JP2010533825A

JP2010533825A - 偏心軸用の軸受装置

Info

Publication number: JP2010533825A
Application number: JP2010516392A
Authority: JP
Inventors: フライヘルフォンヴィルモフスキカスパー; フーデラーエーリヒ; シュタルトマイアーヨーゼフ; テシュナーヴォルフガング; オストラーアルミン
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2007-07-16
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2010-10-28
Anticipated expiration: 2028-07-02
Also published as: CN101688576A; DE102007032966B4; RU2460657C2; HK1140534A1; EP2171306A1; PT2171306E; RU2010105226A; DE102007032966A1; ATE525586T1; PL2171306T3; JP5174899B2; SI2171306T1; ES2372232T3; WO2009010185A1; CN101688576B; EP2171306B1; WO2009010185A8

Abstract

本発明は、軸受装置であって、該軸受装置が、偏心軸（４）を支承するハウジング（１４）と、偏心軸（４）の、ハウジング（１４）から進出している端部側の偏心ピン（６，８）が回転可能に支承されている少なくとも１つの部材（１６，１８）との間に配置されており、該部材（１６，１８）が、偏心軸（４）の回転によってハウジング（１４）に対して偏心的に運動し、これによって前記部材（１６，１８）を移動させるようになっており、該部材（１６，１８）からハウジング（１４）に軸方向力を伝達するために少なくとも１つのスラスト軸受（１８，４４，５６）が設けられている形式のものに関する。このような形式の軸受装置において本発明の構成では、スラスト軸受が偏心軸（４）の軸線方向で見て、前記部材（１６，１８）とハウジング（１４）又はハウジング固定の構成部材（４４）との間における、偏心ピン（６，８）の領域に配置されている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の軸受装置、すなわち、軸受装置が、偏心軸を支承するハウジングと、偏心軸の、ハウジングから進出している端部側の偏心ピンが回転可能に支承されている少なくとも１つの部材との間に配置されており、該部材が、偏心軸の回転によってハウジングに対して偏心的に運動し、これによって前記部材を移動させるようになっており、該部材からハウジングに軸方向力を伝達するために少なくとも１つのスラスト軸受が設けられている形式のものに関する。

このようなシール装置は、例えばＤＥ４４３１３５３Ｃ１に基づいて公知である。この公知のシール装置は、レール車両ブレーキのブレーキキャリパ装置に設けられており、このブレーキキャリパ装置は、ハウジングの互いに反対側を向いている外側面に配置されていて偏心軸の端部における各１つの偏心ピンによって偏心的に駆動される少なくとも２つのブレーキキャリパレバーを有している。この場合ブレーキキャリパユニットのキャリパレバーは、偏心ピンに回転可能に支承されている。偏心軸はその軸線を中心にして回転可能に支承されており、この場合偏心ピンのうちの１つにおける１つのポイントの、ハウジングに対する運動は、互いに対して垂直に方向付けられた２つの並進運動によって又は回転によって描くことができる。

キャリパレバーは軸方向において偏心軸の偏心ピンと結合されている。偏心軸にはさらにカバー円板が回動不能に結合されており、このカバー円板とハウジングの端面側の面との間にはスラスト軸受が配置されており、このスラスト軸受は、偏心軸の軸線方向で見て、大きな直径によって特徴付けられたベース体の領域に位置している。これによってしかしながら、軸方向力によって負荷され、ひいては摩擦モーメントを生ぜしめるスラスト軸受の有効摩擦直径は、大きくなり、その結果スラスト軸受においては不都合に大きな摩擦モーメントが生ぜしめられ、このような摩擦モーメントは、偏心伝動装置を有する駆動ストランドの効率を低下させる。

ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の軸受装置を改良して、僅かな摩擦損失しか有することがない軸受装置を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、軸受装置であって、該軸受装置が、偏心軸を支承するハウジングと、偏心軸の、ハウジングから進出している端部側の偏心ピンが回転可能に支承されている少なくとも１つの部材との間に配置されており、該部材が、偏心軸の回転によってハウジングに対して偏心的に運動し、これによって前記部材を移動させるようになっており、該部材からハウジングに軸方向力を伝達するために少なくとも１つのスラスト軸受が設けられている形式のものにおいて、スラスト軸受が偏心軸の軸線方向で見て、前記部材とハウジング又はハウジング固定の構成部材との間における、偏心ピンの領域に配置されているようにした。

発明の利点
本発明は、スラスト軸受が偏心軸の軸線方向で見て、前記部材とハウジング又はハウジング固定の構成部材との間における、偏心ピンの領域に配置されている、という思想に基づいている。この場合スラスト軸受が、偏心軸のベース体よりも小さな直径を有する偏心ピンの領域に配置されていると、その直径を、従来技術におけるよりも小さく寸法設定することができる。その結果、スラスト軸受において作用する摩擦モーメントのための有効なてこ腕が短くなり、従って摩擦モーメントは、冒頭に述べた従来技術におけるよりも小さくなる。ひいては、軸受装置の有利に高い効率が得られる。

本発明の別の有利な構成は、従属請求項に記載されている。

軸受装置は従来技術におけるように、有利にはレール車両ブレーキのブレーキキャリパ装置に設けられていて、該ブレーキキャリパ装置は、ハウジングの互いに反対側を向いた外面に配置された少なくとも２つのブレーキキャリパレバーを有していて、該ブレーキキャリパレバーは、偏心軸の端部に設けられた各１つの偏心ピンによって偏心駆動される。

本発明の特に有利な構成では、スラスト軸受が間接又は直接的に、前記部材とハウジング又はハウジング固定の構成部材との間に配置されている。この場合前記部材からの軸方向における力伝達経路は、直にスラスト軸受に、かつそこからハウジング又はハウジング固定の構成部材に延びている。従って、偏心軸を介在させることなしに、前記部材とハウジングとの間に直接的な短い力伝達経路が生ぜしめられ、その結果可撓性の分割継ぎ目の数が僅かになり、ひいては有利に剛性の力伝達が可能になる。ブレーキキャリパユニットでは、これによって、ブレーキの規定された押圧ポイント及び制動ポイントが得られる。

本発明の特に有利な構成では、スラスト軸受が滑り軸受であり、滑り軸受円板を有しており、滑り軸受円板が前記部材と少なくとも回動不能に結合されている。このように構成されていると、滑り軸受円板とハウジング又はハウジング固定の構成部材との間において偏心軸のベース体に対する偏心ピンの偏心率によって、回転運動と並進運動とから成る運動が生ぜしめられる。

滑り軸受円板が、振動減衰作用を有する滑り軸受材料から製造されていると、特に有利である。滑り軸受円板が、振動減衰作用を有する滑り軸受材料、例えばポリアミド又は軸受青銅から製造されていると、ブレーキキャリパレバーが不制動状態つまり緊締されていない状態においてさらされる振動は有利に減衰され、ブレーキキャリパレバーからハウジングへの固体伝搬音の伝達が十分に阻止される。そしてこれによって騒音レベルも減じられる。

次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

本発明の有利な実施形態によるシール装置を備えたブレーキキャリパ装置を示す斜視図である。図１に示されたシール装置を拡大して示す断面図である。別の実施形態によるシール装置を示す断面図である。

実施例の記載
図１には、レール車両ブレーキのブレーキキャリパ装置２が示されており、このブレーキキャリパ装置２は図示されていないブレーキディスクと共働する。ブレーキキャリパ装置２は図１では使用位置で示されており、つまり上に示された構成部材は上に組み込まれている。

ブレーキキャリパ装置２は、略示されたアクチュエータ３によって操作され、端部側の偏心ピン、つまり上側の偏心ピン６及び下側の偏心ピン８を備えた偏心軸４に作用し、これらの偏心ピン６，８は、ブレーキキャリパ装置２のハウジング１４に設けられたハウジング孔１０，１２から突出して、各１つのブレーキキャリパレバー、つまり上側のブレーキキャリパレバー１６と下側のブレーキキャリパレバー１８とに回転可能に支承されている。図１に示された使用位置においてブレーキキャリパ装置２はほぼ水平に配置されているので、重力方向で見て上側のブレーキキャリパレバー１６は、下側のブレーキキャリパレバー１８に比べて高いレベルに配置されている。

偏心軸４の回転によって、ブレーキキャリパレバー１６，１８はブレーキディスクに向かって運動させられ、これによって、ブレーキキャリパレバー１６，１８に配置されたブレーキライニングホルダ２２，２４のブレーキライニングは、ブレーキディスクと摩擦接触する。ブレーキキャリパレバー１６，１８の、ブレーキライニングホルダ２２，２４とは反対側の端部は、押圧ロッド調節器２１の端部に、ｚ軸に対して平行な旋回軸線２０を中心に回転支承されており、押圧ロッド調節器２１は摩耗後調節のためにその長さを調節可能である。押圧ロッド調節器２１をｙ軸方向に長くすると、ブレーキキャリパレバー１６，１８の端部は互いに離され、これによってブレーキキャリパレバー１６，１８は偏心軸４の偏心ピン６，８を中心にして回転させられ、これによりライニングホルダ２２，２４の間隔を短縮することができる。

図２から最も良く分かるように、上側のブレーキキャリパレバー１６も同様な構成を有しているので、ここでは下側のブレーキキャリパレバー１８についてだけ述べると、この下側のブレーキキャリパレバー１８は、端部に盲孔２６を有しており、この盲孔２６にはスリーブ２８が挿入されていて、このスリーブ２８の半径方向内側の周面は、外側のラジアルニードル軸受３０の軸受シェルを形成しており、このラジアルニードル軸受３０によって偏心ピン８はブレーキキャリパレバー１８に対して回転可能に支承されている。さらに偏心ピン８はスリーブ３２によって取り囲まれていて、このスリーブ３２は、外側のラジアルニードル軸受３０の別の軸受シェルを形成している。他方において偏心軸４の中央区分３４は２つの内側のラジアルニードル軸受３６を用いてハウジング１４に対して回転支承されている。これらの軸受装置は必要に応じて当業者が相応に構成することができ、軸受装置は例えば滑り軸受によっても形成することができる。

ブレーキの不操作時にもブレーキキャリパレバー１６，１８は、偏心ピン６，８に対して回転運動を行う。なぜならばディスクブレーキを備えたレール車両では、例えばいわゆる正弦状の蛇行動（Sinuslauf）の枠内において軸の横方向運動（Achsquerbewegung）を行い、この軸の横方向運動は、軸に連結されたブレーキディスクをも同様に横方向運動させるからである。ブレーキディスクが配属もしくは対応配置されたブレーキライニングに接触し、これによってブレーキキャリパレバー１６，１８を変位させると、ブレーキキャリパレバー１６，１８は、この運転状態において自由回転する偏心ピン６，８を中心にして回転運動を行う。

ブレーキ操作時、つまり偏心軸４の回転駆動時に、偏心ピン８の中心軸線３８はＸ軸及びＹ軸の方向における並進運動と、ｚ軸又は鉛直方向に対して平行な、偏心軸の中心軸線４０を中心にした回転運動とを行う。この偏心的な運動軌道に、外側のラジアルニードル軸受３０を介して支承されたブレーキキャリパレバー１８が追従し、これによってブレーキディスクに対するブレーキライニングホルダ２２，２４の緊締作動運動又は解離運動を惹起することができる。このような偏心駆動装置の正確な記載は、冒頭に述べたＤＥ１０２００５０４９０５８Ａ１に含まれており、ゆえにここではこれについての説明は省く。

ハウジング孔１２の端面４２には、フランジ４４が、フランジ肩部４６に形成された座面４８で載着されており、このフランジ４４は、センタリングカラー５０でハウジング孔１２内に進入していて、そこで有利にはプレス嵌めによって保持される。これによってフランジ４４はハウジング固定の構成部材を形成する。フランジ４４の半径方向外側の周面は、半径方向内側に向かって延びる凹部５２を備えている。さらにフランジ４４の、ハウジング１４とは反対側の端面５４は、スラスト軸受円板５６のための滑り軸受面を形成している。

スラスト軸受円板５６は有利には、低い弾性係数比を有する振動減衰作用のある滑り軸受材料、例えばポリアミド又は軸受青銅から成っている。これによって、ブレーキキャリパレバーが不制動状態つまり緊締されていない状態においてさらされる振動は有利に減衰される。そしてこれによって、騒音レベルも低減させられる。

スラスト軸受円板５６は有利には、ブレーキキャリパレバー１８の、ハウジング１４に向いた端面５８に、有利には図２の横断面図では図示されていないねじ結合によって、固定されている。ブレーキキャリパレバー固定のスラスト軸受円板５６は、ハウジング固定のフランジ４４の、ハウジング１４とは反対側の端面５４によって形成される、対応配置された滑り軸受面と一緒に、ハウジング１４に対するブレーキキャリパレバー１８のためのスラスト滑り軸受装置を形成している。

図１から分かるように、ブレーキの緊締作動時にブレーキライニングがブレーキディスクに当て付けられ、これによって摩擦力が発生し、この摩擦力によって、押圧ロッド調節器２１の端部に支承されたブレーキキャリパレバー１６，１８が、その長手方向に対して垂直な方向で曲げの形で負荷されると、軸方向力又は横方向力、つまり偏心軸４の中心軸線４０に対する力又はｚ軸方向に向けられた力が生じる。このような曲げ負荷は、横方向力又は軸方向力を惹起し、これらの力は図示の実施例では、スラスト軸受円板５６を介してハウジング１４に支持される。

重要なことは次のことである。すなわち、横方向力又は軸方向力の力伝達経路は、ｚ軸方向においてブレーキキャリパレバー１６，１８から直に、所属のスラスト軸受円板５６に延び、そこからハウジング固定のフランジ４４に、そして最終的にハウジング１４に延びており、この場合偏心軸４又は偏心ピン６，８はこの力伝達経路に含まれない。これに対して、ブレーキキャリパレバー１６，１８に対して作用し、その緊締運動に起因してｘ−ｙ平面において作用する横方向力は、外側のラジアルニードル軸受３０を介して偏心軸４に支持され、偏心軸４は内側のラジアルニードル軸受３６を介してハウジング１４に支持されている。

ブレーキキャリパ装置２はレール車両において汚水及び飛沫水にさらされる領域に位置しているので、偏心軸４もしくはその端部における偏心ピン６，８は、ハウジング１４に対してシールされねばならない。

図２には、ブレーキキャリパ装置２の上側のシール装置６０と下側のシール装置６２とが示されている。上側のシール装置６０は下側のシール装置６２と同じ構造を有しているので、以下においては代表して下側のシール装置６２についてだけ述べる。

下側のシール装置６２は少なくとも１つの気密なシール部材を有しており、このシール部材は、片側でハウジング１４にかつ他側で下側のブレーキキャリパレバー１８に保持されている少なくとも部分的に弾性的な少なくとも１つのベローズ６４によって形成される。この場合ベローズ６４は次のように、すなわちベローズ６４が、偏心駆動装置によって生じる、ハウジング１４に対する偏心ピン８の半径方向運動に、偏心軸４の中心軸線４０に対して垂直なｘ−ｙ平面において追従できるように、構成されており、この場合ベローズ６４の折り目がこれらの運動を補償する。

ベローズ６４は有利には少なくとも部分的にゴムから、有利には完全に、ＮＢＲゴム（アクリロニトリル・ブタジエンゴム）から成っており、この場合ベローズ６４の端部６６，６８は、形状結合及び／又は摩擦力結合によって、ハウジング１４及びブレーキキャリパレバー１８と結合されている。

ベローズ６４はフランジ４４を半径方向において取り囲んでいて、偏心軸４の中心軸線４０の方向（ｚ軸方向）で見てほぼその長手方向を有している。ベローズ６４の折り目の少なくとも幾つかは、ハウジング１４と結合されているフランジ４４の半径方向の凹部５２に進入している。

特に有利には、ベローズ６４の、ブレーキキャリパレバー１８に配属もしくは対応配置された端部６６は、ベローズ６４に比べて剛性のリング７０と有利には素材結合によって結合されており、このリング７０はブレーキキャリパレバー１８に有利には形状結合式に保持されている。素材結合はこの場合例えば、リング７０が少なくとも部分的にベローズ６４内に加硫接着されることによって生ぜしめられる。リング７０はスラスト軸受円板５６のように、有利には、ブレーキキャリパレバー１８の、ハウジング１４側の端面５８において、少なくとも１つのねじ７２によって固定されている。さらにリング７０はスラスト軸受円板５６を取り囲んでいる。

他方においてベローズ６４の、ハウジング１４に対応配置された端部６８は、フランジ４４の座面４８とハウジング１４の、ブレーキキャリパレバー１８側の端面４２との間において、摩擦力結合及び／又は形状結合によってクランプされ、そのために端部６８は横断面拡大部７４を有していることができ、この横断面拡大部７４は、フランジ４４の座面４８における相応なリング凹部に受容されている。

図３に示された別の実施例では、図１及び図２に示された実施例におけると同じ部材及び同じ機能を有する部材は、同一符号で示されている。図３の実施例では、既に述べた実施例とは異なり、ベローズ６４の、フランジ４４又はハウジング１４に対応配置された端部６８は、フランジ４４の、座面４８とは反対側の端面７５と、別体のクランプリング７６との間において、有利には形状結合式にクランプされており、この場合クランプリング７６は例えばフランジ４４とねじ結合されている。ベローズ６４の他方の端部６６と加硫されていてＬ字形の横断面を備えたリング７０は、脚７８を有しており、この脚７８は、ブレーキキャリパレバー１８の端面５８にねじ８０によって結合されたスラスト軸受円板５６によって上から係合されていて、これによって緊締されている。その他の点においてシール装置６０，６２及び偏心軸４の軸受装置並びにブレーキキャリパレバー１６，１８は、図２に示された実施例におけると同じに構成されている。

シール装置６０，６２の使用はブレーキキャリパ装置２に制限されない。このようなシール装置６０，６２は一般的に、偏心軸４を支承するハウジング１４と、偏心軸４の、ハウジング１４から進出している端部側の偏心ピン６，８との間において、使用されることができる。

２ブレーキキャリパ装置、３アクチュエータ、４偏心軸、６偏心ピン、８偏心ピン、１０ハウジング孔、１２ハウジング孔、１４ハウジング、１６ブレーキキャリパレバー、１８ブレーキキャリパレバー、２０旋回軸線、２１押圧ロッド調節器、２２，２４ブレーキライニングホルダ、２６盲孔、２８スリーブ、３０ラジアルニードル軸受、３２スリーブ、３４中央区分、３６ラジアルニードル軸受、３８中心軸線、４０中心軸線、４２端面、４４フランジ、４６フランジ肩部、４８座面、５０センタリングカラー、５２凹部、５４端面、５６スラスト軸受円板、５８端面、６０上側のシール装置、６２下側のシール装置、６４ベローズ、６６端部、６８端部、７０リング、７２ねじ、７４横断面拡大部、７５端面、７６クランプリング、７８脚、８０ねじ

Claims

軸受装置であって、該軸受装置が、偏心軸（４）を支承するハウジング（１４）と、偏心軸（４）の、ハウジング（１４）から進出している端部側の偏心ピン（６，８）が回転可能に支承されている少なくとも１つの部材（１６，１８）との間に配置されており、該部材（１６，１８）が、偏心軸（４）の回転によってハウジング（１４）に対して偏心的に運動し、これによって前記部材（１６，１８）を移動させるようになっており、該部材（１６，１８）からハウジング（１４）に軸方向力を伝達するために少なくとも１つのスラスト軸受（１８，４４，５６）が設けられている形式のものにおいて、スラスト軸受が偏心軸（４）の軸線方向で見て、前記部材（１６，１８）とハウジング（１４）又はハウジング固定の構成部材（４４）との間における、偏心ピン（６，８）の領域に配置されていることを特徴とする、偏心軸用の軸受装置。
スラスト軸受（１８，４４，５６）が間接又は直接的に、前記部材（１６，１８）とハウジング（１４）又はハウジング固定の構成部材（４４）との間に配置されている、請求項１記載の軸受装置。
前記部材（１６，１８）からの軸方向における力伝達経路が、直にスラスト軸受（１８，４４，５６）に、かつそこからハウジング（１４）又はハウジング固定の構成部材（４４）に延びている、請求項２記載の軸受装置。
スラスト軸受が滑り軸受であり、滑り軸受円板（５６）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の軸受装置。
滑り軸受円板（５６）が前記部材（１８）と少なくとも回動不能に結合されている、請求項４記載の軸受装置。
滑り軸受円板（５６）が、振動減衰作用を有する滑り軸受材料から製造されている、請求項４又は５記載の軸受装置。
滑り軸受円板（５６）とハウジング（１４）又はハウジング固定の構成部材（４４）との間において、回転運動と並進運動とから成る運動が行われる、請求項４から６までのいずれか１項記載の軸受装置。
軸受装置が、レール車両ブレーキのブレーキキャリパ装置（２）に設けられており、該ブレーキキャリパ装置（２）が、ハウジング（１４）の互いに反対側を向いた外面に配置された少なくとも２つのブレーキキャリパレバー（１６，１８）を有していて、該ブレーキキャリパレバー（１６，１８）が、偏心軸の端部に設けられた各１つの偏心ピン（６，８）によって偏心駆動される、請求項１から７までのいずれか１項記載の軸受装置。