DE2809263C2 - Mechanische Lösevorrichtung für Federspeicherbremszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Lösevorrichtung für Federspeicherbremszylinder, ins besondere für Schienenfahrzeug-Druckluftbremsein richtungen, entsprechend der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung.

Aus der DE-OS 23 59 967 ist ein Federspeicherzylinder mit einer Hilfslöseeinrichtung der genannten Art bekannt, bei welcher mittels einer am Federspeicher-y-Bndergehäuse angeordneten, willkürlich betätigbaren Antriebseinrichtung und mittels einer mit dieser koppelbaren, im Federspeicherzylindergehäuse drehbar lind mit Ausnahme von Schalthüben axial unverschieblich gelagerten Spindel sowie einer auf deren nichtlelbsthemmenden Gewinde verschraubten, undrehbar und mittels eines Anschlages mit dem Federspeicherkolben koppelbaren Mutter der Federspeicherkolben entgegen der Kraft der Speicherfeder mechanisch in die Lösestellung zurückholbar ist. Um die normale Betätigung des Federspeicherkolbens nach Wiederherstellung der einwandfreien Druckluftversorgung sicherzustellen, weist die bekannte Anordnung mehrere Anschlagkupplungen und eine durch Axialverschiebung der Spindel ichaltbare. zwischen dieser und der willkürlich betätigbaren Antriebseinrichtung angeordnete Zahnkupplung auf. Dieser bekannte Federspeicherzylinder bietet die Möglichkeit, nach einem mechanischen Lösen mittels der Antriebsvorrichtung durch entsprechend umge* kehrte Betätigung der Antriebsvorrichtung wieder in eine Bremsslellung zurückgeführt werden zu können. Als nachteilig ist jedoch anzusehen, daß beim mechanischen Lösen die Fortnahme der das Bremsen bewirkenden Zuspänfikfaft durch eine Kompression der Speicherfeder erfolgt Die hierbei zum Überwinden der Kraft der Speicherfeder aufzubringende Kraft ist verhältnismäßig groß und belastet die einzelnen Bauteile der Löseeinrichtung erheblich. Auch die seitens des Bedienungspersonals aufzubringende Kraft ist erheblich. Die Herstellung und die Justierung der an verschiedenen Bauteilen ausgebildeten Kupplungen ist bei diesem bekannten Federspeicherzylinder verhältnismäßig aufwendig.

Die DE-OS 25 03 399 zeigt einen gattunpsfremden Federspeicherzylinder mit einer undrehbaren, axialverschieblichen Spindel, die auf ein Betätigungsglied für die Bremsen wirkt und die über ein nichtselbsthemmendes Gewinde mit einer drehbar gelagerten, axial gegen den Federspeicherkolben abgestützten Mutter verschraubt ist. Die Mutter ist über eine Freilaufvorrichtung mit einem Kupplungsring verbunden, wobei die Freilaufvorrichtung in Drehrichtung der Mutter zu deren Rückschrauben auf der Spindel in Löserichtung sperrt. Der Kupplungsring ist über eine willkürlich schaltbare, selbsteinrastende Klauenkupplung mit einem undrehbaren Mitnehmer drehfest koppelbar. Dieser Federspeicherzylinder weist zwar den Vorteil auf, daß er durch Lösen der Klauenkupplung, wozu nur geringer Kraft- und Arbeitsaufwand des Bedienungspersonals nötig ist, aus einer Bremsstellung mechanisch in eine Lösestellung überführbar ist, doch kann er sodann auf mechanischem Weg nicht mehr in eine Bremsstellung gebracht werden; erst nach selbsttätiger Rückführung in die Lösestellung durch Druckmittelbeaufschlagen des Federspeicherkolbens — was bei ausgefallener Druckmittelanlage jedoch unmöglich sein kann — kann durch erneutes Absenken des Druckmitteldruckes wieder eine Bremsstellung erreicht werden.

Es mag zwar naheliegen, ein der Freilaufvorrichtung nach der DE-OS 25 03 399 entsprechendes Bauteil in einen Federspeicherzylinder nach der DE-OS 23 59 967 beispielsweise anstelle deren Zahnkupplung einzuordnen, doch muß auch dann das mechanische Lösen kraftaufwendig entgegen der Krqft der Speicherfeder erfolgen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine mechanische Lösevorrichtung fur Federspeicherbremszylinder der eingangs genannten Art — also mit der Möglichkeit eines mechanischen Wiedereinbremsens nach einem mechanischen Lösen — zu schaffen, bei welcher, wie bei gattungsfremden Federspeicherbremszylindern bekannt, ein mechanisches Lösen, ohne die Kraft der Speicherfeder überwinden zu müssen, möglich ist. und deren Bauteile somit bei mechanischen Lösevorgängen im wesentlichen von der Kraft der Speicherfeder verschont bleiben. Bei Wiederherstellung der normalen Druckmittelbeaufschlagung soll — wie bei den bekam ten Federspeicherbremszylindern auch — nach einem mechanischen Lösen der Federspeicherkolben in seine Lösestellung zurückkehren und der Federspeicherzylinder somit selbsttätig in seine betriebsbereite Lösestellung gelangen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches I genannten Merkmale.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist aus dem Unteranspruch entnehrnbar,

Durch die Ausbildung der Lösevorrichtung nach den Merkmalen der Erfindung ergeben sich zugleich gegenüber Federspeicherbremszylinder der eingangs genannten Art die Vorteile, daß die mechanische Betätigung dem natürlichen Gefühl des Bedienungsper* sonals entspricht, da die für die mechanische Lösevof"

richtung erforderliche Betätigungskraft sowohl beim mechanischen Lösen als auch beim mechanischen Wiedereinbremsen sich entsprechend der jeweiligen Bremsstärke und nicht umgekehrt zu dieser ändert, und daß eine sich selbsttätig einstellende Wiederbereitschaft des Federspeicherbremszylinder auch bei Wiederbeaufschlagen des Federspeicherkolbens mit nur niedrigen, letzteren nicht in seine volle Lösestellung bewegenden Druckmitteldrücken erfolgt.

Anhand dt: Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung ausgestalteten mechanischen Lösevorrichtung für Federspeicherbremszylinder darstellt, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Federspeicherzylinder mit einem Federspeicherkolben, einer H Speicherfeder, einer Antriebseinrichtung und der erfindungsgemäßen mechanischen Lösevorrichtung, wobei durch Druckmittelbeaufschlagung des Federspeicherkolbens dieser in seiner Ruhestellung (gelöst) dargestellt ist,

F i g. 2 den Federspeicherzylinder nach F i g. 1 in Bremssteiiung,

F i g. 3 und 4 zwei aufeinanderfolgende Phasen des willkürlich von Hand gelösten Federspeicherzylinder nach F i g. 1,

F i g. 5 der von Hand eingebremste Federspeicherzy linder nach F ig.4.und

F i g. 6 die durch Druckluftbeaufschlagung erreichte Wiederherstellung der Ausgangsstellung des Federspeicherkolbens aus der in Fig. 5 dargestellten (von Hand eingebremsten) Stellung.

Der in F ι g. 1 schematisch dargestellte Längsschnitt durch den Federspeicherbremszylinder weist in einem Zylindergehäuse I einen Federspeicherkolben 3 auf. An der einen Seite des Federspeicherkolbens liegt eine am Ende des Gehäuses 1 abgestützte Speicherfeder 5 an. während die andere Seite des Federspeicherkolbens mit einer Gehäusetrennwand 7 einen über einen Anschluß 9 mit einer Druckluftquelle verbindbaren Beaufschlagungsraum 11 umschließt. In einem zur Seite der Speicherfeder 5 an den Federspeicherkolben 3 angesetzten Kolbenrohr 13 ist über eine ein nichtselbsthemmendes Gewinde aufweisende Verschraubung 15 annähernd das vordere Dritte! einer Spindel 17 drehbar geführt. Über einen Anschlag 19 liegt die Spinde! 17 an einem Betätigungsglied 21 an. welches die Gehäusetrennwand 7 luftdicht durchgreift. Das Betätigungsglied 21 Wirkt auf einen Bremsklotz oder eine Bremsbacke 23, wobei das Betätigungsglied 21 gegebenenfalls mit einen gegen eine Rückholfeder 25 druckbeaufschlagbaren Bremskolben 27 verbunden sein kann. Darüber hinaus kann zwischen das Betätigungsglied 21 bzw. zwischen den Bremskolben 27 und dem Bremsklotz 23 eine Nachstelleinrichtung 29 geschaltet sein.

Der mittlere Abschnitt der Spindel 17 durchdringt luftdicht, verschieblich und drehbar das Ende des Kolbenrohres 13.

Am Ende der Spindel 17 ist über einen längeren Bereich ein /ahnwellenprofil 31 ausgebildet, über welches ein in dem dem Federspeicherkolben 3 go zugewandten Ende einer als Mitnehmer ausgebildeten Hülse 33 ausgebildetes Innenzahnwellenprofil 35 greift. Die Hülse 33 1st in Teilen des Zylindefgehäuses 1 axial unvefschieblichjedoch drehbar gelagert. Die Spindel ist gegenüber der Hülse 33 verschieblich, jedoch undrehbar tu dieser.

Über eine Ffeilaufvorrichtung 37 ist die Hülse 33 mit einer mechanischen Antriebsvorrichtung 39 gekoppelt.

Die mechanische Antriebsvorrichtung 39 kann beispielsweise aus einer Schneckenwelle mit einem Schneckenrad bestehen, wobei zwischen dem Schiiekkenrad und der Hülse 33 die Freilaufvorrichtung 37 angeordnet ist.

Die Schneckenwelle der Antriebseinrichtung 39 ist von außen zugänglich und in beiden Richtungen willkürlich drehbar.

Die Wirkungsweise der mechanischen Lösevorrichtung wird anhand der in den Fi g. 1 bis 6 dargestellten verschiedenen Lagen der einzelnen Bauteile im folgenden näher erläutert.

F i g. 1 der Federspeicherbremszylinder ist mit Lösedruck am Anschluß 9 beaufschlagt. Der Kolben 3 ist bis zu einem Anschlag 41 gegen die Kraft der Speicherfeder 5 verschoben. Die Rückholfeder 25 sorgt für die Anlage des Betätigungsgliedes 21 am Anschlag 19 der Spindel 17, so daß die Bremse gelöst ist.

F i g. 2 zeigt einen Bremsvorgang des Federspeicherbremszylinder. Durch Entlüftung des Beaufschlaeungs raumes 11, über den Anschluß 9 ν nag d\z Speicherfeder 5. über den Fcdcrspcichcrkolbc:i 3 das Kolbcnrohr 13, die Spindel 17 und das Betätigungsglied 21 den Bremsklotz 23 zur Anlage zu bringen. Bei der Übertragung der Kraft vom Kolbenrohr 13 auf die Spindel 17 durch die das nichtselbsthemmende Gewinde aufweisende Verschraubung erfährt die Spindel 17 ein Drehmoment entsprechend der in Fig. 2 gestrichelt eingezeichneten Drehrichtung. Von der Spindel 17 überträgt sich dieses Drehmoment auf die Hülse 33 und bringt dadurch die Freilaufvorrichtung 39 zur Sperrwirkung, d. h„ daß die Spindel 17 sich undrehbar entlang des Eingriffs des Zahnwellenprofils aus der Hülse 33 herauszieht.

F i g. 3 und F i g. 4 zeigen zwei Phasen des. Lösens des Federspeicherbremszylinder von Hand. Angenommen, daß die wie in F i g. 2 dargestellt eingebremste Federspeiche: bremse mangels Druckluft nicht mehr lösbar ist. muß ein mechanischer Lösevorgare mittels der Antriebseinrichtung 39 vorgenommen werden.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, steht der Kolben 3 unter er Kraft der Speicherfeder 5. so daß die Verschraubung 15 an der Spindel 17 ein Drehmoment bewirkt, welches sich auf die Hülse 33 überträgt. Das in der durch Pfeil dargestellten Drehrichtung an Spindel 13 und Hülse 33 wirkende Drehmoment hält die Sperrwirkung der Freilaufvorrichtung 37 aufrecht.

Wird daher, wie in F 1 g. 3 gezeigt, die Schneckenwelle der Antriebseinrichtung 39 in der dargestellten Weise in Drehung versetzt, so nimmt das Schneckenrad über den gesperrten Freilauf 37 die Hülse 33 mit. wobei diese wiederum die Spindel 17 in Drehung versetzt. Die Drehung der Spindel 17 in der in Fig. 3 angegebenen Rir'U'ing hat zunächst zur Folge, daß der mit der Spindel verschraubte Federspeicherkolben 3 nach links bis zum Anschlaj an die Trennwand 7 un'er der Kraft der Speicherfeder 5 verschoben wird. Während dieses Abschnittes des mechanischen Lösevorganges steht die Spindel 17 über den Anschlag 19 und das Betätigungsglied 21 unter Ger Zugspannkraft des Bremsklotzes 23 und der Kraft der Rückholfeder 25.

Bei weiteren Drehungen der Schneckenwelle der Antriebseinrichtung 39 bleibt daher die Sperrwirkung der Freilaufvorrichtung 37 erhalten, so daß über die Hülse 33 die Spindel aus dem an der Trennwand 7 anliegenden Federspeicherkolben 3 nach rechts herausgedreht wird. Erst bei Anlage des Betätigungsgliedes 21, zum Beispiel beim Anschlag des vom Betätigungsglied

getragenen Betriebsbremskolben an die Trennwand 7, fällt der Druck auf die Spindel 17 über den Anschlag 19 fort, womit auch kein Drehmoment mehr an der Spindel 17 zur Wirkung kommt.

Dieser eben beschriebene Zustand des Federspeicherkolbens 3 des Betätigungsgliedes 21 Und der Spindel 17 ist in F i g. 4 dargestellt, bei dem ein weiteres Drehen der Schneckenwelle der Antriebseinrichtung 39 keine Drehung der Hülse 33 bewirkt.

In Fig.5 wird das Eihbrerriseri von Hand dargestellt, wobei von der aus Fig.4 ersichtlichen Lage aller einzelnen Bauteile ausgegangen wird.

Hierzu muß an der Schneckenwelle in entgegengesetzter Richtung als beim Lösen gedreht werden, worauf wegen des an der Spindel 17 wirkenden geringen reibungsbedingten Drehwiderstandes und wegen des ebenfalls eine Drehung hemmenden sofortigen Beginns der Abstützung der Spindel am Federspeicherkolben 3 der Freilauf 37 in Sperrwirkung gelangt. Über die Antriebseinrichtung 39 kann daher die Hülse 33 und mit dieser die Spindel 17 in der in Fig.5 dargestellten Weise gedreht werden. Die Spindel wird in den unter der Kraft der Speicherfeder 5 stehenden Federspeichefkolben 3 hineingeschraubt und verschiebt über ihren Anschlag 19 das Betätigungsglied 21, worauf zunächst der Bremsklotz 23 zur Anlage kommt. Durch weiteres Drehen der Spindel, welche jedoch jetzt nicht mehr in Richtung des Betätigungsgliedes 21 verschoben werden kann, wird durch deren Verschrauben in den Federspeicherkolben 3 dieser von seinem Anschlag an der Gehäusetrennwand 7 abgehoben. Mit dem Beginn des Abhebens des Federspeicherkolbens 3 von der Gehäusetrennwand 7 kommt die Wirkung der Federspeicher 5 auf den Federspeicherkolben zur Wirkung und es kommt zu einem dem Anlegehub folgenden eigentlichen Bremshub.

In F i g. 6 ist die automatische Wiederinbetriebnahme des im Lösezusland befindlichen Federspeicherbremszylinders dargestellt.

Hierbei wird von der Lage der in F i g. 4 dargestellteil einzelnen Bauteile (gelöst von Hand) ausgegangen, wobei sowohl der Federspeicherkolben 3 als auch das Betätigungsglied 21 (z. B. Betriebsbremskolben) an der Gehäusetrennwand 7 im Anschlag befindlich sind.

Der Beaufschlagungsraum 11 wird über den Anschluß 9 mit Lösedruck beaufschlagt. Der Federspeicherkolben 3 hebt sich von der Gehäusetrennwand 7 ab und wird bis zum Anschlag 41 verschoben. Das hierbei über die

ίο Verschraubung 15 auf die an der Hülse 33 mit dem Ende ihres Zahnwellenprofils anliegende Spindel 17 in Rechtsdrehung wirkende Drehmoment versetzt die Freilaufvorrichtung 37 nicht in Sperrwirkung, so daß der Federspeicherkolben 3, wie vorbeschrieben, unter

ti Drehung der in ihm befindlichen und axial unverschieblichen Spindel 17 bis zu seinen Anschlag 41 gelangen kann.

Zusammenfassend ist noch einmal hervorzuheben, daß die Freilaufvorrichtung 37 stets dann eine

2ö Sperrwirkung aufweist, wenn die Spindel einem Drehmoment ausgesetzt wird, welches eine im Sinne eines Bremslösens in der Verschraubung 15 des Kolbenrohres 13 erfolgende Drehung bewirken würde. Hierbei ist es unbedeutend, ob die Drehung der Hülse durch ein an der Spindel wirkendes Drehmoment im oben genannten Sinne hervorgerufen wird oder ob das Schneckenrad der Antriebseinrichtung 39 durch Kurbeln an der Schneckenwelle einer entgegengesetzten Drehtvchtung ausgesetzt wird.

Die mechanische Lösevorrichtung für Federspeicherbremszylinder kann zu einer Schneidevorrichtung ausgestaltet werden. Hierzu ist es lediglich erforderlich Mittel vorzusehen, welche die Sperrstellung des Freilaufes durch willkürliche Betätigung aufheben können. Um die hierbei in Drehung versetzten Teile an ihrem Anschlag gedämpft und beanspruchungsarm zum Stillstand zu bringen, ist der Einbau einer Dämpfungseinrichtung an geeigneter Stelle mgölich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mechanische Lösevorrichtung für Federspeicherbremszylinder, insbesondere für Schienenfahrzeug-Druckluftbremseinrichtungen, mit einem einerseits von einer Speicherfeder und andererseits vom Druck eines Druckmittels in einem Zylinderraum beaufschlagten Federspeicherkolben, welcher auf ein Betätigungsglied wirkt und über eine ein nichtselbsthemmendes Gewinde aufweisende Verschraubung mit einer drehfest gehaltenen Mutter mit einer Spindel gekoppelt ist, wobei die Spindel undrehbar, jedoch axial verschieblich in einen gegenüber dem Gehäuse drehbar, jedoch axial unverschieblich gehaltenen Mitnehmer greift, welcher mit einer am Federspeicherzylindergehäuse angeordneten, zum mechanischen Lösen des Federspeicherkolbens dienenden selbsthemmenden Antriebseinrichtung gekoppelt ist, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Mitnehmer (33) und der Antriebseinrichtung (39) angeordnete Freilaufvorrichtung (37), weiche bei Drehmomembeiastung des Mitnehmers gegenüber der Antriebseinrichtung im Drehsinn eines Herausschraubens der auf das Betätigungsglied (21) wirkenden Spindel (17) aus dem Federspeicherkolben (3) in Richtung eines Bremslösens sperrend ausgebldet ist.

2. Mechanische Lösevorrichtung für Federspeicherbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre der Freilaufvorrichtung (37) willkürlich entriegelbar ist.