DE2730959B2

DE2730959B2 - Zuspannvorrichtung für Reibungsbremsen, insbesondere von Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE2730959B2
Application number: DE2730959A
Authority: DE
Inventors: Julius 8057 Eching Nadas; Josef 8000 Muenchen Staltmeir
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1977-07-08
Filing date: 1977-07-08
Publication date: 1980-04-03
Also published as: SE7805725L; DE2730959A1; CH630709A5; SE429122B; DE2730959C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Zuspannvorrichtung für Reibungsbremsen, insbesondere von Schienenfahrzeugen, mit den im Gattungsbegriff des Patentanspruches 1

>^s genannten Merkmalen.

Eine derartige Zuspannvorrichtung ist bereits bekannt (DE-OS 25 13 870). Der Kolben des Bremszylinders ist hierbei fest mit einem zu ihm parallelen Keügüed verbunden, das eine dreiecksähnliche Form aufweist und das einerseits über eine zur Kolbenachse parallele Führungsbahn gegen eine an einem gehäusefesten Drehlager als festes Widerlager gelagerte Rolle abgestützt ist und an dessen anderseitig angeordneter Keilfläche ein Rollkörper abrollbar ist, welcher an dem im Gehäuse senkrecht zur Achsrichtung des Kolbens verschieblich gelagerten Ausgangsglied drehbar gelagert ist. Bei dieser bekannten Zuspannvorrichtung fehlen jedoch Mittel, welche ohne Biegebelastung des Ausgangsgliedes die von dem Keilgetriebe auf dieses ausgeübte Querkraftkomponente aufnehmen könnten. Das Ausgangsglied ist hierbei im allgemeinen in Schiebeführungen längsverschieblich gelagert; die erwähnten Querkraftkomponenten belasten diese Lagerstellen und ergeben hier unerwünschte Reibung und Abnutzung.

Bei dieser bekannten Zuspannvorrichtung ist auch bereits vorgesehen, daß die r'zm Anlage- bzw. Festbremshub der Reibungsbremse zuordenbaren Bereiche der Keilfäche unterschiedliche Steigungswinkel aufweisen können — im Anlegebereich ein großer, im Festbremsbereich ein kleiner Steigunswinkel —, um ein rasches Bremsenanlegen mit geringer Kraftübersetzung und sodann ein kräftiges Zuspannen der Reibungsbremse mit hoher Kraftübersetzung zu erreichen und somit

*5 den Gesamthub für den Kolben des Bremszylinders gering zu halten.

Mit der DE-OS 24 07 951 ist ein gattungsfremdes Keilgetriebe für Bremsbetätigungsvorrichtungen bekanntgeworden, bei welchem die Krafteinleitungs- und Kraftabgaberichtung im wesentlichen, abgesehen von geringen Richtungsänderungen der Kraftabgaberichtung durch eine einseitig pendelartige Führung einer Kraftabgabestange, parallel und annähernd gleichachsig zueinander verlaufen. Eine Krafteinleitungsstange liegt hierbei mit einer Rolle an einer ungleichmäßig gekrümmten Keilfläche an, die seitlich an einem sich etwa senkrecht zur Krafteinleitungsrichtung erstrekkenden Hebelglied angeordnet ist. Außerdem ist die Krafteinleitungsstange über eine an ihr angelenkte

μ Lasche und einen in ein Langloch der Lasche eingreifenden, am Hebelglied etwa mittig angeordneten Lagerbolzen sowie eine federnde Verspannung zwischen Lasche und Lagerbolzen mit dem Hebelglied gekoppelt. Das Hebelglied ist nahe seines einen Endes mittels eines Drehlagers drehbar am Gehäuse gelagert und endet andererseits mit einer konvex gewölbten Keilfläche, an welche ein an einem federbelasteten Hebel gelagerter Rollkörper abrollbar angedrückt wird.

Die Kraftabgabestange ist mittels des Lagerbolzens am Hebelglied angelenkt

Die US-PS 17 60 624 zeigt eine ebenfalls gattungsfremde Zuspannvorrichtung für Bremsen, bei welcher der Kolben eines Bremszylinders über eine Lasche an einem Ende eines Übersetzungs- oder Keilhebels angelenkt ist 4er nahe seines anderen Endes drehbar am Gehäuse gelagert ist An einer gegebenenfalls keilartig ausgebildeten Seitenflanke des Übersetzungsoder Keilhebels liegt abrollbar ein Rollkörper an, der am Ende einer sich parallel zur Achse des Bremszylinders neben diesem erstreckenden Kraftabgabestange gelagert ist

Schließlich ist es auch bereits bekannt, zum Zuspannen von Bremsen einen senkrecht zur Kraftabgaberichtung verschieblich gelagerten Bremszylinderkolben über ein etwa in Kraftabgaberichtung verlaufendes, kniehebelartiges Viergelenkgetriebe mit einem Kraftabgabeglied zu koppeln (CH-PS 5 07 117), und insbesondere zum Anheben von Lasten ßin K eilgeiriebe mit einem Keilhebel vorzusehen, dessen eines Ende an der Lastplattform und über einen Lenkerhebel an einem Gehäuse angelenkt ist, nahe dessen anderem, gerundeten Ende über einen Rollkörper ein rechtwinklig zur Lastrichtung verschieblicher Druckstößel andrückbar ist und der auf der dem Druckstößel abgewandten Seitenflanke eine Keilfläche trägt, auf welcher ein am Gehäuse drehbar gelagerter Rollkörper abrollbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuspannvorrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß bei geringem Bauaufwand das Ausgangsglied wenigstens weitgehend von unerwünschten Querkraftkomponenten entlastet ist, also ein hoher Wirkungsgrad der Zuspannvorrichtung erreichbar ist, wobei die Zuspannvorrichtung eine möglichst kompakte Bauweise aufweisen und somit infolge kleiner Außenabmessungen nur einen geringen Einbauraum benötigen s.ill.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Kombination der im Merkmal des Patentanspruches 1 genannten Merkmale a) bis c) gelöst.

Die Merkmalgruppe a) bzw. b) ist aus der eingangs genannten DE-OS 24 07 951 bzw. US-PS 17 60 624 bekannt.

Die nach der weiteren Erfindung zweckmäßige Ausgestaltung der Zuspannvorrichtung kann den Merkmalen der Unteransprüche entnommen werden, für welche nur im Zusammenhang mit Patentanspruch 1 Schutz begehrt wird.

In de;:. Zeichnungen Fig. 1 und 2 sind zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele von nach der Erfindung ausgebildeten Zuspannvorrichtungen schematisch dargestellt.

Gemäß Fig. I ist als Bremsmotor 1 ein Bremszylinder vorgesehen, in welchem ein über einen Lufteinlaß 2 druckmittelbeaufschlagbarer Kolben 3 axial verschieblich und in bekannter, hier nicht näher zu beschreibender Weise aus der Achsrichtung des Bremszylinders 1 auslenkbar gelagert ist. Der Kolben 3 trägt als Kraftabgabeglied eine Kolbenstange 4, deren Ende schwenkbar im mittleren Bereich eines zur Kolbenstange 4 im wesentlichen senkrecht verlaufenden Hebelgliedes 5 angelenkt is·. Das eine Ende des Hebelgliedes 5 ist über einen Bolzen 6 an einem Ausgangsglied 7 schwenkbar angelenkt welches in einem an den Bremszylinder 1 angeflanschten Gehäuse 8 im wesentlichen senkrecht zum Kolben 3 verschieblich gelagert ist. Am ins Freie ragende: Ende des Ausgangsgliedes 7, welches eine in Pfeilrichtung II gerichtete Zuspannkraft abzugeben vermag, sind die Reibglieder der insgesamt nicht dargestellten Reibungsbremse angelenkt Das Hebelglied 5 ist ähnlich einem rechteckigen Dreieck ausgebildet, wobei die eine, dem Ausgangsglied 7 abgewandte, Seite als konvex gekrümmte Keilfäche 9 ausgebildet ist Diese Keilfläche 9 weist eine über ihre Länge ungleichmäßige Krümmung gemäß F i g. 1 auf und liegt an einem Rollkörper 10 an, der am als festes

to Widerlager dienenden Gehäuse 8 drehbar gelagert ist

Das Ausgangsglied 7 ist innerhalb des Gehäuses 8 mit einem vorspringenden Nocken 11 versehen, an welchem ein Nocken 12 einer im Gehäuse 8 das Ausgangsglied 7 senkrecht überkreuzend drehbar gelagerten Handbremswelle 13 anliegt

Der Kolben 3 ist gegenüberliegend zu seiner Druckmittelbeaufschlagung von einer Rückdruckfeder 14 belastet
Bei gelöstem Zustand der Reibungsbremse nimmt die Zuspannvorrichtung die aus F i g. 1 ersichtliche Lage ein: Der Kolben 3 befindet sich in seiner oberen Endlage und der Rollkörper 10 liegt etwa am dem Kolben 3 abgewandten Ende der Keilfäche 9 an. Eine Verbindungslinie 15 vom durch den Bolzen 6 gebildeten Drehlager 16 zur Anlagestelle 17 der Keilfläche 9 am Rollkörper 10 verläuft etwa senkrecht zur Kraftabgaberichtung gemäß Pfeil I, und die Gelenkverbindung 18 zwischen der Kolbenstange 4 und dem Hebelglied 5 befindet sich auf Seiten des Bremszylinders 1 weit seitlich versetzt neben dieser Verbindungslinie 15.

Wird zum Bremsen der Kolben 3 durch Druckmittelbeaufschlagung gemäß Fig. 1 nach unten yerschoben, so wird das Hebelglied 5 um das Drehlager 16 im Uhrzeigersinn gedreht; die Keilfläche 9 wälzt sich dabei auf dem Rollkörper 10 ab, wobei das Hebelglied 5 und das mit diesem über das Drehlager 16 gekoppelte Ausgangsglied 7 infolge der ungleichmäßigen Krümmung der Keilfläche 9 gemäß F i g. I nach links versetzt wr^den. Durch dieses Verschieben des Ausgangsgliedes

<o wird die Reibungsbremse zugespannt.

Infolge der Geometrie der Anordnung des Drehlagers 16 und der Gelenkverbindung 18 sowie der ihre Lage ändernden Anlegestelle 17 eriährt dabei die Gelenkverbindung 18 eine Abwärtsbewegung im

Ί5 wesentlichen in Kraftabgaberichtung I ohne nennenswerte Seitenversetzungen nach links oder rechts.

Der Nocken 11 hebt sich dabei vom Nocken 12 der ihre Lage beibehaltenden Handbremswelle 13 nach links ab.

Beim Lösen spielen sich entsprechend umgekehrte Vorgänge ab.

Beim Betätigen der Handbremse wird die Handbremswelle 13 gemäß Fig. I nach links gedreht, wobei der Nocken 12 den Nocken 11 nach l'nks drückt und somit eine entsprechende Verschiebung des Ausgangsgliedes 7 mit Zuspannen der Reibungsbremse bewirkt.

Die Zuspannvi /richtung nach F i g. 2 entspricht in wesentlichen Teilen derjenigen nach Fig. 1; die entsprechenden Teile sind mit gleichen Bezupszeichen

w) bezeichnet Bei der Zuspannvorrichtung nach F i g. 2 ist das wiederum ähnlich einem Dreieck gestaltete Hebelglied 5' nahe seines rechten Endes mittels eines Drehlagers 16' an. als festes Widerlager dienenden Gehäuse 8 schwenkbar angelenkt und trägt an seiner gegenüberliegenden Seite eine Keilfläche 19, welche konvex mit unterschiedlicher Krümmung ausgebildet ist. An der Keilfläche 19 liegt der Rollkörper 10' an, welcher drehbar am Ausgangsglied 7 gelagert ist Die

Gelenkverbindung 18 der Kolbenstange 4 mit dem Hebelglied 5' ist derart angeordnet, daß nach Zurücklegen des halben Maximalhubes des Kolbens 3 im Bremsmotor 1 eine Verbindungslinie 20 zwischen dem Drehlager 16' und der Gelenkverbindung 18 etwa senkrecht zur Kraftabgaberichtung gemäß Pfeil I verläuft; der Rollkörper 10' liegt dabei annähernd in der Mitte der Längserstreckung der Keilgetriebe 19 an dieser an. Die Anlagestelle befindet sich dabei auf Seiten des Bremsmotors 1 neben der Verlängerung der Verbindungslinie 20. Das Ausgangsglied 7 ist dabei bereits um einen bestimmten Hubweg nach links verschoben, und die Reibungsbremse befindet sich bereits im Bereich ihres Festbremshubes. Hier erfährt infolge der besonderen Geometrie der Anordnung des Drehlagers 16' und der Gelenkverbindung 18 am Hebelglied 5' die Gelenkverbindung 18 während der Hubbewegungen des Kolbens 3 eine Kreisbewegung um das Drehlager 16', wobei die Gelenkverbindung 18 im wesentlichen Vertikalbewegungen und nur geringe Horizontalverschiebungen erfährt. Auch hier bleiben somit die Kippbewegungen der Kolbenstange 4 und des Kolbens 3 gering. Im übrigen entsprechen der Aufbau und die Funktion der Zuspannvorrichtung nach Fig. 3 weitgehend derjenigen nach Fig. I und braucht daher nicht wiederholt zu werden.

Es ist offensichtlich, daß bei beiden Ausführungsformen der Zuspannvorrichtung das Ausgangsglied 7 weitgehend von Querkräften, die parallel zur Kraftabgaberichtung gemäß Pfeil I wirken, entlastbar ist. Durch entsprechende Gestaltung der Keilfläche 9 bzw. 19 ist es möglich, neben einem Steigungswechsel des aus dieser Keilfläche und dem mit ihr zusammenwirkenden

ίο Rollkörper 10 bzw. 10' gebildeten Keilgetriebes entsprechend der Kraftanforderung der Reibungsbremse in deren einzelnen Hubbereichen — große Steigung entsprechend der geringen Kraft- und großen Wegübersetzung im Bereich des Anlegehubes, geringe

π Steigung entsprechend der großen Kraft- und damit kleinen Wegübersetzung im Bereich des Festbremshubes — eine sehr weitgehende bis völlige Entlastung des Ausgangsgliedes 7 von Querkräften zu erreichen Die hierdurch bewirkte Entlastung der Führung des Ausgangsgliedes 7 wirkt sich reibungs- und verschleißmindernd aus, so daß die Zuspannvorrichtungen einen hohen Wirkungsgrad und eine geringe Störanfälligkeil aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patenunsprüche:

1, Zuspannvorrichtung für Reibungsbremsen, insbesondere von Schienenfahrzeugen, mit einem Keilgetriebe, das zwischen einem Kraftabgabeglied eines insbesondere als Bremszylinder ausgebildeten Bremsmotors und einem Ausgangsglied für die Zuspannkraft eingeordnet ist, wobei die Kraftabgabeberichtung des Bremsmotors und die Wirkrichtung der Zuspannkraft wenigstens annähernd senkrecht zueinander verlaufen und wobei das Keilgetriebe ein mit dem Kraftabgabeglied verbundenes Keilglied aufweist, das einerseits über ein in Zuspannrichtung versetzt angeordnetes Drehlager abgestützt ist und andererseits eine mit einem Rollkörper zusammenwirkende Keilfläche trägt, wobei die \chsen des Drehlagers und des Rollkörpers zur Zuspannrichtung und zur Kraftabgaberichtung des Bremsmotors senkrecht verlaufen und verteilt gehäusefest bzw. am Ausgangsglied angeordnet sind, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmaie, daß

a) das Keilglied als zweiarmiges, in seinem mittleren Bereich mit dem Kraftabgabeglied (Kolbenstange 4) gekoppeltes Hebelglied (5 bzw. 5') ausgebildet is;, das im wesentlichen senkrecht zur Kraftabgaberichtung (Pfeil I) des Bremsmotor«! (1) schwenkbar ist, das an seinem einen Ende die konvex mit ungleichmäßiger Krümmung gewölbte keilfläche (9 bzw. 19) trägt und das nahe seines anderen Endes mittels des Drehlagers (16 bzw. ij') drehbar gelagert ist;

b) die Koppelstelle zwischen Hebelglied (5 bzw. 5') und Kraftabgabeglied (Kolbenstange 4) als unmittelbare Gelenkverbindung (18) zwischen beiden ausgebildet ist;

c) bei am Ausgangsglied (7) angeordnetem Drehlager (16) und gelöster Reibungsbremse eine Verbindungslinie (15) zwischen der Anlagestelle (17) der Keilfläche (9) am Rollkörper (10) und dem Drehlager (16) etwa senkrecht zur Kraftabgaberichtung (Pfeil I) verläuft, wobei sich die Gelenkverbindung (18) zwischen dem Hebelglied (5) und dem Kraftabgabeglied (Kolbenstange 4) auf Seiten des Bremsmotors (1) neben dieser Verbindungslinie (15) befindet (Fig. l),bzw.

bei gehäusefest angeordnetem Drehlager (16') in halber Hubstellung des Bremsmotors (1) eine Verbindungslinie (20) vom am Gehäuse (8) angeordneten Drehlager (16') zur Gelenkverbindung (18) des Hebelgliedes (5') mit dem Kraftabgabeglied (Kolbenstange 4) etwa senkrecht zur Kraftabgaberichtung (Pfeil I) verläuft, wobei die Anlagestelle des Rollkörpers (10') an der Keilfläche (19) sich auf Seiten des Bremsmotors (1) neben der Verlängerung dieser Verbindungslinie (20) befindet (F i g. 2).
2. Zuspannvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftabgabeglied (Kolbenstange 4), wie an sich bekannt, schwenkbar im Bremsmotor (1) gelagert ist.
3. Zuspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelglied (5 bzw. 5') dreiecksähnlich ausgebildet ist.
4. Zuspannvorrichtung nach einem oder mehreren

der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilfläche (9 bzw. 19'), wie an sich bekannt, in ihrem im Lösehub der Reibungsbremse wirksamen Bereich eine große Steigung und in ihrem dem Festbremshub der Reibungsbremse entsprechenden Bereich eine geringe Steigung aufweist