EP0585306B1

EP0585306B1 - Bremseinheit für schienenfahrzeuge

Info

Publication number: EP0585306B1
Application number: EP92910737A
Authority: EP
Inventors: Erich Fuderer; Albert Kerscher
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1991-05-29
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2012-05-26
Also published as: DE4117632A1; ATE114132T1; KR0180911B1; WO1992021543A1; EP0585306A1; ES2065185T3; JPH06510964A; DE59200794D1; JP3280970B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinheit für Schienenfahrzeuge, mit einen Hubsteller, dessen Achsrichtung bei Ausbildung der Bremseinheit als Klotzbremseinheit mit einem durch einen Pendelhebel geführten Bremsklotz im wesentlichen in Andrückrichtung des Bremsklotzes an die Lauffläche eines abzubremsenden Schienfahrzeugrades verläuft und bei welcher in Ausbildung zum Zuspannen von Scheibenbremsen anstelle des Bremsklotzes ein Zuspanngestänge für die Scheibebremse angelenkt ist, und mit einem exzentrisch zur Achse des Hubstellers angeordneten Bremszylinder, der über ein Übersetzungsgetriebe mit einem als Krafteinleitungsteil für den Hubsteller dienenden, hülsenartigen Stellergehäuse gekoppelt ist, wobei das Stellergehäuse relativ zum Übersetzungsgetriebe um eine zur Achsrichtung des Hubstellers rechtwinklige Drehachse schwenkbar ist und wobei der Hubsteller eine Gewindespindel aufweist, die an ihrem Vorderende um ihre mit der Achse des Hubstellers koaxiale Achse undrehbar, aber zumindest in der durch diese Achse und die Längsrichtung des Pendelhebels bestimmten Ebene schwenkbar bei Ausbildung der Bremseinheit als Klotzbremseinheit am Bremsklotz und bei Ausbildung zum Zuspannen von Scheibenbremsen an deren Zuspanngestänge angelenkt ist, und wobei der Hubsteller zumindest eine mit der Gewindespindel verschraubte Mutter aufweist.
Eine derartige Bremseinheit in Ausbildung als Klotzbremseinheit ist beispielsweise aus der US-PS 3 884 333 bekannt. Bei dieser bekannten Klotzbremseinheit ist das Übersetzungsgetriebe als ein Übersetzungshebel ausgebildet, der parallel zur Achse des Schienenfahrzeugrades schwenkbar mit seinem einen Ende am Gehäuse der Klotzbremseinheit und seinem anderen Ende an der Kolbenstange des Bremszylinders und in seinem mittleren Bereich, nahe seiner Anlenkung am Gehäuse, am Stellergehäuse angelenkt ist. Das Vorderende der Gewindespindel des Hubstellers ist um einen ebenfalls zur Achse des Schienenfahrzeugrades parallelen Bolzen schwenkbar am unteren Ende des Pendelhebels angelenkt, das obere Ende des Pendelhebels ist vermittels eines parallelen Bolzens drehbar am Gehäuse der Klotzbremseinheit gelagert. Aus der erwähnten Druckschrift ist ersichtlich, daß das Vorderende der Gewindespindel während Brems- und Lösevorgängen durch den Pendelhebel auf einer Kreisbahn um dessen Gehäuselagerung geführt ist, während der mittlere Bereich der Gewindespindel durch die Anlenkung des Stellergehäuses am Übersetzungshebel auf einer Kreisbahn um die Lagerstelle des Übersetzungshebels am Gehäuse geführt wird; die Gewindespindel führt während Brems- und Lösevorgängen daher Schwenkbewegungen in einer durch ihre Achse und die Längsrichtungen des Pendelhebels sowie des zu diesem parallelen Übersetzungshebels bestimmten Ebene aus. Das bremsklotzferne Ende des Hubstellers muß daher in dieser Ebene relativ zum Gehäuse beachtliche Relativverschiebungen ausführen können. Der Hubsteller, der bei der bekannten Klotzbremseinheit als vielfach vorbekannter Hubsteller mit zwei nichtselbsthemmend verschraubten Muttern ausgebildet ist, bedarf zu seiner Funktion einer Anschlagvorrichtung mit einem dem Sollhub des Hubstellers entsprechenden Anschlagspiel, diese Anschlagvorrichtung ist nahe des bremsklotzfernen Endes des Hubstellers zwischen diesem und dem Gehäuse angeordnet, sie muß daher auch in der Lage sein, die Relativ-Querbewegungen dieses Hubstellerendes relativ zum Gehäuse aufzunehmen. Zu diesem Zweck weist die Anschlagvorrichtung einen an einem Teil des Hubstellers radial auskragenden und zwischen zwei gehäusefeste Ringanschläge mit dem Sollhub entsprechendem Axialspiel und zusätzlichem Radialspiel eingreifenden Anschlagring auf. Da sich bei Radialauslenkungen des Hubsteller-Endes auch dessen Achsrichtung relativ zum Gehäuse ändert, ist die Anschlagvorrichtung sphärisch selbsteinstellend ausgebildet, wozu nach einem Ausführungsbeispiel der Anschlagring unter Zwischenordnen eines sphärischen Lagers auf dem ihn tragenden Teil des Hubstellers gelagert ist. Das sphärische Lager weist einen am genannten Teil des Hubsteller festen Lagerring mit kugelzonenartiger Außenfläche auf, wobei der Mittelpunkt der Kugel in der Mittelebene des Anschlagringes auf der Achse des Hubstellers liegt. Auf dieser kugelzonenartigen Außenfläche ist mit einer entsprechenden Innenfläche der Anschlagring schwenkbar gelagert. Diese sphärische Lagerung ist jedoch wenig geeignet zum Übertragen von Kräften, welche in Achsrichtung des Hubstellers und damit der Anschlagrichtung der Anschlagvorrichtung verlaufen, es können hierbei hohe Flächenpressungen an den sphärischen Lagerflächen auftreten.
Es ist zu erwähnen, daß für ähnliche Klotzbremseinheiten oftmals auch andersartige Hubsteller mit Gewindespindel, häufig mit nur einer nichtselbsthemmend verschraubten Mutter, verwendet werden, welche ebenfalls an ihrem bremsklotzfernen Ende eine funktionsnotwendige Anschlagvorrichtung zum Gehäuse aufweisen. Falls die vorstehend beschriebene, bekannte Klotzbremseinheit zum Abbremsen von um beachtliche Maße querverschiebliche Schienenfahrzeugräder benutzt wird, kann bei den Querverschiebungen der Bremsklotz der Klotzbremseinheit ebenfalls beachtliche Querbewegungen erfahren, welche einerseits beispielsweise durch entsprechende querverschiebliche Lagerung des Pendelhebels am Gehäuse der Klotzbremseinheit aufnehmbar sind. Die Gewindespindel erfährt dabei an ihrem Vorderende eine entsprechende Querverschiebung, während die Lagerung des Stellergehäuses am Übersetzungshebel keine derartige Querverschiebung erlaubt. Die Gewindespindel mitsamt dem gesamten Hubnachsteller erfährt daher eine Querstellung im Gehäuse der Klotzbremseinheit, wodurch an den Lagerungen am Bremsklotz bzw. Pendelhebel und am Übersetzungshebel Schrägbelastungen und Zwängungen auftreten können. Da der Übersetzungshebel üblicherweise doppelarmig ausgebildet ist, wobei der Hubsteller zwischen den beiden Übersetzungshebel-Armen angeordnet ist und mit seinem Stellergehäuse an beiden Armen angelenkt ist, ergeben sich während Bremsungen bei schräggestelltem Hubsteller zusätzliche Biegemomente in diesem, insbesondere in dessen Gewindespindel. Die bekannten, Gewindespindeln aufweisenden Hubsteller sind jedoch zur Aufnahme derartiger Querbelastungen und Biegemomente wenig geeignet, derartige Belastungen können zu Funktionsstörungen oder gar Zerstörungen, beispielsweise durch Teilebruch, führen.
Es ist allgemein üblich, Klotzbremseinheiten der vorstehend geschilderten Art stehend an einem Fahrzeug anzuordnen, wie es aus der erwähnten US-PS 3 884 333 ersichtlich ist, wobei der Pendelhebel und der Übersetzungshebel in zumindest zueinander parallelen Ebenen verlaufen. Aus Einbaugründen kann es neuerdings jedoch zweckmäßig sein, den Übersetzungshebel mitsamt dem Bremszylinder in einer um 90° um die Achse des Hubstellers gedrehten Lage anzuordnen, derart, daß der Pendelhebel und der Übersetzungshebel in sich etwa rechtwinklig schneidenden Ebenen verlaufen; eine derartige Anordnung ist als liegend zu bezeichnen. Bei dieser liegenden Anordnung wird während Brems- und Lösevorgängen das Vorderende der Gewindespindel, wie vorstehend erwähnt, weiterhin in einer Kreisbahn um die Pendelhebel-Aufhängung an der Klotzbremseinheit oder auch am Fahrzeugrahmen zwangsgeführt, während die Anlenkung des Stellergehäuses am Übersetzungshebel ersteres in eine horizontale Kreisbahn um die fahrzeug- bzw. gehäusefeste Lagerung des Übersetzungshebels zwingt. Hierdurch erfährt der Hubsteller und insbesondere dessen Gewindespindel räumliche Schwenkbewegungen, welchen zwar die erwähnte Anschlagvorrichtung zwangfrei zu folgen vermag, welche jedoch ebenfalls zu Quer- und Biegebelastungen des Hubstellers und dessen Gewindespindel mit den erwähnten Folgegefahren führen.
Zum Zuspannen von Scheibenbremsen sind bereits Bremseinheiten bekannt, welche sehr ähnlich wie Klotzbremseinheiten ausgebildet sind, lediglich ist anstelle eines Bremsklotzes ein Zuspanngestänge für die Scheibenbremse am Vorderende der Gewindespindel angelenkt. Auch bei derartigen Bremseinheiten können Quer- und/oder Biegemomente am Hubsteller nachteilige Folgen haben.
Des weiteren sind Bremseinheiten, insbesondere Klotzbremseinheiten bekannt, welche als Übersetzungsgetriebe keinen Übersetzungshebel, sondern ein Keilgetriebe, beispielsweise mit einem Drehkeil gemäß der DE-AS 27 30 959 aufweisen. Der Hubsteller kann dabei nahe seiner beiden Enden parallel zu seiner Achse schiebegeführt sein, er kann auch durch einen Pendelhebel bzw. Lenkerhebel geführt sein, die Führungen an seinen beiden Enden können zueinander unterschiedlich ausgebildet sein. Bei allen diesen Keilgetrieben ist es üblich, am Keil keine Gleit-, sondern Wälzführungen bzw. -angriffe vorzusehen. Beispielsweise sind nach der erwähnten DE-AS 27 30 959 an dem als Krafteinleitungsteil für den Hubsteller dienenden Stellergehäuse beiderseitig auskragende Bolzen vorgesehen, auf welchen Wälzlager sitzen, deren Außenringe an den Keilflächen der zu jeder Seite des Hubstellers vorgesehenen, beiden Drehkeilteile anliegen und abrollbar sind. Auch bei derartigen (Klotz-) Bremseinheiten können durch Querversatz des abzubremsenden Schienenfahrzeugrades bzw. bei liegendem Einbau, insbesondere aber auch durch die Keilwirkung selbst Biege- und Querbelastungen am Hubsteller und insbesondere dessen Gewindespindel mit den vorstehend erwähnten, gefährlichen Folgen auftreten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bremseinheit der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln derart auszugestalten, daß der Hubsteller und insbesondere dessen Gewindespindel zumindest weitgehend von Querkräften und Biegebeanspruchungen freigehalten werden, unabhängig davon, ob ein stehender oder liegender Einbau vorgesehen ist, und auch falls große Querverschiebungen des abzubremsenden Schienenfahrzeugrades möglich sind.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen das Übersetzungsgetriebe und das Stellergehäuse ein Kardangelenk eingeordnet ist, dem die Drehachse zugehört. An der Kraftübergangsstelle vom Übersetzungsgetriebe zum Hubsteller sind dann keine letzteren ungünstig beanspruchende Kräfte einleitbar, und falls auch das Vorderende der Gewindespindel, wie bekannt und durch Herstellungsspiele zumeist auch gegeben, geringfügig querauslenkbar und gegebenenfalls vermittels des Pendelhebels querverschieblich gelagert ist, sind nur noch reine Längskräfte durch den Hubsteller und dessen Gewindespindel zu übertragen.
Nach der weiteren Erfindung vorteilhafter Ausbildungsmöglichkeiten einer derartigen Bremseinheit sind den Unteransprüchen entnehmbar.
In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen erläutert, und zwar zeigt

Fig.1a: eine stehende Klotzbremseinheit und
Fig.1b: eine liegende Klotzbremseinheit in jeweils schematischer Seitenansicht;
Fig.2: eine aufgeschnittene Klotzbremseinheit in Seitenansicht, welche mit einem Drehkeilgetriebe ausgestattet ist,
Fig.3: einen horizontalen Axialschnitt durch den Hubsteller der Klotzbremseinheit nach Fig. in vergrößertem Maßstab,
Fig.4: einen Schnitt gemäß der Linie A-B in Fig.3 mit einem angrenzenden Gehäusebereich des Bremseinheit-Gehäuses,
Fig.5: einen zu Fig.3 rechtwinklig verlaufenden Axialschnitt durch das Stellergehäuse und das Rahmenteil,
Fig.6: eine perspektivische Ansicht des Hubstellers mit Rahmenteil, wobei das Vorderende der Gewindespindel abgeschnitten ist,
Fig.7: einen der Fig.3 entsprechenden Schnitt, jedoch mit geänderter Lagerung des Rahmenteils am Stellergehäuse, und
Fig.8: einen der Fig.5 entsprechenden Schnitt durch eine Ausführung gemäß Fig.7.

Gleiche Bezugszahlen beziehen sich in den Fig. auf gleiche oder einander entsprechende Teile.
Die Bremseinheit nach der Erfindung ist insbesondere für Klotzbremseinheiten, aber auch zum Zuspannen von Scheibenbremsen geeignet. In der Fig.1a ist eine stehende Ausführungsform einer Klotzbremseinheit dargestellt, wobei der über einen Pendelhebel 1 an einem an der Klotzbremseinheit festen Tragarm 2 aufgehängte Bremsklotz 3 an einer als Druckstange dienenden Gewindespindel 4 eines Hubstellers 5 angelenkt ist, der seinerseits im Bereich des Schnittpunktes seiner Achse 6 mit einer zu dieser im wesentlichen rechtwinklig, vertikal verlaufenden Achse 7 eines Bremszylinders 8 mit einem nicht dargestellten Übersetzungsgetriebe gekoppelt ist, das vom Bremszylinder antreibbar ist. Aus Fig.1 ist ersichtlich, daß das Vorderende der Gewindespindel 4 durch den Pendelhebel 1 auf einer Kreisbahn 9 geführt wird, während je nach Ausbildung des Übersetzungsgetriebes der Achsenschnittpunkt 10 in der Achse 6 parallelverschieblich oder ebenfalls auf einem Kreisbogen geführt sein kann. Die Achse 6 muß also entsprechende Schwenkbewegungen, wie mit der Achse 6' angedeutet, ausführen können.
Bei liegender Ausbildung der Klotzbremseinheit gemäß Fig.1b entsprechen die Anordnungen von Pendelhebel 1, Tragarm 2, Bremsklotz 3, Gewindespindel 4 und Hubsteller 5 derjenigen nach Fig.1a, lediglich die Achse 7 des Bremszylinders 8 ist in eine zur Zeichenebene der Fig.1a rechtwinklige Ebene um 90° in die Horizontale geschwenkt, der Bremszylinder 8 nach Fig.1b weist also eine liegende, im Achsenschnittpunkt 10 verlaufende Achse 7 auf. Je nach Ausbildung des Übersetzuungsgetriebes, dessen Anlenkung am Hubsteller 5 bzw. der Führung dieser Anlenkstelle, treten dort unterschiedliche Führungsbahnen für den Hubsteller 5 auf, welchen die Achse 6 durch entsprechende Schwenk- bzw. Auslenkbewegungen folgen muß. Diese Schwenk- bzw. Auslenkbewegungen können andersartig als bei der Ausführung nach Fig.1a sein, bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Bremseinheit sollen diese unterschiedlichen Führungsbahnen zu keinerlei Biegemomenten oder Querbelastungen für die Gewindespindel 4 bzw. Zwängungen oder Klemmungen an den Lagerstellen der Gewindespindel 4 und des Hubstellers 5 führen.
Dem Schnittbild nach Fig.2 ist eine stehende Anordnung einer Klotzbremseinheit, also in Ausbildung nach Fig.1a, entnehmbar, wobei der Hubsteller 5 und der Bremszylinder 8 in das Gehäuse 11 der Klotzbremseinheit integriert angeordnet sind. Der Kolben 12 des Bremszylinders 8 ist vermittels seiner Kolbenstange 14 an einem Drehkeil 15 angelenkt, das Übersetzungsgetriebe entspricht in seinem Aufbau demjenigen nach der vorstehend erwähnten DE-AS 27 30 959. Der Drehkeil 15 ist doppelwangig ausgebildet, seine beiden Wangen verlaufen seitlich eines ringförmigen Rahmenteils 16, welches das Stellergehäuse 17 mit Drehungen erlaubendem Spiel umschließt. Das Stellergehäuse 17 ist mit einem nach oben und einem nach unten auskragenden Bolzen 18a bzw. 18b versehen, die beiden Bolzen 18a und 18b liegen koaxial auf einer gemeinsamen, etwa vertikalen Drehachse 19. Das Rahmenteil 16 weist beidseitig auskragende Bolzen 20a und 20b auf, deren gemeinsame Achse als Drehachse 21 die Drehachse 19 zumindest annähernd auf der Achse 6 rechtwinklig kreuzt oder schneidet. Auf den Bolzen 20a und 20b befindet sich je ein Wälzlager 22, dessen Außenring an der Keilfläche 23 des Drehkeiles 15 abwälzbar anliegt. Die Kolbenstange 14 ist gegabelt, das Rahmenteil 16 beiderseitig übergreifend ausgebildet, an jedem Gabelteil ist vermittels eines Bolzens 24 eine Wange des Drehkeiles 15 angelenkt. Beide Wangen des Drehkeiles 15 sind vermittels weiterer Bolzen 25 drehbar am Gehäuse 11 gelagert; die Bolzen 24 und 25 verlaufen etwa parallel zur Drehachse 21, der Bolzen 24 befindet sich nahe der vornliegenden Keilfläche 23 und der Bolzen 25 unterhalb der Achse 6 nahe des rückwärtigen Endes des Drehkeiles 15.
Das Vorderende der Gewindespindel 4 ist vermittels eines Bolzens 26 am Bremsklotz 3 und dieser vermittels eines weiteren Bolzens 27 am unteren Ende des Pendelhebels 1 angelenkt, das obere Ende des Pendelhebels 1 ist über einen weiteren Bolzen 28 am Tragarm 2 gelagert; alle Bolzen 26,27 und 28 verlaufen mit zur Drehachse 21 etwa paralleler Achsrichtung.
Bezogen auf die wälzgelagerte Abstützung an der Keilfläche 23 ist das Stellergehäuse 17 und damit der Hubsteller 5 um die Drehachsen 19 und 21 drehbar, sie bilden also zusammen mit dem Rahmenteil 16 ein Kardangelenk 19,16,21 zwischen dem Stellergehäuse 17 und dem als Übersetzungsgetriebe 15,23,22 anzusprechenden Drehkeil 15 mit Keilfläche 23 und auf dieser abrollbarem Wälzlager 22.
Aus Fig.3 ist in vergrößertem Maßstab der übliche Aufbau des Hubstellers ersichtlich: Auf der Gewindespindel 4 - ihr Vorderende mit Anlenkung am Bremsklotz 3 ist abgeschnitten - sind vermittels eines nichtselbsthemmenden Gewindes eine Druckmutter 30 und eine Vorschubmutter 31 verschraubt. Die beiden Muttern 30 und 31 sind durch Federn in Entfernungsrichtung vom Bremsklotz, also nach rückwärts belastet, wobei zwischengeordnete Wälzlager eine Beeinträchtigung der Drehbarkeit der Muttern 30 und 31 durch die Federbelastung ausschließt. Der Druckmutter 30 ist eine Drehkupplung 32 zu einem im Rahmenteil 16 festen Einsatzring 33 und der Vorschubmutter 31 eine Drehkupplung 34 zu einer Steuerhülse 35 zugeordnet. Die Steuerhülse 35 umgibt mit relativ geringem Spiel und koaxial zur Achse 6 die Gewindespindel 4, sie ist vermittels einer Gleitsteinführung 36 axialverschieblich, aber undrehbar am Stellergehäuse 17 geführt, das Stellergehäuse 17 umgibt ebenfalls koaxial zur Achse 6 ringartig die Gewindespindel 4. Die Federbelastungen der Muttern 30 und 31 wirken in Schließrichtung der zur Übertragung von Axialkräften geeignet ausgebildeten, gegebenenfalls verzahnt ausgebildeten Drehkupplungen 32 und 34. Eine Feder 37 ist vermittels hülsenartiger Zuganker 38 bzw. 39 derart zwischen das Gehäuse 11 und das Stellergehäuse 17 eingespannt, daß sie letzteres in Entfernungsrichtung vom Bremsklotz 3, also nach rückwärts belastet. Das Stellergehäuse 11 ist auf seiner dem Bremsklotz 3 abgewandten Seite mit einer weiten Durchbrechung 40 versehen, in welche mit großem, radialen Spiel die Steuerhülse 35 eingreift und endet; die Durchbrechung 40 ist nach außen durch einen am Gehäuse 11 festen Deckel 45 verschlossen. Am bremsklotzfernen Ende der Steuerhülse 35, innerhalb der Durchbrechung 40, ist eine Anschlagvorrichtung 41 ausgebildet: Die Steuerhülse 35 ist hierzu mit einem radial auskragenden Anschlagring 42 versehen, welcher ebenfalls innerhalb der Durchbrechung 40 radiales Spiel aufweist und welcher zwischen zwei am Gehäuse 11 festen Ringanschlägen 43 und 44 mit axialem, dem Sollhub des Hubstellers 5 entsprechenden Spiel und radial auslenkbar eingreift. Der Anschlagring 42 und die Ringanschläge 43 und 44 sind kugelkalottenartig ausgebildet, wobei sich der Kugelmittelpunkt im Bereich des Achsenschnittpunktes 10 befindet. Der Ringanschlag 43 befindet sich an der Rückseite eines vermittels des Deckels 45 am Gehäuse 11 innerhalb der Durchbrechung 14 festgehaltenen, die Steuerhülse 35 mit radialem Spiel umgebenden Ringkörpers 46 und der Ringanschlag 44 ist an der Innenseite des Deckels 45 selbst ausgebildet.
Der Aufbau des Hubstellers entspricht damit weitgehend demjenigen nach der bereits erwähnten US-PS 3 884 333, demgemäß entsprechen sich auch die Funktionsweisen der beiden Hubsteller, die Funktionsweise des Hubstellers 5 ist somit anhand der US-PS 3 884 333 ohne weiteres ableitbar und verständlich und braucht daher hier nicht weiter erläutert zu werden.
Aus Fig.3 ist der Spielabstand zwischen dem Stellergehäuse 17 und dem Rahmenteil 16 ersichtlich, weiterhin sind die Bolzen 20a und 20b mit den auf ihnen sitzenden Wälzlagern 22 zu sehen. Auf den Enden der Bolzen 20a und 20b sitzt jeweils ein Gleitstein 47, deren jeder in einer etwa parallel zur Achse 6 des Hubstellers 5 verlaufenden Nut 48 des Gehäuses 11 verschieblich geführt ist, wie es aus Fig.4 ersichtlich ist. Es kann zweckmäßig sein, die Nuten 48 an Einsatzteilen 49 vorzusehen, welche vermittels Schrauben 50 fest mit dem Gehäuse 11 zu verbinden sind. Zum leichteren Verständnis sind in Fig.4 noch weitere, in ihrer Bedeutung aus vorstehender Beschreibung ersichtliche Bezugszahlen eingeschrieben.
Aus Fig.5 ist ersichtlich, daß das Rahmenteil 16 zur Aufnahme der Bolzen 18a und 18b nicht mit Lagerbohrungen, sondern mit nach vorne, in Richtung zum Bremsklotz 3 hin offenen Lagernuten 51a und 51b versehen ist. Die Bolzen 18a und 18b sind am rückwärtigen, bremsklotzfernen Ende der Lagernuten 51a und 51b drehbar gelagert, die Feder 37 drückt durch ihre Belastung des Stellergehäuses 17 die Bolzen 18a und 18b gegen den jeweiligen Nutgrund. Der Eingriff des Bolzens 18a in die Lagernut 51a ist insbesondere aus Fig.6 gut erkennbar; in Fig.6 sind noch weitere Bezugszeichen eingeschrieben, welche die vorstehend erläuterten Bedeutungen haben.
Aus der perspektivischen Ansicht nach Fig.6 sind nochmals die Zuordnung von Stellergehäuse 17 und Rahmenteil 16 mit den Drehachsen 19 und 21 und die durch diese Kardangelenk-Lagerung ermöglichte Auslenkbarkeit der Achse 6 zur Lage nach der Bezugzahl 6' ersichtlich, die Achse 6' kann innerhalb eines mit seiner Spitze im Achsenschnittpunkt 10 liegenden Kegels mit einem gewissen spitzen Winkel zur Achse 6 liegen; der Spitzenwinkel kann beispielsweise 3,5° betragen, dieser Wert genügt in der Praxis zur Aufnahme der unterschiedlichen Achsauslenkungen bei stehendem oder liegendem Aufbau der Klotzbremseinheit und üblicher Länge des Pendelhebels 1.
Die Auslenkbarkeit des Hubstellers 5 mit Gewindespindel 4 durch die kardanische Krafteinleitung reicht auch bei Anwendung der Klotzbremseinheit bei querverschieblichen Radsätzen in stehender oder liegender Anordnung aus. Bei Bedarf ist die Bremseinheit auch zum Zuspannen von Bremsgestängen, insbesondere Bremszangen bei Scheibenbremsen nutzbar.
Während Bremsvorgängen bewegt sich der Achsenschnittpunkt 10 relativ zum Gehäuse 11 in Richtung der Achse 6. Um an der Anschlagvorrichtung 41 möglichst flächige Anlagen des Anschlagringes 42 an den Ringanschlägen 43 oder 44 zu erzielen, kann es zweckmäßig sein, den Kugelmittelpunkt des bremsklotzfernen Ringanschlages 44 im Achsenschnittpunkt 10 bei Lösestellung der Bremseinheit und den Kugelmittelpunkt des bremsklotznäheren Ringanschlages 43 etwa im Achsenschnittpunkt bei in maximaler Bremsstellung befindlicher Bremseinheit zu wählen und die Vorder- und Rückseite des Anschlagringes 42 entsprechend den mit ihnen zusammenwirkenden Ringanschlages 44 bzw. 43 zu formen.
In Abänderung zum vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Kardangelenk-Lagerung des Stellerghäuses 17 relativ zum Übersetzungsgetriebe auch wie in den Figuren 7 und 8 dargestellt ausgeführt werden. Nach dieser Ausführungsform ist das Rahmenteil 16 vermittels eines in Richtung der Achse 6 des Hubstellers nach vorne kraftübertragenden, ringartigen Kugelkalottenlagers 52 am Stellergehäuse 17 gelagert. Zur Sicherung dieser Lagerung sind zwischen das Rahmenteil 16 und das Stellergehäuse 17 zwei zur Drehachse 19 koaxiale Haltezapfen 53 vorgesehen, die Haltezapfen 53 müssen lediglich geringe Kräfte übertragen, sie können daher gemäß Fig.8 als einfache Einsetzteile ausgebildet werden, welche in beliebiger Weise am Rahmenteil 16 zu haltern sind. In Fig.8 sind oben und unten unterschiedliche, solche Halterungen dargestellt. Die Haltezapfen 53 greifen in entsprechende Bohrungen am Stellergehäuse 17 ein. Zur Herstellungs- und Montageerleichterung kann sich die dem Stellergehäuse 17 zugehörende Lagerfläche des Kugelkalottenlagers 52 an einem Ringkörper 54 befinden, welcher mit dem Stellerghäuse 17 beispielsweise durch Verschraubung fest, aber lösbar verbunden ist. Der übrige Aufbau entspricht der vorstehend beschriebenen Ausführung, weitere Erläuterungen sind hierzu nicht nötig.
In Abänderung zum Kugelkalottenlager 52 kann auch eine zylindrische Lagerausbildung mit zur Drehachse 19 koaxialer Zylinderachse zwischen dem Rahmenteil 16 und dem Stellergehäuse 17 vorgesehen sein.
In weiterer Abänderung der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ist es möglich, anstelle des als Keilgetriebe ausgebildeten Übersetzungsgetriebes eine Hebelübersetzung vorzusehen, wie sie der bereits erwähnten US-PS 3 884 333 entnehmbar ist; der Übersetzungshebel ist hierbei an den Bolzen 20a und 20b anzulenken und die Gleitsteine 47 mitsamt den sie führenden Nuten 48 können entfallen. Selbstverständlich sind auch noch andersartige, bekannte Übersetzungsgetriebe einsetzbar, die Krafteinleitung zum Hubsteller 5 muß immer nur über die Bolzen 20a, 20b erfolgen. In jedem Falle behält der Hubsteller 5 mitsamt seiner Gewindespindel 4 eine kardanische Auslenkbarkeit, wodurch Biegemomente und Schrägbelastungen an den Anlenkstellen für den Hubsteller 5 bzw. dessen Gewindespindel 4 mitsamt deren nachteiligen Folgen vermieden werden.
In den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen, insbesondere nach den Fig. 3 und 7, ist eine bestimmte Hubsteller-Bauart dargestellt. Die kardanische Anlenkung an das Übersetzungsgetriebe ist selbstverständlich auch für andere Hub- oder Lösespiel-Steller bekannter Bauart nutzbar und entlastet diese von unerwünschten, störenden Belastungen.

Kurzfassung:

Die insbesondere als Klotzbremseinheit nutzbare Bremseinheit weist einen Bremszylinder (8) und einen Hubsteller (5) mit Gewindespindel (4) und wenigstens einer Mutter auf. Der Bremszylinder (8) ist exzentrisch zur Achse (6) des Hubstellers (5) angeordnet, er ist durch ein Übersetzungsgetriebe (15,23,22) mit dem Stellergehäuse (17) gekoppelt. Die Koppelung erfolgt dabei über ein Kardangelenk mit einem das Stellergehäuse (17) umgebenden Rahmenteil (16), wobei vermittels Bolzen (18a,18b) das Stellergehäuse (17) um eine Drehachse (19) schwenkbar mit dem Rahmenteil (16) und das Rahmenteil (16) vermittels Bolzen (20a) um eine Drehachse (21) drehbar mit dem Übersetzungsgetriebe (15,23,22) gekoppelt ist; die beiden Drehachsen (19 und 21) verlaufen dabei rechtwinklig zueinander und rechtwinklig zur Achse (6) des Hubstellers (5).
Durch die kardanische Anlenkung werden auch bei seitenverschieblichen Radsätzen und bei stehender oder liegender Anordnung der Klotzbremseinheit Biegebeanspruchungen der Gewindespindel (4) sowie Schrägbelastungen der Anlenkstellen des Hubstellers (5) vermieden.

Bezugszeichenliste

1: Pendelhebel
2: Tragearm
3: Bremsklotz
4: Gewindespindel
5: Hubsteller
6,6': Achse
7: Achse
8: Bremszylinder
9: Kreisbahn
10: Achsenschnittpunkt
11: Gehäuse
12: Kolben
13: ---
14: Kolbenstange
15: Drehkeil
16: Rahmenteil
17: Stellergehäuse
18a: Bolzen
18b: Bolzen
19: Drehachse
20a: Bolzen
20b: Bolzen
21: Drehachse
19,16,21: Kardangelenk
22: Wälzlager
15,23,22: Übersetz.-Getriebe
23: Keilfläche
24: Bolzen
25: Bolzen
26: Bolzen
27: Bolzen
28: Bolzen
29: Gewinde
30: Druckmutter
31: Vorschubmutter
32: Drehkupplung
33: Einsatzring
34: Drehkupplung
35: Steuerhülse
36: Gleitsteinführung
37: Feder
38: Zuganker
39: Zuganker
40: Durchbrechung
41: Anschlagvorrichtung
42: Anschlagring
43: Ringanschlag
44: Ringanschlag
45: Deckel
46: Ringkörper
47: Gleitstein
48: Nut
49: Einsatzteil
50: Schraube
51a: Lagernut
51b: Lagernut
52: Kugelkalottenlager
53: Haltezapfen
54: Ringkörper

Claims

Bremseinheit für Schienenfahrzeuge, mit einem Hubsteller (5), dessen Achsrichtung (6) bei Ausbildung der Bremseinheit als Klotzbremseinheit mit einem durch einen Pendelhebel (1) geführten Bremsklotz (3) im wesentlichen in Andrückrichtung des Bremsklotzes (3) an die Lauffläche eines abzubremsenden Schienenfahrzeugrades verläuft und bei welcher in Ausbildung zum Zuspannen von Scheibenbremsen anstelle des Bremsklotzes ein Zuspanngestänge für die Scheibenbremse angelenkt ist, und mit einem exzentrisch zur Achse (6) des Hubstellers (5) angeordneten Bremszylinder (8), der über ein Übersetzungsgetriebe (15,23,22) mit einem als Krafteinleitungsteil für den Hubsteller (5) dienenden, hülsenartigen Stellergehäuse (17) gekoppelt ist, wobei das Stellergehäuse (17) relativ zum Übersetzungsgetriebe (15,23,22) um eine zur Achsrichtung (6) des Hubsteller (5) rechtwinklige Drehachse (21) schwenkbar ist und wobei der Hubsteller (5) eine Gewindespindel (4) aufweist, die an ihrem Vorderende um ihre mit der Achse (6) des Hubstellers (5) koaxiale Achse undrehbar, aber zumindest in der durch diese Achse (6) und die Längsrichtung des Pendelhebels (1) bestimmten Ebene schwenkbar bei Ausbildung der Bremseinheit als Klotzbremseinheit am Bremsklotz (3) und bei Ausbildung zum Zuspannen von Scheibenbremsen an deren Zuspanngestänge angelenkt ist, und wobei der Hubsteller (5) zumindest eine mit der Gewindespindel (4) verschraubte Mutter (30,31) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Übersetzungsgetriebe (15,23,22) und das Stellergehäuse (17) ein Kardangelenk (19,16,21) eingeordnet ist, dem die Drehachse (21) zugehört.
Bremseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kardangelenk (19,16,21) ein das Stellergehäuse (17) mit Schwenkspiel umschließendes Rahmenteil (16) aufweist, das um eine zur Achsrichtung (6) des Hubsteller (5) und zur Drehachse (21) rechtwinklige, weitere Drehachse (19) schwenkbar am Stellergehäuse (17) gelagert ist.
Bremseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (21) und die weitere Drehachse (19) sich etwa in der Achse (6) des Hubstellers (5) mit höchstens geringem Abstand kreuzen bzw. schneiden.
Bremseinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenteil (16) vermittels zur weiteren Drehachse (19) koaxialer Bolzen (18a,18b) am Stellergehäuse (17) angelenkt ist.
Bremseinheit nach Anspruch 4, wobei das Stellergehäuse (17) in Entfernungsrichtung vom Bremsklotz (3) durch eine dem Hubsteller (5) zugehörende Feder (37) belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (18a,18b) am Stellergehäuse (17) angeordnet sind und in nach vorne, bremsklotzseitig, offene Lagernuten (51a,51b) des Rahmenteils (16) eingreifen (Fig.5 und 6).
Bremseinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenteil (16) vermittels eines in Achsrichtung (6) des Hubstellers (5) nach vorne kraftübertragenden, ringartigen Kugelkalotten- oder Zylinderlagers (52) am Stellergehäuse (17) gelagert ist (Fig.7 und 8).
Bremseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Rahmenteile (16) und das Stellergehäuse (17) zur weiteren Drehachse (19) koaxiale Haltezapfen (53) eingeordnet sind.
Bremseinheit nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 3-7, wobei dem Hubsteller (5) eine an dessen bremsklotzfernen Ende befindliche, sphärische Anschlagvorrichtung (41) zum Gehäuse (11) der Bremseinheit zugeordnet ist, welche ein dem Sollhub des Hubstellers (5) entsprechendes axiales Anschlagspiel und ein Radialspiel aufweist, welches Radialspiel diesem Ende des Hubstellers (5) Radialauslenkungen relativ zum Gehäuse (11) ermöglicht, wobei die Anschlagvorrichtung (41) einen radial auskragenden und zwischen zwei gehäusefeste Ringanschläge (43,44) mit Spiel eingreifenden Anschlagring (42) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringanschläge (43,44) und der Anschlagring (42) kugelkalottenartig mit im Bereich des Achsenschnittpunktes (10) liegendem Kugelmittelpunkt ausgebildet sind.
Bremseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelmittelpunkt des bremsklotzfernen Ringanschlages (44) im Achsenschnittpunkt (10) bei Lösestellung der Bremseinheit und der Kugelmittelpunkt des bremsklotznäheren Ringanschlages (43) etwa im Achsenschnittpunkt bei in maximaler Bremsstellung befindlicher Bremseinheit liegt und daß Vorder- und Rückseite des Anschlagringes (42) entsprechend den mit ihnen zusammenwirkenden Ringanschlägen (43,44) geformt sind.
Bremseinheit nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei das Übersetzungsgetriebe (15,23,22) als Drehkeilgetriebe mit beidseitig des Hubstellers (5) angeordneten Drehkeileteilen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenteil (16) beidseitig koachsial zur Drehachse (21) auskragende Bolzen (20a,20b) aufweist, deren jeder abrollgelagert an der Keilfläche (23) eines der Drehkeilteile anliegt und deren jeder mit einem Gleitstein (47) endet, der in einer etwa parallel zur Achsrichtung (6) des Hubstellers (5) verlaufenden Nut (48) des Gehäuses (11) der Bremseinheit verschieblich geführt ist.