DE3938720C2 - Selbsttätige Nachstelleinrichtung für Bremszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Nachstelleinrichtung für Bremszylinder, insbesondere für Schienenfahrzeugbremsen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, die sowohl für Scheibenbremsen als auch für Klotzbremsen einsetzbar ist.

Zur Einhaltung des Bremsbelag- bzw. Bremsklotzspieles, verbunden mit dem Ausgleich des Verschleißes, werden in Bremszylindern Nachstelleinrichtungen eingesetzt, die in vielfältigen Ausführungsformen 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 Bremskräften ebenfalls unterschiedlich groß ist. Die spielabhängigen Nachstelleinrichtungen beruhen hauptsächlich auf der Verwendung eines nichtselbsthemmenden Nachstellgewindes mit nur einer Kupplungsmutter. Bei der Übertragung der Längskräfte bzw. beim Festhalten der jeweiligen Nachstellänge entsteht infolge des nichtselbsthemmenden Gewindes ein Drehmoment, das bei den bekannten Einrichtungen durch die Kupplungsmutter mit mindestens zwei Kupplungs- oder Wirkflächen übertragen wird.

So besitzen die durch das DD 127 471 und das DD 127 473 bekannten Lösungen beide jeweils zu je einer Seite einer Kupplungsmutter angeordnete Drehkupplungen. Nach einer aus der SE-OS 4 48 442 bekannten weiteren Ausführungsform ist die Kupplungsmutter durch eine Haupt- und eine Nebenkupplung kuppelbar, welche beide auf einer Seite der Kupplungsmutter angeordnet sind und bei der die Verriegelungshülse unter Einwirkung einer gegen den krafteinführenden Teil (Kolbenstange, Kolbenstangenhülse) anliegenden Verriegelungsfeder axial beweglich über eine Kupplung an die Kupplungsmutter kuppelbar ist. Außerdem ist bei dieser bekannten Lösung das auf der Kupplungsmutter angeordnete Lager federkraftbeaufschlagt zur Unterstützung des Eingriffes der Hauptkupplung. Bei den oben genannten bekannten Ausführungsformen ist der erhebliche Aufwand an Anschlag- und Steuerelementen sowie Federn von, Nachteil, wobei die Kupplungsstellen und die Vielzahl der eingesetzten Federn zusätzliche Verschleißteile darstellen. Zum anderen ist der Fertigungsaufwand aufgrund der Vielzahl der Einzelteile und ihrer teilweise geometrischen Kompliziertheit zu hoch.

Eine gattungsgemäße Nachstelleinrichtung ist aus der EP 0 121 815 B1 bekannt. Allerdings sind hier - obwohl nur eine Kupplung innerhalb der Nachstelleinrichtung vorhanden ist - das Wälzlager und damit auch die Kupplungsmutter zeitweilig federbelastet.

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

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.

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

Fig. 1 eine Nachstelleinrichtung mit zugehörigem Bremszylinder in Bremslösestellung im halben Längsschnitt in Ruhestellung,

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 drehfest, gelagert. Zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinderdeckel 4 ist eine Kolbenrückholfeder 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 eine Feder 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 Ruhestellung befindet sich eine Spaltbreite A zwischen dem hinteren Spindellager 17 und der Kupplungslamelle 18. In diesem Bereich weist das Führungsrohr 6 zwei Längsschlitze 19 auf, durch welche Außennasen 20 der Kupplungslamelle 18 hindurchgreifen und in den Längsschlitzen 9 des rohrförmigen Ansatzes 5 drehfest, jedoch längs verschieblich geführt werden. Außerdem werden die Außennasen 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 Kupplungsflächen 21 bilden, die durch die Anschlagfeder 10 aufeinander gepreßt werden. Hierdurch wird die Kupplungsmutter 22 mit dem nichtselbsthemmenden Gewinde am Drehen gehindert. Als vorderes Lager der Kupplungsmutter 22 zum Abfangen der Federkraft der die Spindel vordrückenden Feder 14 dient ein Wälzlager 23, welches sich gegen das vordere Spindellager 24 stützt. Das vordere Spindellager 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 Kupplungsflächen 21 gewährleistet ist. An die Nachstellspindel 16 schließt sich ein Spindelkopf 26 mit integrierter, nicht näher dargestellter, Spindelrückdreheinrichtung an. Während des Betriebseinsatzes ist der Bremszylinder mit der Nachstelleinrichtung mit dem Spindelkopf 26 und den Lagerbuchsen 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 entgegensetzt und diese vorerst einen Moment stehen bleibt. Während dieser Zeit schiebt der Kolben 2 mit dem Führungsrohr 6 das hintere Spindellager 17 und das vordere 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, Nachstellspindel 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 entsteht 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 Druckmittel über den Anschluß 3 gleitet der Kolben 2 infolge der elastischen Rückfederung des Bremsgestänges und der Kraft der Kolbenrückholfeder 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 Feder 14 hält über den Drucktopf 15 die Nachstellspindel 16 mit dem Spindelkopf 26 im leichten Druckkontakt mit dem Bremsgestänge. Der Kolben 2 mit dem Führungsrohr 6 wird nunmehr nur noch allein durch die Kolbenrückholfeder 7 zurückgeschoben. Dabei ist infolge des eingetretenen Verschleißes der Rücklauf noch nicht soweit erfolgt, daß die Innennasen 12 der Scheibe 11 die Außennasen 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 gibt dadurch die Kupplungsflächen 21 frei, so daß die Drehhemmung 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 Verzahnung 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 verbleibende Reststrecke des Kolbenhubes stellt im Bremsgestänge das gewünschte Spiel in der Größe des Anlegehubes X ein.

Bezugszeichenliste

1

= Zylindergehäuse

2

= Kolben

3

= Anschluß

4

= Zylinderdeckel

5

= rohrförmiger Ansatz

6

= Führungsrohr

7

= Kolbenrückholfeder

8

= Gewinde

9

= Längsschlitz

10

= Anschlagfeder

11

= Scheibe

12

= Innennasen

13

= Einstellmutter

14

= Feder

15

= Drucktopf

16

= Nachstellspindel

17

= hinteres Spindellager

18

= Kupplungslamelle

19

= Längsschlitze

20

= Außennasen

21

= Kupplungsflächen

22

= Kupplungsmutter

23

= Wälzlager

24

= vorderes Spindellager

25

= Spreizfeder

26

= Spindelkopf

27

= Lagerbuchse
X= Anlegehub
A= Spaltbreite

Claims (2)

1. Selbsttätige Nachstelleinrichtung für Bremszylinder, insbesondere für Schienenfahrzeugbremsen, bestehend aus einer im Übertragungsweg der Bremskraft gegen Drehung gesicherten Nachstellspindel mit nichtselbsthemmendem Gewinde, an die eine vordrückende Feder angelenkt ist, einer mit der Nachstellspindel verschraubten wälzgelagerten Kupplungsmutter, einer Kolbenrückholfeder, einem mit dem Kolben fest verbundenen, nicht rotierbaren, axial beweglichen Führungsrohr sowie einstellbare Anschlag- und hubabhängige Steuerelemente, gekennzeichnet dadurch, daß die nicht federbelastete Kupplungsmutter (22), gelagert an einem ebenfalls nicht federbelasteten Wälzlager (23) verzahnt mit einer drehfest gelagerten, definiert begrenzt axial verschiebbaren Kupplungslamelle (18) kuppelbar ist und innerhalb der Nachstelleinrichtung nur diese einzige Kupplungswirkfläche vorgesehen ist, daß eine Anschlagfeder (10) einerseits gegen ein am vorderen, nicht krafteinführenden, starren Teil eines Zylinderdeckels (4) angeordnetes, als rohrförmiger Ansatz (5) ausgebildetes Widerlager abstützend gelagert ist und andererseits in Bremsrichtung gegen eine Scheibe (11) anliegt, die Innennasen (12) aufweist, welche in Längsschlitze (9) im rohrförmigen Ansatz (5) hineinragend angeordnet sind und die während des Durchlaufes des Anlegehubes (X) gegen die Außennasen (20) der Kupplungslamelle (18), die sowohl durch Längsschlitze (19) im Führungsrohr (6) hindurch als auch darüber hinaus in die Längsschlitze (9) des rohrförmigen Ansatzes (5) hineingreifend angeordnet sind, gegeneinander abstützend in Anlage gehalten sind und daß entgegen der Kraft der Anschlagfeder (10) eine Spreizfeder (25) wirkt, die zwischen Kupplungslamelle (18) und vorderem Spindellager (24) gelagert ist, deren Kraft wesentlich kleiner ist als die der Anschlagfeder (10), wobei in Lösestellung zwischen der Kupplungslamelle (18) und einem hinteren Spindellager (17) eine einstellbare Spaltbreite (A) vorgesehen ist, die sich nach erfolgtem Durchlauf des Anlegehubes (X) beim Gegenlauf der Scheibe (11) gegen eine am rohrförmigen Ansatz (5) angeordnete Einstellmutter (13) durch Einwirkung der Spreizfeder (25) auf die Seite des Wälzlagers (23) einstellt.

2. Selbsttätige Nachstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfeder (10) um den Außenmantel des rohrförmigen Ansatzes (5) herum gelagert ist.