DE2344691A1

DE2344691A1 - Federspeicherzylinder, insbesondere fuer schienenfahrzeug-druckluftbremsanlagen

Info

Publication number: DE2344691A1
Application number: DE19732344691
Authority: DE
Inventors: Paul W Meissner
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1973-09-05
Filing date: 1973-09-05
Publication date: 1975-03-06
Also published as: SE386122B; US3977304A; SE7411192L; DE2344691C3; IT1019189B; DD113871A5; DE2344691B2; CH575557A5; FR2242602B3; FR2242602A1

Description

München, den 13.08.1973

TPH-pe/hn

- 1121 -

KNDRR - BREMSE GMBH, 8DD0 München W), Moosacher Straße 80

Federspeicherzylinder, insbesondere für Schienenfahrzeug-Druckluftbremsanlagen .

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Federspeicherzylinder, insbesondere für Schienenfahrzeug-Druckluftbremsanlagen, mit einem einerseits von einer Speicherfeder und andererseits vom Druck in einem Zylinderraum beaufschlagten Federspeicherkalben und mit einer Hilfslöseeinrichtung, umfassend eine Verschraubung mit einem ersten und einem zweiten Verschraubungsteil, wobei das erste Verschraubungsteil im Zylindergehäuse drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert ist und das mit dem ersten V/erschraubungsteil verschraubte zweite Verschraubungsteil Ober eine Anschlagkupplung entgegen der Kraft der Speicherfeder auf den Federspeicherkolben einzuwirken vermag.

Bei Bremsanlagen mit einem derartigen, zum Beispiel aus der DT-AS 1 203 IM bekannten Federspeicherzylinder ist bei betriebsbereiter, gelöster Bremse der Beaufschlagungsraum des Federspeicherzylinders mit Druckmittel aus einer Druckmittelquelle

509810/0609

2 3 A A 6 9

beaufschlagt und somit der Federsp eicherkolben entgegen der Kraft der SpeiEherfßder in Lösestellung gehalten. Falla die Druckmittelquelle schadhaft und damit drucklos wird,entweicht auch das Druckmittel aus dem Zylinderraum des Federspeicherzylinders und die Speicherfeder entspannt sich, wodurch die Fahrzeugbremse in bekannter üJeise betätigt uird. Um die Bremse nachfolgend, beispielsweise zum Rangieren oder Abschleppen des betreffenden Fahrzeuges, trotz druckloser Druckmittelquelle zu lösen, kann, beispielsweise mittels eines Werkzeuges, das am Zylindergehäuse axial unverschiebbar gelagerte erste Verschraubungsteil gedreht werden, wodurch sich das mit dem ersten V/erschraubungsteil verschraubte und undrehbar gehaltene zweite Uerschraubungsteil

caxial relativ zum ersten VerschraubungsteiP bewegt und somit über die Anschlagkupplung den Federspeicherkolben entgegen der Kraft der Speicherfeder ebenfalls mieder in Lösestellung bewegt.

Derartige,bekannte Federspeicherzylinder weisen den wesentlichen Nachteil auf, daß nach erfolgter Reparatur des Defektes an der Druckmittelquelle die aus den beiden Verschraubungsteilen bestehende Verschraubung wieder zurückgeschraubt werden muß.Unter- bleibt dies irrtümlicherweise, bleibt der Federspeicherzylinder und damit die Bremse trotz ansonsten intakter Bremsanlage funktionsuntüchtig, was allzu leicht zu schweren Unfällen führen kann.

Es sind auch bereits Federspeicherzylinder, zum Bespiel aus der

509810/0609

DT-GbmS 1 953 W1 oder der DT-OS 2 209 570, bekannt, bei denen der Federspeicherkolben mit einer Kolbenstange versehen ist, welche mittels einer Rasteinrichtung oder eines Bajonettverschlusses mit dem Federspeicherkolben starr verbunden ist. Durch willkürliches Lösen der Rasteinrichtung bzw. des Bajonettverschlusses kann die Kolbenstange vom KoIbBn getrennt werden, so daß sich die Kolbenstange axial zum Kolben bewegen läßt und somit die Kraft der Speicherfeder nicht mehr auf die Kolbenstange und damit auf die Bremse wirkt. Bei Uiederbeaufschlagung des Zylinderraumes des Federspeicherzylinders mit Druckmittel verschiebt sich der Kolben wieder in entgegengesetzter Richtung auf der Kolbenstange und die starre Verbindung zwischen dem Kolben und der Kolbenstange über die Rasteinrichtung bzw. den Bajonettverschluß wird wieder selbsttätig hergestellt. Bei einer derartigen Bremseinrichtung ist zwar die vorher geschilderte Unfallgefahr gebannt. Bei diesen Federspeicherzylindern ist jedoch nach einmaligem Lösen der Bremse bei Nichtvorhandensein des Druckes der Druckmittelquelle ein erneutes Anlegen der Bremse nicht mehr möglich, so daß abgeschleppte Fahrzeuge mit defekter

^abgestellt Druckmittelquelle nicht mehr gebremst*werden können. Dieser wesentliche Nachteil dürfte auch der Grund dafür sein, daß derartige Federspeicherzylinder keinen Eingang in die Praxis gefunden haben.

Außerdem sind bereits Federspeicherzylinder aus der DT-OS 2 160 893 bekannt geworden, bei denen an den Zylinderraum eine

509810/0609

zusätzliche, manuell zu betätigende Druckmittelpumpe angeschlossen ist, mittels welcher der Federspeicherzylinder bei Ausfall der Hauptdruckmittelquelle mieder in Lösestellung gebracht werden kann. Die Hauptdruckmittelquelle wird hierbei bei Druckmittelausfall automatisch mittels geeigneter Ventile vom Zylinderraum abgetrennt und bei Wiederkehr des Druckmitteldruckes selbsttätig wieder an den Zylinderraum angeschlossen. Die hierzu erforderlichen Ventile und die manuell zu betätigende Druckmittelpumpe erhöhen die Herstellungskosten einer derartigen Federspeicherzylinderanlage wesentlich und erfordern oft nicht zur Verfügung stehenden zusätzlichen Einbauraum.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Federspeicherzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher die Mängel und Nachteile der bekannten Federspeicherzylinder nicht mehr aufweist, jedoch deren sämtliche Vorteile auf sich vereint, wobei der bauliche Aufwand und die erforderliche Wartung auf ein Minimum beschränkt werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemä3 dadurch gelöst, daß die Verschraubung mit nicht selbsthemmenden Gewinde versehen ist, daß das zweite Verschraubungsteil zumindest bei Druckbeaufschlagung des Zylinderraumes von einer in üJirkrichtung der Speicherfeder wirkenden Kraft belastet ist und daß eine Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, welche bei zumindest annähernd drucklosen Zylinderraum das zweite Verschraubungsteil gegen Drehen sichert.

509810/0609

23AA691

Auf diese Weise nimmt das zweite Uerschraubungsteil bei druckmittelbeaufschlagtem Zylinderraum unter der Wirkung der auf es wirkenden Kraft immer seine in Idirkrichtung der Speicherfeder liegende Endlage relativ zum ersten Uerschraubungsteil ein. Bei Druckabfall im Zylinderraum infolge eines Defektes der Druckmittelquelle sichert die Kupplungseinrichtung das zweite Uerschraubungsteil gegen Drehen, so daß bei entsprechender Drehung des ersten V/erschraubungsteils das zweite V/erschraubungsteil sich axial relativ zum ersten Uerschraubungsteil bewegt und über die Anschlagkupplung den Federspeicherkolben entgegen der Kraft der Speicherfeder wieder in seine Lösestellung bewegt. Bei Wiederkehr des Druckes im Zylinderraum wird die Kupplungseinrichtung gelöst und das zweite Uerschraubungsteil schraubt sich unter der Wirkung der auf es einwirkenden Kraft aufgrund des nicht selbsthemmenden Gewindes selbsttätig wieder in seine Ausgangslage zurück. Soll die Bremse trotz defekter Druckmittelquelle nach einem Abschleppen oder Rangieren des betreffenden Fahrzeuges wieder eingelegt werden, kann das über die Kupplungseinrichtung undrehbar gehaltene zweite Uerschraubungsteil ebenfalls wieder durch Drehung des ersten Uerschraubungsteils in seine Ausgangslage zurückgeschraubt werden, in der die Speicherfeder entspannt ist.

Uorteilhafterweise kann das erste Uerschraubungsteil als Spindel und das zweite Uerschraubungsteil als auf die Spindel aufgeschraubte Mutter ausgebildet sein. Auf diese Weise benötigt der Federspei-

509810/0609

cherzylinder kleinstmöglichen Einbauraum, da bei Betätigung der Hilfslöseeinrichtung durch Drehung des ersten Verschraubungsteiles sich der Außenumfang des FedBrspeicherzylinders, zum Beispiel durch Herausschrauben eines Teiles, nicht ändert. Ebensogut ist es jedoch auch möglich, daß das erste l/erschraubungsteil als Mutter und das zweite Verschraubungsteil als in die Mutter eingeschraubte Spindel ausgebildet ist.

Besonders vorteilhafte erfindungsgemMße Ausgestaltungen des Federspeicherzylinders können den weiteren Unteransprüchen entnommen werden.

Im folgenden sind anhand der beigefügten Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes ausführlich beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Federspeicherzylinder im Längsschnitt und in Lösestellung, wobei auf der linken Zeichnungsseite die Lösestellung durch Druckluftbeaufschlagung des Federspeicherkalbens und auf dBr rechten Zeichnungsseite die Läsestellung nach betätigter Hilfslöseeinrichtung abgebildet ist,

Fig. 2 den Federspeicherzylinder nach Fig. 1 in einem Momentanzustand bei druckluftbeaufschlagtem Federspeicherkolben und betätigter Hilfslöseeinrichtung, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1 und Fig. ti ein zweites Ausführungsbeispiel des Federspeicher-

509810/0609

23U691

Zylinders im Längsschnitt.

Der in den Figuren 1-3 dargestellte Federspeicherzylinder umfaßt ein Zylindergehäuse 1, in welchem ein Federspeicherkalben 2 abgedichtet axial verschieblich geführt ist, der einerseits von einer aus zwei Schraubendruckfedern 3 und k gebildeten Speicherfeder und andererseits vom Druck in einem Zylinderraum 5 beaufschlagt ist. Der Zylinderraum 5 meist einen DruckluftanschluB 6 auf, an welchen eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen ist. Der Federspeicherkolben 2 trägt eine den Zylinderraum 5 durchragende und in einem Zylindergehäusedeckel 7 abgedichtet verschieblich gelagerte und im Freien mit einem Gabelkopf 8 endende Kolbenstange 9. Die in einem mit einer Entlüftung 10 versehenen Raum 11 angeordnete Speicherfeder 3, ι* liegt auf der dem Federspeicherkolben 2 abgesandten Seite am Zylindergehäuseboden 12 an. Der Federspeicherkolben 2 trägt ein in den Raum 11 ragendes und zum ZylindBrgehäuseboden 12 hin offenes Rohrstück 13, welches mit axialen Schlitzen 14 versehen ist.

KoaKial zum Rohrstück 13 ist im Zylindergehäuseboden 12 eine Spindel 15 drehbar,jedoch axial unverschiebbar gelagert. Das sich aus dem Zylindergehäuse 1 herauserstreckende Ende der Spindel 15 trägt drehfest ein Schneckenrad 16, welches mit einer Schnecke 17 kämmt. Das Schneckenrad 16 und damit die Spindel 15 stützen sich über ein Axiallager 18 am Zylindergehäuseboden 12 ab.

509810/0609

- S-

2 3 A 4 6 9

Das Schneckenrad 16 und die Schnecke 17 bilden ein Schneckengetriebe, welches von einem am Zylindergehäusebaden 12 angeschraubten Getriebegehäuse 19 umgeben ist.

Uie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Schnecke 17 entgegen der Kraft einer Tellerfeder 20 begrenzt axial verschieblich im Getriebegehäuse 19 gelagert und weist an ihren beiden sich aus dem Gehäuse 19 heraus erstreckenden Enden je ein Betätigungsteil 21 in Form eines Sechskantkopfes auf, mittels welchen die Schnecke 17 unüer Zuhilfenahme eines geeigneten Werkzeuges gedreht werden kann. Die Tellerfeder 20 stützt sich über ein Axiallager 22 am Getriebegehäuse 19 ab und drückt die Schnecke 17 mit einem konischen Mantelteil 23 in eine entsprechende konische Ausnehmung 2k in einem am Getriebegehäuse 19 undrehbar gehaltenem Einsatzteil 25. Die Teile 22 und 23 bilden zusammen mit der Tellerfeder 20 eine federbelastete Reibungskupplung in Form einer Konuskupplung, welche die Drehung der Schnecke in einer Drehrichtung behindert, wie später noch genauer beschrieben ist.

Die Spindel 15 weist einen Gewindeabschnitt 26 mit nicht selbsthemmenden Gewinde auf, auf welchen eine Mutter 27 aufgeschraubt ist. Das freie Ende der Gewindespindel 15 ist mittels eines über eine Tellerfeder 28 abgefederten Ringes 29 gegen Abschrauben der Mutter 27 gesichert. Die Mutter 27 ist über ein Axiallager 30 von einer die Spindel 15 umgebenden Schraubendruckfeder 31, welche

509810/0609 -9-

sich andererseits über einen FederkMftig 32 am Zylindergehäuseboden 12 abstützt, in Uirkrichtung der Speicherfeder 3, 4 zum Ring 29 hin belastet und weist an ihrem AuBenumfang eine verzahnte konische Kupplungsfläche 33 auf. Die Kupplungsfläche 33 wirkt mit einer entsprechend verzahnten Kupplungsfläche 34 zusammen, luelche an einem Kupplungsring 35 vorgesehen ist. Der Kupplungsring 35 ist mittels radialer Ansätze in Form von zuiei in den Kupplungsring eingepreßter Hülsen 36, welche in die LMngsschlitze 1*+ des Rohrstückes 13 eingreifen, innerhalb des Rohrstückes undrehbar,jedoch axial verschieblich geführt und wird in Richtung zur Mutter 27 hin von einer Druckfeder 37, welche sich andererseits wie die Feder 31 über den Federkäfig 33 am Zylinderbaden 12 abstützt, belastet. Die Feder 37 ist schwächer als die Feder 31 ausgebildet.

Die Hülsen 36 nehmen je eine von einer Druckfeder 38 belastete Kugel 39 auf, welche Rastglieder einer Kugelrasteinrichtung bil-

4G/ den, deren Rastmulde /am Innenumfang eines am AuBenmantel des Rohrstückes 13 angeschweißten Ringes 41 vorgesehen ist. Der Ring 41 weist auf selten des Federspeicherkolbens 2 eine Auflauffläche 42 für die normalerweise über den AuBenumfang des Rohr-

<auf, atückes 13 vorstehenden Rastkugeln 3T) welche in bekannter Weise durch den nach innen erdrückten Innenrand der Hülsen 36 gegen Herausfallen aus der Hülsenbohrung gesichert sind.

Am dem Federspeicherkolben 2 abgewandten Ende des Rohrstückes

509810/0609 - 10 -

- 1Ü -

ist am Rohrstöckinnenmantel ein radialer Bund in Form eines Sicherungsringes 43 vorgesehen, welcher als Anschlag für den Kupplungsring 35 und damit, wie anschließend näher beschrieben, als Anschlagkupplung zwischen der Mutter 27 und dem Rohrstück bzw. dem Federspeicherkolben 12 dient. Der Ring 41 ist dabei derart am Rohrstück 13 befestigt, daß beim Anliegen des Kupplungsringes 35 am Bund 43 die Rastkugel·)39 in die Rastmulde 40 eingreifen und somit den Kupplungsring 35 gegenüber dem Rohrstück 13 in axialer Richtung verrasten.

Auf der dem Bund 43 abgewandten Seite ist am Kupplungsring 35 ein Rohrstück 44 befestigt, welches mit einem radial nach innen gerichteten Bund 45 eine Anschlagflache 46 der Mutter 47 übergreift. In der in Fig. 1 dargestellten^gekuppelten Stellung zwischen der Mutter 27 und dem Kupplungsring 35 befinden sich der Bund 45 am Rohr 44 und die Anachlagfläche 45 der Mutter in Abstand voneinandBr.

Zur Begrenzung der Bewegung der Mutter 37 in Richtung zum Zylin-

is£/
dergehäuseboden I2hin/ein gehäusefEstßr Anschlag 47 in Form eines die Spindel 15 umgebenden und gleichzeitig als Spindelführung dienenden Rohres vorgesehen, an welchem das Axiallager 3D zur Anlage kommen kann. Oer Anschlag 47 ist dabei derart gewählt, daß bei Anlage der Mutter 27 bzw. des Axiallagers 3D am Anschlag 47 der Federspeicherkolben unter Druckmittelbeaufschlagung noch einen Ideg in Spsicherfsderspannrichtung zurücklegen kann, welcher

509810/0609

- 11 -

23U691

mindestens gleich dem Ausrückweg der verzahnten Kupplungsflächen 33 und 34 ist.

Die Funktionsweise des Federspeicherzylinders ist folgende: Bei Druckmittelbeaufschlagung des Zylinderraumes 5 nehmen die einzelnen Bauteile die auf der linken Seite der Fig. 1 gezeigte Stellung ein. Der Federspeicherkolben 2 ist entgegen der Kraft der Speicherfeder 3, 4 in bezug auf die Zeichnung nach unten zum Zylindergehäuseboden/hin gedrückt, wodurch beispielsweise eine nicht dargestellte, an das Gabelstück θ der Kolbenstange 9 angeschlossene Bremseinrichtung gelöst ist. Die Kupplungsmutter 27 liegt unter der Wirkung der Kraft der Feder 31 am Ring 29 an und die Kupplungsfläche 34 des Kupplungsringes 35 befindet sich unter der Wirkung der auf den Kupplungsring 35 wirkenden Druckfeder 37 im Eingriff mit der Kupplungsfläche 33 der Mutter 27, wobei sich die Hülsen 36 des Kupplungsringes 35 nahe der federspeichenkolbenseitigen Enden der Schlitze 14 befinden.

Wird der Zylinderraum 5 entlüftet, drückt die Speicherfeder 3, 4 den Federspeicherkolben 2 in bezug auf die Zeichnung nach oben, wodurch z.B. in bekannter Weise die Bremseinrichtung in Bremsstellung gebracht wird. Die Länge der Schlitze 14 bis zum Bund 43 ist dabei derart bemessen, daß der Bund 43 bei maximalem Bremshub noch nicht am Kupplungsring 35 bzw. an dessen Hülsen anliegt.

509810/0609 -12-

234A691

Uar nun zum Beispiel die Entlüftung dBs Zylinderraumes 5 durch einen Defekt in der an den Anschluß 6 angeschlossenen Druckmittel quelle bedingt, kann der Federspeicherkolben 2 entgegen der Kraft der Speicherfeder 3, k hilfsuieise folgendermaßen in seine Lösestellung gebracht werden:

Mittels eines geeigneten Werkzeuges uird über einen der Sechskantköpfe 21 die Schnecke 17 derart gedreht, daß sich über das Schneckenrad 16 die Spindel 15 in Einschraubrichtung bezüglich der Mutter 27 dreht. Die StBigung der Gemindegänge der Schnecke ist dabei so gewählt, daß sich die Schnecke 17 unter der Wirkung der vom Schneckenrad 16 auf sie ausgeübten Reaktionskraft axial in Öffnungsrichtung der Kanuskupplung 23, 24 entgegen der ,Kraft der Tellerfeder 20 geringfügig bewegt.

über die verzahnten KupplungsflSchen 33 und 34 und den Kupplungsring 35 mit den in die Schlitze Ii* eingreifenden Hülsen 36 idird die Mutter 27 drehfest gehalten und somit infolge der Drehung der Spindel 15 mit dem Kupplungsring 35 in Richtung zum Zylindergehäuseboden 12 längs der Spindel 15 bewegt. Nach Anschlag des Kupplungsringes 35 am Bund 43 des Rohrstückes 13 wird ebenfalls das Rohrstück 13 und damit der Federspeicherkolben 2 in dieser Richtung mitgenommen und somit der Federspeicherkolben unter Spannen der Speicherfeder 3, 4 in Löserichtung bewegt. Die Kugeln 39 der Kugelrasteinrichtung greifen bei Anlage des Kupplungsringes 35 am Bund 43 nach Auflaufen auf der SchrägflMche 42 des Ringes 41 in die Rastnut 40 ein und verrasten somit den Kupplungs

509810/0609

- 13 -

23AA691

ring 35 gegenüber dem Kolbenstangenrohr 13. Die Bewegung der Mutter 27 längs der Spindel 15 und damit die Bewegung des Federspeicherkolbens 2 wird durch das Anlegen des Kugellagers 3D und damit der Mutter 27 am Rohr 47 begrenzt, wie auf der rechten Seite der Fig. 1 dargestsllt ist. WiB aus einem Vergleich der beiden Seiten der Fig. 1 ersichtlich, hat der Kolben 2 bei Anlage der Muttßr 27 am Anschlagrohr 47 noch nicht ganz seine bei Druckmittelbeaufschlagung erreichbare Endlage erreicht und zwar beträgt die Differenz zwischen den beiden Kalbenstellungen wenigstens der Größe des Ausrückweges der Kupplungsflächen 33 und 34. Die Bremse ist in dieser Kolbenstellung jedoch bereits völlig gelöst.

Ein selbsttätiges Zurückschrauben der Mutter 27 auf der Spindel 15 unter der Kraft der Speicherfeder 3, 4 wird durch die bekannte Selbsthemmung des Schneckengetriebes 16, 17 und durch das Einfallen der Konuskupplung 23, 24 verhindert.

Bei einem Fahrzeug, dessen Bremseinrichtung mit dem Federspeicherzylinder ausgerüstet ist, kann somit auch bei fehlender Druckmitteluersorgung die Bremse zum Abschleppen oder Rangieren des Fahrzeuges gelöst werden. Nach dem Abschleppen kann trotz weiterhin defekter Druckmittelversorgung das Fahrzeug wieder gebremst abgestellt werden, in—dem die Schnecke 17 und damit die Spindel 15 wieder in entgegengesetzter Richtung gedreht werden, bis die Kupplungsmutter 27 und der Kupplungsring 35 wieder ihre links in Fig. 1 dargestellte Lage einnehmen und die Speicherfeder

509810/0609

" ¹^ " 2 3 A A 6 9

3, *♦ uieder voll zur Wirkung kommen kann.

tJird in dar auf der rechte Seite von Fig. 1 dargestellten hilfsweise gelösten Stellung des Federspeicherkolbens 2 der Beaufschlagungsraum 5 nach erfolgter Beseitigung des Defektes der Druckmittelquelle wieder mit Druckmittel beaufschlagt, bewegt sich zunächst der Federspeicherkolben 2 unter weiterer Zusammendrückung der Speicherfeder 3, k in seine auf der linken Seite in Fig. 2 dargestellte Endlage. Aufgrund der Verrastung des Kupplungsringes 35 mit dem Rohrstück 13 über die Kugelrasteinrichtung 39, UO wird der Kupplungsring 35 bei dieser Bewegung mitgenommen, wodurch sich die Kupplungsflächen 33, 3^ voneinander lösen und die Drehsicherung der Mutter 27 beendet ist. Die Kraft der Feder 37 ist geringer als die Rastkraft der Kugelrasteinrichtung 39, kQ, so daß die Feder 37 die Rasteinrichtung 39, kO nicht zu lösen vermag. Unter der Wirkung der Feder 31 verachraubt sich nun die Mutter 27 unter Drehung längs der Spindel 15 in Richtung zum Ring 29. Sobald die Mutter 27 mit ihrer Fläche i»6 am Bund k5 des als Schleppeinrichtung dienenden Rohres M» zum

vrechts

Anschlag kommt, wie in Fig. 2idargestellt ist, vermag die gemeinsame Kraft der Federn 31 und 37 die Rasteinrichtung 39, UO zu lösen, so daß nun auch der Kupplungsring 35 frei kommt und der Mutter bei ihrer Bewegung längs der Spindel 15 zu folgen vermag. Da die Feder 31 stärker ausgebildet ist als die Feder 37, ist sichergestellt, daß die Mutter 27 früher am Ring 29 zur Anlage kommt als die beiden Kupplungsflächen 33 und 3*t wieder^ Eingriff

509810/0.6 09

-15 -

~¹⁵~ 23U691

kommen. Anschließend ist selbständig wieder die auf der linken Ssita dar Fig. 1 gezeigte, voll funktionabBrBitB Stsllung der BinzBlnen Bauteile des FedBrspeicherzylinders BrrBicht, ohne daß zusätzliche Handgriffs nötig waren, die bsi irrtümlicher Außerachtlassung eine Ernsthafte UnfallgBfahr heraufbeschwören

können. Es kann zweckmäßig sein, den Kolben 2 bzw. die Kolbenstange 9 in nicht dargestellter üleisB undrehbar zu führen.

In Fig. if ist ein zweitss AusführungsbBispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Federspeicherzylinders dargestellt, wobei gleiche Bauteile der Einfacheit halber mit den selben Bezugsziffern uie in Fig. 1 vßrsehen sind. So ist mit 1 ein Zylindergehäuse und mit 2 ein FederspBicherkolbBrlbezeichnet, der elnsrsBits von einer aus zwei Druckfedern 3 und h bestehenden Speicherfeder und anderersBlts vom Druck in Binsm Zylinderraum 5 beaufschlagt ist, der einen Druckmittelanschluß 6 aufweist. Der Feder-Bpeicherkolben 2 trägt ein Kolbenstangenrohr 50, welches einen ZylindergehäusedBckel 7 abgedichtet axial verschieblich durchragt und an welchem außerhalb des Zylindergehäusedeckels 7 eine Kolbenstange 9 mit einem Gabelkopf 8 zum Anschluß Bines nicht dargestellten Bremsgestänges befestigt ist. Am Zylindergehäusebaden 12, an dem sich auch die Speicherfeder 3, h abstützt, ist eine Mutter 51 drehbar,jedoch axial unverschiebbar gelagert. Die Mutter 51 weist hierzu einen als Sechskant ausgebildeten, sich außerhalb des Zylindergehäuses 1 erstreckenden Bund 52 auf und ist an der Innenseite des ZylindergehäusebodenB 12 mittels eines Sicherungsringes 53 gehalten. In die Mutter 51 ist eine Spindel 5k mit einem

509810/0609

- 16 -

23U691

nicht BBlbsthemmendea Geuinde aufweisenden Gewindeabschnitt 55 eingeschraubt. Die Spindel 5k erstreckt sich innerhalb des Kolbenstangenrohres 5D in axialer Richtung und ist zwischen einem Spindelabsatz 56 und einem Sicherungsring 57 in der Mutter 51 verschraubbar. Die Spindel 5k ist mit einem, eine kegliga, verzahnte Kupplungsfläche 58 aufweisenden radialen Bund 59 versehen, welcher mit einer entsprechend verzahnten KupplungsflMche 60 eines Kupplungsringes 61 zusammenwirkt, welcher mittels radial in den Kupplungsring 61 eingepreßter Hülsen 62, van denen nur eine dargestellt ist, in axialen Schlitzen 63 eines am Zylindergehäusebaden 12 angeschweißten Rohrstückes 6k undrehbar axial varschieblich geführt ist. Der Kupplungsring 61 ist mittels einer Druckfeder 37 belastet, welche sich andererseits am Zylindergehäuseboden 12 abstutzt. Die Hülsen 62 durchragen die Schlitze 63 des Rohrstückes Bk und enden kurz vor dem Innenmantel des Kolbenstangenrohres 50, welches das Rohrstück Gk umgibt. Innerhalb der Hülsen 62 ist je eine federbelastete Kugel 65 geführt, welche Rastglieder einer Kugelrasteinrichtung bilden, deren Rast als am unteren Ende des Kalbenstangenrohres 50 am Innenmantel vorgesehene Ringnut 66 ausgebildet ist. Die Ringnut 66 ist in einem derartigen Abstand von einem Sicherungsring 67 vorgesehen, daß bei Anlage der Hülsen 62, wie anschließend nach nächer beschrieben wird, am Sicherungsring 67 die Kugeln 65 in die Ringnut 66 einrasten und somit den Kupplungsring 61 gegenüber dem Kalbenstangenrohr 50 und damit dem Federspeicherkolben 2 verrasten. Die Rastkraft der Kugelrasteinrichtung 65, 66 ist dabei größer als die Kraft der Feder 37,

509810/0609

- 17 -

so daß letztere die Verrastung zwischen dem Kupplungsring 61 und dem Kolbenstangenrohr 50 nicht zu lösen vermag.

Auf der dem Federspeicherkolben 2 zugewandten Seite ist am Kupplungsring 61 ein Rohrstück kk befestigt, welches mit einem radial nach innen gerichteten Bund k5 eineStirnfläche k6 des Bundes 59 übergreift. In der dargestellten Stellung, in welcher der Kupplungsring 61 über die Kupplungsflächen 60 und 59 mit der Spindel 5** gekuppelt sind, befindet sich der Bund k5 im Abstand von der als Anschlagfläche dienenden Stirnfläche *t6.

Die Spindel 5k weist einen zylindrischen Fortsatz 68 auf, welcher an seinem in bezug auf die Zeichnung oberen Ende mit einem Bund versehen ist, welcher mittels einer Dichtung 70 am Innenmantel des Kolbenstangenrohres 50 abgedichtet axial verschieblich geführt ist. Das Kolbenstangenrohr 50 ist ebenfalls mit einem Bund 71 mit einer Dichtung 72 versehen, die am AuBenmantel des Fortsatzes 68 anliegt. Zwischen dem Bund 69 am Fortsatz 68 und dem Bund 71 am Kalbenstangenrohr 50 ist ein ringförmiger Beaufschlagungsraum 73 gebildet, welcher über eine Bohrung Tk mit dem Beaufschlagungsraum 5 in Verbindung steht. Ein Raum 75 oberhalb des Fortsatzes 68 ist über eine Bohrung 76 im Kolbenstangenrohr 50 mit der Atmosphäre verbunden.

Die Funktionsweise des Federspeicherzylinders nach Fig. k ist prinzipiell die gleiche wie die des Federspeicherzylinders nach

509810/0609

- 18 -

- 1β -

23U691

den Figuren 1 bis 3. Bei Druckmittelbeaufschlagung des Raumes 5 nehmen die einzelnen Bauteile die dargestellte Stellung ein,in welcher der Federspeicherkolben 2 entgegen der Kraft der Speicherfeder 3, k seine Lösestellung einnimmt. Bei Absenkung des Druckes im Beaufschlagungsraum 5 bewegt sich der Federspeicherkolben 2 unter der Kraft der Speicherfeder 3, U in bezug auf die Zeichnung nach oben, wodurch zum Beispiel eine an die Kolbenstange 9 angeschlossene Bremsvorrichtung tätig wird. Bei einem Defekt der Druckmittelversargung des Raumes 5 kann der FederspeicherKolben 2 durch Drehen der Mutter 51 mittels eines geeigneten Werkzeuges in seine Lösestellung zurückbewegt werden. Die Ober den Kupplungsring 61 undrehbar gehaltene Spindel bewegt sich hierbei in axialer Richtung aus dem Zylindergehäuse 1 heraus und nimmt über den Kupplungsring 61, dessen Hülsen 62 am Sicherungsring 67 zur Anlage kommen, das Kolbenstangenrohr 50 und damit den Federspeicherkolben 2 in bezug auf die Zeichnung nach unten entgegen der Kraft der Speicherfeder 3, b in seine Lösestellung mit. Hierbei rastet die Kugelrasteinrichtung 65, 66 ein. Die Bewegung der Spindel 5k und damit des Federspeicherkalbens 2 wird durch Anschlag des Spindelabsatzes 56 an der inneren Stirnfläche der Mutter 51 begrenzt. Hierbei befindet sich der Feder-Bpeicherkolben 2 noch nicht ganz in seiner durch Druckmittelbeaufschlagung des Raumes 5 möglichen Endstellung. Der lüeg bis in diese Endstellung beträgt mindestens noch den gegenseitigen Ausrückweg der beiden Kupplungsflächen 58 und 60.

509810/0609

_ «IQ _

23U691

Soll der·Federspeicherzylinder, zum Beispiel nach einem Abschleppen des mit dem Federspeicherzylinder ausgerüsteten Fahrzeuges, bei weiterhin defekter Druckmittelquelle wieder zur Wirkung gebracht werden, braucht nur die Mutter 51 in entgegengesetzter Richtung gedreht zu werden, wodurch sich die über den Kupplungsring 61 weiterhin undrehbar gehaltene Spindel 5k bis zum Anschlag des Sicherungsringes 57 an der äußeren Stirnfläche der Mutter mieder in entgegengesetzer Richtung axial bewegt und der Federspeicherkolben 2 unter der Wirkung der Speicherfeder 3, k wieder seine Uirkstellung einnimmt.

ülird bei mittels der Mutter 51 und der Spindel 5k hilfsweise gelöstem Federspeicherzylinder der Beaufschlagungsraum 5, zum Beispiel nach Beseitigung des Defektes der Druckmittelquelle, wieder mit Druckmittel beaufschlagt, bewegt sich der Federspeicherkolben 2 entgegen der Kraft der Speicherfeder 2 um den verbliebenen Restweg in seine größtmögliche Lösestellung, wobei über die Rasteinrichtung 65, 66 der Kupplungsring 61 mitgenommen wird, da die Druckfeder 37 die Raateinrichtung 65, 66 nicht zu lösen vermag. Hierbei trennen sich die beiden Kupplungsflächen 58 und 60. Unter dar Druckbeaufschlagung des Ringraumes 73 Dber die Bahrung 7k vermag sich nun die Spindel 5k unter Drehung aufgrund des nicht selbathemmenden Gewindes des Gewindeabschnittes 55 in bezug auf die Zeichnung nach oben zu bewegen. Bei Anschlag ', der Stirnfläche kB am Bund k5 des Rohrstückes kk wird aufgrund dar nun auf den Kupplungsring 61 zusätzlich zur Feder 37 wirkenden

509810/0609

- 20 -

-2D-

Kraft die Rasteinrichtung 65, 66 gelöst und der Kupplungsring bewegt sich ebenfalls in bezug auf die Zeichnung nach oben, bis die in Fig. 1 dargestellte Lage wieder erreicht ist und der Federspeicherzylinder wieder vollkommen funktionsbereit ist.

In Abänderung des in Fig. k dargestellten Ausführungsbeispiels kann selbstverständlich die Mutter 51 auch über ein Schneckengetriebe, ujie beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3, gedreht uerden.

Außerdem kann dem Federspeicherzylinder- in üblicher Uleise noch ein Bremsbetätigungszylinder, welcher bei Druckmittelbeaufschlagung aeine BremsbetStigungsstellung einnimmt, vorgeschaltet sein. Desgleichen kann der Federspeicherzylinder, in bekannter LJ ei se als Einheit mit einer Kolbenstangennachstelleinrichtung ausgebildet sein, wobei die Nachstelleinrichtung beispielsweise beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 vorteilhafteriueise in dem in bezug auf die Zeichnung nach oben verlängerten Kolbenstangenrohr 13 untergebracht sein kann. Als Druckmittel kann sowohl Druckluft als auch Hydraulikflüssigkeit verwendet werden.

509810/0609

Claims

23U691

Patentanspruchs

&; FßderspBichBrzylinder, insbesondEre für Schienenfahrzeug-DruckluftbremsanlagBn, mit einem einerseits von einer Speicherfeder und andererseits vom Druck in einem Zylinderraum beaufschlagten Federspeicherkalben und mit einer Hilfslöseeinrichtung, umfassend eine Verschraubung mit einem ersten und einem zweiten Verschraubungsteil, wobei das erste Verschraubungsteil im Zylindergehäuseteil drehbar,jedoch axial unverschiebbar gelagert ist und das mit dem ersten Vsrschraubungsteil verschraubte zuieite Verschraubungsteil über eine Anschlagkupplung entgegen der Kraft

(vermag

der Speicherfeder auf den Federspeicherkolben einzuwirken^, ■ dadurch gekennzeichnet, daQ die Verschraubung (15/26, 27; 51, 5k/ 55) mit nicht selbsthemmenden Gewinde versehen ist, daß das zmeitB Verschraubungsteil (27, 54/55) zumindest bei Druckbeaufschlagung des Zylinderraumes (5) von einer in Uirkrichtung der Speicherfeder (3, W) wirkenden Kraft belastet ist und daß eine Kupplungseinrichtung (33, 34/35; 58, 60/61) vorgesehen ist, welche bei zumindest annähernd drucklosem Zylinderraum (5) das zweite Verschraubungsteil (27, 54/55) gegen Drehen sichert.

2) Federspeicherzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verschraubungsteil als Spindel (15/26) und das zweite Verschraubungsteil als auf die Spindel (15/26) aufgeschraubte Mutter (27) ausgebildet ist.

509810/0609

- 22 -

3) Federspeicherzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verschraubungsteil als Mutter (51) und das zweite Verschraubungsteil als in die Mutter (51) eingeschraubte Spindel (5if/55) ausgebildet ist.

h) Federspeicherzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daS das zweite Verschraubungsteil (5*t/55) mit einem Kolben (69) gekoppelt ist, welcher einen mit dem Zylinderraum (5) verbundenen Beaufschlagungsraum (73) begrenzt.

5) Federspeicherzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verschraubungsteil (27) von einer Druckfeder (31) unter Zwischenschaltung eines Axiallagers (3D) beaufschlagt ist.

6) Federspeicherzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Drehsicherung des zweiten Verschraubungsteils (5^/55) vorgesehene Kupplungseinrichtung (58, 6D/61) zwischen dem zweiten V/erschraubungstail (5i»/55) und einem Zylindergehäuse festen Teil (63) vorgesehen ist.

7) Federspeicherzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Drehsicherung des zweiten Verachraubungateils (27) vorgesehene Kupplungseinrichtung (33, 3U/ 35) zwischen dem zweiten Uerschraubungsteil (27) und dem Federspeicherkolben (2) vorgesehen ist.

509810/0609

- 23 -

B) FedBrspBichBrzylindBr nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gB-kBnnzeichnßt, daß dis KupplungsBinrichtung (33, 34/35; 5B, 60/ 61) βΙπβπ das als Spindel (15/26; 54/55) ausgBbildBts UBrschraubungstBil umgreifEnden, in Achsrichtung übt Spindsl (15/ 26; 54/55) undrehbar VErschiBbbaren Kupplungsring (35, 61) umfaßt, ujBlchBr BinB Kupplungsfläche (34, 60) zum ZusammBnuirkBn mit Einer BntsprschBndBn GßgBnkupplungsflächB (33, 58) am zusitßn UErschraubungstBÜ (27; 54/55) aufuiEist.

9) FsdErspsichErzylindEr nach Anspruch 8, dadurch gakEnnzEichnst, daß diB bBidsn Kupplungsflächsn (33, 34; 58,60) vBrzahnt sind.

10) FEdBrspBichBrzylindBr nach Anspruch 8 αύβτ 9, dadurch gßkBnnzeichnst, daß dsr Kupplungsring (35) in Binsm am FBdBrspEichBrkolbBn (2) bsfEBtigten Rohrstück (13) axial VBrschiBblich geführt ist.

11) FedBrspeichBrzylindBr nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsring (35) zwischen dem zweiten Uerschraubungsteil (27, 54/55) und einem als Anschlagkupplung dienBndsn radialen Bund (43, 67) des RohrstückBs (13, 50) angeordnet ist.

12) Federspeicherzylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (47, 56) zur Begrenzung der Beuegung des

509810/0609

- 24 -

zweiten l/erschraubungsteiles (27, 54/55) relativ zum ersten Verschraubungsteil (15/26, 51) in Federspeicherspannrichtung vorgegesehen ist, wobei bei Anlage des zweiten l/erschraubungsteiles (27, 54/55) am Anschlag (47, 5G) der Federspeicherkolben (2) unter Druckmittelbeaufschlagung einen wenigstens den Kuppeluieg der Kupplungseinrichtung (33, 34/35; 58, 6D/61) überschreitenden Restuieg in Federspeicherspannrichtung zurückzulegen vermag.

13) Federspeicherzylinder nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsring (35, 61) bei Anlage an der Anschlagkupplung (43, 67) mittels einer federbelasteten Rasteinrichtung (39, 40; 65, 66), vorzugsweise in Form einer Kugelrasteinrichtung, gegenüber dem Federspeicherkolben·(2) verrastbar ist.

Federspeicherzylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß der Kupplungsring (35, 61) in Uirkrichtung der Speicher feder (3, 4) von einer Federkraft (37) belastet ist, welche geringer ist als die ^altekraft der Rasteinrichtung (39, **0; 65, 66).

15) Federspeicherzylinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich net, daß zwischen dem zweiten l/erschraubungsteil (27, 54/55) und dem Kupplungsring (35, 61) eine bei entkuppelter Kupplungseinrichtung (33, 34/35; 58, 60/61) wirksam werdende Schleppeinrichtung (44/45, 46) vorgesehen ist und daß die Summe der das zweite

509810/0609

- 25 -

Verschraubungsteil (27, 54/55) und den Kupplungsring (35, 61) belastenden Kräfte größer ist als die Haltekraft der Rasteinrichtung (39, 4G; 65, 66).

16) Federspeicherzylinder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daS die Schleppeinrichtung von einem am Kupplungsring (35, 61) befestigten Rohrstück (44) mit wenigstens einem das zweite Verschraubungsteil (27, 54/55) übergreifenden, radial nach innen gerichteten Ansatz (45) besteht, an welchem das zweite Verschraubungsteil (27, 54/55) im entkuppelten Zustand bei seiner Bewegung relativ zum ersten Verschraubungsteil (15/26, 51) in Entspannrichtung der Speicherfeder (3, 4) zum Anschlag kommt.

17) Federspeicherzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verschraubungsteil (15/26) über ein mittels eines Werkzeuges betätigbares Schneckengetriebe (16, 17) drehbar ist.

1B) Federspeicherzylinder nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (17) des Schneckengetriebes (16, 17) begrenzt axial verschieblich gelagert und mit einer unter Federkraft kuppelnden Reibungskupplung (23, 24) versehen ist, deren einer Teil (23) an der Schnecke (17) vorgesehen und dessen anderer Teil (24) drehfest gehalten ist.

509810/0609 _;

- 26 -

19) Federspeicherzylinder nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskupplung als an sich bekannte Kanuskupplung (23, 2k) ausgebildet ist.

20) Federspeicherzylinder nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die die Reibungskupplung (23, 2k) schließende Federkraft von der Speicherfeder (3, k) erzeugt uird.

509810/0609

Leer seite