SE447366B

SE447366B - PRESSURE BRAKE CYLINDER WITH BUILT-IN, AUTOMATICALLY OPERATING BRAKE ADJUSTMENT

Info

Publication number: SE447366B
Application number: SE8304708A
Authority: SE
Inventors: L B Axelsson; M Bartlechner
Original assignee: Knorr Bremse Gmbh
Priority date: 1982-12-06
Filing date: 1983-08-31
Publication date: 1986-11-10
Also published as: DE3245028A1; SE8304708L; SE8304708D0

Description

h. 10 30 35 44-7 366 PJ inspänd mellan kolvröret och cylindern, och varvid denna fjä- der efter ytterligare överskridande av detta i förväg bestäm- da kolvslag är inspänd mellan två anslag på det med kopplings- ytor försedda, axiellt förskjutbara, bromskraftöverförande ele- mentet. h. 10 30 35 44-7 366 PJ clamped between the piston tube and the cylinder, and this spring, after further exceeding this predetermined piston stroke, is clamped between two stops on the axially displaceable braking force transmission provided with coupling surfaces the element.

Genom denna konstruktion uppnås att denna enda kraft, som mot- verkar bromskraftansättningsrörelsen, vid kolvrörelse efter an- sättning mellan klossar och hjul, utövas av den i cylinderkol- ven anordnade returtryckfjädern. Det uppkommer således inte några nya och plötsliga motkrafter under bromskraftansättningen.By means of this construction it is achieved that this single force, which counteracts the braking force application movement, in piston movement after application between blocks and wheels, is exerted by the return compression spring arranged in the cylinder piston. Thus, no new and sudden counterforces arise during the braking force application.

En nackdel hos dessa kända konstruktioner är att om mekanismen av nâgra skäl inte kan fjädra, så att inte heller korrekta spel- rum kan ställas in genom bromsansättning, kommer efter en broms- ning med alltför stort spelrum en komplicerad bromsfrigörings- rörelse att genomföras, där tryckstången först föres tillbaka en sträcka motsvarande den alltför stora delen av spelrummet, och därefter fjädrar framåt ända till ny bromsansättning, och slutligen åter går tillbaka, så att korrekta spelrum erhållas. ífïfâärunder förutsättning attorsaken till den uteblivna fjäd- ringsfunktionen elimineras (t.ex. genom krossning av is) genom den bromsning som föregår det ovan beskrivna bromsfrigörings- förloppet. Om orsaken kvarstår genomförs inte någon justering.A disadvantage of these known constructions is that if the mechanism for some reason cannot spring, so that correct clearances cannot be set by brake application, after a braking with too much clearance a complicated brake release movement will be carried out, where the push rod is first brought back a distance corresponding to the excessive part of the clearance, and then springs forward all the way to a new brake application, and finally returns again, so that correct clearances are obtained. provided that the cause of the failure of the suspension function is eliminated (eg by crushing ice) by the braking that precedes the brake release process described above. If the cause persists, no adjustment is made.

Enligt uppfinningen genomförs bromsfrigöringsrörelsen, efter en bromsansättning med utebliven fjädringsfunktion, på ett annat sätt. Under den första delen av returrörelsen går endast kolven och mekanismen tillbaka, medan tryckstången hålls kvar i brom- sat läge av språngfjädern. Genom denna rörelse genomförs en spelrumsjustering. Justeringen genomförs långsamt och i takt med bromsfrigöringsrörelsen, så att då mekanismen har rört sig tillbaka en sträcka som motsvarar den stora delen av spelrummet har justeringen avslutats helt. Under den återstående delen av returrörelsen följer tryckstången med mekanismen tillbaka, vari- genom korrekt spelrum erhålls. Den under bromsfrigöringsrörel- sen genomförda justeringen är vid uppfinningen opåverkad av yttre faktorer och säkerställer därigenom korrektion för för- 10 20 25 30 447 366 fn; slitning, även då fjädringsfunktionen uteblir.According to the invention, the brake release movement, after a brake application with no suspension function, is carried out in a different way. During the first part of the return movement, only the piston and mechanism return, while the push rod is held in the braked position by the spring. Through this movement, a clearance adjustment is performed. The adjustment is performed slowly and in step with the brake release movement, so that when the mechanism has moved back a distance corresponding to the large part of the clearance, the adjustment has been completed completely. During the remaining part of the return movement, the push rod with the mechanism follows back, whereby correct clearance is obtained. The adjustment carried out during the brake release movement in the invention is unaffected by external factors and thereby ensures correction for the present; wear, even when the suspension function is absent.

Det ovan beskrivna, under bromsfrigöringsrörelsen genomförda justeringsförloppet gäller även för enstaka förslitning under den bromsning som föregår bromsfrigöringsförloppet.The adjustment process described above, carried out during the brake release movement, also applies to occasional wear during the braking that precedes the brake release process.

Uppfinningen förklaras i det följande närmare med hjälp av tre olika utföringsexempel enligt fig. 1 - 3 på ritningen. Samtliga figurer visar längdsnitt genom bromscylindrar med inbyggda, automatiskt verkande bromsjusteranordningar.The invention is explained in more detail below with the aid of three different exemplary embodiments according to Figs. 1-3 in the drawing. All figures show longitudinal sections through brake cylinders with built-in, automatically acting brake adjusting devices.

Enligt fig. 1 är en av en kolv 4 och ett kolvrör 5 bestående bromskolv förskjutbart anordnad i en av en cylinder 1, lock 2 och styrrör 3 bestående bromscylinder och hålls med hjälp av en mellan kolven 4 och cylinderlocket 2 inspänd returtryckfjä- der 6, som omger kolvröret 5, i frigöringsläge.According to Fig. 1, a brake piston consisting of a piston 4 and a piston tube 5 is slidably arranged in a brake cylinder consisting of a cylinder 1, cover 2 and guide tube 3 and is held by means of a return pressure spring 6 clamped between the piston 4 and the cylinder cover 2. surrounding the piston tube 5, in release position.

En såsom gängad spindel 7 med icke självhämmande gänga utförd tryckstång styrs i kolvröret 5 dels med hjälp av ett på spin- deln 7 fästat styrelement 8 och dels med hjälp av ett på kolv- röret 5 fästat styrelement 9. Den såsom spindel utformade tryck- stången 7 uppbär en mutter 10, vilken är försedd med såsom kopp- lingsytor utformade axiella anslag 11a och 11b. Dessa anslag befinner sig mittemot axiella anslag 12a och 12b på kolvröret 5 och tillåter endast mindre axiella förskjutningar mellan mut- tern 10 och kolvröret 5. En skrwdﬁäder 13 stöder mellan kolven 4 och det på spindeln 7 fästade styrelementet 8.A push rod designed as a threaded spindle 7 with a non-self-inhibiting thread is controlled in the piston tube 5 partly by means of a guide element 8 attached to the spindle part 7 and partly by means of a guide element 9 attached to the piston tube 5. 7 carries a nut 10, which is provided with axial stops 11a and 11b designed as coupling surfaces. These abutments are located opposite axial abutments 12a and 12b on the piston tube 5 and allow only minor axial displacements between the nut 10 and the piston tube 5. A screw spring 13 supports between the piston 4 and the guide element 8 attached to the spindle 7.

Styrröret 3 är försett med ett anslag 14, som styrs av en axi- ell slits 15 i kolvröret 5. Två förspända tryckfjädrar 16a och 16b är så anbringade mellan detta anslag 14 och ett på kolvrö- ret 5 fästat, axiellt verkande anslag 17 att dessa fjädrar 16a och 16b motverkar returtryckfjädern 6. Returtryckfjädern 6 måste således vara förspänd till en större fjäderkraft än kraf- tcn från fjädrarna 16a och 16b.The guide tube 3 is provided with a stop 14, which is guided by an axial slot 15 in the piston tube 5. Two prestressed compression springs 16a and 16b are so arranged between this stop 14 and an axially acting stop 17 attached to the piston tube 5 that these springs 16a and 16b counteract the return compression spring 6. The return compression spring 6 must thus be biased to a greater spring force than the force from the springs 16a and 16b.

Ett axiellt anslag 18 är så anordnat på muttern 10 att det när- mar sig ett på muttern 10 förskjutbart lagrat spårkullager 19 10 15 20 25 30 35. 447 366 . då den gängade spindeln 7 förflyttas i bromsansättningsrikt- ningen, således åt vänster i fig. 1.An axial stop 18 is arranged on the nut 10 so as to approach a grooved ball bearing 19 displaceable on the nut 10 10 10 20 20 25 30 35. 447 366. when the threaded spindle 7 is moved in the direction of brake application, thus to the left in Fig. 1.

I fig. 1 finns vidare ett mot muttern 10 stödande, ytterligare spårkullager 20. Två fjäderstöd 22 och 23 är anordnade mot an- slagen 14 och 17, och en ytterligare förspänd tryckfjäder 24 är anordnad mellan spårkullagret 20 och fjäderstödet 23, så att denna fjäder 24 motverkar returtryckfjädern 6.In Fig. 1 there is furthermore a further groove ball bearing 20 supporting against the nut 10. Two spring supports 22 and 23 are arranged against the stops 14 and 17, and a further prestressed compression spring 24 is arranged between the groove ball bearing 20 and the spring support 23, so that this spring 24 counteracts the return compression spring 6.

Förutsatt att det vid frânslagen broms finns normala spelrum mellan bromsklossar och hjul sker en bromsansättning på föl- jande sätt: Kolven 4 påverkas av tryckluft och rör sig framåt (åt vänster) tillsammans med kolvröret 5. Skruvfjädern 13 påverkar styrele- mentet 8 och därigenom även spindeln 7 riktning framåt. Däri- genom hålls de axiella anslagen 11a och 12a i ingrepp. Spindeln 7 och muttern 10 följer således med i den framåtgående rörelsen för kolven 4, ända till kontakt mellan anslaget 18 och lagret 19. Genom denna framâtgående rörelse avlastas fjädrarna 16a, 16b, 24. Denna kontakt mellan anslaget 18 och lagret 19 erhålls i det ögonblick då anliggning uppstår mellan de ej visade broms- klossarna och hjulen i bromskraftöverföringsvägen.Provided that there is normal clearance between brake pads and wheels when the brake is applied, the brake is applied as follows: The piston 4 is affected by compressed air and moves forward (to the left) together with the piston tube 5. The coil spring 13 affects the control element 8 and thereby also spider 7 direction forward. As a result, the axial stops 11a and 12a are kept in engagement. The spindle 7 and the nut 10 thus follow the forward movement of the piston 4, until contact between the stop 18 and the bearing 19. Through this forward movement the springs 16a, 16b, 24 are relieved. This contact between the stop 18 and the bearing 19 is obtained at the moment when contact occurs between the brake pads (not shown) and the wheels in the brake force transmission path.

Vid fortsatt rörelse framåt för kolven 4 och kolvröret 5 föres till att börja med de axiella anslagen 11a och 12a isär. Senare kommer lagret 20 i kontakt med fjäderstödet 22, och slutligen bringas de axiella anslagen 11b och 12b i ingrepp. Den över- förda bromskraften ökas nu under fortsatt framåtgående rörelse för kolven 4, kolvröret 5, muttern 10 och spindeln 7. Under desssa rörelser medbringas fjädrarna 16a, 16b, 24, som nu är inspända på muttern 10/kolvröret 5. Det enda motståndet mot denna rörelse inuti den visade anordningen utövas av kraften från fjädern 6.With continued forward movement of the piston 4 and the piston tube 5, the axial stops 11a and 12a are initially moved apart. Later, the bearing 20 comes into contact with the spring support 22, and finally the axial abutments 11b and 12b are brought into engagement. The transmitted braking force is now increased during continued forward movement of the piston 4, piston tube 5, nut 10 and spindle 7. During these movements the springs 16a, 16b, 24 are brought along, which are now clamped on the nut 10 / piston tube 5. The only resistance to this movement inside the device shown is exerted by the force of the spring 6.

Under det därpå följande bromsfrigöringsförloppet utför samt- liga nämnda delar i anordningen rörelser åt motsatt håll. 10 15 20 25 30 35 447 366 Vid alltför stora spelrum mellan klossar och hjul utföres en bromsningscykel på följande sätt.During the subsequent brake release process, all the mentioned parts of the device perform movements in opposite directions. 10 15 20 25 30 35 447 366 In the event of excessive clearance between blocks and wheels, a braking cycle is performed in the following manner.

En bromsansättning utföres på ovan angivet sätt ända fram till anliggning mellan anslaget 18 och lagret 19. Vid denna tid- punkt har anliggning mellan bromsklossar och hjul ännu inte uppnåtts (på grund av alltför stora spelrum).A brake application is performed in the manner indicated above right up to the abutment between the stop 18 and the bearing 19. At this time, the abutment between the brake pads and the wheels has not yet been achieved (due to excessive play).

Fjädrarna 16a, 16h är spända till en större kraft än kraften från fjädern 13. Muttern 10 kommer följaktligen till följd av kontakt mellan lagret 19 och anslaget 18 att fixeras i axiell led. Kolvröret 5 förflyttar sig vidare framåt och upphäver för- bindningen mellan de axiella anslagen 11a och 12a, varigenom muttern 10 inte längre är låst mot rotation. Under expansion kan fjädern 13 nu föra spindeln 7 framåt, varvid muttern 10 roterar på spindeln 7. Denna rörelse i riktning framåt för spindeln 7 geomföres ända tills dess att anliggning mellan bromsklossar och hjul erhålls. Nu ökar den överförda bromskraf- ten, och vid stillastående spindel 7 och fortsatt framåtgående rörelse för kolvröret 5 bringas de axiella anslagen 11b och 12b i ingrepp. En justering har därigenom genomförts, och res- ten av bromsningscykeln genomförs på samma sätt som vid nor- mala spelrum.The springs 16a, 16h are tensioned to a greater force than the force from the spring 13. The nut 10 will consequently be fixed in the axial direction as a result of contact between the bearing 19 and the stop 18. The piston tube 5 moves further forward and cancels the connection between the axial stops 11a and 12a, whereby the nut 10 is no longer locked against rotation. During expansion, the spring 13 can now move the spindle 7 forward, the nut 10 rotating on the spindle 7. This movement in the forward direction of the spindle 7 is carried out until abutment between brake pads and wheels is obtained. The transmitted braking force now increases, and in the case of a stationary spindle 7 and continued forward movement of the piston tube 5, the axial stops 11b and 12b are brought into engagement. An adjustment has thus been made, and the rest of the braking cycle is carried out in the same way as in normal clearances.

Om spelrummen mellan klossar och hjul till att börja med är för små erhålles en bromsningscykel enligt följande: Ansättning av bromsen sker till en början på samma sätt som ovan beskrivits. Till följd av för små spelrum ansätts bromsen innan det axiella avståndet A mellan anslaget 18 och lagret 19 har minskats till noll. Spindeln 7 hålls fast i axiell led, men kolvröret 5 rör sig framåt. De axiella anslagen 11a och 12a föres isär, ocﬂ fjädern 24 kan expandera medan muttern 10 ro- terar på spindeln 7. Muttern 10 förflyttas således tillsammans med kolvröret 5 i riktning framåt och roterar därvid på spin- deln 7 ända tills dess att kontakt uppnås mellan anslaget 18 och lagret 19. Under detta förlopp expanderar fjädern 13. Broms- kraftöverföringssträckan - den totala längden av kolvrör 5 och 10 15 20 25 30 35 447 366 spindel 7 - har nu förkortats i så hög grad att normala spel- rum har erhållits. Vid fortsatt bromsning kommer de axiella anslagen 11b och 12b i kontakt med varandra, och återstoden av bromsningscykeln genomföres pååsamma sätt som tidigare be- skrivits.If the clearances between the blocks and the wheels are too small to begin with, a braking cycle is obtained as follows: The brake is initially applied in the same way as described above. Due to too little clearance, the brake is applied before the axial distance A between the stop 18 and the bearing 19 has been reduced to zero. The spindle 7 is held in axial direction, but the piston tube 5 moves forward. The axial stops 11a and 12a are moved apart, and the spring 24 can expand while the nut 10 rotates on the spindle 7. The nut 10 is thus moved together with the piston tube 5 in the forward direction and thereby rotates on the spindle 7 until contact is achieved between the stop 18 and the bearing 19. During this process, the spring 13. The braking force transmission distance - the total length of the piston tubes 5 and 10 15 20 25 30 35 447 366 spindle 7 - expands to such an extent that normal clearances are obtained. During continued braking, the axial stops 11b and 12b come into contact with each other, and the remainder of the braking cycle is carried out in the same manner as previously described.

Om i bromsat tillstånd sådana inställningar har erhållits som vid efterföljande frigöring skulle medföra ett alltför stort spelrum mellan klossar och hjul sker frigöring på det redan inledningsvis angivna sättet: med utgångspunkt från fastbromsat tillstånd med mot varandra med kraft anliggande axiella an- slag 11b och 12b avlastas vid returrörelse för kolven 4 broms- mekanismen, ända tills dess att bromsklossarna endast i det närmaste kraftlöst ligger an mot hjulen. Vid fortsatt returrö- relse för kolven 4 håller skruvfjädern 13 den gängade spindeln 7 i ett läge där klossarna ligger an kraftlöst, medan däremot de axiella anslagen 11b 12b föres isär, så att muttern 10 blir vridbar och under inverkan av kraften från tryckfjädern 16a skruvas tillbaka på spindeln 7, varvid den följer med i retur- rörelsen för kolvröret 5. Så snart spelrumsöverskottsandelen på detta sätt har eliminerats genom tillbakaskruvning av mut- tern 10, kommer fjäderstödet 23 till anliggning mot anslaget 14.If, in the braked state, such settings have been obtained which, in the case of subsequent release, would entail too much clearance between the blocks and the wheels, the release takes place in the manner already stated at the outset: on the basis of the braked condition with abutting axial stops 11b and 12b. during reciprocating movement of the piston 4 brake mechanism, until the brake pads only abut against the wheels almost powerlessly. In the case of continued return movement of the piston 4, the coil spring 13 holds the threaded spindle 7 in a position where the blocks abut powerlessly, while on the other hand the axial stops 11b 12b are moved apart, so that the nut 10 is rotatable and screwed back under the action of the compression spring 16a on the spindle 7, whereby it follows the return movement of the piston tube 5. As soon as the excess space portion has been eliminated in this way by screwing back the nut 10, the spring support 23 comes into abutment against the stop 14.

Vid fortsatt returrörelse för kolvröret 5 blir därför muttern 10 tillfälligt stillastående, ända tills dess att anliggning mellan de axiella anslagen 11a och 12a erhålls. Därefter med- bringar kolvröret 5 den vridfast hållna muttern 10 och däri- genom även spindeln 7 ända tills dess att fullt frånslaget till- stånd har uppnåtts med korrekt spelrum och korrekt avstånd A.With continued return movement of the piston tube 5, the nut 10 therefore becomes temporarily stationary, until abutment between the axial stops 11a and 12a is obtained. Thereafter, the piston tube 5 carries the rotationally held nut 10 and thereby also the spindle 7 until the fully switched-off condition has been reached with the correct clearance and the correct distance A.

Såsom redan inledningsvis angivits kan utgângstillstândet för detta frigöringsförlopp erhållas därigenom att exempelvis till följd av nedisning har ett under en inbromsning förekommande, alltför stort spelrum inte justerats, eller också har ett mot- svarande tillstånd uppkommit till följd av förslitning under bromsningen.As already stated at the outset, the initial state of this release process can be obtained by, for example, as a result of icing, too much clearance occurring during braking has not been adjusted, or a corresponding condition has arisen as a result of wear during braking.

Utförandet enligt fig. 2 motsvarar utförandet enligt fig. 1.The embodiment according to Fig. 2 corresponds to the embodiment according to Fig. 1.

Skillnaden är endast att'muttern 10 är utformad såsom ett rör i_vilket spindeln 7 inryms. Styrelementet 8 stöder mot styr- 10 447 366 röret 3. Den bakre konkopplingen 11b, 12b är utformad såsom tandkoppling, och är anordnad på axiellt avstånd från den främre kopplingen 11a, 12a. Den i fig. 2 visade anordningen fungerar på samma sätt som den i fig. 1 visade anordningen.The only difference is that the nut 10 is designed as a tube in which the spindle 7 is housed. The guide element 8 abuts the guide tube 3. The rear cone coupling 11b, 12b is designed as a toothed coupling, and is arranged at an axial distance from the front coupling 11a, 12a. The device shown in Fig. 2 functions in the same way as the device shown in Fig. 1.

Bromscylindern i fig. 3 skiljer sig från den i fig. 1 visade cylindern därigenom att sknnäjädern 13 är inspänd mellan spin- deln 7 och styrröret 3. Således inte mellan spindeln 7 och kol- ven 4, såsom visas i fig. 1. Denna konstruktion erhålls däri- genom att ett fjäderstöd 21, som stöder mot anslaget 14, bil- dar ett anslag 25 för den bakre delen av fjädern 13. Funktio- nen av denna utföringsform är densamma som för cylindern i fig. 1.The brake cylinder in Fig. 3 differs from the cylinder shown in Fig. 1 in that the rail spring 13 is clamped between the spindle part 7 and the guide tube 3. Thus not between the spindle 7 and the piston 4, as shown in Fig. 1. This construction is obtained in that a spring support 21, which abuts the stop 14, forms a stop 25 for the rear part of the spring 13. The function of this embodiment is the same as for the cylinder in Fig. 1.

Claims

10 15 20 25 30 35 447 566 Patent claims

Compressed air brake cylinder (1, 2, 3) with built-in, automatically acting brake adjusting device, especially for rail vehicles and of the type where the braking force is transmitted via a threaded spindle (7) and a relatively telescopically displaceable tube (5), and via a nut (10), which is screwed onto the spindle (7) by means of a non-self-inhibiting thread, and wherein the spindle (7) and the tube (5) are influenced by an axial spring force in such a direction that their total length tends to increase, which force gives rise to a relative torque between spindle (7) and pipe (5), and wherein the nut (10) relative to the pipe (5) is axially displaceable and is provided with coupling surfaces (11), which can engage by axial movements relative to the pipe (5) and from a torque coupling, and wherein the brake cylinder (1, 2, 3) is provided with a return pressure spring (6) arranged between the piston (4) and the cylinder cover (2), a stop (14) attached to the cylinder (1, 2, 3) ) is arranged in such a way that it affects after a predetermined piston stroke is the axially displaceable nut (10) for disengaging said torque coupling, characterized in that the axially displaceable nut (10) provided with coupling surfaces (11) is actuated after a predetermined piston stroke, in a direction opposite to the braking direction, of two springs (16a, 16b), which during this piston stroke are clamped between the piston tube (5) and the cylinder (1, 2, 3), and wherein the spring (16b) after further exceeding this predetermined piston stroke is clamped on the axially displaceable, braking force-transmitting nut (10) provided with coupling surfaces (11). (Fig. 1 - 3).

Compressed air brake cylinder (1, 2, 3) according to claim 1, characterized in that the axially displaceable element consists of said nut (10), and that the said, between the piston tube (5) and the cylinder (1, 2 , 3) the clamped springs (16a, 16b) surround the said nut (10) and abut against a spring support (23), which in the direction of braking application is arranged in front of a stop (14) fixed to the guide tube (3), which is guided 9 447 366 by means of a slot (15) in the piston tube (5). (Fig. 1 - 3).

Compressed air brake cylinder (1, 2, 3) according to claim 2, characterized in that said springs (16a, 16b) are clamped between said spring support (23) and a stop (17) on the piston tube (5), another spring (24) being clamped between the spring support (23) and the nut (10). (Fig. 1 ~ 3).

Compressed air brake cylinder (1, 2, 3) according to claim 2, characterized in that the coil spring (13) abuts the stop (14), this coil spring (13) exerting an axial force in the direction of braking application on the threaded spindle (7). (Fig. 3).