DE2201082A1 - Pneumatische Kolbenzylindereinheit fuer Spannvorrichtungen fuer Schienenfahrzeugbremsen - Google Patents

Pneumatische Kolbenzylindereinheit fuer Spannvorrichtungen fuer Schienenfahrzeugbremsen

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DE2201082A1 DE19722201082 DE2201082A DE2201082A1 DE 2201082 A1 DE2201082 A1 DE 2201082A1 DE 19722201082 DE19722201082 DE 19722201082 DE 2201082 A DE2201082 A DE 2201082A DE 2201082 A1 DE2201082 A1 DE 2201082A1
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cylinder
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Description

Pneumatische Kolbenzylindereinheit für Spannvorrichtungen für Schienenfahrzeugbremsen
Die Erfindung betrifft eine pneumatische Kolbenzylindereinheit, die für eine Spannvorrichtung für eine Schienenfahrzeugbremse verv/andt werden kann und mit einem eingebauten Gestängesteller versehen ist, um ein geeignetes Spiel zwischen den Bremsflächen aufrechtzuerhalten, wobei der Gestängesteller zwei teleskopartig relativ verschiebbare Stangenteile aufweist, von denen eines eine Spindel mit einem Schraubengewinde ist, und das andere Stangenteil röhrenförmig ist und fest an einer Mutter befestigt ist, die auf die Spindel geschraubt ist, und die Gewinde der Mutter und der Spindel eine solche Ganghöhe aufweisen, daß sie nicht selbstsichernd sind.
Solche Kolbenzylindereinheiten sind zum Betrieb von Spannvorrichtungen für sogenannte "Kurzbremsen11 benutzt worden, die den Pahrzeugradrand oder eine Scheibe als eine der Bremsflächen verwenden.
Es ist der Zv/eck der vorliegenden Erfindung, eine Kolbenzylindereinheit der obengenannten Art zu konstruieren, die einen leichten Aufbau haben kann und für eine Spannvorrichtung für eine
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Hilfsbremse geeignet ist, zum Beispiel geeignet ist, einen Backen einer zusammengesetzten Bremse gegen ein Rad eines Fahrzeuges zu drücken, hauptsächlich um den Radrand sauber zu halten. Dieses ist wichtig, um einen konstanten und hohen Reibungskoeffizienten zwischen dem Radrand und der Schiene in den Fällen sicherzustellen, in denen der Hauptbremseffekt durch Scheibenbremsen erhalten wird. Jedoch kann eine sehr leichte Kolbenzylindereinheit vorteilhaft für eine Spännvorrichtung für eine sehr leichte und kompakte Haupt- oder Einscheibenbremse verwandt werden. Die erfindungsgemäße Kolbenzylindereinheit kann außerdem wirtschaftlich hergestellt v/erden, so daß eine große Anzahl von kleinen Bremseinheiten auf einem einzelnen Fahrzeug wirtschaftlich akzeptabel sein kann.
Die erfindungsgemäße pneumatische Kolbenzylindereinheit ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel mit sich radial erstreckenden Kupplungsflächen versehen ist, die mit den entsprechenden Kupplungsflächen auf dem Kolben der Einheit bei relativen axialen Bewegungen zwischen der Spindel und dem Kolben zusammenarbeiten können und daß eine Einstellfeder in einem Kraftübertragungssystem zwischen dem Kolben und dem röhrenförmigen Stangenteil angebracht ist.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung eine beispielsweise, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kolbenzylindereinheit teilweise in einem Axialschnitt.
Fig. 2 zeigt eine Bremsspannvorrichtung, in der die Einheit aus Fig. 1 verwandt wird.
Fig. 3 ist ein Ausschnitt aus einer waagerechten Schnittansicht längs der linie HI-III von Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kolbenzylindereinheit, teilweise in einem Axialschnitt.
Fig. 5 zeigt eine Scheibenbremsspannvorrichtung, in der die Einheit aus Fig. 4 verwandt wird.
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Pig. 6.zeigt eine weitere Scheibenbremsspannvorrichtung, bei der die erfindungsgemäße Einheit verwandt wird.
Pig. 7 und Fig. 8 sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht, die jeweils die Verv/endung einer erfindungsgemäßen Einheit zum Sauberhalten eines Badrandes erläutern.
Pig. 1 zeigt eine Kolbenzylindereinheit, die einen Zylinder 1 enthält, der mit. einem Mantel 2 versehen ist und einen Kolben 3 aufnimmt. Die Einheit ist mit einem Gestängesteller versehen, der zwei teleskopartig verschiebbare Stangenteile aufweist, von denen eines eine Spindel 4 ist, die ein Schraubengewinde mit einer solchen Ganghöhe aufweist, daß sie nicht mit «iner entsprechend gewindeten Mutter 5 selbstsichernd ist, die daraufgeschraubt ist und fest mit dem anderen Stangenteil verbunden ist, das ein röhrenförmiges Stangenteil ist, das aus einer Röhre 6, einem Schubteil 7, und einer Führungsröhre 8 besteht, wobei letztere in einer Bohrung im Mantel 2 geführt wird, und das röhrenförmige Stangenteil teleskopartig relativ zur Spindel 4 verschiebbar ist.
Die Spindel 4 trägt einen Plansch 9, der eine vorwärtsgerichtete konische Kupplungsfläehe 10 aufweist, die mit einer entsprechenden nach rückwärts gerichteten Kupplungsfläehe 11 auf der Hülse 12 zusammenarbeiten kann, die an einen geflanschten Vorsprung 13 festgelegt ist, der fest mit dem Kolben 3 verbunden ist. Der Plansch 9 ist auch mit einer nach rückwärts gerichteten konischen Kupplungsfläehe 14 versehen, die mit einer angrenzenden Kupplungsfläehe 15 auf dem geflanschten Vorsprung 13 zusammenarbeiten kann.
Die Spindel 4 ist mit einer Schulterfläche 16, einer Sternhülse 17 und einer Belleville-Zwischenscheibe 18 versehen, die zwischen die Schulter 16 und ein Axiallager mit geringer Reibung 19, das auf dem Plansch 9 angebracht ist, geklemmt ist.
Eine Einstellfeder 20 wird teilweise zusammengedrückt zwischen einer nach rückwärts gerichteten Schulterfläche an dem Schubteil 7 und einem Pederträger 21 gehalten, der mehrere Finger 22 aufweist (nur einer ist in Fig. 1 gezeigt), die durch die Sternhülse
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17 führen und eine nach vorwärts gerichtete Schulterfläche an der Hülse 12 in Eingriff nehmen.
Eine Rückstellfeder 23 wird teilweise zusammengedrückt zwischen einer nach rückwärts gerichteten Schulterfläche 24 an dem Mantel 2 und dem Kolben 3 gehalten, wodurch letzterer wie gezeigt nach rechts gedrückt wird, das heißt nach rückwärts oder in die Richtung auf eine völlig gelöste Bremsstellung hin.
Die in Pig. 1 gezeigte Einheit arbeitet wie folgt:
Wenn Druckluft hinter dem Kolben 3 eingeleitet wird, wird letzterer nach links wie gezeigt, das heißt vorwärts von der gezeigten gelösten Bremsstellung, bewegt. Die Kraft auf die Einstellfeder 20 wird vom vorderen Ende der Peder 20 durch die folgenden Elemente, das Schubteil 7, die Röhre 6, die Mutter 5, die Spindel 4, den Plansch 9, die Kupplungsflächen 10, 11, die Hülse 12, die Pinger 22 und den Pederträger 21 auf das hintere Ende der Peder 20 übertragen. Damit wird die Bremskraft, die durch den Kolben 3 ausgeübt wird, auf das Schubteil 7 durch ein Kraftübertragungssystem, das die Peder 20 enthält, übertragen. Die Peder 20 ist in diesem System zwischen dem Kolben 3 und dem röhrenförmigen Stangenteil angebracht.
Alle obengenannten Kraftübertragungselemente bewegen sich solange zusammen vorwärts, solange die übertragende Bremskraft nicht die Kraft der vorgespannten Druckfeder 20 übersteigt.
Sobald jedoch die Bremsflächen (in Pig. 1 nicht gezeigt) einander berühren, wird die übertragende Bremskraft ansteigen, bis sie gleich der Kraft der Peder 20 wird.
Die Spindel 4, der Plansch 9 und die Rohren 6 und 8 werden dann stehenbleiben, während der Kolben 3, die Hülse 12 und der Pederträger 21 sich nach vorwärts bewegen werden, wodurch sie die Peder 20 weiter zusammendrücken und die Kupplungsflächen 10 und 11 trennen.
Wenn in der Spannvorrichtung ein normales Spiel ist, wird die
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Sternhülse 17 die Schulterfläche 24 berühren und eine weitere Vorwärtsbewegung der Spindel 4 und des Flansches 9 verhindern. Wenn der Kolben 3 seine Vorwärtsbewegung fortsetzt, werden die Kupplungsflächen 14 und 15 in Eingriff miteinander kommen. Die Bremskraft wird nun auch durch die Flächen 14 und 15 auf den Plansch 9, die Spindel 4» die Mutter 5 und die Röhre' 6 zu dem Schubteil 7 übertragen. Während irgendeiner weiteren Vorwärtsbewegung des Kolbens 3 infolge der Elastizität in der Spannvorrichtung werden die Sternhülse 17 und die Belleville-Zwischenscheibe 18 elastischen Deformationen unterworfen.
Während des Lösens der Bremsen werden die oben beschriebenen Bewegungen in umgekehrter Weise erfolgen, um die Einheit in die erläuterte Lage zurückzubringen.
Wenn das Spiel in der Bremsspannvorrichtung übermäßig ist, zum Beispiel infolge von abgenutzten Bremsflächen, wird die Sternhülse 17 während der nächsten Bremsbetätigung die Schulter 24 erreichen, bevor die Übertragung der Bremskraft die Kraft der Feder 20 übersteigt. Die Spindel 4 und der Flansch 9 werden nun an einer v/eiteren Vorwärtsbewegung gehindert und die Kupplungsflächen 10 und 11 getrennt. Die Feder 20 kann sich nun in eine Richtung von ihrem Träger 21 fort ausdehnen und die Röhren 6 und 8 und das Schubteil 7 vorwärtsdrücken, während sich die Spindel 4 und der Flansch 9 auf dem Wälzlager 19 drehen, das gegen die Zwisehenscheibe 18 drückt. Die Vorwärtsbewegung der Röhren 6 und 8 wird fortgesetzt, bis die Bremsflächen in Eingriff miteinander gekommen sind und die übertragende Bremskraft so angestiegen ist, daß sie die der Feder 20 übersteigt, wodurch die Ineingriffnähme der Kupplungsflächen 14 und 15 bewirkt wird. Das Spiel ist nun auf die gewünschte Höhe zurückgeführt worden und der Rest des Bremsbetätigungsvorganges sowie der folgende Bremslösevorgang wird wie oben beschrieben durchgeführt.
Die Fig..2 und 3 zeigen Bremsspannvorrichtungen, bei denen die Einheit aus Fig. 1 verwandt v/ird.
Der Mantel 2 ist auf einem Arm 25 durch eine Bolzenverbindung
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"befestigt. Der Arm 25 ist auf einem !eil 27 des Fahrzeugrahmens befestigt. Eine Bremsbackenaufhängung 28 ist bei 29 drehbar mit dem Arm 25 verbunden und trägt den Bremsbacken 29. Das Schubteil 7 ist in einem waagerechten Schnitt, v/ie in Fig. 3 gezeigt, V-förmig und steht mit einem entsprechend V-geformten Element in Eingriff, das mit dem Bremsbacken 29 drehbar verbunden ist. Ein Radrand 31 dient als Bremsfläche, die durch einen Bremsblock am Backen 29 angegriffen wird.
Die in Hg. 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten im wesentlichen in zweitacher Hinsicht. Die erste Änderung liegt darin, daß eine Feder 32 und ein Axiallager 33 geringer Reibung zwischen einer hinteren Schulterfläche am Flansch 9 und dem Vorsprung 13 vorgesehen ist. Diese Änderung macht die Gestängestellerfunktion doppelwirkend, das heißt der Steller ist nicht nur in der löge, ein übermäßiges Spiel automatisch zu verringern, sondern auch ein zu kleines Spiel zu vergrößern, zum Beispiel weil ein neuer Bremsblock angebracht worden ist, um einen abgenutzten Bremsblock zu ersetzen. Die zweite Änderung besteht darin, die Schulterfläche 24 auf einer einstellbaren Hülse 34 anzuordnen, die durch einen Blockierungsstift 35 in ihrer Stellung gehalten wird.
Die Funktion der in Fig. 4 gezeigten Einheit ist die gleiche wie die der in Fig. 1 gezeigten Einheit, wenn ein normales oder übermäßiges Spiel vorhanden ist. Im Falle eines ungenügenden Spiels zwischen der Bremsfläche (nicht gezeigt) ist die Funktion folgende:
Während der Betätigung der Bremse bewegt sich der Kolben 3 vorwärts und die übertragende Kraft übersteigt die der Feder 20, bevor der Kontakt zwischen der Sternhülse 17 und der Schulterfläche 24 hergestellt ist. Die Feder 20 wird nun zusammengedrückt und die Kupplungsflächen 10 und 11 werden gelöst. Der Kolben 3 kann nun seine Vorwärtsbewegung fortsetzen, während die Röhren 6 und 8 stehenbleiben, und die-Spindel 4 folgt der Vorwärtsbewegung des Kolbens 3t während sie gedreht wird und während die Feder 20 zusammengedrückt wird. Die Drehung der Spindel 14
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wird durch die Axialkraft der Feder 32 "bewirkt, die im Verhältnis zu der Feder 20 vergleichsweise schwach ist. Sobald die Sternhülse 17 die Fläche 24 "berührt und die Axialkraft, die zwischen der Sternhülse 17 und der Oberfläche 24 erhalten wird, die Kraft der Feder 32 übersteigt, kommen die Kupplungsflächen 14 und 15 in Eingriff und halten die weitere Drehung der Spindel 4 an und verhindern so eine weitere relative axiale Bewegung zwischen der Spindel 4 und der Röhre 6. Das Spiel ist nun auf den gewünschten Wert zurückgeführt. Der gewünschte Viert des Spieles hängt von dem axialen Abstand zwischen der Sternhülse und der Fläche 24 ab, und dieser Abstand kann dadurch eingestellt werden, daß der Blockierungsstift 25 gelöst wird, die Hülse 34 axial verschoben wird und dann durch den Stift 35 befestigt wird.
Die in Fig. 4 gezeigte Einheit kann zum Beispiel bei einer Spannvorrichtung des in Fig. 5 gezeigten Eyps verwandt werden. Hier kann eine auf der Achse angebrachte Scheibenbremse 36 durch Bremspuffer 37 in Eingriff genommen werden, die durch zwei Arme 38, die durch einen Bügel 39 miteinander verbunden sind, bewegt werden. Die KoIbenzylindereinheit aus Figo 4 ist drehbar zwischen den Enden der Arme 38 abseits von den Puffern 37 angebracht.
Fig. 6 zeigt, wie eine erfindungsgemäße Kolbenzylindereinheit 1,2 drehbar auf einem Bügel 39 einer Spannvorrichtung für eine Zangenscheibenbremse befestigt ist. Die Kolbenzylinderanordnung übt eine Kraft auf ein keilförmiges Teil 40 aus, das mit zwei Walzen 41 in Eingriff steht, die auf den Enden des Armes 38 abseits von den Puffern 37 angebracht sind.
Die Fig. 7 und 8 zeigen, wie eine erfindungsgemäße Kolbenzylindereinheit 1, 2 dafür verwandt v/erden kann, einen leichten Bremsblock 29 an einen Radrand 31 zu bringen, ohne eine Bremsb'ackenaufhängung zu verwenden. Dies ist eine einfache und billige Anordnung, die nur in dem Falle möglich ist, wenn nur .schwache Bremskräfte erwünscht sind, zum Beispiel bei einem mit Scheibenbremsen versehenen Fahrzeug, bei dem ein leichter Bremsblock 29, der den Radrand 31 angreift, hauptsächlich dazu,dient-, -den Rad-
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rand sauber zu halten, um einen konstanten Reibungskoeffizienten zwischen dem Badrand und der Schiene zu halten.
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Claims (4)

Patentansprüche
1. Pneumatische Kolbenzylindereinheit für eine Spannvorrichtung für eine Schienenfahrzeugbremse, die zum Halten eines geeigneten Spiels zwischen den Bremsflächen mit einem eingebauten Gestängesteller versehen ist, wobei der Gestängesteller zwei teleskopartig relativ verschiebbare Stangenteile enthält, von denen eines eine Spindel mit einem Schraubengewinde ist, der andere Stangenteil röhrenförmig und fest mit einer Muttei verbunden ist, die auf die Spindel geschraubt ist und die Gewinde der Mutter und der Spindel eine Ganghöhe aufweisen, daß sie nicht selbstsichernd sind, dadurch g e kennze ichnet, daß die Spindel mit sich radial erstreckenden Kupplungsflächen versehen ist, die mit entsprechenden Kupplungsflächen auf dem Kolben der Einheit bei relativen axialen Bewegungen zwischen der Spindel und dem Kolben zusammenarbeiten können, und eine Einstellfeder in einem Kraftübertragungssystem zwischen dem Kolben und dem röhrenförmigen Stangenteil angebracht ist.
2. Kolbenzylindereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellfeder zwischen eine Schulterfläche an dem röhrenförmigen Stangenteil und einen Federträger, der den Kolben axial angreift, eingeklemmt ist, eine Sternhülse gegenüber einer Drehung relativ zu dem Federträger festgelegt und zwischen eine Schulterfläche an der Spindel und eine Feder geklemmt ist, die in Eingriff steht mit einem Laufring eines Axiallagers geringer Reibung, das von der Spindel getragen wird, und die Sternhülse mit einem ortsfesten £eil des Zylinders bei einer bestimmten axialen Bewegung des Kolbens in Eingriff stehen kann.
3. Kolbenzylindereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder und ein Axiallager geringer Reibung zwischen den Kolben und die Schulterfläche an der Spindel geklemmt sind.
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4. Kolbenzylindereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder der Einheit mit einem axial einstellbaren Gegenlager zur Ineingriffnähme- der Sternhülse versehen ist.
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ΛΛ
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