DE2708624A1

DE2708624A1 - Federspeicherbremszylinder fuer druckmittelbremsen, insbesondere von schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE2708624A1
Application number: DE19772708624
Authority: DE
Inventors: Pierre Baronnet
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1977-02-28
Filing date: 1977-02-28
Publication date: 1978-08-31
Also published as: FR2393194A1; FR2393194B1

Description

München, den 9.2.1977

TP-si η -1403-

KIiORE-BEEIiSE GmbH, 8000 München 40, Moosacher Straße 80

Federspeicherbremszylinder für Druckmittelbremsen, insbesondere von Schienenfahrzeugen

Die Erfindung betrifft einen Federspeicherbremszylinder für Druckmittelbremsen, insbesondere von Schienenfahrzeugen, mit einem von einer Speicherfeder entgegen einem druckmittelbeaufschlagten Kolben, der über ein Gestänge mit einem um eine Querachse schwenkbar an einem Bremsgestänge anlenkbaren Kolbenstangenkopf verbunden ist, wobei in das Gestänge ein eine Gewindespindel und eine mit dieser über ein nicht selbsthemmendes Gexfinde verschraubte Mutter umfassendes Übertragungsglied und eine sich von diesem zum Kolbenstangenkopf erstreckende Stange eingeordnet sind, wobei ein Teil des Übertragungsgliedes längsverschieblich, aber drehfest und das andere Teil des Übertragungsgliedes längsverschieblich und über eine in Verschraubrichtung in Bremskraftrichtung sperrende Einweg-Drehkupplung in einer Drehrichtung drehfest geführt ist, und wobei die Einweg-Drehkupplung eine im wesentlichen quer zur Achsrichtung des Übertragungsgliedes beweglich in einem Gehäuse geführte Ratschenklinke aufweist, die durch mechanische Betätigung oder durch Druckmittel^beaufschlagen eines Schaltkolbens ausrastbar ist.

Mt der DT-OS 1 605 279 ist bereits ein Federspeicherbremszylinder bekannt geworden, bei welchem die Gewindespindel

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eines üblichen Ilachstellers über eine willkürlich schaltbare Drehkupplung mit einer einen Kolbenstangenkopf tragenden Stange verbunden ist. Nach Lösen der Drehkupplung ist die Gewindespindel frei drehbar und kann sich entgegen der Kraftrichtung der Speicherfeder in das Zylindergehäuse hinein schrauben. Die Sperrklinke der Drehkupplung ist hierbei zur einen Seite der Gewindespindel senkrecht zu dieser verschieblich im Gehäuse der Drehkupplung geführt; trotz relativ grossem Gehäusedurchmesser weist die Sperrklinke nur eine sehr kurze Führungslänge auf, ihre Führung ist daher unter dem bremskraftabhängig von der Gewindespindel auf sie einwirkenden Drehmoment hoch beansprucht, was zu raschem Verschleiß und Verklemmungen führen kann.

Aus der DT-OS 2 608 502 ist es bekannt, bei einem Federspeicherbremszylinder der eingangs genannten Art das Gehäuse der Einweg-Drehkupplung fest mit dem Zylindergehäuse zu verbinden. Auch hier weist die Sperrklinke jedoch nur eine kurze Führungslänge auf.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Sperriegel sowohl mit einer mechanischen Betätigungsvorrichtung wie auch mit einem Schaltkolben zu versehen, derart, daß er sowohl mechanisch wie auch durch Druckmittelbeaufschlagen des Schaltkolbens entgegen einer Federkraft ausrastbar ist. Auch nach diesem Vorschlag ist die Sperrklinke mit einer nur kurzen Führung slänge geführt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Federspeicherbremszylinder der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß unter Vermeiden eines nennenswerten, zusätzlichen Baumbedarfes die Hatschenklinke eine große Führungslänge erhält.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Hatschenklinke und der Schaltkolben gleichachsig auf gegenüberliegenden Seiten der Stange im Gehäuse geführt angeordnet und mittels eines in einer Durchbrechung mit Spiel von der Stange durchsetzten, im Gehäuse quer zur Achsrichtung beweglichen Verbindungskörpers miteinander verbunden sind.

Um bei mechanischer Betätigung den Schaltkolben nicht mitbewegen zu müssen, kann nach einem weiteren Merkmal der Verbindung skörper mit der Ratschenklinke starr und mit dem Schaltkolben über einen in einer Bohrung geführten Bolzen geführt und eine nur in Ausheberichtung der Schaltklinke wirksame Anschlagkupplung verbunden sein.

Falls in aus der DT-OS 1 605 279 bekannter Weise die Einweg-Drehkupplung in die Stange eingeordnet ist, ist es nach einem v/eiteren Merkmal der Erfindung zweckmäßig, das dem Übertragungsglied zugewandte Ende der Stange kreuz ge lenlcar tig am Übertragungsglied anzulenken. Trotz Schwenkmöglichkeit der Stange mitsamt der Einweg-Drehkupplung relativ zum Zylindergehäuse ist hierdurch das der Stange zugewandte Teil des Übertragungsgliedes über die Stange drehfest haltbar.

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In Abänderung hierzu ist eine zweckmäßige Ausgestaltung des Federspeicherbremszylinders nach der Erfindung auch dadurch erreichbar, daß das Gehäuse wie bekannt starr am Zylindergehäuse angeordnet ist und daß das von der Einweg-Drehkupplung sperrbare Teil des Übertragungsgliedes kolbenstangenkopfseitig einen Zylinder aufweist, dessen Außenmantel eine mit der Ratschenklinke zusammenwirkende Sperrverzahnung trägt und in welchem über Axiallager drehbar ein Zwischenteil gelagert ist, an welchem zumindest parallel zur Querachse schwenkbar die Stange angelenkt ist. Bei beiden Ausführungsformen können durch Bewegungen des Bremsgestänges bedingte Schwenkbewegungen der Stange von dieser günstig, bei kleiner Baulänge des Federspeicherbremszylinder s, ausgeführt v/erden.

In der Zeichnung sind nach der Erfindung ausgestaltete Federspeicherbremszylinder beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen teilweise aufgeschnittenen Federspeicherbremszylinder in Seitenansicht, Fig. 2 den gleichen Zylinder ebenfalls teilweise

aufgeschnitten in Stirnansicht, Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Federspeicherbremszylinders teilweise aufgeschnitten in Seitenansicht und

Fig. 4- einen Einblick in das geöffnete Gehäuse der Einweg-Drehkupplung.

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Gemäß Fig. 1 befindet sich in einem Zylindergehäuse 1 ein Kolben 2, welcher einerseits über einen Leitungsanschluß 3 mit Druckmittel beaufschlagbar und andererseits von Speicherfedern 4- belastet ist. Auf Seiten der Speicherfedern 4· trägt der Kolben 2 ein Rohrteil 5» welches in einem es umgebenden, mit dem Zylindergehäuse 1 starr verbundenen Führungsrohr 6 längsverschieblich geführt ist. Das Führungsrohr 6 ist mit einem Längsschlitz 7 versehen, in welchen der Kopf einer eine Mutter 8 im Rohrteil 5 haltenden Schraube 9 geführt ist. Die Kutter 8 ist somit längsverschieblich,aber undrehbar im Zylindergehäuse 1 geführt. Mit der Mutter 8 ist über ein nicht selbsthemmendes Gewinde eine in das Rohrteil 5 eingreifende Gev/indespindel 10 verschraubt. Die Gewindespindel 10 trägt an ihrem dem Kolben 2 abgewandten Ende einen Zylinder 11, in welchem über Axiallager 12 ein Zwischenteil 15 drehbar gelagert ist. Im Zwischenteil 13 ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, mittels eines Querbolzens 14 ein kugelartiger Lagerkörper 15 gehalten, auf welchem mittels einer Kugelschale 16 das augenartig ausgebildete Ende 17 einer Stange 18 gelagert ist. Andererseits ist die Stange 18 mit einem Kolbenstangenkopf 19 verbunden, welcher mittels einer Bohrung 20 um eine zum Querbolzen 14 parallele Querachse schwenkbar an einem nicht dargestellten Bremsgestänge anlenkbar ist.

Mit dem Deckel des Zylindergehäuses 1 ist einstückig ein Gehäuse 21 verbunden, innerhalb welchem der Zylinder 11 mittels einer Keil-Nut-Führung 22 längsverschieblich, aber undrehbar

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einen Ringkörper 23 trägt, der an seinem Außenumfang mit einer einseitig wirksamen Sperrverzahnung 24 versehen ist. In die Sperrverzahnung 24 greift eine Ratschenklinke 25 ein, welche senkrecht zur Achsrichtung des aus der Mutter 8 und der Gewindespindel 10 gebildeten Übertragungsgliedes verschieblich im Gehäuse 21 geführt und von einer Feder 26 in Eingriffsrichtung belastet ist. An ihrem aus dem Gehäuse 21 ins Freie ragenden Ende greift an der Ratschenklinke 25 ein Hebel 27 an, welcher um eine Abstützung 28 schwenkbar ist und dabei die Ratschenklinke 25 entgegen der Federkraft 26 aus der Sperrverzahnung 24 aushebt. Im Gehäuse 21 ist mit der Ratschenklinke 25 ein Verbindungskörper 29 starr verbunden, welcher in einer Durchbrechung 30 mit weitem Spiel vom Zylinder 11 und der Stange 18 durchsetzt ist, und welcher, bezogen auf diese Teile, gegenüberliegend zur Ratschenklinke 25 über eine in Ausheberichtung der Ratschenklinke wirksame Anschlagkupplung 31 mit einem gleichachsig zur Ratschenklinke 25 im Gehäuse 21 geführten Schaltkolben 32 gekoppelt ist. Zur gegenseitigen Führung trägt der Schaltkolben 32 einen Bolzen 33» der in eine Bohrung 34· des Verbindungskörpers 29 eingreift. Auf der der Ratschenklinke 25 abgewandten Seite ist der Schaltkolben 32 über einen Druckmittelanschluß 35 druckmittelbeaufschlagbar. Unter bestimmten Steuerungsverhältnissen, Vielehe hier nicht \ireiter erläutert zu werden brauchen, ist es erforderlich, den Schaltkolben 32 auch auf seiner anderen Seite mit Druckmittel beaufschlagen zu können; hierzu kann in nicht dargestellter Weise die Beaufschlagungskammer 36

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abgedichtet und ebenfalls nit einem Druckmittelanschluß versehen vrerden.

Der Federspeicherbremszylinder arbeitet in üblicher, bekannter Weise:

Bein Drvicknxttelbeauf schlagen des Kolbens 2 wird dieser unter Spannen der Speicherfedern 4 in die dargestellte Lage geschoben. Die drehfest gehaltene Mutter 8 verschraubt sich dabei unter Drehen der Gewindespindel 10 auf dieser in Eichtung zum Eolbenstangenkopf 19. Die aus der Sperrversahnung 24 und der Batschenklinke 25 gebildete Einweg-Drehkupplung löst sich selbsttätig in Richtung der hierbei auftretenden Drehung der Gewindespindel 10. Der Federspeicherbremszylinder nimmt anschließend seine dargestellte, brensbereite Stellung ein.

Wird beim nachfolgenden Abbau der Druckmittelbeaufschlagung des Solbens 2 die Bremskraft des Federspeicherbremszylinders nicht benötigt, so ist der Schaltkolben 32 vermittels des Drucknittelanschlußes 35 mit Druckmittel zu beaufschlagen, wodurch er über die Anschlagkupplung 31 und den Verbindungskörper 29 die Eatschenklinke 25 entgegen der Federkraft aus der Sperrverzahnung 24 aushebt. Bei der nachfolgenden Rückbewegung des Kolbens 2 unter der Kraft der Spοicherfedern 4 kann sich daher die Gewindespindel 10 bei gelöster Einx^eg-Drohkupplung 24, 25 wiederum frei drehen, so daß sich bei stohendbleibender Stange 18 die Mutter 8 auf der sich drehenden Gewindespindel 10 in Entfernungsrichtung vom Kolbenstangenkopf 19 verschraubt. Die Axiallager 12 ermöglichen hierbei

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eine leichte Drehung der Gewindespindel 10 trotz stehendbleibender Stange 18.

Falls jedoch beim Beaufschlagungs-Abbau des Kolbens 2 die Bremskraft des Federspeicherbremszylinder benötigt wird, ist der Schaltkolben 32 unbeaufschlagt zu halten. Die aus der Ratschenklinke 25 und der Sperrverzahnung 24 gebildete Einweg-Drehkupplung bleibt daher eingerastet und hält die Gewindespindel 10 derart drehfest, daß sich die Mutter 8 bei der unter der Kraft der Speicherfedern 4- einsetzenden Bewegung des Kolbens 2 nicht auf ihr verschrauben kann. Die Gewindespindel 10 wird daher mit dem Kolben 2 mitgenommen und überträgt ihre Verschiebung über den Zylinder 11 und das Axiallager 12 sowie das Zwischenteil 13 auf die Stange 18, welche über den Kolbenstangenkopf 19 das nicht dargestellte Bremsgestänge in Bremsbetätigunp;srichtung bewegt und die Bremsen anzieht.

Sollen nachfolgend bei fehlendem Druckmittel die Bremsen wieder gelöst werden, so ist die Ratschenklinke 25 mechanisch durch Schwenken des Hebels 27 um seine Abstützung 23 aus der Sperrverzahnung 24- auszuheben: Die 3inweg-Drehkupplung wird somit gelöst und die Mutter 8 verschraubt sich unter dem nun ermöglichten Drehen der Gev/inde spindel 10 auf dieser in Entfernungsrichtung vom Kolbenstancenkopf 19. Falls am Bremsgestänge eine Lösefeder vorgesehen ist, kann diese zusätzlich über den Kolbenstangenlcopf 19 die Stange 18 aus dem Zylindergehäuse 1 herausziehen, v/o-

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bei eine v/eitere Verschraubung der Mutter 8 auf der Gewindespindel 10 stattfindet.

Es ist ersichtlich, daß bei eingerasteter Einweg-Drehkupplung, gespannten Speieherfedern 4 und nicht druckmittelbeaufschlagtem Kolben 2 die Lagerung der Ratschenklinke 25 durch das von den Speicherfedern 4 über die Verschraubung der Mutter 8 auf der Gewindespindel 10 bewirkte Drehmoment belastet ist, welches die Ratschenklinke 25 senkrecht zu ihrer Verschieberichtung zu kippen sucht. Dieses auf die Ratschenklinke 25 einwirkende Kippmoment wird durch ein Kräftepaar aufgenommen, welches an weit voneinander entfernten Stellen einerseits an der Längsführung der Ratschenklinke 25 im Gehäuse 21 und andererseits an der Führung des Schaltkolbens 32 ebenfalls im Gehäuse 21 wirkt und daher relativ klein ist. Die am Schaltkolben 32 angreifende Führungskraft wird dabei über den Bolzen 33 und. die Bohrung 34 sowie den Verbindungskörper 29 auf die Ratschenklinke 25 übertragen. Die Ratschenklinke 25 weist also eine sehr große, sich nahezu über den ganzen Durchmesser des Federspeicherbremszylinders erstreckende Führungslänge auf und wird daher verkantungs- und verklemmungsicher mit nur geringer" Reibung geführt. Infolge ihrer geringen Belastung sind die Führungsstellen der Ratschenklinke 25 weiterhin nur einem geringen Verschleiß unterworfen. Weiterhin weist die Anordnung den Vorteil auf, daß die gesamte Fläche des Gchaltkolbens 32 vom durcli den Druckmittelanschluß 35 zuführbaren Druckmittel beaufschlagt wird, er daher bei kleinem Durchmesser eine

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große Kraft abzugeben vermag. Der Schaltkolben 32 kann daher relativ klein gehalten werden.

Während der Federspeicherbremszylinder nach Fig. 1 und 2 ziehend wirkt, arbeitet der Federspeicherbremszylinder nach Fig. 3 und- 4 druckend. Die Belastungsrichtung des Kolbens 2 durch Druckmittelbeaufschlagung bzw. die Kraft der Speicherfedern 4 ist hierbei umgekehrt.

Bei der Ausführung des Federspeicherbremszylinders nach Fig. und M- ist die Gewindespindel 10 mittels eines Führungsrohres 38 längsverschieblich im Zylindergehäuse 1 geführt. Das Führungsrohr 38 ist über ein Kreuzgelenk 39 mit einem Stangenteil 18a verbunden, welches in das vom Zylindergehäuse 1 abgetrennte Gehäuse 21 der Einweg-Drehkupplung führt, in diesem eine Sperrverzahnung 2M- trägt und mittels eines Wälzlagers drehbar gelagert ist. Das Gehäuse 21 ist mit dem Kolbenstangenkopf 19 starr verbunden. Die Ratschenklinke 25 trägt zu ihrer mechanischen Betätigung einen Ring 41, mittels welchem sie entgegen der Kraft der Feder 26 aus der Sperrverzahnung 24 aushebbar ist. Vom Gehäuse 21 erstreckt sich ein Faltenbalg zum Zylindergehäuse 1. Im weiteren entspricht die Ausführung nach Fig. 3 und 4 des Federspeicherbremszylinders derjenigen nach Fig. 1 und 2 und braucht daher nicht weiter erläutert zu werden. Zur Verdeutlichung sind in die Figuren 3 und 4 einige weitere Bezugszahlen eingezeichnet, welche den Bezugszahlen nach Fig. 1 und 2 entsprechen.

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Auch in der Funktionsweise stimmen die beiden dargestellten Ausführungsformen des Federspeicherbremszylinders weitgehend überein; als nennenswerter Unterschied ist lediglich zu erwähnen, daß bei der Ausführung nach Fig. 5 und 4 das über die Verschraubung auf die Gewindespindel 10 von der Kraft der Speicherfedern 4 ausgeübte Drehmoment über das Gehäuse 21 nicht gemäß der Ausführung nach Fig. 1 auf das Zylindergehäuse 1, sondern über den Kolbenstangenkopf 19 auf das nicht dargestellte Bremsgestänge abgeleitet wird.

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Claims

Patentansprüche

M. Federspeicherbremszylinder für Drucknitterbremsen insbesondere von Schienenfahrzeugen, mit einem von einer Speicherfeder entgegen einem druckmittelbeaufschlagten Kolben, der über ein Gestänge mit einem um eine Querachse schwenkbar an einem Bremsgestänge anlenkbaren Kolbenstangenkopf verbunden ist, wobei das Gestänge ein eine Gewindespindel und eine mit dieser über ein nicht selbsthemmendes Gewinde verschraubte Mutter umfassendes Übertragungsglied und eine sich von diesem zum Kolbenstangenkopf erstreckende Stange angeordnet sind, wobei ein Teil des Übertragungsgliedes längsverschieblich, aber drehfest und das andere Teil des Übertragungsgliedes längsverschieblich und über eine in VerSchraubrichtung in Bremskraftrichtung sperrende Einweg-Drehkupplung in einer Drehrichtung drehfest geführt ist, und wobei die Einweg-Drehkupplung eine im wesentlichen quer zur Achsrichtung des Übertragungsgliedes beweglich in einem Gehäuse geführte Satschenklinke aufweist, die durch mechanische Betätigung oder durch Dructaaittelbeaufschlagen eines Schaltkolbens ausrastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ratschen^· klinke (25) und der Schaltkolben (32) gleichachsig auf gegenüberliegenden Seiten der Stange (18) im Gehäuse (21) geführt angeordnet und mittels eines in einer Durchbrechung (30) mit Spiel von der Stange (13) durchsetzten, im Gehäuse quer zur Achsrichtung beweglichen Verbindungskör-

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ORIGINAL INSPECTED

pers (29) miteinander verbunden sind.
2. federspeicherbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungckörper (29) mit der liat schenklinke (25) starr und mit dem Schaltkolben (32) über einen in einer Bohrung (34·) geführten Bolzen (33) geführt und eine nur in Ausheberichtung der Ratschenklinke wirksame Anschlagkupplung (3Ό verbunden ist.
3. Federspeicherbremszylinder nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sinweg-Drehkupplung in die Stange eingeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Übertragungsglied (8, 10) zugewandte Ende der Stange (18a) kreuzgelenkartig (Kreuzgelenk 39) am Übertragungsglied angelenkt ist.

4-. !Federspeicherbremszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse(21) wie bekannt starr am Zylindergehäuse (1) angeordnet ist und daß das von der Einweg-Drchkuppluns sperrbare Teil (GexriJidespindel 10) des Übertragungsgliedes (8, 10) kolbenstangenkopfseitig einen Zylinder (11) aufweist, dessen Außenmantel eine mit der Ratschenklinke (25) zusammen^wirkende Sperrverzahnung (24-) trägt und in welchem über Axiallager (12) drehbar ein Zwischenteil (13) gelagert ist, an welchem zumindest parallel zur Querachse schwenkbar die Stange (18) angelenkt ist.

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