DE2539596B2

DE2539596B2 - Anordnung zum Messen der Kräfte beim Bremsen

Info

Publication number: DE2539596B2
Application number: DE752539596A
Authority: DE
Inventors: Paul-Henry Botvid Hoellviksnaes Anderberg; Hans Gunnar Guenther Lund Hambitzer; Nils Boerje Lennart Malmoe Sander
Original assignee: Sab Industri AB
Current assignee: Sab Industri AB
Priority date: 1974-09-06
Filing date: 1975-09-05
Publication date: 1979-03-08
Also published as: SE389733B; CA1043126A; US4016755A; SE7411284L; FR2284110A1; GB1484960A; DE2539596A1; DE2539596C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen der Kräfte beim Bremsen eines gebremsten Teils — insbesondere eines Rades — mit Hilfe einer Bremsbakkc, wobei die Bremsbacke eine Halterung für das Reibungsmaterial sowie ein Meßglied umfaßt, wobei das Meßglied einen elastisch verformbaren Abschnitt aufweist, dessen Verformungen mit Hilfe von auf ihm angebrachten Dehnungsmessern gemessen werden, und wobei Kraftübertragungsteile zur Übertragung der Normalkraft über den elastisch verformbaren Abschnitt vorhanden sind.

Bei einer derartigen bekannten Anordnung (US-PS 15 115) sind die Meßglieder elastisch verformbarc Teilt, welche in ein Teil der Halterung für das Reibungsmaterial derart eingesetzt sind, daß sie die auf die Halterung ausgeübte, auf das Rcibungsmaicrial wirkende Radialkraft unter einer von dieser Kraft abhängenden Verformung übertragen. Bei dieser bekannten Anordnung wird nur die Radialkraft, mit welcher das Reibungsmaterial der Bremse angepreßt wird, bestimmt und nicht die Tangentialkraft, d. h. die Kraft, die die eigentliche Hremsvcr/.ogerung bewirkt, gemessen. Durch das hcrstcllungsbcdingtc Spiel in Tangcntialrichtung in den Verbindungsstellen /wischen dem Bremsgestänge, den Teilen der Halterung für das.

Reibungsmaterial und diesem selbst bewirken die Tangentialkräfte eine Beeinflussung der Meßan/.eige der an den elastisch verformbaren Meßgliedern angebrachten Dehnungsmessern.

Um dies zu vermeiden, d. h. um zu verhindern, dall Tangentialkräfte die Messung der auf die Bremsbacken ausgeübten Radialkraft beeinflussen, ist es bekann! (US-PS 37 82 185), die Kraft auf das Reibungsmaterial über ein Doppellenkerwerk zu übertragen, welches

ίο Hebelarme aufweist, die bei Belastung mit der Radialkraft eine Spreizbewegung durchführen, wobei diese Arme durch das elastisch verformbare Meßglied verbunden sind, an dem der Dehnungsmesser angebracht ist. Bei dieser Anordnung bewirken die auftretenden Tangentialkräfte bei der Bremsung /war ibenfalls eine Verschwenkung des Doppellenkerwcrkes, wobei diese Verschwenkkraft jedoch in den beiden Hebelarmen des Doppellenkerwerkcs in gleicher Schwenkrichlung wirkt und dadurch das Meßgüed nicht beeinflußt.

Diese bekannten Anordnungen geben entweder bei Betriebsbclastung Meßfehler oder sind zum Ausgleich dieser Meßfehler außerordentlich kompliziert aufgebaut und damit störungsanfällig. Außerdem ist mit den bekannten Vorrichtungen nur die radial wirkende Bremskraft meßbar.

Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, die eingangs erwähnte bekannte Anordnung so weiterzubilden, daß bei einem sehr einfachen, robusten und betriebssicheren Aufbau mit einfachsten Mitteln während des Bremsens — also im Betrieb — sowohl die Reibungskraft als auch die Kraft in Beiätigungsrichtung, bei einer Bremsbacke also sowohl die Tangential- als auch die Radialkraft,gemessen werden können.

Dies ist bei der laufenden Überwachung von Bremsanlagen von sehr wesentlicher Bedeutung, da erst das Verhältnis zwischen der vom Bremsgestänge ausgeübten Radialkraft und der, in Abhängigkeit von dieser erzeugten Reibungskraft, d. h. Tangentialkraft eine genaue Überwachung der Bremsen ermöglicht. Die bei bekannten Anordnungen ausgeführte Überwachung ausschließlich der Anpreßkraft des Rcibungsmaterials auf dem sich bewegenden Teil gibt keinen Hinweis darauf, welche Reibungskraft die vom Bremsgestänge ausgeübte Kraft zur Erzielung dieser Bremswirkung erzeugt.

Die Erfindung geht zur Lösung dieser Aufgabe grundlegend davon aus, daß das Meßglied nicht, wie bekannt — ein gesondertes im ganzen elastisch verformbares Teil ist, sondern daß das Meßglied als Bauteil der Halterung durch entsprechende Ausnehmungen, insbesondere Schlitze, mit elastisch verformbaren Abschnitten ausgebildet wird.

Im einzelnen wird die Aufgabe gemäß der Erfindung

v-, dadurch gelöst, daß zur Messung sowohl der Reibungskraft als auch der Normalkraft das Meßglied und die Halterung für das Reibungsmaterial derart zusammengehalten werden, daß sich die Halterung geringfügig bezüglich des Meßgliedes in Richtung der Rcibungskraft und der Normalkraft bewegen kann, daß das Mcßglied elastisch verformbarc Schenkel hat, die sich senkrecht zu den zu messenden Kräften erstrecken und an denen die Dehnungsmesser zur Messung der beiden Kräfte angebracht find, daß die Kraftübertragungsteile

f>^r> in Gestalt von Kugeln, Wälzkörpern etc. die beiden Kräfte von der Halterung für das Rcibungsmatcrial auf das Meßglicd übertragen, und daß die Kraftübertragungsöle in der Nähe der Enden der Schenkel

angeordnet sind und über das Meßglied in Richtung auf die I laltcrung vorstehen.

Dabei kann die Halterung lür das Reibungsmaterial mit einer länglichen Aussparung versehen sein, deren Abmessung jener des Meßgliedes entspricht, und die Kraftüberiragungsieile sowohl in Richtung auf den Boden der Aussparung als auch in Richtung auf deren kurze Seitenflächen über da;- Meßglied vorstehen.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird also im Gegensatz /u den oben beschriebenen bekannten Anordnungen sowohl die Radial- als auch die Tangentialkraft während des Bremsvorganges ständig gemessen und durch den Vergleich der beiden Kräfte eine bessere Überwachung der Bremswirkung möglich. Trotzdem ist der Aufbau außerordentlich robust und relativ einfach herstellbar.

Diese Bremsanordnung ist bei Backenbremsen für Schienenfahrzeuge, aber auch z.B. bei Gleisbremsen oder Scheibenbremsen anwendbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht eine Anordnung, und

Fig. 2 in einer Draufsicht das gemäß Tig. I verwendete Meßglied mit elastisch verformbaren Abschnitten und Dehnungsmessern.

Die in den Zeichnungen dargestellte Bremsanordnung kann gegen eine beliebige normale Bremsbacke, z. B. bei einer Backenbremse für ein Schienenfahrzeug ausgetauscht werden. Diese Bremsanordnung weist drei Bauteile auf, und zwar ein Reibungsmaterial I. eine Halterung 2 für dieses Reibungsmatcrial und ein Meßglied 3. Diese Anordnung zum Messen der Kräfte beim Bremsen ist in einem üblichen Bremsbackenhaltcr 4 angebracht, der in strichpunktierten Linien in Fig. 1 dargestellt ist.

Das Meßglied 3 und die Halterung 2 für das Reibungsmatcrial 1 werden durch Schrauben 5 derart zusammengehalten, daß sich das Meßglied 3 gegen die Halterung 2 in den zwei Richtungen geringfügig bewegen kann, die mit Pfeilen in Fig. I bezeichnet sind. d. h. in radialer und tangcntialer Richtung gegen das zu bremsende Rad. Eine nicht dargestellte Kugelführung ist zwischen den beiden Bauteilen 2 und 3 angeordnet.

Das Reibungsiiuiierial I ist eine bekannte Bremsb.ik ke b/w. ein Bremsklotz, der an der konvexen Oberlliiehe in der gezeigten Gestalt ausgeformt ist. Dieses Reibungsmaterial ist an dem Maller 2 mil Hilfe \on Schrauben 6 befestigt.

Mine Ausnehmung mit einer Abmessung, die jener des Meßgliedes 3 entspricht, ist in der Halterung 2 für das Reibungsmaterial angeordnet. Krafiüberiragungseinrichtungen in Form von Kugeln 7 und 8, Wälzkörper oder ähnlichem sind zur Übertragung der Kräfte zwischen den beiden Bauteilen 2 und 3 in radialer und langentialer Richtung des Rades entsprechend angeordnet und mit dem Meßglied 3 verbunden.

Wie in F i g. 2 dargestellt, verlaufen elastisch vcrformbare Schenkel 3' und 3" von dem Hauptkörper und dem nicht verformbaren Abschnitt des Meßgliedes 3 nach außen. Dehnungsmeßstreifen 9 und IO sind an diesen Schenkeln angebracht, um eine elektrische Anzeige der elastischen Verformung der Schenkel 3' und 3" unter der entsprechenden Finwirkung der radialen und langentialen Kräfte, die in Fi g. I mit ." eilen bezeichnet sind zu ermöglichen. Dabei sind die Dehnungsmeßstreifen 9 außerhalb der bei der Biegung der Schenkel 3' senkrecht zur Bildebene in F i g. 2 auftretenden neutralen Linie angebracht.

Fine Pjdialkraft wird über die Kugeln 7 übertragen und verursacht eine kraftabhiingige Verformung jedes Schenkels 3'. wobei diese direkt der Radialkraflkomponente entspricht. Auf ähnliche Art und Weise wird eine

ίο Tangentialkraft über eine der paarweise angeordneten Kugeln 8 übertragen und verursacht eine Verformung jedes der entsprechenden Schenkel 3". die direkt der entsprechenden Tangentialkraft entspricht.

Auf diese Weise können die einzelnen Komponenten

i) der verschiedenen Kräfte, die beim Bremsen eines Fahrzeuges, beispielsweise mit Hilfe einer Bremsbacke, auftreten, aufgeteilt und getrennt gemessen werden.

Die Dehnungsmeßstreifen sind mit einem Anzeigeinstrument verbunden, welches die Kräfte ooer wcnigstens die Verformung der entsprechenden Schenkel anzeigt. Die speziellen Verbindungen, das Anzeigeinslruriicril und die Schaltung sind aus Übersichtlichkeits gründen nicht dargestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Anordnung zum Messen der Kräfte beim Bremsen eines gebremsten Teils — insbesondere eines Rades — mit Hilfe einer Bremsbacke, wobei die Bremsbacke eine Halterung für das Reibungsmaterial sowie ein Meßglied umfaßt, wobei das Meßglied einen elastisch verformbaren Abschnitt aufweist, dessen Verformungen mit Hilfe von auf ihm angebrachten Dehnungsmessern gemessen werden, und wobei Kraftübertragungsteile zur Übertragung der Normalkraft über den elastisch verformbaren Abschnitt vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung sowohl der Reibungskraft als auch der Normalkraft das Meßglied (3) und die Halterung (2) für das Reibungsmaterial (1) derart zusammengehalten werden, daß sich die Halterung (2) geringfügig bezüglich des Meßgliedes in Richtung der Reibungskraft und der Normalkraft bewegen kann, daß das Meßglied (3> elastisch verformbare Schenkel (3', 3") hat, die sich senkrecht zu den zu messenden Kräften erstrecken und an denen die Dehnungsmesser (9,10) zur Messung der beiden Kräfte angebracht sind, daß die Kraftübertragungsöle (7, 8) in Gestalt von Kugeln, Wälzkörpern etc. die beiden Kräfte von der Halterung (2) für das Reibungsmaterial (I) auf das Meßglied (3) übertragen, und daß die Kraftübertragungsteile (7,8) in der Nähe der Enden der Schenkel (3', 3") angeordnet sind und über das Meßglied (3) in Richtung auf die Halterung (2) vorstehen.

2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (2) für das Reibungsmaterial (1) mii einer länglichen Aussparung versehen ist, deren Abmessung jer,er des Meßgliedes (3) entspricht, und daß die Kraftübe; iragungstcile (7, 8) sowohl in Richtung auf den Boden der Aussparung als auch in Richtung auf deren kurze Seitenflächen über das Meßglied (3) vorstehen.