DE3011713A1

DE3011713A1 - Bremszylinder fuer reibungsbremsen von fahrzeugen, insbesondere schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE3011713A1
Application number: DE19803011713
Authority: DE
Inventors: Lars Bengt Malmö Axelsson; Erling Staffanstorp Persson
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1980-03-26
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1981-10-01
Also published as: EP0036568B1; DE3162078D1; US4385548A; EP0036568A1; DE3011713C2

Description

Knorr-Bremse GmbH München, 18.2.1980

Moosacher Str. 80 _Tp .

München 40 - 1615 -

Bremszylinder für Reibungsbremsen von Fahrzeugen, insbesondere

Schienenfahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremszylinder für Reibungsbremsen von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, mit einer Nachstellvorrichtung für das BremsenVüftspiel, welche aufweist

- eine den Kolben des Brems Zylinders entgegen der Bremsenanlegerichtung belastende Kolbenrückdruckfeder, - einen mit dem Kolben verbundenen, in Bremsenanlegerichtung auskragenden, rohrartigen, undrehbaren Ansatz,

- eine in den Ansatz eingreifende, entgegen der Bremsenanlegerichtung drehbar gegen den Kolben abgestützte und in Bremsenanlegerichtung gegen einen ersten Anschlag am Ansatz abfangbare, drehbare Steuerspindel,

- eine mit der Steuerspindel über ein erstes, nichtselbsthemmendes Gewinde verschraubte Steuermutter,

- einen mit der Steuermutter zusammenwirkenden, am Gehäuse des Bremszylinders gehaltenen, zweiten Anschlag, - eine gleichachsig zur Steuerspindel angeordnete und mit dieser koppelbare, drehbar gelagerte Stellspindel,

- eine einem die Stellspindel übergreifenden, axialverschieblich, aber undrehbar geführten Schubrohr zugehörende Stellmutter, die über ein zweites Gewinde mit der Stellspindel verschraubt ist.

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Derartige Bremszylinder sind mit den DE-AS 23 62 283 und 24 28 645 bekanntgeworden. Bei diesen vorbekannten Bremszylindern kann die Nachstellvorrichtung nur einfachwirkend, d.h. zu großes Bremsenlüftspiel auf den Sollwert reduzierend, nicht aber ein zu kleines Bremsenlüftspiel auf den Sollwert vergrößernd, ausgebildet werden. Weiterhin kann bei diesen bekannten Brems zylindern die Nachstellvorrichtung nur während des Bremsenlösens nach einem Bremsvorgang das Bremsenlüftspiel korrigierend wirksam werden: Liegt also zu Bremsbeginn ein zu großes Bremsenlüftspiel vor, so muß die gesamte Bremsung bis zum anschließenden Lösevorgang ohne Korrektur des zu großen Bremsenlüftspiels ausgeführt werden, wodurch unter Umständen ein Ausfall verursacht werden kann. Falls beispielsweise vor Beginn der Bremsungen der Reibungsbremse eine oder mehrere der dort vorhandenen Bremssohlen verlorengegangen ist, kann für die nachfolgende Bremsung das Bremsenlüftspiel derart groß sein, daß es den Maximalhub des Bremszylinderkolbens übersteigt und die Bremssohlen somit nicht mehr an die abzubremsenden, rotierenden Bremsorgane anpreßbar sind.

Weiterhin weisen die vorbekannten Bremszylinder einen vielteiligen und komplizierten Aufbau auf, so daß sie einen hohen Herstellungsund Montageaufwand erfordern.

Mit GB-PS 1 186 807 ist ein Bremszylinder mit Nachstellvorrichtung bekanntgeworden, welcher zwar von der eingangs genannten Merkmalskombination abweicht, welcher aber ein als Steuerspindel ansprechbares Bauteil und eine Stellspindel aufweist. Die Steuerspindel ist als steilgängige Spiralnut in einer Hülse ausgebildet, in welche ein fester Stift eingreift. Die Steigung dieser Spiralnut ist wesentlich größer als die Steigung des Gewindes der Stellspindel. Im übrigen ist auch die Nachstellvorrichtung dieses Bremszylinders nur einfachwirkend und während des Lösehubes nach einem Bremsvorgang nachstellend ausbildbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremszylinder mit

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] Nachstellvorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, welcher einen einfachen Aufbau aus wenigen, robust ausbildbaren Teilen aufweist und welcher somit nur geringen Herste 11ungs- Montage- und Wartungsaufwand erfordert. Weiterhin soll der zu schaffende β Bremszylinder in einfacher Weise, unter Beibehaltung seiner meisten, wesentlichen Bauteile an unterschiedliche Funktionserfordernisse anpaßbar sein, insbesondere sollen seine einfach- und doppeltwirkenden Bauversionen sich nur in wenigen, baulichen Merkmalen unterscheiden. Auch soll es ebenso durch nur geringe, bauliche Abwandlungen

IQ möglich sein, die Nachstellvorrichtung des Bremszylinders sofortwirkend, d.h. bereits zu Beginn eines Brems Vorganges das Brernsenlüftspiel korrigierend, oder, wie bei den vorstehend erwähnten, bekannten Bremszylindern nicht sofort wirkend, d. h. erst während des Bremsenlösens nach einem Bremsvorgang das Bremsenlüftspiel

]5 korrigierend auszubilden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die zum Teil an sich bekannten Merkmale gelöst, daß

- die Steuerspindel relativ zum Kolben begrenzt axialverschieblich gelagert ist,

- die Steuerspindel in Bremsenanlegerichtung von der Kraft einer ersten Feder belastet ist,

- der erste Anschlag als erste Drehkupplung zwischen der Steuerspindel und dem Ansatz ausgebildet ist, - zwischen der Steuerspindel und der drehbar gelagerten Steuermutter ein dritter, die Steuermutter entgegen der Bremsenanlegerichtung gegen die Steuerspindel abfangender Anschlag vorgesehen ist, der in der Lösestellung des Bremszylinders einen dem Soll-Bremsenlüftspiel entsprechenden Lüfthub aufweist,

- zwischen dem Ansatz und der Steuermutter eine zweite, anschlagartig ausgebildete und im geschlossenen Zustand die Steuermutter entgegen der Bremsenanlegerichtung gegen den Ansatz abfangende Drehkupplung vorgesehen ist, die in der Lösestellung des Bremszylinders einen das Soll-Bremsenlüftspiel um einen Schalthub übersteigenden Lüfthub aufweist,

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- der zweite, in der Lösestellung des Bremszylinders geschlossene Anschlag die Steuermutter entgegen der Bremsenanlegerichtung drehbar gegen das Gehäuse abstützt,

.- die.Steuermutter in Schließrichtung des zweiten Anschlages von einer zweiten Feder belastet ist,

- die Steuermutter mit der Stel!spindel verbunden ist,

- das zweite Gewinde nichtselbsthemmend ausgebildet ist, und

- das Schubrohr in Bremsenanlegerichtung federbelastet ist.

Der diesen Merkmalen entsprechend aufgebaute Bremszylinder mit Nachstellvorrichtung ist aus wenigen, kräftig dimensionierbaren Einzelteilen herstellbar. Je nach Abstimmung der Federstärken ist die Nachstellvorrichtung des Bremszylinders sofort- oder nicht sofortwirkend.. Falls keine weiteren,die Drehungen der Steuerspindel beeinflussenden Organe vorgesehen werden, weist die Nachstellvorrichtung doppelwirkende Funktion auf, sie kann also sowohl zu großes wie zu kleines Bremsenlüftspiel auf einen Sollwert korrigieren.

Falls nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das erste Gewinde eine geringere Steigung als das zweite Gewinde aufweist, ergibt sich für den Anlegehub des BremsZylinders von gelöster bis zu angelegter Reibungsbremse eine Hubübersetzung, bei welcher der Kolben des Bremszylinders eine geringere Hubstrecke als das an die Reibungsbremse angelenkte Schubrohr ausführt. Es wird somit ein beschleunigtes Anlegen der Reibungsbremsen zu Bremsbeginn erreicht, und der Hubweg des Kolbens kann relativ klein gehalten werden, wodurch das für den Bremszylinder erforderliche Bauvolumen gering gehalten werden kann.

Wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zwischen der Steueren
° spindel und einem undrehbaren Teil eine Einwegkupplung angeordnet ist, welche ein Drehen der Steuerspindel in der der Bremsenanlegerichtung entsprechenden Einschraubrichtung in die Steuermutter sperrt, in entgegengesetzter Drehrichtung freigibt, wird die Funktion der Nachstellvorrichtung des Brems Zylinders einfachwirkend, d. h. nur zu großes

Bremsenlüftspiel korrigierend, wobei jedoch wie vorstehend erwähnt eine sofort- oder nicht sofortwirkende Funktion je nach Federabstimmung erreichbar ist.

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Die nach der weiteren Erfindung vorteilhafte Ausgestaltung des Bremszylinders kann den weiteren Unteransprüchen entnommen werden.

In der Zeichnung sind zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele von nach der Erfindung ausgebildeten Brems zylindern dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Bremszylinder mit einfach- und sofortwirkender Nachstellvorrichtung und

Fig. 2 einen Bremszylinder, dessen Nachstellvorrichtung

doppeltwirkend ausgebildet ist.

Nach Fig. 1 ist in einem Gehäuse 1 ein Kolben 2 abgedichtet verschieblich angeordnet, der einerseits über einen Druckmittelanschluß 3 mit Druckmittel beaufschlagbar und andererseits von einer Kolbenrückdruckfeder 4 belastet ist. Auf Seiten der in einer Außenluftkammer 5 angeordneten Kolbenrückdruckfeder 4 trägt der Kolben einen starr mit ihm verbundenen, rohrartigen Ansatz 6, welcher axial verschieb lieh auf einem mit dem Gehäuse 1 verbundenen, in die Außen 1uftkammer 5 ragenden Rohrstück 7 geführt ist. In das Rohrstück 7 ist justierbar eine Stellhülse 8 eingeschraubt, welche einen einem Anschlag 9 zugehörenden, radial nach innen vorspringenden Ringflansch 10 trägt. Innerhalb des Ansatzes 6 trägt der Kolben 2 einen weiteren, rohrartigen Ansatz 11, welcher mit einem nach radial innen gewandten Ringflansch 12 endet, welcher beiderseits verzahnte Konuskupplungsflächen aufweist. In den Ansatz 11 greift eine Steuerspindel 13 ein, welche einen Ringflansch 14 trägt, dessen Außenumfang als der dem Kolben 2 zugewandten Konuskupplungs-

2Q fläche des Ringflansches 12 gegenüberstehende Konuskupplungsfläche ausgebildet ist; die beiden einander gegenüberstehenden Konuskupplungsflächen des Ringflansches 12 und des Ringflansches 14 bilden miteinander eine anschlagartige, erste Drehkupplung 15. Der Ringflansch 14 ist über ein Axiallager 16 gegen einen Federteller 17 abgestützt. Eine erste Feder 18 ist zwischen dem Kolben 2 und demFederteller 17 eingespannt, derart, daß der Federteller

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über die Feder 18 undrehbar mit dem Kolben 2 gekoppelt ist. Auf einander gegenüberstehenden Zylinderansätzen der Steuerspindel 13 und des Federtellers 17 sitzt mit Reibschluß eine Schraubenfeder 19, welche mit den genannten Zylinderansätzen eine Relativdrehungen zwischen Steuerspindel 13 und Federteller 17 nur in einer Drehrichtung erlaubende Einwegkupplung 20 bildet.

Mit der Steuerspindel 13 ist Über ein erstes, nichtselbsthemmend ausgebildetes Gewinde 21 eine Steuermutter 22 verschraubt, auf deren Außenumfang ein Wälzlager 23 sitzt, dessen äußerer Lagerring 24 axialverschieblich in der Stellhülse 8 bzw. dem Rohrstück 7 und dessen aus dem Gehäuse 1 ins Freie ragenden Abschnitt 25 gelagert ist. In Richtung zum Kolben 2 ist der Lagerring 24 unter Bildung des Anschlages 9 vom Ringflansch 10 abfangbar. Die dem Kolben 2 zugewandte Stirnfläche der Steuermutter 22 steht im in Fig. 1 dargestellten Lösezustand des Bremszylinders der ihr zugewandten Fläche des Ringflansches 14 mit einem Abstand X gegenüber, welcher dem Soll-Bremsen Vüftspiel entspricht; die beiden einander gegenüberstehenden Flächen bilden miteinander einen dritten Anschlag

26. Weiterhin weist die Steuermutter 22 eine Konuskupplungsfläche auf, welche der kolbenabgewandten Konuskupplungsfläche des Ringflansches 12 gegenübersteht und zusammen mit dieser eine zweite Drehkupplung 27 bildet. Im dargestellten Lösezustand des Bremszylinders ist die zweite Drehkupplung 27 um einen Betrag geöffnet,

d. h. die ihr zugehörenden Konuskupplungsflächen stehen einander mit einem Abstand Y gegenüber, dessen Größe zumindest der Größe des Abstandes X, vermehrt um einen Schalthub, entspricht.

Die Steuermutter 22 ist fest mit einer Stellspindel 28 verbunden, welche eine Ausnehmung 29 aufweist, in welche die Steuerspindel

13 mehr oder weniger einzutreten vermag. Die einen größeren Durchmesser als die Steuerspindel 13 aufweisende Stellspindel/ist mittels eines zweiten, ebenfalls nichtselbsthemmend ausgebildeten Gewindes 30 mit einer Stellmutter 31 verschraubt. Das zweite Gewinde 30 *" weist vorzugsweise eine größere Steigung als das erste Gewinde 21

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auf. Die Stellmutter 31 ist fest mit einem Schubrohr 32 verbunden, welches auf der dem Kolben 2 abgewandten Seite durch ein Anlenkauge 33 für das mittel- oder unmittelbare Anlenken der Reibungsorgane der Reibungsbremse verschlossen ist. Das Schubrohr 32 ist mit radialem Abstand von einem ebenfalls mit dem Anlenkauge 33 verbundenen Führungsrohr 34 übergriffen, welches axialverschieblich im Abschnitt 25 des Rohrstückes 7 gelagert ist. Das Anlenkauge 33 mit dem Schubrohr 32 und dem Führungsrohr 34 ist entweder an der nicht dargestellten Reibungsbremse oder in nicht dargestellter Weise am Abschnitt 25 des Rohrstückes 7 undrehbar geführt; die undrehbare Führuno kann zum Rückstellen der Nachstellvorrichtung willkürlich lösbar/, beispielsweise durch Lösen der Anlenkung des Anlenkauges 33 an der nicht dargestellten Reibungsbremse bzw. Lösen einer Sperre zwischen dem Abschnitt 25 und dem Führungsrohr 34, welche ähnlich der aus der DE-PS 1 153 411 bekannten Sperre ausgebildet sein kann. In den Zwischenraum zwischen dem Schubrohr 32 und dem Führungsrohr 34 greift eine zweite Feder 35 ein, welche sich einerseits am Anlenkauge 33 und andererseits am Lagerring 24 abstützt.

im Lösezustand nehmen die Einzelteile des Bremszylinder die aus Fig. 1 ersichtlichen Lagen ein.

Zum Bremsen wird der Kolben 2 mit Druckmittel beaufschlagt und verschiebt sich entgegen der Kraft der Kolbenrückdruckfeder 4 gemäß Fig. 1 nach links in Bremsenanlegerichtung. Bis zum überwinden des Bremsenlüftspiels der Reibungsbremse nimmt der Kolben 2 dabei über die erste Feder 18 den Federteller 17 und Über das Axiallager 16 und den Ringflansch 14 die Steuerspindel 13 mit. Die erste Drehkupplung 15 bleibt dabei geschlossen, so daß die Steuerspindel 13 dreh-

™ fest mit dem infolge seiner Reibung und der Abstützung an der Kolbenrückdruckfeder 4 undrehbaren Kolben 2 gekoppelt bleibt. Die zweite Feder 35 hält dabei weiterhin den Lagerring 34 in Anlage am Ringflansch 10, d. h. den Anschlag 9 geschlossen. Das Vorschieben der Steuerspindel 13 bewirkt somit über das nichtselbsthemmende, erste

^OJ Gewinde 21 eine Rotation der Steuermutter 22, derart, daß der Ab-

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stand X verkleinert wird. Diese Rotation wird durch die von der zweiten Feder 35 über das Schubrohr 32 und die Stellmutter 31 auf das zweite Gewinde 30 ausgeübte Axialkraft unterstützt. Mit der Mutter 22 rotiert die Stellspindel 28 und die drehfest geführte Stellmutter 31 verschraubt, sich auf ihr in Bremsenanlegerichtung. Bei diesen Verschraubungen des ersten und des zweiten Gewindes 21 und 30 ergibt sich eine der Steigung dieser beiden Gewinde entsprechende übersetzung zwischen der Hubbewegung des Kolbens 2 und der Vorschubbewegung des Schubrohres 32 mit dem Anlenkauge 33:

ig Bei gleicher Steigung ergibt sich eine gleichartige Verschiebung der genannten Teile, bei bezogen auf das erste Gewinde 21 größerer Steigung des zweiten Gewindes 30 eine dem Verhältnis der beiden Gewindesteigungen entsprechende Vergrößerung der Vorschubbewegung des Anlenkauges 33, bezogen auf den Kolben 2. Das Verschiebe-über-Setzungsverhältnis zwischen dem Kolben 2 und dem Anlenkauge 33 entspricht also dem Verhältnis der Steigungen des ersten und des zweiten Gewindes 21 und 30.

Bei dem Sollüftspiel entsprechenden Bremsenlüftspiel hält die vorstehend geschilderte Vorschubbewegung an, bis der Ringflansch 14 zur Anlage an der Steuermutter 22 gelangt, der dritte Anschlag 26 also geschlossen wird. Gerade zu diesem Zeitpunkt ist das korrekte Bremsenlüftspiel überwunden und die Reibungsbremsen legen an, wobei sich der auf das Anlenkauge 33 wirkende Widerstand gegen ein weiteres Vorschieben wesentlich erhöht. Bei der weiteren Verschiebung des Kolbens 2 vermögen daher die Federn 18 und 35 das Anlenkauge 33 nicht weiter vorzuschieben, dieses bleibt vielmehr stehen und hält damit auch über die Stellspindel 28 und die Steuermutter 22 die Steuerspindel 13 vorübergehend fest. Beim Vorgehen des Kolbens 2 wird daher die Feder 18 komprimiert, die erste Drehkupplung 15 löst sich und nach einem kurzen, weiteren Hubweg des Kolbens 2 schließt sich die zweite Drehkupplung 27. Bei der weiteren Hubbewegung des Kolbens 2 wird nunmehr über die geschlossene, zweite Drehkupplung 27 die Steuermutter 22 mit der Stellspindel 28 formschlüssig mitgenommen und über das zweite Gewinde 30 wird diese Bewegung auch formschlüssig

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' auf das Anlenkauge 33 übertragen, welches hierbei die Reibungsbremse unter deren elastischer Spannung kräftig zuspannt. Während dieses Zuspannens der Reibungsbremse tritt unabhängig von den Steigungen der beiden Gewinde 21 und 30 keine übersetzung zwischen den Hubbewegungen des Kolbens 2 und des Anlenkauges 33 auf, diese Hubbewegungen entsprechen einander vielmehr infolge formschlüssi gen Koppelung dieser Teile. Beim Verschieben der Steuermutter 22 öffnet sich der Anschlag 9 entsprechend.

Wird zum nachfolgenden ßremsenlösen die Druckmittelbelastung des Kolbens 2 abgebaut, so bewegt sich dieser unter der Kraft der Kolbenrückdruckfeder 4 und anfänglich auch unter der von der elastischen Verspannung der Reibungsbremse ausgeübten Kraft gemäß Fig. 1 nach rechts. Dieser Bewegung folgen anfänglich bei weiterhin geschlossener, zweiter Drehkupplung 27 die Steuermutter 22 mit der Stellspindel 28, '^ das Schubrohr 32 und das Anlenkauge 33, bis die Reibungsbremse nur noch kraftlos anliegt. Gerade zu diesem Zeitpunkt gelangt auch der Lagerring 24 unter Schließen des Anschlages 9 wieder zur Anlage am Ringflansch 10. Beim weiteren, allein durch die Kolbenrückdruckfeder 4 bewirkten Rückhüb des Kolbens 2 kann daher die Steuermutter 22 nicht

nachfolgen, die Steuerspindel 13 bleibt mit dieser stehen, die zweite Drehkupplung 27 öffnet sich und nach einem kurzen Hubweg des Kolbens 2 schließt sich die erste Drehkupplung 15. Beim weiteren Rückhub des Kolbens 2 wird über die erste Drehkupplung 15 die Steuerspindel 13 mitgenommen und über das erste Gewinde 21 die Steuermutter

22 in Drehung versetzt, über die mit der Steuermutter 22 rotierende Stellspindel 28 und das zweite Gewinde 30 wird dabei die Stellmutter 31 auf der Stellspindel 28 entgegen der Bremsenanlegerichtung verschraubt und die Reibungsbremse wird hierdurch gelüftet. Die Stärke der Kolbenrückdruckfeder 4 ist derart zu bemessen, daß sie hierbei

die Kraft der zweiten Feder 35 überwindet. Bei diesem weiteren Rückhub des Kolbens 2 öffnet sich der dritte Anschlag 26, bis mit Erreichen des Abstandes X der Ausgangszustand wieder erreicht ist. Damit ist der Lösevorgang beendet.

Falls das Bremsen lüftspiel der Reibungsbremse beispielsweise durch

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vorangehenden Bremsbelagverschleiß zu groß ist, spielen sich zu Beginn des Einbremsvorganges die vorstehend geschilderten Vorgänge bis zum Schließen des dritten Anschlages 26 ab. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Reibungsbremse jedoch noch nicht an und auf das Anlenkauge 33 wirkt somit noch kein erhöhter Bewegungswiderstand ein.

Bei der weiteren Vorhubbewegung des Kolbens löst sich, wie vorstehend b.ereits beschrieben, die erste Drehkupplung 15 und die Steuerspindel 13 wird damit nicht mehr drehfest gehalten. Die Spannung der zweiten Feder 35 schnellt daher das Anlenkauge 33 in Bremsenanlegerichtung vor, bis die Reibungsbremse anliegt und somit erhöhter Bewegungswiderstand auftritt. Bei diesem Vorschnellen des Anlenkauges 33 wird über das zweite Gewinde 30 die Stellspindel 28 und damit die Steuermutter 22 in Drehung versetzt, die Steuerspindel 13 kann sich infolge geschlossenem Anschlag 26 nicht weiter in die Steuermutter 22 einschrauben und folgt daher dieser Drehung in Löserichtung der Einwegkupplung 20. Mit Anlegen der Reibungsbremse ist das übergroße Bremsenlliftspiel auf seinen Sollwert nachgestellt, beim weiteren Vorhub des Kolbens 2 schließt sich die zweite Drehkupplung 27 und der weitere Brems verlauf erfolgt unter festem Zuspannen der Reibungsbremse, wie bereits vorstehend geschildert, unter formschlUssiger Koppelung des Kolbens 2 mit dem Anlenkauge 33.

Der nachfolgende Lösevorgang spielt sich wie vorstehend bereits

beschrieben ab.
25

Falls zu Beginn des Bremsens die Reibungsbremsen ein zu kleines Bremsenlüftspiel aufweisen, legen die Reibungsbremsen bereits an, · wenn der Kolben 2 noch keinen dem Abstand X entsprechenden Hubweg zurückgelegt hat, der dritte Anschlag 26 also noch nicht geschlossen ™ ist. Während des weiteren Hubweges des Kolbens 2 bleibt infolge des stark anwachsenden, auf das Anlenkauge 33 einwirkenden Bewegungswiderstandes .das Anlenkauge 33 mit der Stellmutter 31 stehen und hält damit auch die Stellspindel 28 mit der Steuermutter 22 sowie die Steuerspindel 13 zurück. Beim Vorschieben des Kolbens 2 löst

sich daher die erste Drehkupplung 15, die Steuerspindel 13 kann

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sich unter der Kraft der ersten Feder 18 jedoch nicht in die Steuermutter 22 hineinschrauben, da die Einwegkupplung 20 ein Drehen der Steuerspindel 13 in dieser Drehrichtung sperrt. Beim weiteren Vorhub des Kolbens 2 bleiben also mit dem Anlenkauge 33 die Stellspindel 28 und die Steuerspindel 13 sowie der Federteller 17 stehen, die erste Feder 18 wird komprimiert und nach Zurücklegen einer bestimmten Resthubstrecke durch den Kolben 2 wird die zweite Drehkupplung 27 geschlossen. Damit ist der Kolben 2 wieder formschlüssig mit dem, Anlenkauge 33 gekoppelt und beim weiteren Vorhub des Kolbens 2/über die als Anschlag wirkende, zweite Drehkupplung 27, die drehfest gehaltene Steuermutter 22, die Stellspindel 28 und die Stellmutter 31 zum festen Zuspannen der Reibungsbremsen mitgenommen. Der Lagerring 24 hebt sich dabei vom Ringflansch Io ab und der Anschlag 9 wird um einen dem elastischen Zuspannhub der Reibungsbremsen entsprechenden Wert geöffnet.

Beim nachfolgenden Bremsenlösen bewegen sich alle gemäß Fig. 1 nach links verschobenen Teile des Bremszylinders zurück, bis bei nur noch kraftlosem Anliegen der Reibungsbremsen der Lagerring 24 wieder am Ringflansch 10 abschlägt. Beim weiteren Rückgang des Kolbens 2 öffnet sich die zweite Drehkupplung 27 und nach einem etwa dem Differenzwert zwischen dem Soll-Bremsen Tüftspiel und dem tatsächlich vorhandenen,, zu kleinen Bremsenlüftspiel entsprechenden Hubweg des Kolbens 2 schließt sich die erste Drehkupplung 15. Während der Zwischenphase bei geöffneter erster und zweiter Drehkupplung 27 und 15 verhindert die Einwegkupplung 20 ein Einschrauben der Steuerspindel 13 in die durch die zweite Feder 35 in ihrer Lage gehaltene Steuermutter 22 durch die während dieses Rückhubes sich entspannende,erste Feder 18. während des restlichen Rückhubes des Kolbens 2 wird über die als Anschlag wirkende, erste Drehkupplung 15 die Steuerspindel 13 undrehbar mitgenommen, versetzt dabei über das erste Gewinde 21 die Steuermutter 22 in Drehung und über die sich mitdrehende Stellspindel 28 wird die Stellmutter 31 in bereits beschriebener Weise gemäß Fig. 1 nach rechts verschraubt; die Stellmutter 31 nimmt dabei

^OJ unter Spannen der zweiten Feder 35 das Anlenkauge 33 mit und die Bremsbeläge der Reibungsbremse heben sich vom ihnen zugeordneten

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Bremskörper ab.

Soll die einfachwirkende Nachstellvorrichtung des Brems Zylinders nach Fig. 1 ein zu großes Bremsenlüftspiel nicht sofort beim Bremsenanlegen, sondern erst nachfolgend während des Bremsenlösens nachstellen, so ist die Feder 35 derart zu dimensionieren, daß sie bei noch nicht angelegten Reibungsbremsen das Anlenkauge 33 nicht vorzuschieben vermag: Die Feder 35 ist also so schwach zu dimensionieren, daß sie die den Vorhub des Anlenkauges 33 behindernden Reibungswider-

•10 stände, welche gegebenenfalls durch eine an den Reibungsbremsen vorgesehene, schwache Lösefeder vermehrt sein können, nicht überwinden kann. Beim Bremsen mit zu großem Bremsenlüftspiel erfolgt dabei der Einbremsvorgang bis zum Schließen des dritten Anschalges 26 wie bereits beschrieben, beim weiteren Vorhub des Kolbens 2 vermag jedoch die Feder 35 nach öffnen der ersten Drehkupplung 15 das Anlenkauge 33 nicht vorzuschießen, sondern das Anlenkauge 33 bleibt mit der Stellspindel 28, der Steuermutter 22 und der Steuerspindel 13 stehen und die zweite Drehkupplung 27 schließt sich daher nach einem geringen Schalthub des Kolbens 2. Damit ist wieder die formschlüssige Koppelung des Kolbens 2 mit dem Anlenkauge 33 erreicht, die weitere Vorhubbewegung des Kolbens 2 wird daher auf das Anlenkauge 33 übertragen, das restliche Bremsenlüftspiel der Reibungsbremse wird überwunden und die Reibungsbremse sodann fest zugespannt. Der Anschlag 9 wird dabei um einen dem Überhub des Bremsenlüftspiels sowie dem elastischen Zuspannhub der Reibungsbremsen entsprechenden Hubweg geöffnet.

Beim nachfolgenden Lösevorgang bewegen sich mit dem Kolben 2 die gemäß Fig. 1 nach links vorgeschobenen Teile des Brems Zylinders zurück, bis die Reibungsbremsen nur noch kraftlos anliegen. Beim weiteren Rückhub des Kolbens 2 bleibt das Anlenkauge 33 mit der Stellmutter 31 stehen und hält die Stellspindel 28 und die Steuermutter 22 zurück, bis sich die zweite Drehkupplung 27 öffnet und die Steuerspindel 13 nicht mehr gegen Drehungen verriegelt. Die zweite Feder 35 vermag nun den Lagerring 24 bis zur Anlage am Ring-

flansch 10, also Schließen des Anschlages 9,dem weiteren Rückhub des Kolbens 2 nachfolgend zurückzudrücken, wobei

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sich die Stellspindel 28 unter Drehung aus der in ihrer Lage verharrenden SteTimutter 31 gemäß Fig. 1 nach rechts herausschraubt. Da der dritte Anschlag 26 noch geschlossen ist, wird von der mit der Stellspindel 28 rotierenden Steuermutter 22 die Steuerspindel 13 mitgenommen; die Einwegkupplung 20 gibt die Rotation der Steuerspindel 13 in dieser Drehrichtung frei. Mit Schließen des Anschlages 9 ist der Überhub des BremsenlUftspiels nachgestellt, das SoIl-Bremsenlüftspiel für die Reibungsbremsen also wieder eingestellt. Beim restlichen Rückhub des Kolbens 2 schließt sich die erste Drehkupplung 15, die Steuerspindel 13 wird wieder drehfest gehalten und vom Kolben 2 mitgenommen, die über das Wälzlager 23 gehaltene Steuermutter 22 wird zum Ausschrauben der Steuerspindel 13 in Rotation versetzt und dreht die Stellspindel 28 derart, daß die Stellmutter 31 auf ihr gemäß Fig. 1 nach rechts verschraubt wird. Das Anienkauge 33 wird also gemäß Fig. 1 nach rechts verschoben und lüftet die Reibungsbremsen, bis mit Erreichen der in Fig. 1 dargestellten Lage der Einzelteile des Bremszylinders die Reibungsbremsen mit dem Soll-Bremsen lüftspie 1 gelöst sind.

Das Rückstellen der einfachwirkenden Nachstellvorrichtung des Bremszylinders nach Fig. 1 kann, wie bereits erwähnt, nach Lösen der · Anlenkung des Anlenkauges 33 an die Reibungsbremsen durch derartiges Drehen des Anlenkauges 33 erfolgen, daß sich die Stellmutter 31 auf der Stellspindel 28 gemäß Fig. 1 nach rechts verschraubt. Falls jedoch das Anlenkauge 33 nicht undrehbar, sondern drehbar mit der Reibungsbremse gekoppelt ist, kann, wie ebenfalls bereits erwähnt, eine nicht dargestellte, beispielsweise zwischen dem Abschnitt 25 des Rohrstückes 7 und dem Führungsrohr angeordnete Drehsicherung für das letztere willkürlich gelöst werden und sodann durch ent-

^ou sprechendes Drehen die Stellmutter 31 zurückgeschraubt werden.

Schließlich ist es auch möglich, eine nicht dargestellte Vorrichtung vorzusehen, welche willkürlich oder automatisch-in der Lösestellung des Bremszylinders die Funktion der Einwegkupplung 20 ausschaltet:

Zum Rückstellen der Nachstellvorrichtung genügt dann ein einfaches

Zurückdrücken des Anlenkauges 33 gemäß Fig. 1 nach rechts, wobei die

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Stellspindei 28 über die Steilmutter 31 in Drehung versetzt wird. Die sich mitdrehende Steuermutter 22 schraubt die Steuerspindel dabei gemäß Fig. 1 nach rechts bis zum Lösen der ersten Drehkupplung 15 aus und sodann rotiert auch, bei wie erwähnt ausgeschalteter Einwegkupplung 20, die Steuerspindel 13 mit der Stellspindel 28 * mit. Nach Beendigen des Zurückdrückens des Anlenkauges 33 schließt sich die erste Drehkupplung 15 unter der Kraft der ersten Feder wieder.

Soll die Nachstellvorrichtung des Bremszylinders nach Fig. 1 nicht '^ einfachwirkend, sondern doppeltwirkend sein, ist es lediglich erforderlich, die Einwegkupplung 20 beispielsweise durch Entfernen \ der Schraubenfeder 19 auszuschalten. In Fig. 2 ist ein derart abgewandelter Bremszylinder dargestellt, wobei zusätzlich die zweite Feder 35 in zwei Einzelfedern 35a und 35b aufgegliedert ist, deren '^ eine, das Anlenkauge 33 belastende Feder 35a rückwärts unmittelbar gegen das Gehäuse 1 und deren andere, den Lagerring 24 belastende Feder 35b sich nach vorne gegen das Gehäuse 1 abstützt. Zur drehfesten, nur axialverschieblichen Führung des Kolbens 2 ist nach Fig. 2 weiterhin der Ansatz 6 mit einem Längsschlitz 36 versehen,

in welchen ein am Rohrstück 7 gehaltener, stiftartiger Gleitstein 37 eingreift. Die Aufteilung der zweiten Feder 35 in zwei Einzelfedern 35a und 35b, deren eine Feder 35a innerhalb oder außerhalb . (entsprechend Fig. 2) des als gesondertes Rohrteil ausgebildeten Abschnittes 25' angeordnet sein kann, sowie die drehsichere Führung des Kolbens 2 vermittels des Längsschlitzes 36 und des Gleitsteines 37 ' sind natürlich auch bei einer einfachwirkenden Nachstellvorrichtung " nach Fig. 1 bei Bedarf anwendbar. Bei innerhalb des Abschnittes 25 bzw. 25' angeordneter Feder 35a kann diese rückwärts gegen die Stellhülse'8 abgestützt werden. Weiterhin fehlt bei der doppeltwirkenden Nachstellvorrichtung des Bremszylinders nach Fig. 2 die Einwegkupplung 20 mit der Schraubenfeder 19, der Federteller 17^r ist als einfacher Ringkörper ausgebildet. Im übrigen stimmt der Aufbau des Bremszylinders nach Fig. 2 mit demjenigen des Bremszylinders nach Fig. 1 überein und braucht daher hier nicht beschrieben zu werden.

Während Bremsvorgängen mit an den Reibungsbremsen vorhandenen SoIl-

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' Bremsenlüftspiel oder dieses übersteigendem, zu großem Bremsen lüftspiel arbeitet der Bremszylinder nach Fig. 2 wie derjenige? nach Fig. 1, seine Funktion während solcher Bremsvorgänge braucht daher hior nicht nochmals beschrieben zu werden.

FaIIs zu Beginn eines Bremsvorganges die Reibungsbremsen ein zu kleines Bremsenlüftspiel aufweisen, verschiebt sich anfänglich der Kolben 2 gemäß Fig. 2 nach links, wobei über die erste Feder 18 die Steuerspindel 13 bei geschlossen bleibender, erster Drehkupplung mit.genommen wird und die durch die Feder 35b festgehaltene Steuermulter 22 rotiert. Durch die mit der Steuermutter ?2 mitrotierende Ste? 11-spindel 28 wird dabei die Stellmutter 31 mit dem Anlenkauge 33 bis zum Anliegen der Bremsen ausgeschraubt. Infolge des zu kleinen ßremsen-

lüftspiels legen die Reibungsbremsen bereits an, bevor der Kolben 2 ir . .wenn

den Offnungshub des dritten Anschlages 26 ausgeführt hat,/der dritte 26

Anschlag!also noch geöffnet ist. Beim weiteren Vorhub des Kolbens ? bleibt infolge des erhöhten, auf das Anlenkauge 33 wirkenden Vor-. Schubwiderstandes das Anlenkauge 33 mit der Stellmutter 31 stellen, wodurch auch die Stellspindel 28 und über die Steuermutter die SLeuer-

^κυ spindel 13 bis zum öffnen der ersten Drehkupplung 15 zurückgehalten werden. Nach 'öffnen der Drehkupplung 15 führt die Feder 18 die hierbei rotierende Steuerspindel 13 unter deren Einschrauben in die Steuermutter 22 der Bewegung des Kolbens 2 nach, bis der dritte Anschlag 26 geschlossen ist. Während der nächsten Hubphase des Kolbens 2

^ZJ schließt sich die zweite Drehkupplung 27 und der Kolben 2 ist somit, wie bereits zu Fig. 1 beschrieben, formschlüssig mit dem Anlenkauge 33 verbunden. Beim weiteren Hub des Kolbens 2 wird das Anlenkauge 33 daher wieder mitgenommen und spannt die Reibungsbremsen fest zu.

Es ist ersichtlich, daß durch das Einschrauben der Steuerspindel 13

in die Steuermutter 22 nach dem Bremsenanlegen das zu geringe Uronic en lüftspiel nachgestellt und auf den Sollwert korrigiert wird; eine Auswirkung auf .die Reibungsbremsen zeigt diese Korrektur jedoch erst während des Bremsenlösens.

Durch entsprechende Dimensionierung der Feder 35a kann, wie zu Fiq.l

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boschrieben, die doppeltwirkende Nachstellvorrichtung des Bremszylinders nach Fig. 2 nicht sofortwirkend ausgebildet werden. Die Funktion bei richtigem und zu großem Bremsenlüftspiel der Reibungsbremsen entspricht dabei der Funktion des Brems Zylinders nach Fig. 1, bei zu geringem BremsenTJftspiel zu Beginn der Bremsung ergeben sich keine Änderungen gegenüber der vorstehend zum Bremszylinder nach Fiy. 2 beschriebenen Funktion.

Das Rückstellen der Nachstellvorrichtung des Brems Zylinders nach Fig. 2 kann ohne weiteres durch einfaches Zurückdrü'cken des Anlenk-

auges 33 erfolgen, die Funktion entspricht dabei der Beschreibung . zum Bremszylinder nach Fig. 1 bei ausgeschalteter Einwegkupplung

Bei beiden Bremszylindern nach Fig. 1 und Fig. 2 kann das SoIlßremsenlüftspiel der Reibungsbremse durch Justieren des Öffnungshubes des dritten Anschlages 26 in der Lösestellung, also des Abstandes X, eingestellt werden; die Stellhülse 8 ist hierzu entsprechend im Rohrstück 7 zu verschrauben.

Bei den beiden Bremszylindern nach Fig. 1 und Fig. 2 ist es bei Bedarf möglich, nicht nur den Kolben 2, wie beispielsweise in Fig.2 gezeigt, durch eine geeignete Einrichtung undrehbar gegenüber dem Gehäuse 1 zu führen, es kann bei Bedarf auch eine keil- nutartige Führung des Federteller 17 bzw. 17' am Ansatz 11 vorgesehen und somit der Federteller 17, 17' sicher drehfest gehalten werden.

Weiterhin kann bei den nicht sofortwirkenden Ausführungen die Feder 35 bzw. 35a ganz entfallen, wenn sichergestellt ist, daß während des Bremsenlösens bei nur noch kraftlos anliegender Reibungsbremse die Gestängereibungen das Schubrohr 32 sicher in der augenblicklichen Lage halten, bis der Überhub nachgestellt ist.

Es ist noch zu erwähnen, daß beide sofortwirkenden Bremszylinder nach Fiq. 1 und 2 bei zu großem Bremsenlüftspiei und die Kraft der

Feder 35 bzw. 25 a übersteigendem Anlegewiderstand des Bremsgestänges

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selbsttätig in die nicht sofortwirkende Funktion übergehen, wodurch sich eine große Funktionssicherheit für das Zuspannen der Reibungsbremse eraibt.

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Claims

Knorr-Bremse GmbH München, 18.2.1980

Moosacher Str. 80 TP-si

München 40 - 1615 -

Patentansprüche

1 IyBremszylinder für Reibungsbremsen von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, mit einer Nachstellvorrichtung für das Bremsenlüftspiel, welche aufweist

- eine den Kolben des Brems Zylinders entgegen der Bremsenanlegerichtung belrstende Kolbenrückdruckfeder,

- einen mit dem Kolben verbundenen, in Bremsenanlegerichtung auskragenden, rohrartigen, undrehbaren Ansatz,

- eine in den Ansatz eingreifende, entgegen der Bremsenanloge-

richtung drehbar gegen den Kolben abgestützte und in Bremsenanlegerichtung gegen einen ersten Anschlag am Ansatz abfangbare, drehbare Steuerspindel,

- eine mit der Steuerspindel über ein erstes, nichtselbsthemmendes Gewinde verschraubte Steuermutter,

- einen mit der Steuermutter zusammenwirkenden, am Gehäuse des Brems Zylinders gehaltenen, zweiten Anschlag,

- eine gleichachsig zur Steuerspindel angeordnete und mit dieser

koppelbare, drehbar gelagerte Stellspindel,

- eine einem die Stellspindel übergreifenden, axialverschieblich, aber undrehbar geführten Schubrohr zugehörende Stellmutter, die über ein zweites Gewinde mit der Stellspindel verschraubt ist,

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OWGlNAt)NSPECTED

gekennzeichnet durch die zum Teil an sich bekannten Merkmale, daß

- die Steuerspindel (13) relativ zum Kolben (2) begrenzt axial-■ verschieblich gelagert ist,

- die Steuerspindel (13) in Bremsenanlegen'chtung von der Kraft einer ersten Feder (18) belastet ist,

- der erste Anschlag als erste Drehkupplung (15) zwischen der Steuerspindel (13) und dem Ansatz (11) ausgebildet ist,

- zwischen der Steuerspindel (13) und der drehbar gelagerten Steuermutter (22) ein dritter, die Steuermutter (22) entgegen der Bremsenanlegerichtung gegen die Steuerspindel (13) abfangender Anschlag (26) vorgesehen ist, der in der Lösestellung des Bremszylinders einen dem Soll-Bremsenlüftspiel entsprechenden Lüfthub (Abstand X) aufweist, .

2Q - zwischen dem Ansatz (11) und der Steuermutter (22) eine zweite, anschlagartig ausgebildete und im geschlossenen Zustand die Steuermutter (22) entgegen der Bremsenanlegerichtung gegen den Ansatz (11) abfangende Drehkupplung (27) vorgesehen ist, die in der Lösestellung des Brems Zylinders einen das Soll-Bremsenlüftspiel um einen Schalthub übersteigenden Lüfthub (Y) aufweist,

- der zweite, in der Lösestellung des Brems Zylinders geschlossene Anschlag (9) die Steuermutter (22) entgegen der Bremsenanlegerichtung drehbar gegen das Gehäuse (1) abstützt,

- die Steuermutter (22) in Schließrichtung des zweiten Anschlages (9) von einer zweiten Feder (35; 35b) belastet ist,

- die Steuermutter (22) mit der Stellspindel (28) verbunden ist,

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- das zweite Gewinde (30) nichtselbsthemmend ausgebildet ist,

und
- das Schubrohr (32) in Bremsenanlegerichtung federbelastet ist.
2. Bremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gewinde (21) eine geringere Steigung als das zweite Gewinde (30) aufweist.
3. Bremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwisehen der Steuerspindel (13) und einem undrehbaren Teil eine Einwegkupplung (20) angeordnet ist, welche ein Drehen der Steuerspindel (13) in der der Bremsenanlegerichtung entsprechenden Einschraubrichtung in die Steuermutter (22) sperrt, in entgegengesetzter Drehrichtung freigibt.
4. Bremszylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwegkupplung (20) zwischen dem kolbenseitigen Ende der Stetierspindel (13) und einem über ein Axiallager (16) in Bremsenanlegerichtung gegen die Steuerspindel (13) abgestützten Federteller (17) eingeordnet ist und daß die erste Feder (18) zwischen dem Kolben (2) und dem Federteller (17) eingespannt ist.
5. Bremszylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwegkupplung (20), wie an sich bekannt, eine Schraubenfeder (19) aufweist, deren eines Ende einen Zylinderansatz eines der Teile Steuerspindel (13) oder Federteller (17) mit Reibschluß übergreift und deren anderes Ende in gleicher Weise oder drehfest am anderen Teil Federteller (17) oder Steuerspindel (13) gehalten ist.
^u 6. Bremszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die Steuerspindel (13) einen kleineren Durchmesser als die Stellspindel (28) aufweist.
7. Bremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der

zweite Anschlag (9) justierbar am Gehäuse (1) angeordnet ist.

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8. Bremszylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anschlag (9) ein in ein zylindrisches, die Steuermutter (22) umfassendes·Rohrteil (7) des Gehäuses (1)justierbar eingeschraubte Stellhülse (8) aufweist, welche mit einem über ein Wälzlager (23) mit der Steuermutter (22) verbundenen Lagerring (24) zusammenwirkt.
9. Bremszylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (6) des Kolbens (2) axial verschieb lieh, aber undrehbar am Rohrteil (7) des Gehäuses (1) geführt ist.
10. Bremszylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder (35; 35b) den Lagerring (24) entgegen der Bremsenanlegerichtung belastet.
11. Bremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder (35; 35a) in Bremsenanlegerichtung gegen das Schubrohr (32) oder mit diesem verbundene Teile (Anlenkauge 33) abgestützt ist.

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