DE3708070A1 - Hydraulische bremsbetaetigungseinrichtung mit feststellbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsbetäti­ gungseinrichtung mit Feststellbremse gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die allmähliche Anerkennung hydraulischer Bremssysteme in der Schnellbeförderungsbranche der Eisenbahnindustrie legt den Einsatz der Hydraulik als Mittel zur Übertragung von Bremskräften auf die Bremsklötze beim Güterverkehr nahe. Solch ein Schritt wäre vorteilhaft, da die gegenwärtig bei Güterwagen verwendeten aufwendigen mechanischen Bremsgestänge zur Übertragung der Bremskräfte auf die Bremsklötze wegfallen würden. Beispielsweise werden bei Güterwagen-Bremssystemen zwei Bremsbalken pro Wagen verwendet, die jeweils einen pneu­ matischen Bremszylinder tragen, der mit dem benachbarten Träger durch eine Schubstange verbunden ist. Um die gewünschten Bremskräfte aufzubringen, sind die pneumatischen Zylinder relativ groß und schwer. Entsprechend müssen die diese Brems­ zylinder tragenden Balken speziell für eine ausreichende Stabilität ausgebildet sein, um die Bremszylinder zu tragen. Dies schließt die Verwendung von preiswerten, üblicherweise in Güterwagen-Bremssystemen eingesetzten Standardbremsbalken aus. Durch die Verwendung relativ kleiner hydraulischer Brems­ betätigungseinrichtungen anstelle großer pneumatischer Zylinder, um die Bremsbalken zu betätigen, ist eine beträchtliche Ge­ wichtsreduzierung erreichbar, wodurch es möglich ist, leicht­ gewichtige Bremsbalken zu verwenden. Eine solche Anordnung ist in der Fig. 1 der beigefügten Zeichnung gezeigt, bei der eine einzige hydraulische Bremsbetätigungseinrichtung 1 auf einem zweier leichtgewichtiger Bremsbalken 2 a und 2 b montiert ist, welche Bremsklötze 3 aufweisen zur Anlage an die Laufflächen der Güterwagenräder. Die Bremsbetäti­ gungseinrichtung 1 kann beispielsweise dadurch montiert werden, daß der Körper 6 der Betätigungseinrichtung mit einem Arm eines Winkelhebels 4 a verbunden wird, der schwenk­ bar am Bremsbalken 2 b befestigt ist, während die Schub­ stange 7 der Betätigungseinrichtung mit einem Arm eines anderen Winkelhebels 4 b verbunden ist, der ebenfalls an dem Bremsbalken 2 b schwenkbar befestigt ist. Der jeweils andere Arm der Winkelhebel 4 a und 4 b ist vermittels Schub­ stangen 5 a und 5 b mit dem anderen Bremsbalken 2 a verbunden.

Darüber hinaus ist eine hydraulische Bremsbetätigungs­ einrichtung für ein völlig anderes Feststellbremskonzept geeignet, das die konventionelle, oftmals schwer zu be­ tätigende, handbetätigte Feststellbremse überflüssig macht.

Die hydraulische Bremsbetätigungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann klein gebaut werden auf­ grund der Tatsache, daß hydropneumatische Wandler mit Kraftverstärkung zur Erzeugung des erforderlichen hohen hydraulischen Druckes bekannt sind.

Der Wandler 8 weist einen relativ großen pneumatischen Kolben 9 und einen relativ kleinen, mit dem pneumatischen Kolben verbundenen hydraulischen Kolben 10 auf. Der hy­ draulische Kolben 10 arbeitet in einem hydraulischen Zy­ linder 11 zur Verschiebung hydraulischer Flüssigkeit in das hydraulische System über eine Öffnung 12, sobald der pneumatisch/hydraulische Kolben betätigt wird. Der Wand­ ler 8 weist ferner einen Nachstellkolben 14 auf, der zwischen zwei Endanschlägen 15, 16 in einer hydraulischen Referenzkammer 17 arbeitet, sobald die Kolbenanordnung zur Durchführung ihres Sollhubs betätigt wird, wobei eine vorbestimmte Menge hydraulischer Flüssigkeit verschoben wird, die ausreicht, das Bremsklotzspiel aufzunehmen. Sollte ein Überlauf aufgrund von Bremsklotzabnutzung auf­ treten, wird ein erstes Einweg-Rückschlagventil 18 vom Sitz abgehoben, dadurch, daß ein Stift 12 a an dem einen Endanschlag 16 in den Nachstellkolben 14 eingreift, wo­ durch ein Kanal im Nachstellkolben 14 geöffnet wird, über den jegliche zusätzliche Hydraulikflüssigkeit, die zur Anlage des Bremsklotzes erforderlich ist, vom Hydraulik­ zylinder 11 zugeführt wird.

Beim nachfolgenden Lösen der Bremse wird der Nach­ stellkolben 14 zur Anlage an dem anderen Endanschlag 15 zurückgezogen, um das gewünschte Bremsklotzspiel einzu­ stellen, wobei nachfolgend eine fortgesetzte Bewegung der Kolbenanordnung in die Lösestellung, entsprechenddem Über­ lauf während des vorhergehenden Bremsenanlegens, zusätz­ liche Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikzylinder 11 aus dem Hydraulikspeicher 19 über ein zweites Einweg-Rückschlag­ ventil 20 zieht.

Im Falle einer frühzeitigen Bremsklotzanlage, d.h. vor Beendigung der ersten Betriebsstufe, wird ein hoher Druck in der Referenzkammer 17 erzeugt aufgrund der Brems­ klotzanlage, bevor die vollständige Verschiebung der Hy­ draulikflüssigkeit erfolgt ist. Dementsprechend wird ein Einweg-Rückschlagventil 21 a, das sich zwischen der Referenz­ kammer 17 und dem Hydraulikspeicher 19 befindet, durch den hydraulischen Druckaufbau geöffnet, um dadurch eine Ver­ schiebung überschüssiger Hydraulikflüssigkeit der Referenz­ kammer 17 in den Speicher 19 zu bewirken, bis der Nach­ stellkolben 14 gegen den Endanschlag 16 läuft. Beim nach­ folgenden Lösen der Bremse werden die Bremsklötze zurück­ gezogen, sobald der Nachstellkolben 14 in seine ursprüng­ liche Stellung - Anlage am anderen Endanschlag 17 - zurück­ gekehrt ist, wodurch das gewünschte Bremsklotzspiel einge­ stellt wird.

Es kann daher ein einziger hydropneumatischer, oben beschriebener Wandler eingesetzt werden, um relativ hohe Hydraulikdrucke für die leichtgewichtige hydraulische Bremsbetätigungseinrichtungen 1 zu erzeugen, die entweder auf oder zwischen Standardbremsbalken 2 und 3 eines Eisen­ bahngüterwagens montiert sind, wie in der Fig. 1 gezeigt ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine hydraulische Bremsbetätigungseinrichtung zu schaffen, die eine Feststellbremse umfaßt, die in Verbindung mit der Betriebsbremse oder unabhängig davon anlegbar ist.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Hub des Feststellbremskolbens der hydraulischen Bremsbetätigungseinrichtung gemäß vorliegender Erfindung zu begrenzen, um nicht einen Weg zu überschreiten, der dem Sollbremsklotzspiel entspricht.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine hydraulisch betätigte Reibungsverriegelungs­ vorrichtung zu schaffen, die der Schubstange der Brems­ betätigungseinrichtung zugeordnet ist, um die Schubstange zu verriegeln, entweder nach einer Betriebs-Bremsbetätigung oder einer Feststellbremsbetätigung, und um dadurch eine Feststellbremskraft aufrechtzuerhalten, unbegrenzt von einem nachfolgenden Lösen der Betriebsbremse oder Fest­ stellbremse.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Entriegeln der Reibungsver­ riegelungsvorrichtung anzugeben, entweder eine manuelle oder hydraulische Vorrichtung, um die Feststellbremse zu lösen.

Zur Lösung dieser Aufgaben weist die hydraulische Bremsbetätigungseinrichtung kurz gesagt konzentrische Betriebs- und Feststellbremskolben auf, wobei ersterer direkt in Eingriff mit einer Kolbenschubstange bringbar ist, während der letztere mit der Schubstange über ein Schleppglied in Eingriff bringbar ist, das einen toten Gang der Schubstange mit dem Feststellbremskolben ge­ stattet um einen Betrag, der dem aufrechtzuerhaltenden Sollbremsspiel entspricht.

Die Feststellbremsvorrichtung weist einen Reibkragen mit einer abgeschrägten Stirnfläche auf, mit der eine entsprechend geformte Fläche eines hydraulisch betätigten Verriegelungsteiles in Wirkverbindung bringbar ist bei Längsbewegung des Verriegelungsteiles um einen vorbe­ stimmten Weg, um den Kragen fest um die Fläche der Schub­ stange nach Betätigung der Schubstange festzuklemmen. Die Klemmwirkung zwischen dem Kragen und der Schubstange ver­ riegelt die Schubstange in ihrer angelegten Stellung. Gleichzeitig tritt ein konisch geformtes Laschenende einer Reihe von ringförmigen Fingern, die in Längsrichtung vom Verriegelungsteil abstehen, in eine ringförmige Ausnehmung der Bohrung ein, in der das Verriegelungsteil arbeitet, um die Längsbewegung des Verriegelungsteiles zu sperren. Ein federbelasteter Stopfen ist zum Eintritt in die Öffnung vorgespannt, die innerhalb der ringförmigen Finger ausge­ bildet ist, um eine in Längsrichtung erfolgende Rückbewe­ gung des Verriegelungsteiles nach Lösen des hydraulischen Flüssigkeitsdruckes zu verhindern.

Wenn es gewünscht wird, die Feststellbremse nachfolgend zu lösen, wird der Stopfen aus dem Bereich innerhalb der ringförmigen Finger zurückgezogen, entweder durch Betätigung eines Handhebels, der aus dem Gehäuse der Bremsbetätigungs­ einrichtung herausragt, oder durch Anlegen eines Hydraulik­ unterdruckes an einer Kolbenfläche des Stopfens. Wenn der Stopfen auf diese Weise aus den Fingern herausgezogen wird, werden die konisch ausgebildeten Laschenenden der Finger aus der Verriegelung mit ihrer Verriegelungsausnehmung herausbewegt aufgrund der Wirkung einer Feder, die auf das Verriegelungsteil wirkt. Entsprechend wird das Verriege­ lungsteil in Längsrichtung außer Eingriff mit dem Reib­ kragen zurückgezogen, um dadurch eine Entlastung des Klemm­ druckes des Reibkragens auf die Schubstange zu bewirken. Eine Rückholfeder der Schubstange wird dann tätig, um die Schubstange in ihre Bremslösestellung zu bewegen, und die Feststellbremsvorrichtung wird vorbereitet für eine nachfolgende Feststellbremsung.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beige­ fügten Zeichnung näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 eine Anordnung einer Bremsbetätigungs­ einrichtung gemäß vorliegender Er­ findung für einen Eisenbahn-Güterwagen, die auf einem der Bremsbalken angeordnet ist zum Anlegen der an den Balken ange­ brachten Bremsklötze an die Laufflächen der Räder,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen bekannten hydropneumatischen Wandler zum Zusammen­ wirken mit der hydraulischen Betätigungs­ einrichtung gemäß vorliegender Erfindung, um eine Betriebsbremse in einem Hydraulik- Bremssystem für eine Güterwagenmontage zu schaffen, und

Fig. 3A u. 3B jeweils eine Teilschnittansicht der hydraulischen Betätigungseinrichtung gemäß vorliegender Erfindung in einer Bremslösestellung.

Unter Bezug auf die Fig. 3A und 3B der Zeichnung weist die Bremsbetätigungseinrichtung 1 einen Körper 6 mit einem Gehäuse 21 auf, dessen eines Ende mit einem einwärts gerichteten Flansch 22 versehen ist, an dem eine Endplatte auf geeignete Weise befestigt ist, beispiels­ weise mit Hilfe von Bolzen (nicht gezeigt), um das Ende des Körpers zu verschließen. Die Endplatte 23 ist mit einem Halteflansch 20 versehen, mit dessen Hilfe ein Ende der Bremsbetätigungseinrichtung an einem Winkelhebel 4 a (wie in der Fig. 1 gezeigt ist) befestigt werden kann. Eine längs verlaufende Hülse 24 ist mit einem auswärts gerichteten Flansch 25 versehen, der zwischen einem ein­ wärts gerichteten Flansch 22 des Gehäuses 21 und der End­ platte 23 eingeklemmt ist. Das vorstehende Ende der Hülse 24 erstreckt sich in das Innere des Körpers 1, derart, daß es konzentrisch in einer längs verlaufenden Körperbohrung 26 und beabstandet zu dieser Bohrung angeordnet ist. Innerhalb des ringförmigen Raumes zwischen der Bohrung 26 und der Außenfläche der Hülse 24 befindet sich abgedichtet ein ring­ förmiger Betriebskolben 27, der in Zusammenwirken mit dem einwärts gerichteten Flansch 22 eine hydraulische Kammer 28 bildet, mit der Hydraulikflüssigkeit über eine Öffnung 12 des hydropneumatischen Wandlers 8 gemäß Fig. 1 und über eine Öffnung 29 im Gehäuse 21 der Betätigungseinrichtung 1 kommuniziert.

Ein Feststellbremskolben 30 ist innerhalb der Hülse 24 abgedichtet bezüglich der Innenfläche der Hülse angeordnet und wirkt mit der Endplatte 23 zusammen, um eine hydrau­ lische Kammer 31 zu bilden, in die Hydraulikflüssigkeit über eine Öffnung 32 in der Endplatte 23 strömt.

Die Kolbenschubstange 7 weist eine zylindrische hohle Außenstange 34 auf, die verschiebbar innerhalb des Ring­ raumes zwischen dem Gehäuse 21 und der Hülse 24 angeordnet ist und in Wirkverbindung steht mit dem Betriebskolben 27, sowie eine zylindrische hohle Innenstange 35, die innerhalb der Hülse 24 und beabstandet zur Innenfläche dieser Hülse angeordnet ist. Die hohlen äußeren und inneren Stangen sind an einem Ende vermittels eines Halteflansches 33 mitein­ ander verbunden, durch den die Schubstange 7 mit dem anderen Winkelhebel 4 b (wie in der Fig. 1 gezeigt ist) verbindbar ist zur Aufnahme des anderen Endes der Bremsbetätigungsein­ richtung 1. Ein Schleppglied 36 ist am Feststellbremskolben 30 befestigt und steht in Längsrichtung von der Seite des Kolbens 30 gegenüber der Hydraulikkammer 31 ab. Auf dem ab­ stehenden Ende des Schleppgliedes 36 befindet sich ein ver­ größerter Kopf 37, der in die Öffnung der hohlen inneren Stange 35 ragt und mit dem Schleppglied 36 eine Schulter 38 bildet. Ein Haltering 39 befindet sich in der Öffnung der hohlen inneren Stange 35 zum Zusammenwirken mit der Schulter 38 des Kopfes 37, um eine Totgangverbindung zwi­ schen dem Feststellbremskolben 30 und der Kolbenschub­ stange 7 zu schaffen.

Eine Schubstangen-Rückholfeder 40 umgibt die hohle Innenstange 35, stützt sich mit einem Ende an einem ein­ wärts gerichteten Flansch 41 der Hülse 24 ab und stützt sich mit dem anderen Ende auf einem Ring 42 ab, der durch einen am Außenumfang der hohlen Innenstange 35 befindlichen Halte­ ring gehalten ist.

Der Körper 6 der Bremsbetätigungseinrichtung 1 weist ferner ein Gehäuse 44 auf, in dem eine Bremsverriegelungs­ einrichtung 45 angeordnet ist. Das Gehäuse 44 ist an einen auswärts gerichteten Flansch 46 angeschraubt oder auf andere Weise angebracht, um das offene Ende des Gehäuses 21 ange­ ordnet und umgibt die hohle Außenstange 34 der Kolbenschub­ stange 7. Eine Bohrung 47 und eine Senkbohrung 48 des Ge­ häuses 44 enthalten ein ringförmiges Verriegelungselement 49 mit einer Kolbenfläche 50, mehreren länglichen, feder­ artigen Fingern 51, die sich axial vom Umfang des Verrie­ gelungselementes 49 erstrecken, und mit einer ringförmigen konischen Fläche 52. Eine axial geschlitzte Reibhülse 53 ist verschiebbar auf dem Außenumfang der hohlen Außenstange 34 angeordnet unter geringer Berührung derselben. Die Hülse 53 ist mit einer konischen Fläche 54 versehen, die komple­ mentär ausgebildet ist zur Fläche 52,und ist mit dieser zwecks Anlage ausrichtbar, wenn das Verriegelungselement 49 in Links-Richtung bewegt wird. Eine solche Linksbe­ wegung des Verriegelungselementes 49 kann bei Druckbeauf­ schlagung einer Hydraulikkammer 55 erfolgen, in der die Kolbenfläche 50 arbeitet. Ein Ende der Hülse 53 ist be­ nachbart zur konischen Fläche 54 zur Anlage an einem An­ schlag 56 ausgebildet, zur Einstellung einer vorbestimm­ ten Maximalentfernung, um die das Verriegelungselement nach links verschoben werden kann, bevor die entspre­ chenden konischen Flächen 52, 54 zur Anlage gelangen. Eine Tellerfeder 57 befindet sich zwischen dem anderen Ende der Hülse 53 und einem Verschlußteil 58, das mit dem Gehäuse 44 verschraubt oder auf andere Weise verbun­ den ist. Eine andere Feder 59 wirkt zwischen dem Verschluß­ teil und dem Verriegelungselement 49 und drückt das Ver­ riegelungselement in eine zurückgezogene Position, wie dar­ gestellt.

Die Senkbohrung 48 ist mit einer ringförmigen Ausneh­ mung 60 versehen, deren eine Seite schräg ausgebildet ist. An jedem Ende der Finger 51 ist eine Verriegelungsleiste 61 ausgebildet, die ebenfalls eine abgeschrägte Seite auf­ weist, die komplementär zur abgeschrägten Seite der Aus­ nehmung 60 ausgebildet ist. In der zurückgezogenen Position des Verriegelungselementes 49 gleiten die Verriegelungs­ leisten 61 der Finger 51 auf der Zylinderbohrung 48, um so die Finger in radialer Richtung ausreichend abzubie­ gen, um zu verhindern, daß ein ringförmiger Stopfen 62 in die ringförmige Öffnung zwischen den Fingern und der Hülse 53 eintritt. Eine Feder 63 befindet sich zwischen dem Stopfen 62 und dem Verschlußteil 58 und hält den Stopfen 62 in ständiger Anlage an dem Leistenende der Finger 51. Der Stopfen 62 weist an seinem Anlagepunkt mit den Fingern 51 eine Schräge auf zu einem nachfolgend erläuterten Zweck.

Der Stopfen 62 weist ferner eine mit einem Gewinde versehene öffnung auf zur Aufnahme eines über eine Öffnung im Verschlußteil 58 manuell betätigbaren Zugarmes 64 sowie eine Kolbenfläche 65, die mit Hydraulikdruck aus einer Kammer 66 beaufschlagbar ist.

Ein Kanal 67 führt zu einer Hydraulikkammer 55 und ein Kanal 68 zu einer Hydraulikkammer 66. Diese Kanäle 67 und 68 sowie auch der Kanal 32 können an eine Handpumpe 69 über ein Ventil 70 verbunden sein, das manuell einstell­ bar ist, um gleichzeitig Hydraulikdruck wieder den Kanälen 67 und 32 oder dem Kanal 68 zuzuführen, während unter Druck befindliche Hydraulikflüssigkeit von den jeweils anderen dieser Kanäle einer Wanne zugeführt wird. Obgleich die vorerwähnten Teile, wie Handpumpe 69, Ventil 70 und Wanne 71, symbolisch als herkömmliche Geräte dargestellt sind, umfaßt die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch eine kompliziertere Handpumpe, die das Ventil und die Wanne mit umfaßt.

Die Handpumpe 69 ist mit dem Ventil oder Umsteuer­ schieber 70 über eine Leitung 72 verbunden, während eine andere Leitung 73 und eine Verzweigungsleitung 74 vom Um­ schaltschieber 70 zu den Kanälen 32 und 67 führen. Außer­ dem verbindet eine Leitung 74 den Umschaltschieber 70 mit der Wanne 71, während der Umschaltschieber 70 mit dem Kanal 68 über eine Leitung 67 verbunden ist. Eine andere Leitung 77 verbindet den Kanal 12 des hydropneumatischen Wandlers mit dem Kanal 29 der Bremsbetätigungseinrichtung 1. Wenn eine Betriebsbremsung durchgeführt werden soll, wird der hydropneumatische Wandler 8 betätigt, um Hydraulik­ flüssigkeit unter Druck über den Kanal 12 abzugeben, der über die Leitung 77 mit dem Kanal 29 der Bremsbetätigungs­ einrichtung 1 verbunden ist. Dieser Hydraulikdruck wirkt sich in der Kammer 28 der Bremsbetätigungseinrichtung 1 aus und bewegt den Betriebskolben 27 nach links. Dadurch wird die obere hohle Stange 34 der Kolbenschubstange 7 in Anlage am Betriebskolben 27 durch die Rückholfeder 40 gehalten, und die Kolbenschubstange 7 wird nach links mit dem Betriebskolben wie die hohle Innenstange 35 bewegt. Aufgrund des toten Ganges zwischen dem Feststellbremskolben 30 und der hohlen Innenstange 35 ist die Kolbenschubstange 7 in der Lage, sich weit genug zu bewegen zur Aufnahme des Bremsklotzspieles sowie der Abweichungen der Brems­ teile, ohne daß der Feststellbremskolben 30 aus seiner Lösestellung herausgezogen wird.

Sobald der Betriebskolben 27 und die Kolbenschub­ stange 7 ihre Linksbewegung aufgrund von Bremsklotz­ abnutzung fortsetzen, wird die durch das vergrößerte Volumen der Kammer 28 notwendige zusätzliche Hydraulik­ flüssigkeit durch den Wandler 8 geliefert. Gleichzeitig nimmt der auf der hohlen Innenstange 33 befindliche Haltering 39 die Schulter 38 des Schleppgliedes 36 auf und verschiebt das Schleppglied und dementsprechend den Feststellbremskolben 30 nach links um einen Betrag, der der Bremsklotzabnutzung entspricht. Sobald das Volumen der Hydraulikkammer 31 bei Linksbewegung des Feststell­ bremskolbens 30 anwächst, wird Hydraulikflüssigkeit aus der Wanne 71 in die Kammer 30 über die Leitung 75, den Umschaltschieber 70, die Leitung 73 und den Kanal 32 ge­ saugt zur Anpassung an diese Bewegung des Feststellbrems­ kolbens. Diese Bewegung des Feststellbremskolbens mit Über­ steuerung des Betriebsbremskolbens während einer Betriebs­ bremsung ist vom Standpunkt des Anlegens der Feststell­ bremse aus wünschenswert, wie nachfolgend erläutert wird.

Beim Lösen der Betriebsbremse bewegt die Rückhohl­ feder 40 die Kolbenschubstange 7 und den Betriebskolben 27 nach rechts und drückt die Hydraulikflüssigkeit der Kammer 28 zurück in den hydropneumatischen Wandler 8 über den Kanal 29, die Leitung 77 und den Kanal 12, bis eine dem Soll-Bremsklotzspiel entsprechende Flüssigkeitsmenge ver­ schoben worden ist, wie sie durch die Nachstellwirkung des hydropneumatischen Wandlers bestimmt ist. Sobald dies passiert, legt sich das Ende der hohlen Innenstange 35 an den Feststellbremskolben 30, ohne daß der Kolben 30 bewegt wird, so daß der Abstand zwischen dem Haltering 39 und der Schulter 38 dem Soll-Bremsklotzspiel entspricht, der durch nachfolgende Bremsbetätigung ausgeglichen wird.

Bei einer Betriebsbremsenbetätigung und nachfolgen­ dem Lösen der Bremse, wie soeben diskutiert, bewegt sich die Kolbenschubstange 7 ohne Behinderung durch die Reib­ hülse 53, da die Feder 59 die konische Fläche 52 des Ver­ riegelungselementes 49 außer Anlage mit der konischen Fläsche 54 der Hülse 53 hält.

Zum Anlegen der Feststellbremse wird der Umschalt­ schieber 70 gedreht in eine Feststellbremsposition, in der eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den Leitungen 75 und 76 hergestellt wird, wodurch die Kammer 68 mit der Wanne 71 verbunden wird, und in der eine Flüssigkeitsver­ bindung gleichzeitig zwischen den Leitungen 72 und 73 hergestellt wird, wodurch die Handpumpe 69 mit den Kanälen 67 und 32 verbunden wird. Die Handpumpe 69 wird dann be­ tätigt, um Hydraulikflüssigkeit gleichzeitig in die Kammern 31 und 55 zu pumpen. Bis zum Ausgleich des Bremsklotz­ spieles bewegt sich jedoch nur der Feststellbremskolben 30 infolge der Handpumpenbetätigung, nicht jedoch das Ver­ riegelungselement 49, da während des Hubes des Feststell­ bremskolbens 30 zum Ausgleich des Soll-Bremsklotzspieles das anwachsende Volumen der Kammer 31 jeglichen signifi­ kanten Aufbau des Druckes entweder in der Kammer 31 oder gleichzeitig an der Kolbenfläche 50 des Verriegelungsele­ mentes 49 verhindert. Entsprechend verhindern die kom­ binierten Kräfte auf das Verriegelungselement 49, ausge­ übt durch die Federn 63 und 59, eine Betätigung des Ver­ riegelungselementes 49 bis die Kolbenschubstange voll­ ständig ausgefahren ist. Der Feststellbremskolben 30 wirkt auf die hohle Innenstange 35, so daß bei der Linksbewegung des Feststellbremskolbens 30 die Kolbenschubstange 7 auf die gleiche Weise nach links ausgefahren wird, um das Bremsklotzspiel auszugleichen.

Es soll an dieser Stelle angemerkt werden, daß der Hub des Feststellbremskolbens 30 konstant gehalten wird, unabhängig von der Abnutzung der Bremsklötze, und zwar aufgrund der Leergangverbindung zwischen der Kolbenschub­ stange 7 und dem Feststellbremskolben 30. Wie zuvor er­ läutert, fließt Hydraulikflüssigkeit aufgrund der Linksbe­ wegung des Feststellbremskolbens 30 und der Bremsklotzab­ nutzung bei der Betriebsbremsung in die Kammer 31, sobald das Volumen der Kammer 31 ansteigt. Daher bleibt die Flüs­ sigkeitsmenge konstant, die zur ausreichenden Bewegung des Feststellbremskolbens 30 benötigt wird, um das Bremsklotz­ spiel auszugleichen und die Bremsen anzulegen, unabhängig von der Größe der Bremsklotzabnutzung zur Zeit des Anlegens der Feststellbremse.

Es ist offensichtlich, daß ohne dieses erfindungsgemäße Merkmal eine übermäßige Betätigung der Handpumpe 69 erfor­ derlich wäre, um dem mit Bremsklotzabnutzung ansteigenden Volumen der Kammer 31 Rechnung zu tragen.

Sobald einmal das Bremsklotzspiel ausgeglichen worden ist, bleibt das Volumen der Kammer 31 im wesentlichen konstant, so daß weitere Betätigung der Handpumpe 69 zu einem Druck­ aufbau der Hydraulikflüssigkeit in der Kammer 55 führt, der auf die Fläche 50 des Verriegelungselementes 49 wirkt. Sobald die Kraft der Hydraulikflüssigkeit die kombinierten Kräfte der Federn 63 und 59 übersteigt, wird das Verriegelungsele­ ment 49 nach links verschoben. Diese Linksbewegung des Ver­ riegelungselementes 49 bewirkt über die Finger 51 und die Leisten 61 eine Bewegung des Stopfens 62 in Linksrichtung, bis die Leisten 61 mit der ringförmigen Ausnehmung 60 ausge­ richtet sind. In dieser Position lassen die vorgespannten federförmigen Finger 51, unterstützt durch die Schrägkante des durch die Feder 63 nach rechts gedrückten Stopfens 62, die Verriegelungsleisten 61 in radialer Richtung zur Ver­ riegelung in die Ausnehmung 60 einschnappen. Sobald die Ver­ riegelungsleisten 61 in die Ausnehmung 60 eintreten, bewegt die Feder 63 den Stopfen 62 in eine Rechtsrichtung in die durch die Finger 51 gebildete öffnung, um die Leisten 61 in der Verriegelungsstellung in der Ausnehmung 60 zu sichern.

Die Linksbewegung des Verriegelungselementes 49 bewirkt ebenfalls eine Anlage der komplementären konischen Flächen 52 und 54 des Verriegelungselementes 49 und der Reibhülse 53, und zwar zu einem noch zu erläuterndem Zweck.

Wenn dieser Verriegelungszustand des Verriegelungselementes 49 einmal erreicht ist, kann der weitere Betrieb der Handpumpe 69 beendet werden. Dieser verriegelte Zustand kann festgestellt werden, indem ein gewisser vorbestimmter Hydraulikdruck (durch Betätigung der Handpumpe) aufgebracht wird, der in der Lage ist, die Kräfte der Federn 63 und 59 zu überwinden, wenn diese Federn ausreichend zusammengedrückt sind, um eine Ausrichtung der Verriegelungsleisten 61 mit der Verriegelungsausnehmung 60 zu bewirken. Ein geeignetes Meßgerät (nicht gezeigt), das mit der Handpumpe verbunden ist, kann für diesen Zweck verwendet werden.

Nach Einstellung des Handpumpenbetriebes wird der Hydraulik­ druck in den Leitungen 73 und 74 abfallen. Sobald dieser Druck­ abfall in der Kammer 31 wirksam wird, neigen der Feststellbrems­ kolben 30 und die Kolbenschubstange 7 vermittels der Kraft der Rückhohlfeder 40 dazu, in die Löseposition bewegt zu werden. Da jedoch der Druckabfall in der Kammer 55 keine Wirkung auf das Verriegelungselement 49 entfaltet, wird seine Position durch die Verriegelung der Verriegelungsleisten 61 in der Aus­ nehmung 60 aufrechterhalten. Die geringe Rechtsbewegung der Reib­ hülse 53 mit der Kolbenschubstange 7 ergibt daher, daß das Ende des Reibkragens mit der konischen Fläche 54 eingekeilt wird zwischen der konischen Fläche 52 des Verriegelungselementes 49 und dem Umfang der hohlen Außenstange 34, um die Reibkraft zu erhöhen, mit der der Kragen 53 an der Schubstange angreift, um die Schubstange gegen axiale Bewegung in Bremslöserichtung zu verriegeln. Die Einleitung dieses selbstverstärkenden Effektes, durch den die Klemmwirkung zwischen Kragen 53 und Schubstange 7 hervorgerufen wird, wird gewährleistet durch die Feder 57, die eine rechtsgerichtete Kraft auf den Kragen 53 zur Unterstützung der nach rechts wirkenden Kraft auf den Kragen 53 aufgrund der Reibung mit der Schubstange 7 ausübt. Auf diese Weise wird die Bremskraft entweder mit einer Betriebsbremsung oder einer hand­ pumpengesteuerten Feststellbremsung mechanisch verriegelt, um eine Feststellbremsung zu erhalten.

Ein Lösen der Feststellbremse kann auf zwei Weisen erfolgen. Normalerweise würde der Umschaltschieber 70 von der Feststell­ bremsanlegeposition in die Feststellbremslöseposition, wie ge­ zeigt, gedreht werden. Hierdurch wird die Kammer 66 mit der Handpumpe 69 über die Leitungen 76 und 72 verbunden und wer­ den die Kammern 31 und 55 über die Leitungen 73, 74 und 75 mit der Wanne 71 verbunden. Die Betätigung der Handpumpe 69 för­ dert auf diese Weise Hydraulikflüssigkeit unter Druck in die Kammer 66, wo die Flüssigkeit auf die Kolbenfläche 65 wirkt, um den Stopfen 62 nach links gegen die Kraft der Feder 63 zu drücken. Das Entfernen des Stopfens 62 aus den Fingern 51 bewirkt, daß die Fingerleisten 61 aus der Verriegelungsaus­ nehmung 60 unter der Wirkung der Feder 59 austreten, wodurch das Verriegelungselement 49 nach rechts gedrückt wird. Diese Entriegelung der Verriegelungsleisten 61 aus der Verriege­ lungsausnehmung 60 wird durch die Tatsache erleichtert, daß benachbarte Seiten der Leiste und der Ausnehmung schräg ausge­ bildet sind. Nach der Entriegelung der Leisten 61 von der Aus­ nehmung 60 werden die Kolbenschubstange 7, der Reibkragen 53 und das Verriegelungselement 49 sämtlich nach rechts verschoben, bis das Ende des Kragens 53 (das eine konische Fläche 54 aufweist) gegen den Anschlag 56 läuft. Sobald dies auftritt, bewirkt eine weitere Bewegung des Verriegelungselementes relativ zum Kragen 53 eine Trennung der konischen Flächen 52 und 54 zum Abbau der hohen Reibkraft, mit der der Kragen 53 an der Schubstange 7 anlag. Dementsprechend ist die Kolbenschubstange 7 frei zum vollen Zurückziehen durch ihre Rückhohlfeder 40, bestimmt durch Anlage der hohlen Innenstange 35 an dem Feststellbremskolben 30.

Man erkennt, daß die Position des Feststellbremskolbens 30 jede vorher aufsummierte Bremsklotzabnutzung widerspiegelt, so daß die voll zurückgezogene Position der Kolbenschubstange 7 das Soll-Bremsklotzspiel wiederherstellt, das durch die Nach­ stellfunktion des hydropneumatischen Wandlers 8 auf seinen vorherigen Wert eingestellt wird.

Ein manuelles Lösen der Feststellbremse kann einfach alter­ nativ dazu durch Zurückziehen des Stopfens 62 von den Fingern 51 mit Hilfe des manuell betätigbaren Zugarmes 64 bewerkstelligt werden. Die sich ergebende Wirkung der Bremsverriegelungseinrich­ tung 45 wird die gleiche sein, wie die gerade unter Bezug auf das mittels Handpumpe eingeleitete Feststellbremslösen er­ läuterte Wirkung.

Für den Fall, daß die Betriebsbremse beim Anlegen der Fest­ stellbremse wirksam ist, bewirkt ein nachfolgendes Lösen der Feststellbremse das Lösen der Bremsenverriegelungseinrichtung 45 (wie gerade erläutert), jedoch verbleibt die Kolbenschub­ stange 7 in der Bremsenanlegeposition unter dem Einfluß des Betriebskolbens 27, der über die hohle Außenstange 34 wirkt, um das Anlegen der Bremse aufrechtzuerhalten, bis zu einem nachfolgenden Lösen der Betriebsbremse.

Obgleich die spezifischen Merkmale der vorliegenden Erfindung bei der hydraulischen Bremsbetätigungseinrichtung 1 liegen und eine Anordnung beschrieben worden ist, bei der eine einzige Betätigungseinrichtung bei herkömmlichen Brems­ balken eines Eisenbahngüterwagens beschrieben worden ist, versteht es sich, daß die Bremsbetätigungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch bei einer Anordnung einsetz­ bar ist, bei der zwei zwischen den Bremsbalken angeordnete Betätigungseinrichtungen verwendet werden. Es versteht sich ferner, daß andere hydropneumatische Wandler (wie auch der vorliegend offenbarte Wandler 8) einsetzbar sind, um Hydrau­ likdruck der Bremsbetätigungseinrichtung 1 zuzuführen und um eine Nachstellwirkung zu erzielen, um ein gewünschtes Brems­ klotzspiel aufrechtzuerhalten in Übereinstimmung mit der her­ kömmlichen Güterwagentechnik.

Claims (18)

1. Bremsbetätigungseinrichtung, gekennzeich­ net durch

• a) einen Körper (6),
• b) eine Schubstange (7),
• c) eine Hülse (53), die auf der Schubstange angeordnet und auf der Stange axial verschiebbar ist,
• d) Kolben (27, 30) zur Bewegung der Schubstange relativ zur Hülse in eine Bremsenanlegeposition bei Zufuhr von Flüssigkeit unter Druck,
• e) ein Verriegelungselement (49), das bei Zufuhr der Flüssigkeit unter Druck in eine Verriegelungsposition bringbar ist zum Verklemmen der Hülse mit dem Umfang der Schubstange nach der Bewegung der Schubstange in die Bremsenanlegeposition, wodurch die Schubstange gegen weitere Axialbewegung relativ zur Hülse ver­ riegelt wird, und
• f) Verriegelungsmittel (61) zur Aufrechterhaltung der Verriegelungsposition des Verriegelungselementes nach dem Abströmen der unter Druck befindlichen Flüssig­ keit.

2. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hülse eine zylindrische Form aufweist und in Axialrichtung ge­ schlitzt ausgebildet ist zur Schaffung des axialen Gleit­ sitzes mit der Schubstange,außer in der Verriegelungs­ position des Verriegelungselementes.

3. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hülse eine die Außenfläche umgebende erste konische Fläche auf­ weist und daß das Verriegelungselement einen Verriegelungs­ kolben umfaßt, der in einer Bohrung des Körpers angeordnet ist und mit einer zweiten konischen Fläche versehen ist, die in der Verriegelungsstellung des Verriegelungselementes mit der ersten konischen Fläche in Eingriff bringbar ist, um das Verkeilen der Hülse mit dem Umfang der Schubstange zur Erzielung einer festen Anlage zu bewirken.

4. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 3, ge­ kennzeichnet ferner durch eine erste zwischen Körper und einem Ende der Hülse angeordnete Feder, durch die die Hülse in Anlage an die erste und zweite koni­ sche Fläche drückbar ist.

5. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 4, ge­ kennzeichnet ferner durch einen An­ schlag, der am anderen Ende der Hülse angebracht ist zum Einstellen der Axialposition der Hülse relativ zum Ver­ riegelungskolben, wenn der Verriegelungskolben aus der Ver­ riegelungsposition zurückgezogen wird, wodurch die erste und die zweite konische Fläche um einen vorbestimmten Ab­ stand voneinander axial getrennt werden.

6. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kolben einen mit der Schubstange in Wirkverbindung bringbaren Feststellbremskolben aufweisen, um die Bewegung desselben in die Bremsanlegeposition nach Zufuhr von Flüssigkeit unter Druck zu bewirken.

7. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ver­ riegelungselement

• a) einen Verriegelungskolben aufweist, der durch den am Feststellbremskolben wirksamen Flüssigkeitsdruck bewegbar ist, und
• b) eine erste Feder, die auf den Verriegelungskolben entgegengesetzt zum Flüssigkeitsdruck wirkt, um eine Bewegung des Verriegelungskolbens in die Verriege­ lungsstellung zu verhindern, bis der am Verriegelungs­ kolben wirksame Flüssigkeitsdruck einen vorbestimmten Wert übersteigt.

8. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der vorbe­ stimmte Wert dem Wert entspricht, der bei Bewegung des Feststellbremskolbens in die betätigte Position auftritt.

9. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ver­ riegelungsmittel

• a) eine Bohrung in dem Körper umfassen, in der der Verriegelungskolben arbeitet,
• b) ferner eine ringförmige in der Bohrung ausgebildete Ausnehmung,
• c) mehrere gestreckte Finger, die vom Umfang des Ver­ riegelungskolbens in Längsrichtung ausgehen, und
• d) eine auswärts gerichtete Verriegelungsleiste, die auf wenigstens einem der Finger ausgebildet ist und zum Eintritt in die Ausnehmung in der Verrie­ gelungsstellung des Verriegelungselementes vorgesehen ist.

10. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß auf jedem der Finger eine Verriegelungsleiste ausgebildet ist.

11. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 10, ge­ kennzeichnet ferner durch

• a) einen ringförmigen Stopfen mit einer abgeschrägten Kante zum Eingreifen in die vorstehenden Enden der Finger, und
• b) eine zweite Feder, die auf den Stopfen in einer Richtung wirkt, die entgegengesetzt zur Bewegung des Verriegelungskolbens in die Verriegelungsstel­ lung zeigt, wodurch die Finger radial auswärts ge­ drückt werden, derart, daß die Verriegelungsleisten in Anlage an der Bohrung gehalten werden, um sicher­ zustellen, daß die Verriegelungsleisten in die Aus­ nehmungen in der Verriegelungsstellung des Verrie­ gelungskolbens eintreten.

12. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verrie­ gelungsleisten jeweils mit einer abgeschrägten Seite ver­ sehen sind und daß die benachbarte Seite der Ausnehmung mit einer komplementär dazu ausgebildeten abgeschrägten Seite ausgestattet ist, wodurch die Finger radial einwärts abge­ bogen werden durch die erste Feder, die das Verriegelungs­ element aus der Verriegelungsposition in eine zurückgezogene Position drückt, wenn der Flüssigkeitsdruck gesenkt wird.

13. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 12 , da­ durch gekennzeichnet, daß der Stopfen mit einer peripheren Außenfläche versehen ist, deren Durch­ messer dem innenseitigen Durchmesser der Finger entspricht, wenn die Leiste in die Ausnehmung eingreift, wodurch der Stopfen durch die zweite Feder axial in die Öffnung der Finger bewegt wird und dabei ein radiales Einwärtsabbiegen der Finger verhindert, um die Verriegelungsleisten in der Ausnehmung zu fixieren.

14. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 13, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stopfen ferner einen Kolben aufweist, der vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagbar ist, um den Stopfen in axialer Richtung aus dem Eingriff mit den Fingern herauszubewegen.

15. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 13, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stopfen einen Arm aufweist, der nach außen aus dem Körper heraus­ ragt und dazu dient, den Stopfen manuell aus der Öffnung der Finger herauszuziehen.

16. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schub­ stange

• a) eine zylindrische hohle Außenstange aufweist, auf der die Hülse angeordnet ist,
• b) ferner eine zylindrische hohle Innenstange, die konzentrisch innerhalb der hohlen Außenstange mit Abstand dazu angeordnet ist, wobei die hohle Außen- und Innenstange an einem gemeinsamen Ende mitein­ ander verbunden sind, und
• c) eine dritte Feder, die im Ringraum zwischen der hohlen Innen- und der hohlen Außenstange angeord­ net ist, um die Schubstange in einer von der Brems­ anlegeposition wegzeigenden Richtung zu beauf­ schlagen.

17. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kolben­ anordnung ferner

• a) einen Betriebskolben aufweist, der in Wirkverbindung mit der hohlen Außenstange gegenüber dem gemeinsamen Ende bringbar ist, wobei der Betriebskolben die hohle Außen- und Innenstange in die Anlageposition bewegt, unabhängig vom Feststellbremskolben bei Zufuhr von Flüssigkeit unter Druck, und
• b) einen Feststellbremskolben, der mit der hohlen Innenstange gegenüber dem gemeinsamen Ende in Wirk­ verbindung bringbar ist, wobei der Feststellbrems­ kolben die Bewegung der hohlen Außen- und der hoh­ len Innenstange in die Anlegeposition bewirkt, un­ abhängig vom Betriebsbremskolben bei Zufuhr von Flüssigkeit unter Druck.

18. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 17, ge­ kennzeichnet ferner durch

• a) eine in der hohlen Innenstange ausgebildete axiale Bohrung,
• b) eine Stützstange, die mit einem Ende am Feststell­ bremskolben befestigt ist und einen vergrößerten Kopf am anderen Ende aufweist, wobei eine Schulter zwischen der Stützstange und dem vergrößerten Kopf gebildet ist, und die Stützstange sich axial vom Feststellbremskolben erstreckt, derart, daß der Kopf innerhalb der Bohrung angeordnet ist, und
• c) Mittel, die innerhalb der hohlen Innenstange ange­ ordnet sind und sich in die Öffnung der Bohrung er­ strecken zur Anlage an die Schulter nach Bewegung der hohlen Innenstange um eine vorbestimmte Entfernung in Richtung auf die Bremsanlegeposition bei Zufuhr von Flüssigkeit unter Druck zum Betriebsbremskolben, wobei der Feststellbremskolben zusammen mit dem Betriebsbremskolben nach erfolgter Bewegung des Betriebsbremskolbens um die vorbestimmte Entfer­ nung bewegt wird.