleisten.
-
Die
erste Nachstelleinrichtung 100 wird nachfolgend anhand
der 3, 4, 5 und 9 erläutert. Aufbau
und Funktion der ersten Nachstelleinrichtung 100 wird anhand
der am Bremshebel 4 angeordneten ersten Nachstelleinrichtung 100 erläutert. Die
entsprechende erste Nachstelleinrichtung 100 am Bremshebel 2 ist
dazu spiegelbildlich ausgebildet.
-
Die
erste Nachstelleinrichtung 100 wird aus einer Nockenscheibe 102 gebildet,
die schwenkbar über
eine Haltespange 104 am Bremshebel 4 befestigt
ist (5 und 9). Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Haltespange 104 über Befestigungsschrauben 105 am
Bremshebel 4 befestigt. Es gibt aber auch Ausführungen,
bei denen die Nockenscheibe 102 direkt im Bremshebel 2 aufgenommen wird.
Die Aufnahme der Nockenscheibe 102 in der Haltespange 104 erfolgt über die
Lageranordnung 106, die eine entsprechende Ausnehmung 107 in
der Nockenscheibe 102 durchsetzt (vgl. 5 und 9).
-
Auf
die Nockenscheibe 102 wirkt eine Nachstellkraft, die eine
Schwenkbewegung in Richtung des mit K gekennzeichneten Pfeiles (siehe 3 und 4)
bewirkt. Die Nockenscheibe 102 weist eine Stellfläche 108 auf,
die am Anschlag 18 angreift.
-
Die
parallel zur Hauptachse 8 verlaufende Schwenkachse 110 wird
in Abhängigkeit
von der Bremsstellung der Bremsvorrichtung versetzt (9).
Dies wird folgendermaßen über die
Lageranordnung 106 erreicht.
-
9 zeigt
einen Längsschnitt
durch die Lageranordnung 106. Dabei ist ein Festlagerelement 112 und
ein Loslagerelement 114 vorgesehen. Die beiden Elemente 112, 114 haben
jeweils eine zylinderschalenförmige
Außenfläche und
sind mit einem Spalt S zueinander gekoppelt. Dabei werden sie über die
Federn 116 auseinandergespreizt und sind über die
Stellschraube 118 miteinander verbunden, um den Ein- und
Ausbau zu erleichtern. Das Festlagerelement 112 ist über die
Befestigungsschrauben 120 in den Schenkeln der Haltespange 104 fixiert.
Und zwar in entsprechenden Aufnahmeöffnungen 122. Dabei
durchsetzen das Festlagerelement 112 und das Loslagerelement 114 die
Nockenscheibe 102, die über
eine Gleitlagerbuchse 124 schwenkbar bzw. drehbar auf der
Lageranordnung 106 sitzt.
-
Der
Spalt (S) definiert den Luftspalt (L) zwischen Bremsbelag 12 und
Bremskörper 14.
Die Funktion wird anhand von 5 erläutert. Hier
ist die Bremsvorrichtung in einer Schnittdarstellung dargestellt.
Zum Lüften
werden die Bremshebel 2 und 4 über die Stellanordnung 16 an
den längeren
Enden (oben) zusammengedrückt.
Die Nockenscheibe 102 liegt mit ihrer Stellfläche 108 am
Anschlag 18 an. Die dort durch den Luftvorgang aufgebrachte
Kraft drückt die
Nockenscheibe 102 gegen das Loslagerelement 114.
Dadurch wird der Spalt S gegen die durch die Federn 116 aufgebrachte
Spreizkraft geschlossen und das Loslagerelement 114 wird
um den Betrag S quer zur Schwenkachse 110 und relativ zum
Festlagerelement 112 versetzt und der Bremshebel 4 (sowie
der Bremshebel 2) bewegt sich um die Hauptachse 8,
so daß sich
der Bremsbelag um den Betrag L vom Bremskörper löst.
-
Beim
Bremsen läuft
dieser Vorgang umgekehrt ab. Tritt nun ein Verschleiß am Bremsbelag 12 bzw.
am Bremskörper 14 auf,
so läuft
ein zweistufiger Nachstellvorgang ab: Beim Schließen der
Bremse drückt
die Bremsfeder 20 zuerst die Bremshebel 2 und 4 soweit
auseinander, bis sich Festlagerelement 112 und Loslagerelement 114 wieder
um den Betrag S voneinander gelöst
haben (die in 5 und 9 dargestellte
Position). Wenn dann in dieser Stellung der Bremsbelag 12 noch
nicht mit dem Bremskörper 14 in
Eingriff steht, das heißt,
wenn sich noch ein Spalt (verschleißbedingt) zwischen Bremskörper 14 und
Bremsbelag 12 befindet, so drückt die Bremsfeder 20 dann
die Bremshebel 2 und 4 weiter auseinander. Dabei
löst sich
die Stellfläche 108 vom
Anschlag 18. Sie wird aber durch die in Richtung K wirkende Nachstellkraft
so verschwenkt, daß sie
wieder am Anschlag 18 anliegt. Der nachfolgende Luftvorgang erfolgt
durch Schließen
des Spaltes S in der Lageranordnung 106. Durch die entsprechende
Gestaltung der Stellfläche 108 wird
der Verschleiß also
ausgeglichen und der Luftweg L zwischen Bremsscheibe bzw. Bremskörper 14 und
Bremsbelag 12 entsprechend dem Betrag S des Spaltes an
der Lageranordnung 106 konstant gehalten.
-
Die
die Stellfläche 108 definierende
Steuerkurve der Nockenscheibe 102 ist dabei so gestaltet, daß die Nockenscheibe 102 mit
zunehmender Verstellung in Richtung K eine abnehmende Krümmung aufweist,
so daß sich
der radiale Abstand zwischen der Schwenkachse 110 und dem
Wirkpunkt 109 der Stellfläche 108 am Anschlag 18 entsprechend
vergrößert. Die
Wirkpaarung zwischen Anschlag 18 und Stellfläche 108 ist
dabei so gestaltet, daß bei
anliegender Stellfläche 108 keine
Verstellung, d.h. kein Verschwenken der Nockenscheibe 102 auf der
Lageranordnung 106 erfolgt. Die Wirkpaarung ist am Wirkpunkt 109 also
selbsthemmend gegenüber.
Kräften, die
quer zur Hauptachse 8 bzw. quer zur Schwenkachse 110 etwa
durch den Wirkpunkt 109 verlaufen. Ein Verstellen der Nockenscheibe 102 erfolgt
nur beim eigentlichen Bremsvorgang über die Nachstellkraft. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
wird diese Nachstellkraft über
ein Federelement 126 aufgebracht, das unter Zug zwischen
den Nockenscheiben 102 angebracht ist. Die Nachstellkraft
kann jedoch auch über
eine zwischen Haltespange 104 und Nockenscheibe 102 wirkende
Feder oder auf andere geeignete Weise aufgebracht werden.
-
Die
zweite Nachstelleinrichtung 200 wirkt auf die Stellanordnung 16 und
wird anschließend
anhand der 3 bis 8 beschrieben.
Die Stellanordnung 16 ist über entsprechende Scharnierbolzen 24 und 26 an
den längeren
Enden der Bremshebel 2 und 4 angelenkt. Aufbau
und Funktion sind ebenfalls der Schnittdarstellung aus 5 zu
entnehmen. Kernstück
der Stellanordnung 16 bildet die Betätigungsstange 28,
die mit ihrem einen Ende das Luftgerät 22 durchsetzt bzw.
in dieses hineinragt und mit ihrem anderen Ende in die Spindelbuchse 30 eingeschraubt
ist. Auf einem weiteren Gewindeabschnitt sitzt eine verstellbare
Anschlagmuffe 32. Die Bremsfeder 20 ist mit einer über die
Anschlagmuffe 32 einstellbaren Vorspannung zwischen Luftgerät 22 und Anschlagmuffe 32 eingespannt.
Das Luftgerät 22 bzw.
das Gehäuse
ist über
ein Koppelstück 34 (siehe 3)
und den Scharnierbolzen 24 gelenkig am Bremshebel 2 angelenkt.
Das in 5 schraffiert dargestellte Luftgerät enthält in seinem
Inneren einen Luftmechanismus, auf den hier nicht weiter eingegangen
wird und der nicht dargestellt ist. So ein Luftmechanismus kann
elektromagnetisch, mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden.
-
Die
Spindelbuchse 30 ist über
ein Zwischenlager 36, ebenfalls gelenkig, über den
Scharnierbolzen 26 im Bremshebel 4 angelenkt.
Die Brems- und/oder Luftbewegung der Bremsvorrichtung 1 wird über eine
Linearverschiebung der Betätigungs stange 28 ausgeübt, die
sich axial relativ zum Luftgerät 22 verschiebt
(Pfeil B in 5). Beim Bremsvorgang drückt die
Bremsfeder 20, sich am Gehäuse des Luftgeräts 22 abstützend, gegen
die Anschlagmuffe 32 und drückt die Betätigungsstange 28 in
die Spindelbuchse 30, welche über das Zwischenlager 36 die Kraft
auf den Bremshebel 4 überträgt. Dadurch
werden die beiden Bremshebel 2 und 4 an den die Scharnierbolzen 24 und 26 tragenden
Enden auseinandergedrückt
und schwenken um die Hauptachsen 8, die die Bremsbelaganordnungen 10 tragenden
Enden aufeinander zu. Die Bremsbeläge 12 greifen am Bremskörper 14 an.
-
Zum
Lösen oder
Lüften
der Bremse wirkt im Inneren des Luftgeräts 22 ein (nicht dargestellter) Luftmechanismus
auf die Betätigungsstange 28 in die
entgegengesetzte Richtung. Dabei wird die Betätigungsstange 28 gegen
die durch die Bremsfeder 20 aufgebrachte Federkraft in
das Luftgerät
hineingezogen. Dabei zieht die Betätigungsstange 28 über die Spindelbuchse 30 das
Zwischenlager 36 in Richtung Luftgerät 22. Die Enden mit
den Scharnierbolzen 24 und 26 der Bremshebel 4 und 2 bewegen
sich aufeinander zu und die Enden mit den Bremsbelaganordnungen 10 bewegen
sich entsprechend auseinander.
-
Bei
zunehmendem Verschleiß der
Bremsbeläge 12 bzw.
des Bremskörpers 14 verändert sich
die Lage der Betätigungsstange
zum Luftgerät
so, daß diese
zunehmend aus dem Luftgerät
in Richtung Spindelbuchse 30 herauswandert. Dies reduziert
die Vorspannung der Bremsfeder 20 und verändert damit wichtige
Bremsparameter erheblich. Die Bremse wird durch die reduzierte Federkraft
weicher, die Bremskraft nimmt ab, und die Einfallzeit erhöht sich.
Diese Verstellung findet unabhängig
davon statt, ob die zu überbrückende Luftspaltbreite
durch die erste Nachstelleinrichtung 100 konstant gehalten
wird, oder nicht.
-
Um
die Bremswirkung konstant zu halten, ist die zweite Nachstelleinrichtung 200 vorgesehen.
Diese umfaßt
ein auf der Betätigungsstange
fixiertes Mitnehmerelement 202, welches über einen
Koppelhebel 204 mit einem auf der Spindelbuchse fixierten Freilauf 206 gekoppelt
ist. Die 6 und 7 zeigen
die Wirkung des Koppelhebels 204, der über eine mit dem Luftgerät verbundene
Koppellasche 208 in einer Ebene schwenkbar fixiert ist,
die parallel zur Bewegungsrichtung (B) der Betätigungsstange 28 verläuft.
-
Der
Koppelhebel 204 ist so über
die Scharnieranordnung 210 an der Koppellasche 208 fixiert, daß im Drehpunkt
zwischen Koppellasche 208 und Koppelhebel 204 so
viel hemmende Reibung besteht, daß der Koppelhebel 204 unabhängig von
seiner Einbaulage seine Schwenkposition bzgl. der Koppellasche 208 nicht
selbständig
verändert.
-
Beim
Bremsen versetzt die Bremsfeder 20 die Betätigungsstange 28 in
Richtung Spindelbuchse 30. Dabei nimmt sie das Mitnehmerelement 202 mit, das
mit seinem Mitnehmer 212 in eine etwa quer zur Bewegungsrichtung
(B) der Betätigungsstange 28 verlaufende
Stellgabel 214 am Koppelhebel 204 eingreift. Durch
die Linearbewegung der Betätigungsstange 28,
die über
das Mitnehmerelement 202 und den Mitnehmer 212 auf
die erste Stellgabel 214 übertragen wird, wird der Koppelhebel 204 um
die Scharnieranordnung 210 in Richtung R verschwenkt (siehe 6).
Dabei greift die zweite Stellgabel 216 über einen Stellzapfen 218 am
Freilauf 206 an und verdreht diesen relativ zur Spindelbuchse 30.
-
Beim
Lüften
der Bremse wird die Betätigungsstange 28 zurückgezogen
und das Mitnehmerelement 202 wandert gemeinsam mit dem
Mitnehmer 212 entsprechend zurück. Dabei ist zwischen dem Mitnehmer 212 und
der ersten Stellgabel 214 soviel Spiel SP vorgesehen, daß der Mitnehmer 212 bei normalem
Luftspalt ohne Wirkung auf die erste Stellgabel 214 bzw.
den Koppelhebel 204 zurückgesetzt wird.
So übt
der Koppelhebel 204 auch keine Wirkung auf den Stellzapfen 218 und
damit auf den Freilauf 206 aus, der in seiner Schwenklage
verbleibt und die Spindelbuchse 30 nicht auf der Betätigungsstange 28 verdreht.
Das Spiel SP ist auf den gewünschten
Luftspalt zwischen Bremsbelägen 12 und
Bremskörper 14 abgestimmt
bzw. auf den Spalt S in der Lageranordnung 106. Das heißt bei planmäßigem Lüftspalt
findet keine Bewegung des Koppelhebels 204 statt, die über den
Freilauf 206 die Spindelbuchse 30 auf der Betätigungsstange 28 verstellt.
-
Erst
wenn durch zunehmenden Verschleiß der Bremsbeläge 12 und/oder
des Bremskörpers 14 der
Koppelhebel 204 durch Wirkung des Mitnehmers in der Stellgabel 214 weiter
in Richtung R verschwenkt wird, wirkt der Mitnehmer 212 auch
beim Lüften,
d.h. beim Einfahren der Betätigungsstange 28,
in der ersten Stellgabel 214 und verschwenkt den Koppelhebel 204 in
die in 7 dargestellte Stellung. Dabei nimmt die zweite
Stellgabel 216 den Stellzapfen 218 am Freilauf 206 mit,
und der Freilauf 206, der in dieser Richtung gesperrt ist,
verdreht die Spindelbuchse 30 auf der Betätigungsstange 28 so
(Richtung T in 8), daß die Spindelbuchse 30 von
der Betätigungsstange 28 heruntergedreht
wird. Dadurch verlängert
sich die wirksame Länge
der Stelleinrichtung 16 zwischen der Anschlagmuffe 32 und
dem Koppelstück 34,
so daß der
Verschleiß der
Bremsbeläge 12 bzw.
des Bremskörpers 14 ausgeglichen wird,
ohne daß die
Vorspannung der Bremsfeder 20 verändert wird.
-
Mitnehmer 212 und
Stellzapfen 218 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel über Kugelgelenke
und entsprechend den Stellgabeln 214, 216 gestalteten
Nutensteinen geführt.
Dabei ist zwischen Kugelgelenk und Nutenstein eine Führungshülse vorgesehen,
die insbesondere beim Verschwenken des Stellzapfens 218 die
Höhentoleranzen
zur Schwenkebene des Koppelhebels 204 ausgleichen. Das Spiel
SP in der ersten Stellgabel 214 wird hier durch eine entsprechende
Gestaltung des Nutensteins zum Stellgabelprofil realisiert. Neben
dieser dargestellten Anordnung kann die Wirkung zwischen dem Mitnehmer 212 bzw.
dem Stellzapfen 218 und den Stellgabeln 214, 216 auch
durch eine andere geeignete Gestaltung dieser Wirkmechanik erfolgen.
Mitnehmer 212 und Stellzapfen 218 können bei
entsprechender Geometrie der Stellgabelflanken auch direkt in diesen
Stellgabeln 214, 216 wirken.
-
Im
oben dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die ersten Nachstelleinrichtungen 100 und die zweite Nachstelleinrichtung 200 an
einer Bremsvorrichtung 1 realisiert. Diese Kombination
erlaubt es, einen bis zu 70%-igen Bremsbelagverschleiß auszugleichen,
ohne daß die
Bremswirkung (Bremskraft, Einfallzeit) verändert wird. Wartungsarbeiten
werden auf ein Minimum reduziert.
-
In
anderen Ausführungen
ist es jedoch auch möglich,
die erste Nachstelleinrichtungen 100 und die zweite Nachstelleinrichtung 200 unabhängig voneinander
zu realisieren. Das heißt,
bei Ausführungen, bei
denen die Zentrierung des Bremskörpers 14 zu den
Bremsbelägen 12,
beispielsweise durch eine bestimmte Einbaulage der Bremsvorrichtung 1 gewährleistet
ist, kann auf die ersten Nachstelleinrichtungen 100 verzichtet
werden, während
die zweite Nachstelleinrichtung 200 realisiert wird, um
eine konstante Bremskraft über
die gesamte Bremsbelags- bzw. Bremskörperlebensdauer zu gewährleisten.
-
In
einem anderen Fall, in dem beispielsweise Wartungsintervalle an
der Bremsvorrichtung 1 nicht durch den Bremsbelagverschleiß bestimmt
werden, sondern durch andere Einflüsse, kann unter Umständen auf
die zweite Nachstelleinrichtung 200 verzichtet werden,
wenn der zu erwartende Bremsbelagverschleiß so gering ist, daß ein wirksamer
Einfluß auf die
Bremskraft nicht zu erwarten ist, aber eine zuverlässige, verschleißausgleichende
Zentrierung gewünscht
ist.
-
Neben
den dargestellten scheibenförmigen Nocken
sind grundsätzlich
auch andere Steuerelemente denkbar. So können z.B. auch mehr oder weniger
rampen- oder schraubenförmige
Stellflächen am
Anschlag 18 angreifen. Bei so einer Nockengestalt würde dann
die Schwenk- oder Drehachse des Nockens etwa in Richtung der Bremskraft
verlaufen.
-
Auch
für die
Realisierung des Lagerspaltes S gibt es andere mögliche Anordnungen. Beispielsweise
kann ein massiver die Fest- und Loslagerelemente 112 und 114 ersetzender
Lagerbolzen federbelastet in einem entsprechenden Aufnahmeschlitz
gelagert sein, der einen dem Spalt S entsprechenden Lagerversatz
beim Lüften
der Bremse gegen den Anschlag 18 gestattet.
-
Weitere
Varianten und Ausführungen
der oben dargestellten Erfindung ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der
nachfolgenden Schutzansprüche.
-
Zusammenfassung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verschleißausgleichsvorrichtung für eine Backenbremse mit
einem Bremshebel (2, 4), der einen auf einen Bremskörper (14)
wirkenden Bremsbelag (12) trägt und über eine Stellanordnung (16)
um eine Hauptachse (7) zwischen einer Brems- und einer
Luftstellung verstellbar ist. Die Verschleißausgleichsvorrichtung weist
dabei eine am Bremshebel (2, 4) angeordnete erste
Nachstelleinrichtung (100) auf, die so auf einen Anschlag 18 wirkt,
daß dieser
als Stellwegbegrenzung auf die erste Nachstelleinrichtung (100) wirkt
und damit gleichzeitig auf den Bremshebel (2, 4) wirkt
und eine entsprechende Luftstellung festlegt. Die erste Nachstelleinrichtung
(100) weist ein am Anschlag (18) angreifendes
Nachstellelement (102) auf, auf das eine Nachstellkraft
wirkt, die beim Bremsen und Lüften
der Bremse (18) das Nachstellelement (102) im
Eingriff mit dem Anschlag (8) hält und die Luftstellung des
Bremshebels (2, 4) entsprechend dem Verschleiß des Bremsbelags
(12) und/oder des Bremskörpers (14) so verändert, daß ein Zwischenbremsbelag
(12) und Bremskörper
(14) eingestellter Luftspalt (L) konstant bleibt. Die Erfindung
betrifft weiterhin eine Bremsvorrichtung mit zwei Bremshebeln (2, 4),
die eine solche Verschleißausgleichsvorrichtung
aufweist.