DE2653320A1

DE2653320A1 - Zuspannvorrichtung fuer reibungsbremsen von fahrzeugen

Info

Publication number: DE2653320A1
Application number: DE19762653320
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl Ing Wosegien
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1976-11-24
Filing date: 1976-11-24
Publication date: 1978-06-01
Also published as: SE7713235L; FR2372350A1

Description

Munchon, den 19.11.1976

- 1387 -

MOHR-BBEMSE GMBH, 8000 München 40, Moosacher Straße

Zuspannvorriehtung für Reibungsbremsen von Fahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine Zuspannvorrichtung, insbesondere Bremseinheit, für druckmittelbetätigbare Reibungsbremsen von !Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, mit einem zwischen einen druckmittelbeaufschlagbaren Kolben und eine im wesentlichen senkrecht zu dessen Achse verschiebIiehe Druckstange eingeordneten Keilgetriebe.

Derartige Zuspannvorrichtungen sind bereits vielfach, beispielsweise aus der DT-OS 1 625 755, bekannt. Hierbei ist der Kolben mit einem Keildruckstück verbunden, welches einerseits über Rollkörper gegen eine feste, parallel zur Achsrichtung des Kolbens verlaufende Gehäusewand abgestützt ist und andererseits eine Keilfläche aufweist, welche über Rollkörper an einer entsprechend geneigten Schrägfläche eines Widerlagers anliegt. Das Widerlager ist senkrecht zur Achsrichtung des Kolbens verschieblich5 mit ihm ist eine die Reibungsbremse betätigende Druckstange gekoppelt«, In

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Abänderung hierzu ist es auch bereits "bekannt, das Keildruckstück beiderseits mit Eeilflächen zu versehen; hierbei wird beim Anziehen der Bremsen ein leichtes Ausschwenken des Keildruckstückes aus der Achsrichtung des Kolbens in Kauf genommen«

Weiterhin ist es aus der DT-OS 2 266 055 bekannt, das Keildruckstück einerseits über eine zur Kolbenachse parallele Führungsbahn gegen eine am Gehäuse gelagerte Rolle zu stützen und der andersseitigen Keilfläche eine weitere Rolle zuzuordnen, welche an der im Gehäuse senkrecht zur Achsrichtung des Kolbens verschieblich gelagerten Druckstange drehbar gelagert ist.

Bei allen bisher bekannten Zuspannvorrichtungen mit Keilgetriebe weisen die Keilflächen über ihre ganze Länge einen konstanten Keilwinkel und damit eine über ihren ganzen Hubbereich konstante Übersetzung auf. Der Anlegehub der !Fahrzeug- Reibungsbremsen, das heißt der Hubweg von gelösten Reibungsbremsen bis zum Anliegen der Bremsklötze bzw. Bremsbacken an der routierenden Reibfläche der Reibungsbremsen, wird daher mit einem Übersetzungsverhältnis durchlaufen, welches entsprechend der für den lestbremshub der Reibungsbremsen erforderlichen Euspaünkraft bemessen ist« Hieraus resultiert ein großer Hubweg des Kolbens sowie des Keildruckstückes beim Anlegen der Bremsen®

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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Zuspannvorrichtung der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln derart auszugestalten, daß der Kolben und das Keildruckstück zum Anlegen der Reibungsbremse nur einen kleinen Hub ausführen müssen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zumindest eine der Keilflächen des Keilgetriebes in ihrem dem Anlegehub' der Reibungsbremse entsprechenden Arbeitsbereich einen großen Keilwinkel und in ihrem dem Pestbremshub der Reibungsbremse entsprechenden Arbeitsbereich einen kleinen Keilwinkel aufweist. Dabei ist es bei einer Zuspannvorrichtung, bei welcher der Kolben mit einem im wesentlichen parallel zu seiner Achse verschieblichen Keildruckstück verbunden ist, zwischen dessen Keilfläche und einem dieser gegenüberstehenden Widerlager zumindest ein erster Rollkörper bzw. eine erste Rolle eingeordnet ist, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, wenn die Keilfläche in einem dem Kolben entfernteren Abschnitt den großen, in einem dem Kolben näher liegenden Abschnitt den kleinen Keilwinkel aufweist. Das Widerlager kann dabei wie bei den bekannten Anordnungen mit der Druckstange gekoppelt sein, es ist ;jecU>ch auch denkbar, daß das Widerlager auf der der Druckstange abgewandten Seite des Keildruckstückes sich am Gehäuse der Zuspannvorrichtung befindet.

Falls das Widerlager mit der Druckstange verbunden ist, ergibt sich aus dem großen Keilwinkel, welcher im Anlegehubbereich der Reibungsbremse wirksam ist, eine beachtliche Kraftkomponente, welche parallel zur Achsrichtung des Kolbens auf die Druckstange wirkt. Zur Aufnahme dieser Kraftkomponente kann es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zweckmäßig sein, wenn das Widerlager in Wirkrichtung des Kolbens über zweite Rollen bzw. zweite Rollkörper abgestützt ist. Eine zweckmäßige Konstruktion hierzu ergibt sich dadurch, daß die zweiten Rollen am Widerlager gelagert und auf einer festen, senkrecht zur Achsrichtung des Kolbens verlaufendea.Pührungsbahn geführt sind.

Palis auch die ersten Rollen am Widerlager gelagert sind, können Biegebeanspruchungen der Druckstange hierbei vermieden werden, wenn die ersten und auch die zweiten Rollen zueinander gleichachsig oder höchstens in Achsrichtung des Kolbens zueinander versetzt am Widerlager gelagert sind.

In den Zeichnungen Pig. 1 und Pig. 2 sind zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.

In Pig. 1 ist eine Zuspannvorrichtung nach der Erfindung in Verbindung mit einer Scheibenbremse dargestellt. Zu beiden Seiten der Bremsscheibe 1 sind mit

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den Bremsbelägen versehene Bremsbacken 2 und 3 angeordnet. Die Bremsbacke 2 befindet sich an dem einen Schenkel 5 eines die Bremsscheibe1 außen umgreifenden, U-förmigen Bügels 4-, dessen anderer Schenkel 6 mit einer Ausnehmung 7 versehen ist, in der ein senkrecht zur Bremsscheibe 1 verschiebbares Schaftteil 8 gehalten ist, das an seinem vorderen Ende die Bremsbacke 3 trägt und an seinem rück-

einem
wärtigen Ende mitTwid erlager 9 versehen ist, welches eine schräge Druckfläche 9^! aufweist. Zwischen einer festen Wandung 6' im Schenkel 6 des Bügels 4 und der Druckfläche 9' befindet sich ein Keildruckstück 12, das mit einer Kolbenstange 13 eines im Bügel 4· starr gehaltenen Bremszylinders 14- verbunden ist. Die Achsrichtung des Bremszylinders 14 verläuft senkrecht zur Achse der Bremsscheibe 1« Das Keildruckstück 12 weist auf Seiten des Widerlagers 9 eine in Richtung zum Bremszylinder 14· ansteigende, geknickt verlaufende Keilfläche 19? 19' und andererseits eine zur Achse des Brems Zylinders 14- parallel verlaufende Gegenfläche 20 auf. Zwischen der Keilfläche 19, 19! und der Druckfläche 9' befindet sich ein RollkÖrper 10 und zwischen der Gegenfläche 20 und der festen Rückfläche 6' ein Rollkörper 11. Bei den Hollkörpern kann es sich um Kugeln oder Walzen handeln, die in einem nicht dargestellten Käfig gehalten sind»

Zwischen dem Widerlager 9 und dem vorderen Ende der Ausnehmung 7 ist eine die Druckfläche 9¹ über den RoIlkö'rper 10 an die Keilfläche 19, 19' andrückend® Rückstellfeder 15 und im Bremszylinder 14- ist ©ine Süctestell-

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feder 21 angeordnet. Der U-form ige Bügel 4 mit dem Bremszylinder 14 ist am Fahrzeugrahmen über nicht dargestellte, vorzugsweise an den Bremsbacken 2 und 3 angelenkte Pendel aufgehängt.

Die Keilfläche 19» 19' weist an ihrem dem Kolben 14' des BremsZylinders 14 entfernteren Keilflächen-Abschnitt 19' einen großen Keilwinkel zur Gegenfläche 20 und in ihrem dem Kolben 14' näherliegenden Keilflächen-Bereich 19 einen kleinen Keilwinkel auf. Der Übergang zwischen den Keilflächen-Bereichen 19, 19' liegt an einer Stelle des Keildruckstückes 12, die um einen geringen Sicherheitsabstand nach der kolbenabgewandten Seite hin versetzt auf die Anlagestelle des Rollkörpers 10 am Keildruckstück 12 nach Ausführen des durch die Summe der Abstände der Bremsbacken 2 und3 zur Bremsscheibe 1 sich ergebenden Anlegehubes, wie später noch erläutert, folgt.

Wird bei einer Bremsung durch Druckbeaufschlagen des Kolbens 14' das Keildruckstück 12 von der Kolbenstange 13 in Sichtung des Pfeiles 16 verschoben, so läuft der Eollkörper 10 auf den steilen Keilflächen-Abschnitt 19' auf und schiebt über die Druckfläche 9' das Widerlager 9 mit dem Schaftteil 8 in Sichtung des Pfeiles 17* "bis die Bremsbacke 3 zur Anlage an der Bremsscheibe 1 gelangt. Infolge der Steilheit des Keilflächen-Abschnittes 19' erfolgt aafosi die Verschiebung der Bremsbacke 3 mit kleiner

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Übersetzung zum Hubweg des Kolbens 14-' ;, die Übersetzung kann beispielsweise 1:1 betragen. Durch weiteres Verschieben des Keildruckstückes 12 in Pfeilrichtung 16 wird jjetzt der U-förmige Bügel 4- in Richtung des Pfeiles 18 verschoben, wobei die Bremsbacke 2 der Bremsscheibe 1 angenähert wird. Während dieser Hubbewegung befindet sich der Rollkörper 10 immer noch in Anlage am steilen Keilflächen-Abschnitt 19'» so daß auch diese Hubbewegung mit kleiner Übersetzung ausgeführt wird. Erst unmittelbar vor Anlage der Bremsbacke 2 an der Bremsscheibe 1, also unmittelbar vor Beendigen des Anlegehubes der Reibungsbremse, gelangt der Rollkörper 10 über die Knickstelle zwischen den Keilflächen-Abschnitten 19' und 19 auf den flachen Keilflächen-Abschnitt 19· Damit ändert sich die Übersetzung des das Keildruckstück 12, den Rollkörper 10 und das Widerlager 9 umfassenden Keilgetriebes von niedriger auf hohe Übersetzung und "der kleine, restliche Hubweg des Anlegehubes bis zur Anlage der Bremsbacke 2 an der Bremsscheibe 1 wird, bezogen auf den Hubweg des Kolbens 14', mit großer Übersetzung ausgeführt.

Durch den Übertritt des Rollkörpers 10 beim Bremsenanlegen vom Keilflächen-Abschnitt 19' auf den Keilflächen-Abschnitt 19 unmittelbar vor Beendigen des Anlegehubes der Reibungsbremse wird sichergestellt, daß zu Beginn des auf den Anlegehub folgenden Festbremshubes der Reibungsbremse, bei welchem die Bremsbacken 2 und 5

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großer Kraft an die Bremsscheibe 1 angepreßt werden, das Keilgetriebe 12, 10, 9 jedenfalls auf eine hohe Kraftübersetzung umgestellt ist. Während des auf den Anlegehub folgenden Pestbremshubes, welcher insbesondere durch die elastische Verformung des Bügels 4· sowie der übrigen Teile der Zuspannvorrichtung bedingt ist, wird also die Hubbewegung des Kolbens 14·' über den auf dem flachen Keilflächen-Abschnitt 19 abrollenden Rollkörper 10 mit großer Kraftübersetsung auf das Widerlager 9 übertragen, so daß die Bremsbacken 2 und 3 mit hoher Kraft an die Bremsscheibe 1 angepreßt werden.

Beim Lösen der Bremse werden alle Teile der Zuspannvorrichtung über die Rückstellfedern 15 und 21 in die dargestellten Ausgangslagen zurückgedrückt; es spielen sich dabei zu den vorstehend geschilderten umgekehrt verlaufende Vorgänge ab.

Durch den tfbersetzungswechsel des Keilgetriebe 12, 10, 9 kurz vor Beendigen des Anlegehubes wird erreicht, daß der Kolben 14' während des einen großen Teil des gesamten Bremshubes betragenden, jedoch nur kleine Kräfte erfordernden Anlegehubes die Bremsbacken 2 und 3 mit geringer Übersetzung bewegen kann und somit nur einen kleinen Hubweg ausführen muß. Der gesamte, vom Kolben 14·' zurückzulegende Bremshub wird hierdurch relativ klein gehalten.

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Bedingt durch den großen Keilwinkel des Keilflächen-Abschnittes 19' kann auf das Widerlager 9 eine relativ große, in Achsrichtung des Kolbens 14' wirkende Kraftkomponente ausgeübt werden, welche das Schaftteil 8 quer zu seiner Längsrichtung belastet. Zur Aufnahme dieser Kraftkomponente kann es auch zweckmäßig sein, das Widerlager 9 über einen nur angedeuteten, weiteren Rollkörper 22 in Wirkungsrichtung des Kolbens 14' gegen den Schenkel 6 abzustützen. Infolge der Yerschieblichkeit der Rollkörper 10, 11 und 22 relativ zu Achsrichtungen des Schaftteiles 8 bzw, des Kolbens 14· können bei der Ausführung nach 3?ig. 1 jedoch nicht alle störenden Kraftkomponenten vom Schaftteil 8 ferngehalten werden. Dies kann erst mit einer Ausführung nach Fig. 2 erreicht werden.

In Fig. 2 ist eine Bremseinheit zum Betätigen von Klotzoder Scheibenbremsen insbesondere von Schienenfahrzeugen dargestellt, bei welcher der Kolben 14' in einem Gehäuse 23 geführt ist. Das die Keilflächen-Abschnitte 19 und 19' aufweisende Keildruckstück 12 ist unmittelbar mit dem Kolben 14' verbunden. Das aus dem Gehäuse 23 ins Freie ragende Schaftteil 8 trägt an seinem dem Keildruckstück 12 zugewandten, das Widerlager 9 bildenden Ende mittig zu seiner Längsachse eine Rolle 10, welche an den Keilflächen 19' und 19 abzurollen vermag» Parallel zur Achsrichtung des Kolbens 14·' versetzt zur Rolle 10 ist am Schaftteil 8 eine weitere Rolle 2 gelagert, welche auf einer zur Achsrichtung

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des Kolbens 14 senkrechten Führungsbahn 24 abrollt. Die !Führungsbahn 24 ist starr im Gehäuse 23 gehalten. Am Gehäuse 23 ist mittels einer Lagerung 25 eine weitere Rolle 11 gelagert, welche auf der Gegenfläche 20 des Keildruckstückes 12 abrollen kann. Die Achse der Rolle 11 befindet sich in einer zur Achsrichtung des Kolbens 14' senkrechten Ebene, welche auch die Achse des Schaftteiles 8 enthält.

Die Funktion der Zuspannvorrichtung nach Fig. 2 entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 1; in-

10 und 11 folge der Lagerung der Rollen υ behalten diese ihre Lagen, bezogen auf die Achsrichtung des Schaftteiles 8j jedoch bei, so daß für alle Hubstellungen des Kolbens 14· und des Schaftteiles 8 eine völlige Entlastung des Schaftteiles 8 von Querkraftkomponenten erreicht wird. Durch entsprechende seitliche Versetzung von Keildruckstück 12 mit Rollen 10 und 11 einerseits und Rolle 22 mit Führungsbahn 24 andererseits ist erreichbar, daß das Keildruckstück 12 seitlich an der Führungsbahn 24 bei entsprechendem Hub des Kolbens 14' vorbeigleiten kann; hierdurch ist es möglich, das Gehäuse 23 bzw. die Bremseinheit sehr klein zu halten.

In Abänderung der Ausführung nach Fig. 2 kann es besonders zweckmäßig sein, die Rolle 22 gleichachsig sur Rolle 10 in Achshöhe des Schaftteiles 8 zu lagern; hierdurch ergibt sich die Möglichkeit für konstruktiv elegante Lösungen.

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Claims

-1587- Patentansprüche

1. Zuspannvorrichtung, insbesondere Bremseinheit, für drudnnittelbetatigbare Reibungsbremsen von fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, mit einem zwischen einen druckmittelbeaufschlagbaren Kolben und eine im wesentlichen senkrecht zu dessen Achse verschiebliche Druckstange eingeordneten Keilgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Keilflächen (19* , 19) des Keilgetriebes (12,10 und 9) in ihrem den Anlegehub der Reibungsbremse (1, 2, 3) entsprechenden Arbeitsbereich einen großen Keilwinkel und in ihrem dem 3?estbremshub der Reibungsbremse entsprechenden Arbeitsbereich einen kleinen Keilwinkel aufweist.

2· Zuspannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kolben mit einem im wesentlichen parallel zu seiner Achse verschieblichen Keildruckstück verbunden ist, zwischen dessen Keilfläche und einem dieser gegenüberstehenden Widerlager zumindest ein erster Rollkörper bzw. eine erste Rolle eingeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilfläche (19', 19) in einem dem Kolben (14') entfernteren Abschnitt (19¹) den großen und in einem dem Kolben näher liegenden Abschnitt (19) den kleinen Keilwinkel aufweist.

-Ί2-

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3. Zuspannvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Widerlager mit der Druckstange verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (9) in Wirkrichtung des Kolbens (14-') über zweite Sollen bzw. zweite Rollkörper (22) abgestützt ist.

4. Zuspannvorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Rollen (22) am Widerlager (9) gelagert und auf einer festen, senkrecht zur Achsrichtung des Kolbens (Ή¹) verlaufenden Mihrungsbahn (24) geführt sind.

5. Zuspannvorrichtung nach Anspruch 4, wobei auch die ersten Rollen am Widerlager gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Rollen (10 und 22) zueinander gleichachsig oder höchstens in Achsrichtung des Kolbens (14-¹) zueinander versetzt am Widerlager (9) gelagert sind.

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