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Die Erfindung betrifft eine Nachstellvorrichtung für Bremsen insbesondere von Schienenfahr- zeugen, bestehend aus einem mit einer in Bremsrichtung gerichteten Bremskraft beaufschlagbaren
Stellrohr, in dem eine Spindel axial bewegbar angeordnet ist, und aus zwei Muttern, nämlich einer Stellmutter und einer Führungsmutter, welche selbsthemmungsfrei mit der Spindel verschraubt und gegen die Bremsrichtung nachgiebig in Eingriff mit einem Kupplungsring bzw. einer Steuer- hülse gehalten sind, welch letztere im Stellrohr axial beweglich angeordnet und deren Bewegung in Bremsrichtung auf einen Weg begrenzt ist, welcher einem erwünschten Spiel entspricht.
Eine derartige Nachstellvorrichtung, auch Zweimuttern-Stellvorrichtung genannt, ist aus der GB-PS Nr. 909, 122 bekannt. Diese Vorrichtung kann als einfachwirkende, hubabtastende Vor- richtung bezeichnet werden, mit welcher übermässiger Totgang infolge Verschleisses im Bremshub durch Vergleich der Istbewegung z. B. der Spindel mit einem Vergleichsweg in der Vorrichtung erfasst und der Totgang während des Rückstellhubes auf einen erwünschten Betrag vermindert wird.
In vielen Fällen wäre allerdings wünschenswert, eine Zweimutern-Stellvorrichtung mit Spiel- raumabtastung zur Verfügung zu haben, bei welcher die Wirkung des elastischen Teils des Bremshubes beseitigt ist, wobei der erhebliche Vorteil im Vergleich zu einer Einmuttern-Stellvorrichtung erreicht würde, dass der Totgang auf Grund der Kupplungen äusserst gering, z. B. weniger als
1 mm, ist, wogegen der Totgang bei Einmuttern-Stellvorrichtungen etwa 3 bis 4 mm beträgt. Dies ist auch für die Aussenabmessungen der mit der Nachstellvorrichtung ausgestatteten Bremsanlage von Bedeutung, insbesondere dann, wenn diese ein grosses Gestänge aufweist.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer derartigen Nachstellvorrichtung.
Dieses Ziel wird bei einer Nachstellvorrichtung der eingangs genannten Gattung dadurch erreicht, dass erfindungsgemäss die Führungsmutter mittels einer schaltbaren Kupplung mit dem Kupplungsring kuppelbar ist, wobei die Führungsmutter bezüglich der Spindel gegen Drehung festgelegt ist, und dass die Kupplung von der Spindel bei ihrer Relativbewegung bezüglich des Stellrohres entgegen der Bremsrichtung über die Stellmutter sowie den Kupplungsring betätigbar ist.
Somit wirkt eine Gegenkraft auf die Spindel ein, wenn der Bremsteil, d. h., der Bremsklotz od. dgl., den zu bremsenden Teil, also das Rad oder die Bremsscheibe, erreicht. Dies bedeutet, dass bloss das tatsächliche Spiel und nicht etwa auch die Nachgiebigkeit der verschiedenen Teile des Bremsgestänges erfasst wird.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Kupplung einen zwischen dem lediglich axial beweglichen Kupplungsring und der Führungsmutter angeordneten, mit dieser drehfest, jedoch axial verschieblich verbundenen Ring aufweisen, wobei zwischen dem Stellrohr und dem Kupplungsring eine Rückstellfeder angeordnet ist.
Bei einer Variante der Erfindung kann die Kupplung zwischen dem lediglich axial beweglichen Kupplungsring und der Führungsmutter wenigstens eine Tellerfeder sowie ein Blockierelement in Form einer radial innen mit Armen versehenen Tellerfeder aufweisen, wobei bei betätigter Kupplung die Arme des Blockierelements in axialer Richtung elastisch verformt sind und in an der Führungsmutter ausgebildete Axialnuten eingreifen.
Bei einer andern Variante kann die Kupplung eine zwischen dem lediglich axial beweglichen Kupplungsring und der Führungsmutter angeordnete Manschette mit elastisch verformbaren, am freien Ende radial nach innen abgebogenen Armen aufweisen, die bei betätigter Kupplung mittels einer schrägen Schulter des Stellrohres radial nach innen verformt sind und in an der Führungsmutter ausgebildete Axialnuten eingreifen.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Kupplung einen zwischen dem lediglich axial beweglichen Kupplungsring und der Führungsmutter angeordneten Ring aus Gummi od. dgl. aufweisen, der an seiner äusseren Mantelfläche an dem Stellrohr abgestützt ist und dessen innere Mantelfläche mit Spiel der Führungsmutter gegenüberliegt, wobei bei betätigter Kupplung der Ring zusammengepresst und gegen die Führungsmutter gespannt ist.
Dabei kann zwischen der inneren Mantelfläche des Ringes und der Führungsmutter eine geschlitzte Hülse angeordnet sein. Weiters kann dabei die Hülse an ihrer Innenseite mit Zähnen versehen sein, wobei die Führungsmutter an ihrer Aussenseite mit entsprechenden Axialnuten ausgebildet ist.
Die Führungsmuttern und das Stellrohr sind in all diesen Fällen mit zusammenwirkenden
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Schultern ausgebildet, die in Ruhestellung einen gegenseitigen Abstand aufweisen und nach einer vorbestimmten Relativbewegung aneinander anliegen. Ferner kann der Kupplungsring mit wenigstens einem radialen Vorsprung versehen sein, der in zumindest eine Axialnut des Stellrohres eingreift.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Abschnitt der Stellmutter axial geschlitzt und umgibt die Führungsmutter, wobei dieser Stellmutternabschnitt unter elastischer Verformung in Eingriff mit der Führungsmutter durch Zusammenwirken mit dem konischen Kupplungsring bring- bar ist, der mit dem Stellrohr einteilig ausgebildet ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind ; es zeigen : Fig. 1 die Nachstellvorrichtung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, Fig. 2 bis 4 Details dreier Varianten dieser Nachstellvor- richtung und Fig. 5 einen Ausschnitt aus einer andern Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt die in eine Bremseinheit eingebaute Nachstellvorrichtung, wobei einige Teile der Bremseinheit mit strichpumktierten Linien dargestellt sind. Allerdings kann die Nachstellvor- richtung auch getrennt in jedes beliebige Bremsgestänge eines Schienenfahrzeuges eingebaut sein.
In einem fixen Gehäuse der Bremseinheit (von dem bloss die Rückwand --2-- angedeutet ist), ist ein Stellrohr --1-- axial beweglich angeordnet und in Axialrichtung mit einer Bremskraft über einen Betätigungsteil --3-- beaufschlagbar, der auf nicht näher beschriebene Weise be- tätigt wird und auf eine Schulter-l'-des Stellrohres-l-wirkt, wobei die Bremsrichtung mit einem Pfeil angedeutet ist.
In dem Stellrohr-l-ist eine koaxiale, mit einem Gewinde versehene Spindel --4-- axial bewegbar, die an ihrem aus dem Gehäuse vorragenden Ende mit einem Keil --4'-- versehen ist, der auf (nicht dargestellte) Teile eines Bremsgestänges wirkt. Auf diese Weise ist die Spindel - gegen Drehung gesichert.
Mit der Spindel --4-- sind zwei Muttern, u. zw. eine Stellmutter --5-- und eine Führungs- mutter --6-- selbsthemmungsfrei verschraubt. Zwischen den beiden Muttern --5, 6-- ist ein Kupplungsring --7-- angeordnet, der lediglich einen gewissen Weg bezüglich des Stellrohres-l- axial bewegbar ist, da ein oder mehrere Vorsprünge --8-- des Kupplungsringes --7-- in eine oder mehrere entsprechende Axialnuten Stellrohres-l-eingreifen.
Die Stellmutter --5-- ist gegen den Kupplungsring --7-- mit Hilfe einer schraubenförmigen Druckfeder --10-- vorgespannt, welche sich am Stellrohr --1-- über ein Drucklager --11-- abstützt, welches ihre Drehung gestattet. Die Stellmutter --5-- und der Kupplungsring --7-- bilden eine erste, vorzugsweise gezahnt ausgebildete Kupplung --12--.
Der Kupplungsring --7-- ist gegen das vordere Ende der Axialnuten --9-- mit Hilfe einer zwischen dem Kupplungsring --7-- und einer Schulter --14-- des Stellrohres --1-- angeordneten schraubenförmigen Rückstellfeder --13-- gespannt.
Die Führungsmutter --6-- bildet mit einer Steuerhülse --16-- eine zweite, vorzugsweise ebenfalls gezahnte Kupplung --15--, wobei die Steuerhülse --16-- bezüglich des Stellrohres-l- lediglich axial beweglich ist, was durch mit entsprechenden Nuten im Stellrohr-l-zusammen- wirkenden Längsrippen bewirkt wird. Die Kupplung --15-- ist mit Hilfe einer zwischen der Führungsmutter --6-- und der Steuerhülse --16-- eingesetzten schraubenförmigen Druckfeder - normalerweise in eingekuppeltem Zustand gehalten. Ein Drucklager --18-- ermöglicht eine Relativdrehung zwischen diesen beiden Kupplungsteilen.
Auf der Gehäusewand --2-- der Bremseinheit ist ein Deckel --19-- montiert, der diesbezüglich drehbar ausgebildet ist. Zwischen dem Stellrohr-l-und dem Deckel --19-- ist jedoch keine Relativdrehung möglich, da diese mit Längsrippen bzw. Kerben ineinandergreifen. Der aus der Gehäusewand --2-- vorstehende Teil des Deckels --19-- ist für den Angriff eines Werkzeuges für einen noch zu erläuternden Zweck ausgebildet.
Infolge des Zusammenwirkens zwischen einer Ausnehmung im Deckel --19-- und einem End- flansch --20-- der Steuerhülse --16-- kann sich dieselbe bloss um einen Weg A vorwärtsbewegen, der im folgenden als Steuerweg bezeichnet ist und dem Soll-Totgang bzw. Spiel des Bremsgestänges entspricht.
Auf der Führungsmutter --6-- ist ein Ring --21-- undrehbar, jedoch axial verschieblich gelagert, was durch mit Axialnuten od. dgl. der Führungsmutter --6-- zusammenwirkende radiale
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Fortsätze bewirkt wird. Der Ring --21-- kann zwischen einem Ansatz --7'-- des Kupplungsringes - und einer zweiten Schulter --22-- des Stellrohres --1-- festgeklemmt werden. Auf diese Weise ist eine dritte schaltbare Kupplung --23-- geschaffen, die aus der Führungsmutter --6-- und dem Kupplungsring --7-- besteht und ersterer bloss gestattet, sich axial zu bewegen, aber nicht zu verdrehen, wenn die Kupplung --23-- eingekuppelt ist.
An der Spindel --4-- ist ein Anschlagring --24-- vorgesehen, um eine Relativbewegung . zwischen Spindel --4-- und Stellmutter --5-- über die gezeigte Lage hinaus zu verhindern.
Die eben beschriebene Vorrichtung funktioniert in nachstehender Weise.
1. Anlegen der Bremse, wobei das Spiel dem Steuerweg A entspricht :
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mit Ausnahme der Rückwand --2-- und des Deckels --19-- sich als Einheit nach links in den
Zeichnungen bewegen. Wenn das Spiel zwischen dem Bremsteil und dem zu bremsenden Teil, z. B. dem Bremsklotz oder Bremsbacken und Randkranz oder der Bremsscheibe, genau dem Steuerweg A und somit dem Soll-Spiel entspricht, so wird der Steuerweg A zur selben Zeit aufgezehrt, zu welcher der Bremsteil den zu bremsenden Teil erreicht.
Bei fortgesetzter Bremskraft wird in der Spindel --4-- eine Gegenkraft hervorgerufen, die über die Stellmutter --5-- auf den axial bewegbaren Kupplungsring --7-- übertragen wird und die Kraft der Rückstellfeder --13-- überschreitet, so dass der Ring --21-- zwischen dem Ansatz --7'-- des Kupplungsringes --7-- und der Schulter - -22-- des Stellrohres --1-- festgeklemmt wird. Auf diese Weise wird während des Bremsvorganges selbst die Führungsmutter --6-- undrehbar an den Kupplungsring --7-- angekuppelt und jede Relativdrehung verhindert, obwohl die Kupplung --15-- unter Kompression der Druckfeder --17-ausgekuppelt ist.
Beim Lösen wird die Kupplung --15-- eingekuppelt, bevor die Kupplung --23-- ausgekuppelt wird, wodurch sämtliche Bauteile der Nachstellvorrichtung in ihre dargestellte Stellung zurückkehren, ohne sich relativ zueinander zu bewegen.
2. Anlegen der Bremse, wobei das Spiel den Steuerweg A überschreitet :
Wieder von der in Fig. 1 gezeigten Ruhestellung bewegen sich alle Bauteile mit Ausnahme der Rückwand --2-- und des Deckels --19-- als Ganzes nach links in den Zeichnungen, wenn über den Betätigungsteil --3-- eine Bremskraft ausgeübt wird. Der Steuerweg A wird aber durchlaufen, bevor der Bremsteil den zu bremsenden Teil erreicht, weshalb auf die Spindel --4-- noch keine Gegenkraft wirkt, was bedeutet, dass die Kupplung --23-- noch ausgekuppelt ist, wenn die Kupplung --15-- infolge des Umstandes ausgekuppelt wird, dass die Steuerhülse --16-- am weiteren Vorrücken durch den Deckel --19-- gehindert ist.
Bei der weiteren Bewegung der verschiedenen Bauteile (mit Ausnahme der Steuerhülse --16--) und vor Anschlagen des Bremsteils an dem zu bremsenden Teil ist die Führungsmutter --6-- auf der Spindel --4-- frei drehbar. Eine Drehung der Führungsmutter --6-- entspricht einer axialen Bewegung der Führungsmutter - auf der Spindel --4--, und diese Axialbewegung entspricht genau dem übermässigen Spiel, weil bei Anschlagen des Bremsteils an dem zu bremsenden Teil eine Gegenkraft in der Spindel - hervorgerufen wird, welche - wie bereits beschrieben - die Kupplung --23-- einkuppelt, so dass eine weitere Drehung der Führungsmutter --6-- verhindert ist.
Beim Lösen wird die Kupplung --15-- ein-, die Kupplung --23-- aber ausgekuppelt, was bedeutet, dass die Führungsmutter --6-- undrehbar auf der Spindel --4-- in ihrer neuen Lage festgehalten wird, in die sie während des Anlegens der Bremse gelangt ist. Wenn ein nur dem übermässigen Spiel entsprechender Rückstellweg verbleibt, so wird die Spindel --4-- an der weiteren Bewegung nach rechts in Fig. 1 durch die Führungsmutter-6-gehindert. Nun wird die Kupplung --12-- gelöst, so dass sich die Stellmutter --5-- auf der Spindel --4-- drehen kann und auf dieser eine neue Lage einnimmt, welche bezüglich der Führungsmutter --6-- dieselbe Relativlage darstellt wie in den Zeichnungen dargestellt ist.
Jetzt ist die Nachstellvorrichtung für einen neuen Bremsvorgang bereit, wobei sich die Spindel --4-- in nachgestellter Lage befindet.
3. Austausch verschlissener Bremsklötze :
Wenn verschlissene bzw. abgenutzte Bremsklötze od. dgl. auszutauschen sind, ist es not-
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wendig, die Spindel --4-- vorzugsweise in die in Fig. 1 dargestellte Stellung rückzustellen. Zu diesem Zweck kann das Stellrohr-l-mit allen zugehörigen Teilen manuell von aussen verdreht werden, indem an dem Deckel --19-- mit einem Werkzeug angegriffen wird, der zunächst von der Rückwand --2-- durch Drehung gelöst werden muss. Da die Spindel --4-- an ihrem Keil --4'-- gegen Drehung festgehalten ist, bewegt sie sich in der Nachstellvorrichtung solange rückwärts, bis die Stellmutter --5-- am Anschlagring --24-- anschlägt.
Sobald die Bremsklötze od. dgl. ausgewechselt sind, wird das vorbestimmte Spiel im Bremsgestänge mit einer oder mehreren wenigen Bremsausübungen je nach Betrag des übermässigen Spiels wiederhergestellt.
4. Varianten :
Es ist ersichtlich, dass das wesentliche Merkmal der Erfindung darin liegt, dass die Führungsmutter --6-- bei Auftreten einer Gegenkraft in der Spindel-4-, d. h. während des letzten bzw. elastischen Abschnittes der Bremsanlegung gegen weitere Drehung gesperrt ist. Diese Gegenkraft wird über die Stellmutter --5-- und den Kupplungsring --7-- übertragen.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 bewirkt die Gegenkraft ein Einkuppeln der Kupplung - -23--. Funktionsmässig sind zwei Bauteile erforderlich : ein nachgiebiger Bauteil zwischen dem lediglich axial beweglichen Kupplungsring --7-- und dem Stellrohr-l--in Fig. l die Rückstellfeder --13-- - und ein Blockierelement zwischen der Führungsmutter --6--und dem Kupplungs- ring --7-- - in Fig. 1 der Ring-21--.
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Beispiele solcher Abwandlungen zeigen Fig. 2 bis 4. Die folgenden Bauelemente der Aus- führungsform nach Fig. 1 sind beibehalten, können aber ebenfalls abgewandelt oder anders dimen- sioniert sein : Das Stellrohr --1--, die Spindel --4--, die Stellmutter --5--, die FUhrungs- mutter --6-- und der Kupplungsring --7--.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 sind zwischen dem Kupplungsring --7-- und dem
Stellrohr --1-- mehrere Tellerfedern --30-- angeordnet. Gemeinsam mit diesen Tellerfedern --30-- ist ein Blockierelement --31-- in Form eines Ringes mit Armen zum Angriff an der Führungs- mutter --6-- vorgesehen, um den Ring und die Tellerfedern --30-- zusammenzuspannen. Die Führungsmutter --6-- ist mit Axialnuten ausgebildet, in welche die entsprechend gestalteten Arme eingreifen, so dass eine Axialbewegung der Führungsmutter --6-- bezüglich des Blockierelements - trotz dessen Eingriffes möglich ist.
Eine andere, in Fig. 3 gezeigte Möglichkeit ist die Vereinigung der nachgiebigen Funktion mit der blockierenden Funktion in einer Manschette --34--, die am Kupplungsring --7-- angebracht und mit L-förmigen Armen versehen ist, die an ihren Krümmungen mit einer geneigten Schulter-35-des Stellrohres-l-zusammenwirken. Bei einer Bewegung nach links in Fig. 3 des Kupplungsringes --7-- bezüglich des Stellrohres-l-infolge einer Gegenkraft in der Spindel --4-- wirkt die Manschette --34-- zufolge des Zusammenwirkens mit der Schulter --35-als nachgiebiges Element und wird in Eingriff mit der Führungsmutter --6-- gebracht, wobei es zugleich als Blockierelement wirkt.
Eine vierte Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt. In diesem Falle besteht das nachgiebige Element aus einem Ring --38-- aus Gummi od. dgl., der gemäss dem gezeigten Einbau nur die Möglichkeit besitzt, sich bei axialem Zusammenpressen radial einwärts zu verformen. Weiters ist an seiner Innenseite eine geschlitzte Hülse --39-- vorgesehen, die zum blockierenden Eingreifen in die Führungsmutter --6-- dient. Allerdings ist diese Hülse --39-- entbehrlich, da der Ring --38-- selbst zum Blockieren der Führungsmutter --6-- herangezogen werden kann.
Eine andere, stärker abgewandelte Ausführungsform ist in Fig. 5 gezeigt. Für die gleichen Bauteile wie in Fig. 1 sind dieselben Bezugszeichen mit nachgestelltem A verwendet. Die folgenden Bauteile finden sich - meist selbst abgewandelt-in Fig. 5 : das Stellrohr-1A-mit seiner Schulter-l'A--, die Spindel --4A--, die Stellmutter --5A--, die Führungsmutter --6A--, der Kupplungsring --7A--, die Druckfeder --10A--, das Drucklager --llA--, die Steuerhülse --16A--, die Druckfeder --17A-- und das Drucklager --18A--.
Die Hauptunterschiede zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 liegen darin, dass der Kupplungsring --7A-- mit dem Stellrohr-1A-vereinigt ist und dass ein Teil der Stellmutter --5A--
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axiale Schlitze aufweist sowie einen Abschnitt der Führungsmutter --6A-- umgibt. Dieser Teil der Stellmutter --5A-- kann von dem Kupplungsring --7A-- nachgiebig, verformt und dabei in Eingriff mit der Führungsmutter --6A-- gebracht werden, so dass diese gegen Drehung festgelegt ist.
Dies tritt während des Anlegens der Bremsen auf, wenn das Spiel den Steuerweg überschreitet, was bedeutet, dass die Führungsmutter --6A-- auf der Spindel --4A-- frei drehbar ist, bis in derselben und somit in der Stellmutter --5A-- eine Gegenkraft auftritt, was dadurch bedingt ist, dass der Bremsteil des Bremsgestänges den zu bremsenden Teil erreicht hat. Der konische Kupplungsring --7A-- verschiebt nun den mit Schlitzen versehenen Teil der Stellmutter --5A-- in Eingriff mit der Führungsmutter --6A--. Infolge der Nachgiebigkeit des geschlitzten Teils der Stellmutter --5A-- nimmt diese ihre in Fig. 5 dargestellte Lage ausser Anlage an der
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--6A-- währendein.
Obwohl die erfindungsgemässe Nachstellvorrichtung bei einer druckbetätigten Bremsanlage gezeigt und beschrieben ist, versteht sich, dass sie mit geringfügigen Anpassungen auch in Zusammenhang mit einer zugbetätigten Bremslage anwendbar ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Nachstellvorrichtung für Bremsen insbesondere von Schienenfahrzeugen, bestehend aus einem mit einer in Bremsrichtung gerichteten Bremskraft beaufschlagbaren Stellrohr, in dem eine Spindel axial bewegbar angeordnet ist, und aus zwei Muttern, nämlich einer Stellmutter und einer Führungsmutter, welche selbsthemmungsfrei mit der Spindel verschraubt und gegen die Bremsrichtung nachgiebig in Eingriff mit einem Kupplungsring bzw.
einer Steuerhülse gehalten sind, welch' letztere im Stellrohr axial beweglich angeordnet und deren Bewegung in Bremsrichtung auf einen Weg begrenzt ist, welcher einem erwünschten Spiel entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmutter (6,6A) mittels einer schaltbaren Kupplung (23) mit dem Kupplungsring (7,7A) kuppelbar ist, wobei die Führungsmutter (6,6A) bezüglich der Spindel (4,4A) gegen Drehung festgelegt ist, und dass die Kupplung (23) von der Spindel (4,4A) bei ihrer Relativbewegung bezüglich des Stellrohres (1, 1A) entgegen der Bremsrichtung über die Stellmutter (5,5A) sowie den Kupplungsring (7,7A) betätigbar ist.