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Federnde Vorrichtung zum Ausgleich zu kleiner Spielräume bei Fahrzeugbremsen
Die Erfindung bezieht sich auf Bremsen für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge,
und betrifft eine federnd nachgiebige Vorrichtung zur Erreichung des normalen Bremshubes
der Bremskraftquelle,. z. B. des Kolbens im Bremszylinder, wenn die Spielräume zwischen
den Bremsklötzen und den Radreiflen zu klein sein sollfien. Dieser Fall kann bei
Verwendung von selbsttätigen Nachstellvorrichtungen leicht eintreten und besonders
mit solchen Nachstellvorrichtungen, die eine mehr oder weniger zufällige Kolbenhubvergrößerung
auf einmal nachstellen und dann das zuviel Nachgestellte nicht wieder zurückstellen
können.
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Man hat daher vorgeschlagen, die Nachstellvorrichtung so auszubilden,
daß sie bei zu enger Einstellung der Bremse sich um :das erforderliche Maß federnd
verlängern kann, ohne daß hierdurch eine bleibende Verlängerung der nur vorübergehend
auseinandergezogenen zweiteiligen Bremsstange erfolgt. Die zu diesem Zweck vorgesehene
Pufferfeder ist zwischen das Reglergehäuse einerseits und ,den verschiebbaren Sitz
des in den Zahnstangenteil eingreifenden Vorschubsp:errglieds andererseits eingeschaltet.
Damit die Vorrichtung einwandfrei arbeitet, muß die Pufferfeder schwächer sein als
die Rückholfeder des Reglergehäuses. Letztere wird durch die Abstützung und Zurückhaltung
des Reglergehäuses an einem Anschlag bei jeder Bremsung zusammengedrückt. Daher
darf ihre Federkraft wiederum nicht so groß sein, daß sie eine merkliche Belastung
des Bremskolbens hervorrufen würde. Da infolgedessen die Pufferfeder nur verhältnismäßig
schwach sein kann, kommt es bei schwerläufigen Gestängen nicht selten vor, daß ,die
zweiteilige Bremsstange auseinandergezogen wird, obwohl die Bremsklötze noch gar
nicht zur Anlage kamen. Die beabsichtigte Konstanthaltung des Bremskolbenhubes ist
also bei schwerläufigen Gestängen nicht mehr mit
Sicherheit erreichbar,
und es können unerwartete und unregelmäßige Kolbenhubverlängerungen entstehen.
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Dieser Nachteil der bekannten Vorrichtung ist zurückzuführen auf die
-Hintereirianderschaltung der Pufferfeder-und derRückholfeder zwischen den zwei
Teilen der Bremsstange. Daher ist bei der vorliegenden Erfindung eine vorgespannte
Pufferfeder von -einer auch für schwergängige Gestänge ausreichenden Stärke unmittelbar
zwischen den beiden Teilen einer Bremsstange angeordnet, und gleichzeitig ist 'zwischen
den beiden Stangenteilen eine unabhängig von derPufferfeder und in Abhängigkeit
vom Bremskolbenhub gesteuerte Sperrvorrichtung vorgesehen, die bei gelöster Bremse
unwirksam ist und erst bei Erreichung eines bestimmten Bremskolbenhubes durch Verkeilu.ng
der beiden Stangenteile die Nachgiebigkeit der Pufferfeder aufhebt.
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Die Anordnung einer vorgespannten Feder zwischen zwei zur übertragung
der Bremskraft dienenden Teilen ist an sich bekannt, jedoch nur in .anderer Beziehung
von Mittel, Zweck und Wirkung. Bei den bekannten Bremsanordnungen dient die erwähnte
Feder zur Begrenzung der Bremskraft. Jede Bremsung erfolgt also, ohne Rücksicht
auf die Größe des Bremsklotzabstandes, unter Zusammendrückung der in das Gestänge
eingeschalteten Feder. Beim Erfindungsgegenstand dient jedoch die Pufferfeder nur
in gewissen Fällen zur zeitweisen federnden Verlängerung der zweiteiligen Bremsstange,
wenn nämlich die Bremsklötze schon vor Erreichung des Normalkolbenhubes zur Anlage
kamen. Die Pufferfeder braucht daher nur so kräftig zu sein, daß sie einem schwerläufigen
Gestänge widersteht, denn bei Erreichung des Normalbremskolbenhubes werden die beiden
Bremsstangenteile miteinander verkeilt dürch die erwähnte Sperrvorrichtung, die
die zuvor im Bremsgestänge vorhandene nachgiebige Stelle übergreift.
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Der Erfindungsgegenstand kann entweder als Zusatzaggregat für einfach
wirkende, d. h. nur eine Verkürzung des Bremsgestänges bewirkende Nachstellvorrichtungen
ausgebildet oder in eine Nachstellvorrichtung eingebaut werden. Im ersten Falle
ist in der bekannten Gestängeanordnung mit zwei Bremshebeln die als Zusatzaggregat
bestimmte Ausgleichvorrichtung an der an einen Bremshebel angelenkten Bremsstange
angeordnet, und ein einseitig wirkender Gestängesteller beliebiger Bauart ist in
die am anderen Bremshebel angelenkte zweiteilige Bremsstange :eingeschaltet. Im
zweiten Falle, wo die zu einem einheitlichen Aggregat zusammengefaßten Vorrichtungen
auf ein, und dieselbe Bremsstange einwirken sollen, sind noch gewisse bauliche Änderungen
jedes der beiden Bestandteile erforderlich. Um die federnde Verlängerung der Bremsstange
zu ermöglichen, muß das Vorschubsp:errglied der Nachstellvorrichtung so lange außer
Eingriff bleiben, bis der normale Bremskolbenhub erreicht ist. Ferner muß bei der
Einspannung der Pufferfeder ein einseitig wirkendes Gesperre vorhanden sein, das
ein Zusammenschieben der beiden Breinsstangenteile durch die, Nachstellvorrichtung
gestattet.
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Beispiele der beiden vorstehend genannten Ausführungsformen derErfindung
sind in der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt: Fig. i einen Längsschnitt
der als Zusatzaggregat ausgebildeten Ausgleichvorrichtung, Fig. 2 einen Längsschnitt
einer Nachstellvorrichtung, in welcher die Ausgleichvorrichtung eingebaut ist; und
Fig. 3 ein Beispiel für den Einbau der als Zusatzaggregat ausgebildeten Vorrichtung
in das Bremsgestänge.
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Bei dem in Fig. i dargestellten Beispiel ist zwischen zwei Teilen
i und 2 einer Bremsstange eine vorgespannte Feder 3 von der erforderlichen Kraft
derart eingesetzt, daß ein weiteres Spannen dieser Feder nur durch gegenseitige
Bewegung der beiden Stangenteile i und 2 in der Richtung einer Verlängerung der.
Bremsstange unter Einwirkung einer solchen Spannung im Bremsgestänge stattfinden
kann, welche beim Bremsen nach dem Anlegen der Bremsklötze gegen die Räder auftritt.
Die Feder 3 ist in einem auf dem Stangenteil i aufgeschraubten, den Stangenteil
2 führenden Gehäuse q. angebracht und drückt einen am Ende des Stangenteiles 2 fest
angebrachten Stützring 5 gegen den Stangenteil i, während sie sich gegen das» andere
Ende 6 des Gehäuses :4 abstützt. Die Feder 3 ist somit stets bestrebt, die Stangenteile
i und 2 in derartiger gegenseitiger Lage zu halten, daß die Bremsstange am kürzesten
ist. Wenn die Spielräume zu klein sind und beim Bremsen die Klötze gegen nie Räder
zur Anlage kommen, wird die Kraft der Feder 3 durch die nach dem Anlegen der Bremsklötze
gegen die Räder steigende Bremsspannung im Gestänge überwunden und gibt dieser nach,
wobei die Stangenteile i und 2 unter Zusammendrückung der Feder 3 auseinandergezogen
werden. Diese Verlängerung der Bremsstange i, 2 setzt sich fort, bis der Bremskolben
den den normalen Spielräumen entsprechenden Weg zurückgelegt hat, in welchem Augenblick
der Stangenteil :2 im Verhältnis zum Stangenteil i gesperrt wird. Zu diesem Zweck
ist der Stangenteil 2 mit Sperrzähnen versehen und wirkt mit einem Sperrglied zusammen,
welches in dein rechten Augenblick in Eingriff mit den Sperrzähnen
gelangt.
Die Sperrzähne sind in an sich bekannter Weise als im Stangenteil 2 eingeschnittenes
Gewinde 7 mit sperrzahnförmigem Profil ausgebildet, und das Sperrglied besteht aus
einer an sich bekannten, auf ,dieses Gewinde passenden, in Segmente unterteilten-
Mutter 8, deren Segmente durch Federn 9 zusammengehalten werden. Die Sperrmutter
8 wird normalerweise außer Eingriff mit dem Gewinde 7 gehalten, und zwar dadurch,
daß -die Muttersegmente an den Enden mit kegeligen Ansatzflächen io versehen sind,
von denen die eine mit einer entsprechenden Fläche i i am Gehäuse 4. und die andere
mit einer entsprechenden Fläche i2 auf einem in Achsenrichtung der Bremsstange i,
2 verschiebbaren Anschlag 13 zusammenwirkt. Der Anschlag 13 ist mit einem
die ganze Vorrichtung umgebenden Gehäuse 15 verbunden, welches durch eine verhältnismäßig
schwache Feder 14 normalerweise in solcher Lage gehalten wird, daß der Anschlag
13 die Sperrmutter 8 außer Eingriff mit dem Gewinde 7 hält. In .der gezeigten Ausführungsform
ist diese Feder-j4 zwischen :einer radialen Anschlagfläche am Gehäuse 4 und der
Endwand 16 .des Gehäuses 15 eingespannt. An dem vom Stangenteil i abgewandten
Ende ist das Gehäuse 4 mit einer Verlängerungshülse 17 versehen, die am äußeren
Ende einen Anschlag 18 bildet, .gegen welchen .das Gehäuse 15 unter dem Einfluß
der Feder- 14 angedrückt wird. Die Sperrmutter 8 ist mit einer Kegelfläche i9 und
die Verlängerungshülse 17 mit einem entsprechenden konischen Sitz 2o versehen. Das
Gehäuse 15 ist auf der Außenseite mit einem Anschlagarm 2i versehen und wird von
einer Betätigungsvorrichtung derart gesteuert, daß es bei Erreichung des -den normalen
Spielräumen entsprechenden Bremskolbenhubes im Verhältnis zum Stangenteil i unter
Zusammendrückung der verhältnismäßig schwachen Feder 14 verschoben wird, so daß
die Sperrmutter 8 in Eingriff mit :dem Gewinde 7 gelangt und sich gegen den konischen
Sitz 2o anlegt. Beim Lösen der Bremse werden die Teile durch die Federn 3 und 14
wieder in die Ausgangslage zurückgeführt.
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Fig. 3 zeigt die Anbringung der Ausgleichvorrichtung, wie sie oben
beschrieben ist, in einem Bremsgestänge mit zwei Bremshebeln, einem Zylinderhebel
23 und einem Festpunkthebe124, welche durch eine Kupplungsstange a5 verbunden sind.
Der Bremshebel 23 ist an der Kolbenstange des im Zylinder 26 verschiebbaren Kolbens
an.gelenkt und am entgegengesetzten Ende mit einer Bremsstange 27 verbunden, in
welcher eine Nachstellvorrichtung an .sich bekannter Art angebracht ist. Der Festpunkthebel
24 ist an der Bremsstange angelenkt, in welcher die Ausgleichvorrichtung angebracht
ist. Diabei ist der Stangenteil i als Verbindungsöse ausgebildet und mit dem Festpunkthebe124
verbunden. Der Anschlagarm 21 ist als gabelförmige Führung mit einer Rolle 40 ausgebildet,
auf welche sich das eine Ende 29 einer Stange 28 verschiebbar stützt, während das
andere Ende 30 der Stange 28 am Zylinderhebel 23 angelenkt ist. Beim Bremsen wird
sich somit das Ende 29 der Stange 28 in der Führung 2 i, 4o verschieben. Die Stange
28 trägt den z. B. als auf dem Stangenende 29 aufgeschraubte Mutter, ausgebildeten
Anschlag 22, welcher derart im Verhältnis zu der als Anschlag dienenden Führung
21 auf ,der Stange 28 eingestellt ist, daB er an dem .letzteren Anschlag zur Anlage
.kommt, wenn der Bremskolben den den normalen Spielräumen entsprechenden Hub zurückgelegt
hat, wodurch die oben .beschriebene Steuerung erfolgt.
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Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist die Ausgleichvorrichtung
mit einer einfach wirkenden Nachstellvorrichtung zusammengebaut, d. h. mit einer
solchen Nachstellvorrichtung, welche nur zu große Spielräume zwischen den Bremsklötzen
und Rädern nachzustellen vermag, dagegen aber nicht imstande ist, zu kleine Spielräume
im vergrößernden Sinne zurückzustellen. Für die Ausführungsform nach Fig. 2 ist
von einer derartigen an sich bekannten Nachstellvorrichtung ausgegangen worden,
bei welcher eine Bremsstange in zwei Stangenteile i und 2 geteilt ist; von denen
der Stangenteil 2 als Zahnstange mit Sperrzähnen in Form eines Gewindes 7 ausgebildet
ist, auf welcher eine in Segmente aufgeteilte, elastisch zusammengehaltene Sperrmutter
3 i aufgesetzt ist, die mit einer kegeligen Außenfläche versehen ist und mit einem
konischen Sitz 32 am anderen Stangenteil i zusammenwirkt, wodurch die Zahnstange
mit dem Stangenteil i zusammengekuppelt gehalten wird. Beim Ineinanderschieben der
beiden Stangenteile i und 2 wird die Sperrmutter 31 aus dem konischen Sitz
32 heraus.geschoben und wird von einer zur Stangenachse senkrechten Anschlagebene
33 zurückgehalten, so daß sich die Zahnstange unter Erweiterung der Sperrmutter
im Verhältnis zu .dieser verschiebt und die Spielräume verkleinert. Um eine solche
Verkleinerung der Spielräume dann zustande zu bringen, wenn die Spielräume größer
als normal sind, wirkt eine zweite Sperrvorrichtung 34 mit der Zahnstange zusammen,
welche in ,einem die ganze Vorrichtung umgebenden axial verschiebbaren Gehäuse
15 an diesem fest angeordnet ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht
diese zweite Sperrvorrichtung aus im Gehäuse 15 gelagerten Sperrklinken 34, welche
unter Einfluß eines elastisehen
Mittels danach streben, in Eingriff
mit der Zalinnstange zu gelangen. Das Gehäuse 1 bewegt sich zusammen mit der mit
der Nachstellvorrichtung versebenen Bremsstange 1, 2 im Verhältnis zu einem Anschlag,
der z. B. in derselben Weise wie der Anschlag 2 2 in Fig. 3 angeordnet ist und mit
welchem das Gehäuse 15 mittels eines Anschlages -21 zusammenwirkt, sobald der Bremskolben
seinen den normalen Spielräumen entsprechenden Hub zurückgelegt hat. Wenn die Spielräume
zu groß sind, wird das Gehäuse 15 und somit die Sperrvorrichtung 34 über die Zähne
7 der Zahnstange 2 hinweg verschoben und bewirkt dann beim Rückgang bei der nachfolgenden
Brernslösun:gsbewegun.g eine entsprechende Nachstellung der Spielräume. Für den
Zusammenbau der erfindungsgemäßen Ausgleichvorrichtung mit einer Nachstellvorrichtung
der oben beschriebenen Art, d. h. um bei dieser ein elastisches Auseinanderziehen
der beiden Stangenteile zu ermöglichen, falls der Kolben seinen normalen Spielraumhub
noch nicht zurückgelegt haben sollte, wenn die Bremsklötze schon gegen die Räder
angelegt worden sind, ist der konische Sitz 32 für die Sperrmutter 31 nicht fest
mit dem Stangenteil i verbunden, sondern im Verhältnis zu diesem verschiebbar, aber
durch die Feder 3 in Anliegung gegen den Stangenteil i gehalten. Die Kraft .der
Feder 3 ist stärker als der Bewegungswiderstand .des Bremsgestänges, wird aber bei
vorzeitig auftretender Bremsspannung überwunden, wobei sich der konische Sitz 32
im Verhältnis zum Stangenteil i verschiebt.
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Genau wie bei der Vorrichtung nach Fig. i ist die Ausgleichfeder 3
in einem Gehäuse 4 eingesetzt, welches mit dein Stangenteil i fest verbunden ist.
Das Gehäuse d. ist auch mit der Verlängerungshülse 17 versehen, welche den konischen
Sitz 2o für die Sperrmutter 8 trägt. Wie bei der Vorrichtung nach Fig. i wird die
Sperrmutter 8 durch konische Ansatzflächen io, 11, 12 außer Eingriff mit der Zahnstange
gehalten, `solange dass Gehäuse 15 nicht gegenüber dein Stangenteil i entgegen der
Kraft der Feder 14 verschoben wird. Uni die elastische Ausdehnung der Bremsstange
bei zu kleinen Spielräumen nicht zu verhindern, mul,l auch die Sperrvorrichtung
34 außer Eingriff mit der Zahnstange 7 gehalten werden, bis der den normalen Spielräumen
entsprechende Kolbenhub erreicht worden ist. Zu diesem Zwecke ist eine Hülse 35
zwischen der Sperrmutter 8 und den Sperrklinken 34 auf der Zahnstange 7 lose verschiebbar
aufgesetzt und an beiden Enden mit konischen Ansatzflächen 12 bzw. 36 versehen,
von denen die Ansatzfläche 12 mit der Sperrmutter 8 ztisaminenivirkt, während die
am entgegengesetzten Ende der Hülse vorgesehene Ansatzfläche 36 mit den entsprechend
abgeschrägten Enden der Klinken 3.1 zusammenwirkt, tun diese außer Eingriff mit
der Zahnstange zu halten, wenn das Gehäuse 1,5 und die in diesem gelagerten Klinken
3.4 durch die Feder 14 in derjenigen Lage gehalten werden, in welcher die Klinken
34. der Sperrniutter 8 am nächsten liegen. Die Länge der Hülse 35 ist derart bemessen,
daß in dieser Lage deren beide Enden mit den Sperrklinken 34. bzw. mit den iNZuttersegnienten
8 zusammenwirken und diese außer Eingriff finit der Zahnstange halten. Die Hülse
35 ist finit einem Bund 37 versehen, der mit einem entsprechenden Bunde 38 an der
Verlängerungshülse 17 zusammenwirkt.
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Bei zu kleinen Spielräumen tritt clie Bremsspannung in der Bremsstange
1, -2 auf, bevor der Anschlag 21 eine Verschiebung des Gehäuses 15 erzeugt. Diese
Bremsspannung verursacht eine Ausdehnung der Bremsstange, d. h. ein Auseinan:derziehen
der Stangenteile i und -2 unter Zusammendrücken der Feder 3, bis der den normalen
Spielräumen entsprechende Bremskolbenhub erreicht worden ist und das Gehäuse 15
durch den Anschlag 21 verschoben wird. In diesem Augenblick verschiebt sich das
Gehäuse 15 im Verhältnis zum Gehäuse d., die Klinken 34 ziehen die Hülse 35 mit
sich, während die Sperrmutter 8 in Eingriff mit der Zahnstange gelangt, in den konischen
Sitz 2o hineingezogen wird und ein weiteres Auseinanderziehen der Stangenteile i
und 2 verhindert.
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Bei zu großen Bremsklotzspielräunien erreicht der Bremskolbenhub den
normalen Wert, bevor die Bremsspannung auftritt. Es wird also das Gehäuse 15 durch
den Anschlag a1 zurückgehalten, ohne daß zuvor die Stangenteile 1, 2 auseinandergezogen
wurden. Die Sperrmutter 8 gelangt, wie oben beschrieben, in Eingriff mit der Zahnstange,
und es wird so eine elastische Verlängerung der Bremsstange 1, -2 verhindert. Bei
der danach fortgesetzten Ansetzbewegung gelangt die Hülse 35 mit ihrem Anschlag
37 gegen den Anschlag 38 auf der hülsenförmigen Verlängerung 17 und wird von diesem
zurückgehalten, wonach bei der weiter fortgesetzten Bewegung der Bremse die Klinken
34 von der Hülse 35 abgezogen werden und sich über .die Zähne .der Zahnstange verschieben,
bis die Bremse vollständig angezogen worden ist. Es haben sich dann die Klinken
S-eine Strecke über die Zahnstange verschoben, welche demjenigen Teil des Bremskolbenhubes
entspricht, um welchen dieser den normalen Hub überschritten hat. Bei der nachfolgenden
Rückgangsbewegung der Vorrichtung beim Lösen der Bremse wird dann die
Stange
2 durch die Klinken 34. in deren Bewegung gegenüber dem Stangenteil i mit-, genommen,
wodurch das vorher erwähnte Ineinanderschieben der Stangenteile und eine entsprechende
Nachstellung der Spielräume erfolgt, bis, die Klinken am Ende der Rückgangsbewegung
wieder von .den Bunden an der Hülse 35 von der Zahnstange abgehoben werden.
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Die zuletzt beschriebene Vorrichtung bildet selbstverständlich nur
ein Beispiel der Anbringung der --erfindungsgemäßen Ausgleichvorrichtung in einer
einfach wirkenden Nachstellvorrichtung an sich bekannter Bauart. Die -Erfindung
kann- ebensogut auch bei irgendwelchen anderen Nachstellvorrichtungen angebracht
werden.