DE2549007B2 - Federspeicher-Scheibenbremse, insbesondere für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Federspeicher-Scheibenbremse der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung. Bei solchen bekannten Bremsen (DE-OS 1 755 823) findet eine Stahlfeder als Federspeicher Verwendung. Hierbei sind die die Bremsscheibe übergreifenden Bremshebelenden mit den Bremsbacken gelenkig verbunden. Die Kolbenstange ist mit dem inneren Ende am Kolben des Bremszylinders und mit dem äußeren Ende an einem keilförmigen Spreizkörper drehbeweglich gelagert. Beim Betätigen des Bremszyiinders wird der Spreizkörper zwischen die an den freien Enden der Bremshebel gelagerten Druckkolbcn gedrückt. Die hierdurch hervorgerufene Spreizkraft wird über die Bremshebel auf die Bremsbacken geleitet, welche sich fest an die Bremsscheibe anlegen. Die Reaktionskraft gelangt hierdurch auf relativ kurzem Weg vom Bromszylinder über die Lageraugen in die Bremshebel, so daß außerhalb des Zylinders liegende Fahrgestellteile von Zusatzkräften verschont bleiben.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die bekannte Federspeicherbremse so weiterzubilden, daß unter Aufrechferhaltutig ihrer Vorteile (Verhinderung der Einleitung von Zusatzkräften in außerhalb des Bremszylinders liegende Teile) eine kompakte und wenig störanfällige Bremsanordnung mit automatischer Nachstellung des Lüftspiels geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Bremse der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung durch

die im Kennzeichen formulierten Merkmale a) bis c) gelöst.

Automatische Nachstellvorrichtungen der unter dem Absatz a) des Kennzeichens genannten Art sind bereits aus der DE-AS 1269426 bekannt. Jedoch ist hier kein raumsparender Aufbau gegeben. Mit dem Merkmal, daß die Kolbenstange des Bremskolbens den Federspeicher axial durchgreift, und ebenso zwischen den die Nachstellung bewirkenden Hütskolben durchgeführt wird, wird eine besonders raumsparende Bauweise erreicht.

Ebenso ist die Merkmalsgruppe b) aus dem Kennzeichen aus der GB-PS 1311883 bekannt. Dort fehlt jetloch die erfindungsgemäß angestrebte Nachstellvorrichtung; im übrigen ist eine andere Art der Betätigung gegeben, die nicht die angestrebten Vorteile erbringt.

Durch die Erfindung wird also eine Scheibenbremse mit automatischer Nachstellung des Lüftspiels vorgeschlagen, bei der ein raumsparender Aufbau gegeben ist. Hierbei ist es besonders wichtig, die durch die Kolbenstange auf die Winkelhebel zu übertragenden Kräfte am Deckel selbst abzustützen, wodurch eine Einleitung von Zusatzkräften in den Rahmen des die Bremse tragenden Drehgestells vermieden wird. Dies ist aus erhöhten Sicherheitsgründen anzustreben, da Drehgestelle dun gesamten Wagenkasten tragen und den statischen und dynamischen Belastungen besonders ausgesetzt sind.

Die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung soll gemäß Anspruch 2 der Federspeicher als Gummi-Batteriefeder ausgebildet sein. Hiermit ergibt sich der Vorteil einer raumsparenden Konstruktion gegenüber Tellerfedern und der Erreichung höherer Lastwechselzahlen. Eine Bruchgefahr, wie sie bei Tellerfedem gegeben ist und damit ein Verklemmen des Federspeichers, scheidet aus. Es ergibt sich hiermit auch eine leichte und kostengünstige Bauweise. Die Nachstelleinrichtung ermöglicht eine weitgehende Anpassung an die Federkennlinien.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Feststellbremse bei Schienenfahrzeugen ist in der Zeichnung dargesellt.

Fig. 1 zeigt die Lage des Betätigungseiementes mit dem Kolben bei neu belegter und geschlossener Bremse;

Fig. 2 zeigt die Stellung der entriegelten Bremsanlage gemäß Fig. 1;

Fig. 3 zeigt die Stellung des Kolbens und der Fcderelemente bei vollkommen abgenutzten Bremsbelägen, wobei eine Erneuerung der Bremsbeläge erforderlich ist;

Fig. 4 zeigt die Ausführung des Betätigungseiementes bzw. der Betätigungsstange mit den zwei Bremshebeln.

Das in Fig. 1 dargestellte Bremssystem besteht aus dem im Schnitt gezeichneten Druckzylinder 1 mit den Deckeln 2 und 3, dem Kolben 4, der Kolbenstange S als Betätigungsstange, dem Gabelkopf 6, den Brcmshebeln 7 und 8, die in den Bolzen 9 und 10 in den mit dem Deekel 3 fest verbundenen Traversen 11 und 12 gelagert sind, und den Bremsbacken 13 und 14, an denen sich die auswechselbaren Bremsbeläge 15 und 16 befinden.

In dem Zylinder 1 sind handelsübliche Gummi-Battcriefcdern 17 als Rückstellungselement mit den Lamellen 18 über die Kolbenstange 5 geschoben, deren Anzahl durch die erforderlichen Riickstellkriifte

bestimmt wird. Das Sperrventil 20 ist mit dem Dekkei 2 verbunden, doch kann es auch Bestandteil des Deckels 2 sein. Durch die Leitung 19 wird das Druckmedium direkt in den Zylinderraum, aber auch gleichzeitig durch die Leitung 19a in den Deckel 3 gefördert.

Im Deckel 3 sind dem Zweck entsprechend beliebig viele Kolben 21 angeordnet, die durch das Druckmedium über der. Ringkanal 22 ebenfalls beaufschlagt werden.

Funktion:

Ist das Hydraulik- oder Pneumatiksystem drucklos, so hat die Rückstellkraft der Gummifedern 17 den Kolben 4 mit der Kolbenstange S und dem Gabelkopf 6, die Bremsbacken 13 und 14 über die Bremshebel 7 und 8 an der Bremstrommel (Bremsscheibe) 23 fest angelegt.

Zur beispielsweise hydraulischen Entriegelung der Bremsanlage kann sowohl von der Pumpe P als auch vom Druckspeicher SP Druckmedium durch die Leitung 19 dem Zyünderraum zugeführt werden. Dadurch werden der Kolben 4, die Kolbenstange 5 und der Gabelkopf 6 in Richtung »A« bewegt. Durch die Forderung, daß die Bremsbeläge während der Fahrt zwischen 3 und 5 mm von der Bremstrommel abstehen müssen und durch die Tatsache, daß bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand das Hebelübersetzungsverhältnis 1:1 ist, darüber hinaus der Kraftangriff über den Gabelkopf 6 auf die Bremshebel 7 und 8 zentrisch erfolgt, beträgt der Kolbenhub zum Lüften der Bremse ebenfalls nur 3 bis 5 mm. Die Hebelübersetzung kann aber auch beliebig sein, wodurch sich lediglich die Medienkraft und die Rückstellkraft ändern. Die anliegenden Bremsbacken begrenzen in jedem Fall den Rückhub des Kolbens 4.

Durch den ständigen Abrieb der Bremsbeläge wandert der Kolben 4 mit der Kolbenstange S und dem Gabelkopf 6 durch die permanent wirkende Rückstellkraft des Gummifederpaketes 17 und 18 in Richtung »£?«. Oa der Hubraum des Kolbens 4 der Dicke der neuen Bremsbeläge entspricht, läuft der Kolben nach dem zulässigen totalen Abrieb der Bremsbeläge am Deckel 2 an. Der Kontaktknopf 24 löst dann über die Signalleitung 31 am Fahrerstand ein optisches und akustisches Signal aus, das den zulässigen totalen Maximalverschleiß der Bremsbeläge anzeigt.

In der Fig. 3 haben die Bremsbeläge nur noch eine Sicherheitsauflage von einigen Millimetern.

In dieser Stellung des auf Anschlag gefahrenen Kolbens 4 haben sich die Gummi-Batteriefedern 17 entspannt, jedoch nur so weit, daß die Rückstellkraft immer noch der vollen Bremskraft entspricht. Soll die Bremse bei fortschreitendem Verschleiß der Bremsbeläge 15 und 16 entriegelt werden, so würde der Kolben 4 die Gummifedern 17 immer bis auf Blockstellung zusammendrücken, wobei die Bremsbacken 13 und 14 einen zu großen Schwenkweg machen müßten, was sich auf das rasche Schließen der Bremse nachteilig auswirken würde.

Um diesen Nachteil auszuschließen, erhalten die im

ι >

Deckel 3 angeordneten Kolben 21 mit der Druckbeaufschlagung des Kolbens 4 gleichzeitig über das Sperrventil 20 und die Leitung 19<? Mediendruck. Bei neubelegter Bremse wirkt sich der Gegendruck der Hilfskolben 21 noch nicht aus, da es sich um einen Differenzdruck handelt. Je weiter der Verschleiß der Bremsbeläge fortschreitet, um so mehr läßt die Rückstellkraft (= Bremskraft) der Gummifedern nach. Da der Mediendruck in der Leitung 19a und auf die Hilfskolben 21 durch das Sperrventil 20 konstant bleibt, drücken die Hilfskolben 21 die Druckplatten 30 und damit die Gummifedern 17 und die Lamellen 18 in Richtung »ß« und kompensieren somit den Hub des Kolbens 4 und verhindern gleichzeitig einen zu großen Schwenkweg der Bremsbacken 13 und 14. Vor dem Neubelegen der Bremsbacken wird das Druckmedium aus der Leitung 19a durch den Absperrschieber 25 abgelassen.

Der Rückschub des Kolbens 4, durch die Rückstellfederxraft der Gummifedern 17 ausgelöst, wird einzig und allein durch die Dickt der Bremsbeläge 15 und 16a bestimmt. Damit erfolgi eine automatische Nachstellung bis zum maximal zulässigen Verschleiß der Bremsbeläge.

Die Schraube 26 in den Fig. 1 bis 3 dient zur Entriegelung der Bremsanlage, wenn durch ein technisches Versagen oder bei Unfällen die Hydraulik- oder Pneumatikanlage ausfällt. Durch Drehen der Schraube 26 wird der Kolben 4 in Richtung »A« bewegt, wobei die Gummifedern 17 zusammengedrückt werden und die Bremse entriegelt wird.

Da der Bremszylinder gleichzeitig zwei Bremsbakken betätigt und der Kraftangriff zentrisch erfolgt, entstehen durch die festliegenden Drehpunkte der Lagerbolzen 9 und 10 einerseits und durch den zentrisch angreifenden, geteilten Gabelkopfbolzen 27 nach Fig. 1 kinematische Differenzen, die zwar gering sind (zwischen 0,2 bis 1,33 mm), bei spielfreier Lagerung aber keine Bewegung der Kolbenstange 5 zuließen. Um diese geringen kinematischen Differenzen ausgleichen zu können, ist der geteilte Gabelkopfbolzen 27 in Stahl-Gummibüchsen gelagert, die sich sowohl bei radial angreifenden Kräften als auch bei Kippkräften, wie sie bei den Bremsvorgängen auftreten können, im Bereich bis 1,5 mm verformen und die kinematischen Differenzen ausgleichen.

Fig. 4zeigtden Gabelkopf 6 mit dem geteilten Gabelkopfbolzen 27 im Schnitt. Der geteilte Bolzen 27 ist in den Bremshebeln 7 und 8 eingepreßt und durch die Spannstifte 28 fixiert. Die Außenhülsen der Stahl-Gummibüchsen 29 (jede Büchse besteht aus einer Außen- und Innenhülse und einem elastischen Zwischenmantel) wird in den Gabelkopf 6 fest eingefreß., während die Innenhonen den geteilten Bolzen 27 mit Haftsitz fest umschließen. Die Elastizität des Zwischenmantels der Stahl-Gummibüchsen ist so groß, daß er Abweichungen bis zu 1,5 mm in jeder Richtung um seine Längsachse zuläßt, jedoch auch so fest, um seh;" hohe Zug- und Schubkräfte zu übertragen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Betätigungsvorrichtung für eine Scheibenbremse, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bei der die Bremszange mit ihrem die Bremsbacken tragenden Zangenmaul die Bremsscheibe des Fahrzeuges umfaßt und gelenkig am Zangenmaul ein Bremsgestänge angreift, das aus jeweils einem Bremshebel besteht, der einerseits gelenkig mit der Bremsbacke verbunden und andererseits in einem am Gehäuse des Bremszylinders angeordneten Lagerauge gelagert ist, wobei die Kolbenstange des Bremszylinders über Betätigungsglieder an den Bremshebeln angreift, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Bremszylinder ist als Federspeicherbremszylinder mit automatischer Nachstellung des Lüftspiels ausgebildet, wobei der Federspeicher (17, 18) über mindestens einen hydraulisch nachstellbaren Hilfskolben (21) gegen das Gehäuse abstützbar ist;

b) die Kolbenstange (S) des Bremskolbens (4) durchgreift den Federspeicher (17,18) axial und ist beim Anlegen der Bremsbacken (14) auf Zug belastet,

c) am Kopf der Kolbenstange (5) ist ein Gabelkopf (6) angeordnet, an dem als Betätigungsglieder einstückige, die Bremshebel (7, 8) bildende Winkelhebel angelenkt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federspeicher (17, 18) als Gummi-Batteriefeder ausgebildet ist.