DE3938720A1 - Spielabhaengige nachstelleinrichtung fuer bremszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine spielabhängige Nachstelleinrichtung für Bremszylinder, insbesondere für Schienenfahrzeugbremsen, aus­ geführt nach dem Ein-Mutter-Prinzip mit nichtselbsthemmenden Nach­ stellgewinden, einsetzbar sowohl für Scheibenbremsung als auch für Klotzbremsung.

Zur Einhaltung des Bremsbelag- bzw. Bremsklotzspieles, verbunden mit dem Ausgleich ihres Verschleißes, werden in Bremszylindern Nachstelleinrichtungen eingesetzt, die in vielfältigen Ausführungs­ formen bekannt sind.

Die erforderliche Genauigkeit bei der Einhaltung des Belagspieles läßt sich wegen der gegenüber dem Belagspiel großen Elastizität des Bremsgestänges nur mit einer spielabhängigen Nachstellung erzielen, da die Elastizität entsprechend den jeweils unterschiedlichen Brems­ kräften ebenfalls unterschiedlich groß ist. Die spielabhängigen Nachstelleinrichtungen beruhen hauptsächlich auf der Verwendung eines nichtselbsthemmenden Nachstellgewindes, wobei zunehmend Ein- Mutter-Einrichtungen Anwendung finden. Bei der Übertragung der Längskräfte bzw. beim Festhalten der jeweiligen Nachstellänge ent­ steht infolge des nichtselbsthemmenden Gewindes ein Drehmoment, das bei den bekannten Einrichtungen durch die Mutter mit mindestens zwei Kupplungs- oder Wirkflächen übertragen wird.

So besitzen die durch das DD-WP 1 27 471 und das DD-WP 1 27 473 be­ kannten Lösungen beide jeweils zu je einer Seite der Kupplungsmutter angeordnete Drehkupplungen. Nach einer aus der SE-OS 4 48 442 bekannten weiteren Ausführungsform ist die Pegelmutter durch eine Haupt- und eine Nebenkupplung kuppelbar, welche beide auf einer Seite der Pegelmutter angeordnet sind und bei der die Verriegelungshülse unter Einwirkung einer gegen den krafteinführenden Teil (Kolben­ stange, Kolbenstangenhülse) anliegenden Verriegelungsfeder axial beweglich über eine Regelkupplung an die Regelmutter kuppelbar ist. Außerdem ist bei dieser bekannten Lösung das auf der Regelmutter angeordnete Lager federkraftbeauschlagt zur Unterstützung des Ein­ griffes der Hauptkupplung. Bei den obengenannten bekannten Aus­ führungsformen ist der erhebliche Aufwand an Anschlag- und Steuer­ elementen sowie Federn von Nachteil, wobei die Kupplungsstellen und die Vielzahl der eingesetzten Federn zusätzliche Verschleiß­ stellen darstellen. Zum anderen ist der Fertigungsaufwand aufgrund der Vielzahl der Einzelteile und ihrer teilweise geometrischen Kompliziertheit zu hoch.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine spielabhängige Nachstelleinrichtung unter Nutzung im wesentlichen üblicher Teile zu schaffen, welche die Vorteile der bekannten vorstehend erwähnten Ausführungsformen aufweist, deren Nachteile jedoch weitgehend mini­ miert werden, d. h. sie muß eine einwandfreie und störunanfällige Funktion gewährleisten, in ihrem Aufbau unkompliziert und wartungs­ arm sowie bei Einhaltung einer kurzen Baulänge wirtschaftlich und kostengünstig herstellbar sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb der Nachstelleinrichtung nur eine Kupplungswirkfläche vorgesehen ist, die gebildet wird durch die Verzahnung an der nicht federbelasteten Kupplungsmutter, die an einem aufsitzenden, ebenfalls nicht feder­ belasteten Wälzlager gelagert ist, mit der Verzahnung der drehfest gelagerten, definiert begrenzt axial verschiebbaren Kupplungslamelle. Dabei ist eine Anschlagfeder einerseits gegen einen am vorderen, nicht krafteinführenden, starren Teil des Zylinderdeckels ange­ ordnetes, als rohrförmiger Ansatz ausgebildetes Widerlager abstützend gelagert und liegt andererseits in Bremsrichtung gegen eine Scheibe an, welche Innennasen ausweist, die in die Längsschlitze im rohr­ förmigen Ansatz des Führungsrohres hineinragend angeordnet sind und die während des Anlegehubes X gegen die Außennasen der Kupplungs­ lamelle, die sowohl in die Längsschlitze im Führungsrohr hindurch auch darüber hinaus in die Längsschlitze des rohrförmigen Ansatzes hineingreifend angeordnet sind, gegeneinander abstützend in Anlage gehalten sind. Gegen die Kraft der Anschlagfeder wirkt eine Spreiz­ feder mit geringerer Kraft, welche zwischen der Kupplungslamelle und dem vorderen Spindellager gelagert ist. In Lösestellung ist zwischen Kupplungslamelle und dem hinteren Spindellager eine ein­ stellbare Spaltbreite A vorgesehen, die nach erfolgtem Durchlauf des Anlegehubes X beim Gegenlauf der Scheibe, die von der Anschlag­ feder druckbeaufschlagt ist, gegen die Einstellmutter durch Ein­ wirkung der Spreizfeder in Richtung der Bremskraft auf die Seite des Wälzlagers hinüberwechselbar ist.

Die Erfindung soll nachstehend entsprechend den Fig. 1 bis 3 erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Nachstelleinrichtung mit zugehörigem Bremszyliner in Bremslösestellung im halben Längsschnitt in Ruhe­ stellung,

Fig. 2 desgleichen in Bremsstellung,

Fig. 3 desgleichen nach längerer Bremsung und dabei auftretendem starken Verschleiß während des Nachstellvorganges.

Entsprechend der Fig. 1 ist in einem Zylindergehäuse 1 ein Kolben 2 dichtgleitend angeordnet. Dieser läßt sich über einen Anschluß 3 mit einem Druckmittel beaufschlagen. Das Zylindergehäuse 1 wird mit einem Zylinderdeckel 4 verschlossen, der einen rohrförmigen Ansatz 5 besitzt. In diesem wird das Führungsrohr 6, welches mit dem Kolben 2 festverbunden ist, längsverschieblich, jedoch dreh­ fest, gelagert. Zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinderdeckel 4 ist eine Kolbenrückdruckfeder 7 eingespannt. Der vordere Bereich des rohrförmigen Ansatzes 5 ist abgesetzt und mit einem Gewinde 8 sowie mit zwei Längsschlitzen 9 versehen. Auf diesem abgesetzten Teil befinden sich eine Anschlagfeder 10, eine Scheibe 11 mit zwei Innennasen 12 und eine Einstellmutter 13, mit welcher sich die Größe des gewünschten Anlegehubes X einstellen läßt. Innerhalb des Führungsrohres 6 befindet sich die Spindelvordrückfeder 14, die über den Drucktopf 15 die Nachstellspindel 16 herausdrückt. Der vordere Bereich des Führungsrohres 6 weist innen eine Erweiterung auf, an deren Absatz das hintere Spindellager 17 in Anlage gehalten wird zur Übertragung der Kolbenkraft. In Ruhe­ stellung befindet sich eine Spaltbreite A zwischen dem hinteren Spindellager 17 und der Kuplungslamelle 18. In diesem Bereich weist das Führungsrohr 6 zwei Längsschlitze 19 auf, durch welche Außennasen 20 der Kuplungslamelle 18 hindurchgreifen und in den Längsschlitzen 9 des rohrförmigen Ansatzes 5 drehfest, jedoch längs verschieblich geführt werden. Außerdem werden die Außen­ nasen 20 der Kupplungslamelle 18 von der Kraft der Anschlagfeder 10 über die Scheibe 11 mit ihren Innennasen 12 beaufschlagt. Die Kupplungslamelle 18 besitzt eine Verzahnung, die mit einer gleichen der Kupplungsmutter 22 korrespondiert und zusammen die Kupplungs­ fläche 21 bilden, die durch die Anschlagfeder 10 aufeinander gepreßt wird. Hierdurch wird die Kupplungsmutter 22 mit dem nichtselbsthemmenden Gewinde am Drehen gehindert. Als vorderes Lager der Kupplungsmutter 22 zum Abfangen der Federkraft der Spindelvordrückfeder 14 dient ein Wälzlager 23, welches sich gegen das vordere Spindellager 24 stützt. Das vordere Spindel­ lager 24 ist in das Führungsrohr 6 eingeschraubt und dient durch Variation der Einschraubtiefe zur Erzielung der gewünschten Spaltbreite A. Zwischen dem vorderen Spindellager 24 und der Kupplungslamelle 18 befindet sich eine Spreizfeder 25, deren Federkraft erheblich geringer als die der Anschlagfeder 10 ist, damit ein sicherer Eingriff der Kupplungsfläche 21 gewährleistet ist. An die Nachstellspindel 16 schließt sich ein Spindelkopf 26 mit integrierter, nicht näher dargestellter, Spindelrückdrehein­ richtung an. Während des Betriebseinsatzes ist der Bremszylinder mit Nachstelleinrichtung mit dem Spindelkopf 26 und den Lager­ buchsen 27 im nicht dargestellten Bremsgestänge angelenkt. In Fig. 2 ist die Nachstelleinrichtung beim Bremsen dargestellt. Durch den Anschluß 3 strömt das Druckmittel und schiebt den Kolben 2 nach vorn. Nachdem der eingestellte Anlegehub X durchlaufen ist, entsteht durch das Anlegen der Bremse eine Reaktionskraft im nicht dargestellten Bremsgestänge, welche über den Spindelkopf 26 dem weiteren Ausfahren der Nachstellspindel 16 einen Widerstand ent­ gegensetzt und diese vorerst einen Moment stehen bleibt. Während dieser Zeit schiebt der Kolben 2 mit dem Führungsrohr 6, dem hinteren Spindellager 17 und dem vorderen Spindellager 24 solange nach vorn, bis das hintere Spindellager 17 an der Kupplungslamelle 18 anliegt. Der in Fig. 1 vorhandene Spalt A wird zu Null und der Kraftfluß geht nunmehr vom Kolben 2, Führungsrohr 6, hinteren Spindellager 17, Kupplungslamelle 18, Kupplungsmutter 22, Nach­ stellspindel 16 zum Spindelkopf 26. Gleichzeitig hat sich eine neue Spaltbreite A am Wälzlager 23 ausgebildet. Außerdem hat sich währenddessen die Anschlagfeder 10 soweit ausgedehnt, daß die Scheibe 11 an der Einstellmutter 13 zur Anlage kommt und eine weitere Ausdehnung verhindert. Beim weiteren Druckanstieg des Druckmittels erhöht sich die Kolbenkraft und proportional zu dieser entsteht die elastische Verformung des Bremsgestänges bei gleichzeitiger Wirkung der Bremse. Der Kolben 2 mit allen im Kraftfluß liegenden Teilen schiebt sich dabei um den Betrag der elastischen Verformung des Bremsgestänges nach vorn, dabei ent­ steht ein Spalt zwischen den Außennasen 20 der Kupplungslamelle 18 und den Innennasen 12 der Scheibe 11.

Die Fig. 3 zeigt den funktionellen Ablauf der Nachstelleinrichtung, wenn nach längerem Bremsen ein starker Verschleiß eingetreten ist und die Bremse gelöst wird. Beim Entweichen des Druckmittels über den Anschluß 3 gleitet der Kolben 2 infolge der elastischen Rück­ federung des Bremsgestänges und der Kraft der Kolbenrückdruckfeder 7 zurück. Sobald die Kraft der Rückfederung gegen Null geht, wird über den Spindelkopf 26 die Nachstellspindel 16 nicht mehr in Richtung des Zylindergehäuses 1 zurückgedrückt. Die Spindelvor­ drückfeder 14 hält über den Drucktopf 15 die Nachstellspindel 16 mit dem Spindelkopf 26 im leichten Druckkontakt mit dem Bremsge­ stänge. Der Kolben 2 mit dem Führungsrohr 6 wird nunmehr nur noch allein durch die Kolbenrückdruckfeder 7 zurückgeschoben. Dabei ist infolge des eingetretenen Verschleißes der Rücklauf noch nicht soweit erfolgt, daß die Innennasen 12 der Scheibe 11 die Außen­ nasen 20 der Kupplungslamelle 18 berühren, vielmehr wird die Scheibe 11, die von der Kraft der Anschlagfeder 10 beaufschlagt ist, von der Einstellmutter 13 in ihrer vorgegebenen Lage gehalten. Gleichzeitig schiebt die Spreizfeder 25 die Kupplungslamelle 18 zurück und läßt dadurch die Kupplungsfläche 21, so daß die Dreh­ hemmung der Kupplungsmutter 22 aufgehoben wird. Beim weiteren Zurückschieben des Kolbens 2 dreht sich die Kupplungsmutter 22 beim Anliegen am Wälzlager 23 und bewirkt die Nachstellung bis die Außennasen 20 gegen die Innennasen 12 der Scheibe 11 stoßen. Beim weiteren Zurückschieben wird über das vordere Spindellager 24 und das Wälzlager 23 die Verzahnung der Kupplungsmutter 22 in die Ver­ zahnung der Kupplungslamelle 18 gegen die Kraft der Anschlagfeder 10 gedrückt, wodurch ein weiteres Drehen der Kupplungsmutter 22 verhindert wird. Der Nachstellvorgang ist damit beendet. Die ver­ bleibende Reststrecke des Kolbenhubes stellt im Bremsgestänge das gewünschte Spiel in der Größe des Anlegehubes X ein.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 = Zylindergehäuse
2 = Kolben
3 = Anschluß
4 = Zylinderdeckel
5 = rohrförmiger Ansatz
6 = Führungsrohr
7 = Kolbenrückdruckfeder
8 = Gewinde
9 = Längsschlitze
10 = Anschlagfeder
11 = Scheibe
12 = Innennasen
13 = Einstellmutter
14 = Spindelvordrückfeder
15 = Drucktopf
16 = Nachstellspindel
17 = hinteres Spindellager
18 = Kupplungslamelle
19 = Längsschlitze
20 = Außennasen
21 = Kupplungsfläche
22 = Kupplungsmutter
23 = Wälzlager
24 = vorderes Spindellager
25 = Spreizfeder
26 = Spindelkopf
27 = Lagerbuchse

X = Anlegehub
A = Spaltbreite

Claims (2)

1. Spielabhängige Nachstelleinrichtung für Bremszylinder, insbe­ sondere für Schienenfahrzeugbremsen, bestehend aus einer im Übertragungsweg der Bremskraft gegen Drehung gesicherten Nachstellspindel mit nichtselbsthemmenden Gewinde, an die eine federkraftbetätigte Vordrückeinrichtung angelenkt ist, einer mit der Nachstellspindel verschraubten wälzgelagerten Kupplungsmutter, einer Kolbenrückdrückfeder, einem mit dem Kolben fest verbundenen, nicht rotierbaren, axial beweglichen Führungsrohr sowie einstellbare Anschlag- und hubabhängige Steuerelemente, gekennzeichnet dadurch, daß eine nicht feder­ belastete Kupplungsmutter (22), gelagert an einem ebenfalls nicht federbelasteten Wälzlager (23) verzahnt mit der drehfest gelagerten, definiert begrenzt axial verschiebbaren Kupplungs­ lamelle (18) kuppelbar ist und innerhalb der Nachstelleinrichtung nur diese einzige Kupplungswirkfläche vorgesehen ist, daß eine Anschlagfeder (10) einerseits gegen einen am vorderen, nicht krafteinführenden, starren Teil des Zylinderdeckels (4) ange­ ordnetes, als rohrförmiger Ansatz (5) ausgebildetes Widerlager abstützend gelagert ist und andererseits in Bremsrichtung gegen die Scheibe (11) anliegt, die Innennasen (12) aufweist, welche in die Längsschlitze (9) in rohrförmigen Ansatz (5) hinein­ ragend angeordnet sind und die während des Durchlaufes des Anlegehubes (X) gegen die Außennasen (20) der Kupplungslamelle (18), die sowohl in die Längsschlitze (19) im Führungsrohr (6) hindurch auch darüber hinaus in die Längsschlitze (9) des rohr­ förmigen Ansatzes (5) hineingreifend angeordnet sind, gegen­ einander abstützend in Anlage gehalten sind und daß entgegen der Kraft der Anschlagfeder (10) eine Spreizfeder (25) wirkt, die zwischen Kupplungslamelle (18) und vorderes Spindellager (24) gelagert ist, deren Kraft wesentlich kleiner ist als die der Anschlagfeder (10), wobei in Lösestellung zwischen der Kupplungslamelle (18) und dem hinteren Spindellager (17) eine einstellbare Spaltbreite (A) vorgesehen ist, die nach erfolgtem Durchlauf des Anlegehubes (X) beim Gegenlauf der Scheibe (11) gegen die Einstellmutter (13) durch Einwirkung der Spreizfeder (25) in Richtung der Bremskraft auf die Seite des Wälzlagers (23) hinüberwechselbar ist.

2. Spielabhängige Nachstelleinrichtung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet dadurch, daß die Anschlagfeder (10) um den Außen­ mantel des rohrförmigen Ansatzes (5) herum gelagert ist.