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Elektromechanische Betatigungseinrichtung fur eine Scheiben-
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bremse von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen Die Erfindung
betrifft eine elektromechanische Betätigungseinrichtung für eine vermittels einer
Bremszange zuspannbare Scheibenbremse von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen,
mit einem die Zuspannkraft abgebenden Federspeicher, dessen längsverschieblich geführtes
Betätigungsglied vermittels eines über einen Elektromotor und ein Untersetzungsgetriebe
verstellbaren Kurvengetriebes in Spannrichtung des Federspeichers bewegbar und in
Entspannrichtung in einstellbaren Sollagen haltbar ist, und mit einem in das Betätigungsglied
eingeordneten, selbsttätigen Gestängesteller, wobei der Federspeicher, das Kurvengetriebe
und das Betätigungsglied mit dem Gestängesteller gleichachsig und der Elektromotor
mit hierzu paralleler Achsrichtung seitlich versetzt angeordnet sind.
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Derartige Betätigungseinrichtungen sind bekannt (DE-OS 25 46 402,
25 46 470). Die Welle des Elektromotors trägt hierbei ein Ritzel, welches über ein
übliches, eine Zwischenwelle mit Zwischenrädern aufweisendes Zahnrad-Untersetzungsgetriebe
ein drehbares Teil eines Gewindespindeltriebes anzutreiben bzw. in seiner jeweiligen
Drehstellung zu halten vermag. Der Gewindespindeltrieb befindet sich in einer axialen
Ausnehmung des Federspeichers und ist mit einem anschließenden Gestängesteller kombiniert,
wodurch sich ein vielteiliger, komplizierter Aufbau ergibt. Das Zahnradgetriebe
befindet sich am der Kraftabgabestelle des Betätigungsgliedes entgegengesetzten
Ende der Betàtigungseinrichtung, dieses Ende wird von einem dem Notlösen bei Stromausfall
dienenden Handantrieb
für die Welle des Elektromotors uberragt.
Die Anordnung des Elektromotors mit seinem Handantrieb ist oftmals beim Einbau der
Betätigungseinrichtung storen, da bei vielen Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen,
ein der hierdurch gegebenen Raumform der bekannten Betätigungseinrichtungen nicht
entsprechender Einbauraum zur Verfügung steht. Durch den ineinander übergreifenden
Zusammenbau der einzelnen Baugruppen der bekannten Betätigungseinrichtung wird ein
Ändern bzw. Austausch einzelner Betätigungsgruppen, wie es beispielweise zum Anpassen
an bestimmte Fahrzeug- bzw. Bremsbedingungen erforderlich sein kann, wesentlich
erschwert. Im Betrieb sind die bekannten Betätigungseinrichtungen energieaufwendig,
da der Elektromotor durch entsprechende, wenn auch herabgesetzte Erregung die jeweilige
Spannstellung des Federspeichers halten muß. Wird zu Notbremsungen die Erregung
des Elektromotors völlig abgeschaltet, so muß der Federspeicher über das nunmehr
als Übersetzungsgetriebe wirkende Zahnradgetriebe den Läufer des Elektromotors stark
beschleunigen, wodurch der Anlegevorgang verzögert wird. Bei Beendigen des Einbremsvorganges
müssen alle Teile der Betätigungseinrichtung rasch zum Stillstand gebracht werden,
das heißt, die im Läufer des Elektromotors gespeicherte Energie muß über das Zahnradgetriebe
rasch abgeführt werden, was zu Überbeanspruchungen der Betätigungseinrichtung und/oder
Überbremsungen führen kann. Durch die endseitige Anordnung des Zahnradgetriebes
ergibt sich bei den bekannten Betätigungseinrichtungen weiterhin der Mangel, daß
keine zusätzlichen Baugruppen, welche beispielsweise eine mechanische Betätigungskraftbegrenzung
in Abhängigkeit von der Fahrzeuglast bewirken können, anflanschbar sind Bei einer
andersartigen, elektromechanischen Betätigungseinrichtung nach dem DE-GM 25 20 489
ist es bekannt, die Welle des Elektromotors durch eine elektrisch schaltbare Bremse
abbremsbar zu gestalten. Hierdurch wird erreicht, daß das drehbare Glied des Gewindespindeltriebes
ohne Erregung des.
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Elektromotors allein durch nur wenig Energie benötigendes Schließen
der elektrischen Bremse in seiner jeweiligen Stellung verriegelbar ist, so daß das
Halten des Federspeichers in seiner jeweiligen Spannstellung nur wenig Energie erfordert.
Zudem ist der Federspeicher hierbei in konzentrisch um eine Zentralachse angeordnete
Einzelfedern aufgelöst ausgebildet.
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Aus der DE-B B 422 II/20f ist es weiterhin bekannt, bei elektromechanischen
Betätigungseinrichtungen mit von den eingangs genannten Merkmalen abweichender Bauart
in das Betätigungsglied zwischen dem Federspeicher und der Kraftabgabestelle des
Betätigungsgliedes ein vorgespanntes Federglied einzuordnen, welches eine bestimmte
Elastizität der zuzuspannenden Bremse, beispielsweise der Bremszange, sicherstellt.
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Aus der DE-AS 27 10 585 ist es für eine ebenfalls von den eingangs
genannten Merkmalen abweichende, elektromechanische Betatigungseinrichtung bekannt,
ein vom Elektromotor über ein als Planetengetriebe ausgebildetes Untersetzungsgetriebe
ein als Nockengetriebe ausgebildetes Kurvengetriebe anzutreiben, dessen Nocken einen
zu den vorstehend genannten Baugruppen mit senkrechter Achsrichtung angeordneten
Federspeicher zu spannen und in den jeweiligen Spannstellungen zu verriegeln vermag.
Das Betätigungsglied ist hierbei gleichachsig zum Federspeicher, also ebenfalls
mit senkrechter Achsrichtung zum Elektromotor und zum Untersetzungsgetriebe angeordnet.
Zusätzlich können Gestängesteller und/oder Notlöseeinrichtungen unterschiedlicher
Bauart vorgesehen werden. Bei dieser Betätigungseinrichtung sind zwar die einzelnen
Baugruppen gut voneinander getrennt, doch kann der beschränkte Einbauraum, insbesondere
bei Schienenfahrzeugen, den Einbau erschweren. Insgesamt ist festzustellen, daß
bei keiner der bekannten, elektromechanischen Betätigungseinrichtungen die
Moglichkeit
besteht, bei Bedarf Zusatzbauteile, wie beispielsweise die bereits erwahnte, fahrzeuglastabhängige
Betätigungskraftbegrenzung anzuflanschen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromechanische
Betätigungseinrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sie bei
einfachem, gut in einzelne Baugruppen gliederbaren Aufbau den bei Fahrzeugen, insbesondere
Schienenfahrzeugen, unter besonderer Berücksichtigung der Fahrzeug-Begrenzungsprofile
zur Verfügung stehenden Einbauraum gut unterbringbar montierbar und bedienbar ist,
wobei zum Berücksichtigen besonderer Funktionsbedingungen der Anbau von Zusatzbaugruppen
möglich sein soll.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Kurvengetriebe
axial flach und ringartig ausgebildet ist und zwischen dem Federspeicher und dem
Gestängesteller mit einem scheibenartigen Teil des Betätigungsgliedes zusammenwirkend
und einen stößelartigen Abschnitt des Betätigungsgliedes umgebend angeordnet ist
und daß der Elektromotor mit einer in seinem unerregten Zustand wirksamen Motorbremse
und mit einem vollstandigen Getriebeteil des Untersetzungsgetriebes unterhalb des
Gestängestellers angeordnet ist.
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Den Unteransprüchen sind nach der weiteren Erfindung vorteilhafte
Ausgestaltungsmöglichkeiten für die elektromechanische Betätigungseinrichtung entnehmbar,
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung ausgebildeten,
elektromechanischen Betätigungseinrichtung dargestellt, und zwar zeigt
Figur
1 eine schematische Außenansicht der Betätigungseinrichtung unter Einbezug eines
Fahrzeugbegrenzungs-Profiles in Seitenansicht, Stirnansicht und Aufsicht, wobei
die einzelnen Baugruppen besonders betont sind, und Figur 2 die Betätigungseinrichtung
teilweise aufgeschnitten in Seitenansicht in vergrößertem Maßstab.
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In Fig.l ist eine Fahrzeug-Begrenzungsprofillinie 1 für ein Schienenfahrzeug
dargestellt, welche sich in einem einen Freiraum sicherstellenden Abstand 2 über
einer Schienenoberkante 3 befindet.
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£Wie aus der Seitenund Stirnansicht der Figur 1 ersichtlich, befindet
sich die gesamte, elektromechanische Betätigungseinrichtung 4 oberhalb der Fahrzeug-Begrenzungsprofillinie
1 und greift damit nicht in den Freiraum zur Schienenoberkante 3 ein.
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Die Betätigungseinrichtung 4 ist in in Fig.l übertrieben herausgestellte
Baugruppen gegliedert. Unmittelbar oberhalb der FahrzeugBegrenzungsprofillinie 1
befinden sich ein in einem etwa zylindrischen Gehäuseabschnitt untergebrachter Elektromotor
5, der vorzugsweise als Scheibenläufer ausgebildet ist. An den Elektromotor 5 schließt
sich einerseits in einem konisch gestalteten Gehäuseabschnitt eine Motorbremse 6
und andererseits, in einem im wesentlichen wieder zylindrischen Gehäuseabschnitt,
ein vollständiger Getriebeteil 7 des Untersetzungsgetriebes an. Aus dem Gehäuseabschnitt
für das Getriebeteil 7 springt seitlich ein kleiner Gehäuseabschnitt 8 vor, in welchem
sich eine dem Getriebeteil 7 zugeordnete, elektrisch schaltbare Bremse befindet.
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Der Elektromotor 5, die Motorbremse 6 und das Getriebeteil 7 sind
gleichachsig zueinander mit etwa waagrecht verlaufender Achse 10 angeordnet. An
das Getriebeteil 7 schließt sich ein im wesentlichen nach aufwarts erstreckender
Gehäuseteil 9 zur Aufnahme eines
Zahnradgetriebes und eines Kurvengetriebes
an; das Gehäuseteil 9 weist axial eine nur geringe Erstreckung auf. Das im Gehäuseteil
9 befindliche Zahnradgetriebe vermittelt eine Verbindung von der Achse 10 des Elektromotors
5, der Motorbremse 6 und des Getriebeteiles 7 zu einer zu dieser parallelen, jedoch
vertikal über dieser befindlichen, zweiten Achse 11. In Höhe der Achse 11 schließt
sich an das Gehäuseteil 9 einerseits das Gehäuse eines Gestängestellers 12 an, aus
welchem das Ende eines Stößels 13 eines Betätigungsglied'es 13,36 mit einem Anlenkauge
14 herausragen. Das Anlenkauge 14 befindet sich etwa im Bereich oberhalb des Elektromotors
5 bzw. der Motorbremse 6, der Gestängesteller 12 ist im wesentlichen oberhalb des
Getriebeteiles 7 angeordnet.
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Andererseits schließt an das Gehäuseteil 9 ein im Querschnitt etwa
rechteckiger Federspeicher 15 an, sein Gehäuse weist an gegenüberliegenden Stellen,
oben und unten, vorspringende Lagerzapfen 16 auf. An den Federspeicher 15 sind lösbar
das Gehäuse einer mechanischen Notlöseeinrichtung 17 und an diese anschließend ebenfalls
lösbar eine Vorrichtung 18 angebaut; die Vorrichtung 18 dient der mechanischen Begrenzung
der von der Betätigungseinrichtung 4 ausübbaren Betätigungskraft in Abhängigkeit
von der Fahrzeugbelastung. Von der Vorrichtung 18 geht zum Einleiten eines der Fahrzeugbelastung
entsprechenden Signals ein vorzugsweise als Bowdenzug 19 ausgebildetes Gestänge
aus.
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An das Anlenkauge 14 und an die Lagerzapfen 16 sind die Enden von
lediglich in der Aufsicht auf die Betätigungseinrichtung 4 dargestellten Bremshebeln
20 angelenkt, welche einer im übrigen nicht dargestellten Bremszange für eine ebenfalls
nicht gezeigte Scheibenbremse zugehören.
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Aus Fig.l ist ersichtlich, daß die Betätigungseinrichtung einen klar
in Baugruppen gegliederten, trotzdem aber kompakten Aufbau aufweist, wobei die Bauform
der Betätigungseinrichtung deren
Unterbringung im insbesondere
bei Schienenfahrzeugen besonders beschränkten, zur Verfügung stehenden Einbauraum
ermoglicht.
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Die vorzugsweise als Scheiben- oder Kegelbremse ausgebildete Motorbremse
6 wirkt derart, daß sie bei Erregung des Elektromotors 5 löst und einen Lauf des
Elektromotors 5 ermöglicht, ansonsten, bei nicht erregtem Elektromotor 5, geschlossen
ist und den Laufer des Elektromotrs 5 in seiner jeweiligen Drehlage verriegelt.
Der Elektromotor 5 und die Motorbremse 6 können auch baulich ineinander integriert
sein, wie es bei vielen handelsüblichen Elektromotoren der Fall ist. Das Getriebeteil
7 ist gemäß Fig. 2 als Cycloiden- oder Planetengetriebe mit gleichachsigem An- und
Abtrieb 21 bzw. 22 ausgebildet. Das Gehäuse 23 des Cycloidenbzw.
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Planetengetriebes igt mittels Lagerungen 24 drehbar im Getriebeteil
7 gelagert, es trägt einen Zahnkranz 25, in welchem ein Ritzel 25' eingreift, das
mittels einer elektrisch betätigbaren, gegebenenfalls mechanischEservounterstützten
Bremse 26 bei elektrischer Erregung der Bremse 26 undrehbar festhaltbar ist. Das
Ritzel 25' und die Bremse 26 befinden sich im Gehäuseabschnitt 8.
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Auf dem in das Gehäuseteil 9 ragenden Abtrieb 22 befindet sich unter
Zwischenschaltung eines Freilaufes 27 ein Ritzel 28, welches mit dem im Durchmesser
wesentlichen größeren Zahnkranz am Außenumfang eines Ringkörpers 29 kämmt und mit
diesem ein Zahnradgetriebe 28,29 bildet. Der Ringkörper 29 ist auf einem zur Achse
11 koaxialen Gehäuseansatz 30 drehbar gelagert und einerseits, in Richtung der durch
einen Pfeil 31 in Fig. 2 symbolisierten, von der Betätigungseinrichtung abgebbaren
Betätigungskraft über ein Achsiallager 32 axial gegen das Gehäuseteil 9 abgestützt.
Im Ringkörper 29 sind mit zur Achse 11 radialer Achsrichtung vier Wälzkörper 33
drehbar gelagert. Dem Axiallager 32 abgewandt steht den Ringkörpern 29 ein scheibenartiges
Teil 34 gegenüber, welches für jeden Wälzkörper 33 eine axial ansteigende Kurvenbahn
35 trägt; die Wälzkörper 33 vermögen auf den Kurvenbahnen 35 abzurollen und bestimmen
durch ihre jeweilige Lage auf den Kurvenbahnen 35 den axialen Abstand
zwischen
Ringkörper 29 und scheibenartigem Teil 34. Der Ringkörper 29 mit dem Wälzkörper
33 und das Teil 34 mit den Kurvenbahnen 35 bilden somit ein Kurvengetriebe 33,35,
welches axial sehr flach ist. Selbstverständlich ist es möglich, anstelle von vier
Wälzkörpern 33 und vier Kurvenbahnen 35 eine andere Anzahl, vorzugsweise jedoch
wenigstens drei Wälzkörper und Kurvenbahnen um die Achse 11 gleichmäßig verteilt
am Ringkörper 29 bzw. Teil 34 anzuordnen.
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Das scheibenartige Teil 34 ist starr mit einem Stößel 36 des Betätigungsgliedes
13,36 verbunden, der den Gehäuseansatz 30 und damit den Ringkörper 29 durchragt
und in das Gehäuse des Gestängestellers 12 führt. Im Gestängesteller 12, welcher
einen beliebigen, bekannten Aufbau aufweisen kann, ist der Stößel 36 längeneinstellbar
mit dem Stößel 13 verbunden, welches mit dem in Fig.2 um 900 gedreht dargestellten
Anlenkauge 14 endet. Der Gestängesteller 12 stellt die relative Länge des Betätigungsgliedes
13,36 in bekannter Weise selbsttätig so ein, daß die von der Betätigungseinrichtung
4 betätigbare Scheibenbremse im Lösezustand stets das vorgeschriebene Lüftspiel
aufweist. Das Teil 34 weist quadratischen, also unrunden Umriß, angepaßt an den
Federspeicher 15, auf und ist somit undrehbar, aber axial verschieblich am Gehäuse
der Betätigungseinrichtung 4 geführt. An der den Kurvenbahnen 35 abgewandten Seite
liegen am Teil 34 die Enden von Speicherfedern 37 an, welche sich im Federspeicher
15 befinden und sich andererseits an einer Gehäusewand 38 abstützen. Die Speicherfedern
37 sind zu vier loppelpaketen zusammengefaßt, deren jedes durch einen an der Gehäusewand
38 gehaltenen und mit Abstand vor dem Teil 34 endenden Stift 39 geführt ist. Die
Federpakete sind gleichmäßig verteilt um die Achse 11 angeordnet, zwischen die Federpakete
und einem diese durchragenden, ebenfalls stoßelartigen
Abschnitt
36' des Stößels 36 greift eine Gehäusehülse 40 ein, welche an der Gehãusewand 38
befestigt ist und welche der Führung des Abschnittes a6 t dient.
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Die Gehäusewand 38 ist als Anflanschwand ausgebildet, an welche im
in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel das Gehäuse 41 der mechanischen Notlöseeinrichtung
17 angeflanscht ist. Das Gehäuse 41 ist vom Abschnitt 36' des Stößels 36 durchragt;
das Gehäuse 41 trägt von seiner der Gehäusewand 38 zugewandten Wandung ausgehend
einen den Abschnitt 36' umgebenden Zylinderansatz 42, der axial etwa die Hälfte
des Gehäuses 41 durchragt und an seinem Außenumfang ein Gewinde 43 trägt. Mit dem
Gewinde 43 ist eine Mutter 44 verschraubt, welche den Zylinderansatz 42 überragt
und vor dessen der Gehäusewand 38 abgewandten'Ende einen nach radial innen bis dicht
vor den Abschnitt 36' ragenden Ringflansch 45 tragt. Radial außen ist die Mutter
44 mittels einer Axialnutverzahnung 46 undrehbar, aber axial verschieblich mit einem
Ringkörper 47 gekoppelt ist, welcher mittels Lagerungen 48 drehbar, aber axial unverschieblich
im Gehäuse 41 gelagert ist. Der Ringkörper 47 trägt an seinem Außenumfang ein Schneckenrad
49, welches mit einer im Gehäuse 41 drehbar und axial unverschieblich gelagerten
Schnecke 50 kämmt. Die Schnecke 50 ist von Hand, gegebenenfalls über ein nicht dargestellten
Gestänge von einer gut zugänglichen Stelle aus antreibbar. Der Abschnitt 36' trägt
zwischem dem Ringflansch 45 und einer der Gehäusewand 38 abgewandten Wandung 51
des Gehäuses 41 einen nach radial außen ragenden Ringflansch 52, welcher als Sicherungsring
ausgebildet sein kann. In der in Fig. 2 dargestellten, mittleren Hubstellung der
Betätigungseinrichtung 4 befindet sich der Ringflansch 52 in einer mittleren Lage
zwischen dem Ringflansch 45 und der Wandung 51 mit Abstand zu beiden.
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Der Gehäusewand 38 abgewandt schließt sich an das Gehäuse 41 die Vorrichtung
18 an, welche dem fahrzeuglastabhängigen, mechanischen Begrenzen der von der Betätigungseinrichtung
4 abgebbaren Betätigungskraft dient. Der Mantel 53 des Bowdenzuges 19 ist
mittels
einer Mutter 54 einstellbar an einem Gehäuseteil 55 abgestützt, während die Seele
56 des Bowdenzuges 19 in eine auch das Ende des Mantels 53 verschieblich aufnehmende
Ausnehmung 57 des Abschnittes 36' des' Stößels 36 ragt und mit einer Kopfplatte
58 in der Ausnehmung 57 endet. Zwischen der Kopfplatte 58 und einer Axialschulter
in der Ausnehmung 57 ist eine Feder 59 eingespannt, welche die Kopfplatte 58 in
Richtung zum Boden der Ausnehmung 57 belastet. Das Gehäuseteil 55 ist mittels einer
sich über ein Axiallager 60 gegen die Wandung 51 abstutzenden Feder 61 von der Wandung
51 abgespreizt. Ein die Feder 61 überdeckender Faltenbalg 62 verbindet das Gehäuseteil
55 beweglich und gegen Verschmutzungen des Gehäuseinnenraumes abdichtend mit der
Wandung 51. Im Gehäuseteil 55 ist über eine Lagerung 63 drehbar eine Mutter 64 gelagert,
welche über ein nichtselbsthemmendes Gewinde mit einem Gewindefortsatz 65 des Abschnittes
36' verschraubt ist. Der Wandung 51 zugewandt trägt die Mutter 64 eine axiale Verzahnung
66, welcher mit axialem Abstand eine entsprechende Axialverzahnung 67 an einem zylindrischen,
den Abschnitt 36' umgebenden Ansatz 68 der Wandung 51 gegenübersteht.
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In einem mittleren Hubbereich und damit bei Abgabe einer mittleren
Betätigungskraft nehmen die Teile der Betätigungseinrichtung 4 die aus Fig.2 ersichtlichen
Lagen ein. Die Wälzkörper 33 befinden sich auf einem mittleren Abschnitt der Kurvenbahnen
35 und werden in dieser Lage durch drehfeste Halterung des Ringkörpers 29 vermittels
des Ritzels 28, des unter der anstehenden Belastung sperrenden Freilaufes 27 und
des Getriebeteiles 7 einerseits durch Drehsperren dessen Gehäuses 23 vermittels
der Bremse 26 und andererseits durch Drehsperren des Antriebes 21 vermittels der
Motorbremse 6 festgehalten. Die Speicherfedern 37 drucken über das Teil 34 die Kurvenbahnen
35 an die Wälzkörper 33 an und halten über den Stößel 36, den Gestängesteller 12
und das Betätigungsglied 13,36 die am Anlenkauge 14 angelenkte Bremse unter deren
elastischer Verformung mit einer bestimmten Betätigungskraft gespannt. Die Mutter
44 befindet sich am der Gehäusewand 38 zugewandten Ende auf dem
Gewinde
43, und die Axialverzahnungen 66,67 weisen einen bestimmten, der Fahrzeugbelastung
proportionalen Axialabstand voneinander auf. In diesem Zustand ist nur die Bremse
26 zu ihrem Geschlossenhalten elektrisch erregt.
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Zum Lösen wird der Elektromotor 5 elektrisch erregt, wobei sich bei
Erreichen einer bestimmten Erregungsstärke die Motorbremse 6 löst und der Elektromotor
5 über das Getriebeteil 7, den weiterhin sperrenden Freilauf 27 und das Zahnradgetriebe
28,29 den Ringkörper 29 zu drehen beginnt, derart, daß die Wälzkörper 33 weiter
auf die Kurvenbahnen 35 auflaufen, das Teil 34 also vom Ringkörper 29 unter Spannen
der Speicherfeder 37 weiter weggedrückt wird. Dabei nahert sich der Ringflansch
52 an die Wandung 51 an, ohne an dieser wandung 51 anzuschlagen, und der Abstand
zwischen den Axialverzahnungen 66 und 67 vergrößert sich. Zugleich wird über das
Betätigungsglied 13,36 das Anlenkauge 14 gemäß Fig. 2 nach rechts bewegt, wodurch
die Bremse gelöst wird. Sobald die Wälzkörper 33 den Endbereich der Kurvenbahnen
erreichen, ist der Lösevorgang beendet und über nicht dargestellte Mikroschalter
wird der Elektromotor 5 wieder abgeschaltet, wobei die Motorbremse 6 einfällt und
die Betätigungseinrichtung 4 in der erreichten Lösestellung verriegelt. Die Bremse
26 bleibt während dieses Vorganges erregt und geschlossen.
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Soll, ausgehend von der zuvor beschriebenen, mittleren Stellung die
Bremsung verstärkt werden, so wird der Elektromotor 5 ebenfalls entsprechend der
mittleren Stellung erregt, wobei sich die Motorbremse 6 löst. Sodann wird die Erregung
des Elektromotors 5 vermindert, wobei er sich unter der Entspannkraft der Speicherfedern
37, welche über das nicht selbsthemmende Getriebe als Drehmoment auf ihn einwirkt,
entgegengesetzt zum Lösevorgang zu drehen beginnt, derart, daß unter entsprechender
Drehung des Ringkörpers 39 die Wälzkörper 33 auf den Kurvenbahnen 35 unter Annäherung
des Teiles 34 an den Ringkörper 29 ablaufen. Das Anlenkauge 14 wird dabei gemäß
Fig. 2 weiter nach links verschoben,
wodurch unter der Kraft der
Speicherfeder 37 die Bremse unter elastischer Verformung fester zugespannt wird.
Die der jeweiligen Fahrzeugbelastung entsprechende, maximale Bremsbetätigung ist
dann erreicht,*wenn die Mutter 64 gegen den Ansatz 68 unter Ineinandergreifen der
Axialverzahnungen 66 und 67 anschlägt und eine weitere Linksverschiebung des Abschnittes
36' und damit des Stößels 36 hindert. Der Ringflansch 52 nähert sich dabei dem Ringflansch
45 an, ohne an diesem anzuschlagen. Um während dieses Zuspannvorganges einen sicheren
Lauf des Elektromotors 5 ohne Verbrauch eines Kraftanteiles der Speicherfeder 37
sicherzustellen, kann die Erregung des Elektromotors 5 auch umgepolt werden, so
daß er durch Eigenantrieb in der entsprechenden Drehrichtung läuft.
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Das nachfolgende Bremsenlösen erfolgt wie bereits vorstehend beschrieben.
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Zum Notbremsen wird, ausgehend von der Lösestellung oder einer mittleren
Teilbremsstellung, die Bremse 26 durch Entregen gelöst, woraufhin sich die Speicherfedern
37 unter Linksbewegen des Stoßels 36 und damit des Anlenkauges 14 schnell bis zur
fahrzeuglastabhängig vermittels der Mutter 64 eingestellten Hubbegrenzung entspannen.
Über das Zahnradgetriebe 28,29 wird dabei bei festgehaltenem Antrieb 21 auf das
Gehäuse 23 ein Drehmoment ausgeübt, so daß das Gehäuse 23 zu rotieren beginnt. Ein
besonderer Vorteil ist hierbei, daß nur die gegenüber dem Elektromotor 5 wesentlich
geringere Trägheitsmoment des Gehäuses 23 mit relativ niedriger Übersetzung angetrieben
werden muß, der Einbremsvorgang also sehr rasch erfolgen kann. Nach Erreichen der
vollen Einbremsung kann das Gehäuse 23 unter Lösen des Freilaufes 27 auslaufen,
die rasche Hubbeendigung führt also zu keiner stoßartigen, hohen Belastung des Zahnradgetriebes
28,29 durch das Schwungmoment des Gehäuses 23. Nach Wiedereregen und Schließen der
Bremse
26 kann die Betätigungseinrichtung 4 durch entsprechendes Erregen des Elektromotors
5 in die Lösestellung zurückgeführt werden.
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Zum mechanischen Lösen aus Betriebs- oder Notbremssituationen oder
auch bei beschädigtem, blockierten Stellantrieb wird vermittels der Schnecke 50
der Ringkörper 47 und damit über die Axialnutverzahnung 46 die Mutter 44 derart
gedreht, daß sich die Mutter 44 auf dem Zylinderabsatz 42 gemäß Fig. 2 nach rechts
verschraubt, mit ihrem Ringflansch 45 am Ringflansch 52 zur Anlage gelangt und diesen
nach rechts drückt, wobei unter Spannen der Speicherfeder 37 der Stößel 36 und damit
das Anlenkauge 14 nach rechts gezogen werden. Sobald das mechanische Lösen nicht
mehr benötigt wird, ist durch tmgekehrtes Drehen die Mutter 44 in ihre Ausgangslage
zurückzuschrauben, wobei, falls zwischenzeitlich die Betätigungseinrichtung 4 nicht
durch Erregen des Elektromotors 5 in ihre Lösestellung gebracht wurde, ein erneutes
Einbremsen erfolgt.
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Bei Fahrzeugsbelastungsänderungen andert sich der Abstand der Kopfplattte
58 zum am Mantel 53 gehaltenen Gehäuseteil 55, womit auch der Abstand zwischen den
Gehäuseteil 55 und dem Ansatz 68 geändert wird. Die Mutter 64 folgt dabei unter
Verschrauben auf dem Gewindefortsatz 65 der Lageänderung des Gehäuseteiles 55, wodurch
der Axialabstand zwischen den Axialverzahnungen 66 und 67 fahrzeuglastabhängig justiert
wird. Während der bei den vorstehend beschriebenen Bremsvorgängen auftretenden Linksverschiebung
des Abschnittes 36' wird über die Feder 59 und die Kopfplatte 58 die Seele 56 des
Bowdenzuges 19 und damit bei konstanter Fahrzeugbelastung auch der Bowdenzugmantel
53 mitgenommen, wodurch das Gehäuseteil 55 unter Kompression der Feder 61 dem Ansatz
68 angenähert wird, Über die Lagerung 63 wird dabei auch die Mutter 64 entsprechend
der Linksverschiebung des Abschnittes 36' mitgenommen, die nichtselbsthemmende Verschraubung
der Mutter 64 auf dem Gewindefortsatz 65 führt hierbei also zu keiner Lageänderung
der Mutter 64 auf dem Gewindefortsatz 65. Bei Anschlagen der Mutter 64
am
Ansatz 68 hindern die ineinander eingreifenden Axialverzahnungen 66 und 67 ein gewaltsames
Drehen und damit Verschrauben der Mutter 64 auf dem Gewindefortsatz 65, so daß kein
ungewolltes Verstellen der fahrzeuglastabhängigen Hubbegrenzung erfolgen kann.
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Der Gestängesteller 12 kann beliebige Bauarten aufweisen, es ist lediglich
wesentlich, daß dieser Gestängesteller in der Lösestellung einen bestimmten Lösehub
der Bremse konstant hält.
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Anstelle der Bremse 26 kann in die Drehverbindung vom Ringkörper 29
zum Elektromotor 5 an beliebiger, zweckmäßig jedoch dem Ringkörper 29 naheliegender
Stelle eine elektrisch schaltbare Trennkupplung eingebaut werden, welche bei elektrischer
Erregung geschlossen, im unerregten Zustand geöffnet ist. Die Funktion bei Notbremsungen
(oder auch bei durch Stromausfall bedingter Entregung ist dabei wie vorstehend zu
Notbremsungen beschrieben. Anstelle der Notlöseeinrichtung 17 kann eine mechanische
Notlöseeinrichtung beliebiger Bauart vorgesehen werden, zweckmäßig ist es, eine
sich selbsttätig rückstellende Notlöseeinrichtung vorzusehen, wie sie für Federspeicherbremszylindcer
in vielen Bauarten bekannt sind und welche bei ihrer Betätigung zumeist ein axiales
Verstellen oder Entkuppeln des dem Kolben von Federspeicherbremszylindern vergleichbaren
Teiles 34 relativ zum Stößel 36 bewirken.
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Um eine bestimmte Elastizität der Bremse, also beispielsweise der
Bremshebel 20 gemäß Fig. 1, durch Simulation sicherzustellen und damit die Zuordnung
bestimmter Betätigungskräfte zu bestimmen Hubstellungen zu verbessern, kann es zweckmäßig
sein, in den Stößel 36 zwischen dem Teil 34 und dem Gestängesteller 12 einen vorgespannten
Federpuffer einzuordnen, welcher von der Betätigungskraft in Kompressionsrichtung
belastet wird. Ein derartiger Federpuffer ist aus der eingangs erwahnten DE-Patentanmeldung
B 422 II/20 f in Aufbau und Funktionsweise bekannt und braucht daher hier nicht
weiter beschrieben zu werden.
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Durch die spezielle Einordnung in den Stößel 36 beeinflußt der
Federpuffer
die Funktionsweise des im Gestangestellers 12 nicht. Es ist jedoch auch möglich,
den Federpuffer in den Stößel 13 einzuordnen.
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Kurzfassung: Die elektromechanische Betätigungseinrichtung 4 weist
einen durch einen Elektromotor 5 über ein Untersetzungsgetriebe 8;28,29 und ein
axial flaches Kurvengetriebe 33,35 spannbaren Federspeicher 15 auf, der Federspeicher
15 wirkt über einen Gestängesteller 12 und ein Betätigungsglied 13,36 auf eine Fahrzeug-Scheibenbremse.
Das Betätigungslied 13,36 der Gestängesteller 12 und der Federspeicher 15 mit an
diesen anbaubaren Zusatzgeräten, wie beispielsweise eine Notlöseeinrichtung 17 und
eine Vorrichtung 18 zum fahrzeuglastabhängigen, mechanischen Begrenzen der abgebbaren
Betätigungskraft, sind zueinander gleichachsig angeordnet, während der Elektromotor
5, eine diesem zugeordnete Motorbremse 6 und ein Getriebeteil 7 ebenfalls zueinander
gleichachsig mit zu den vorgenannten Teilen paralleler Achsrichtung unterhalb der
vorgenannten Teile angeordnet sind. Hierdurch wird eine optimale Ausnutzung des
bei Fahrzeugen zur Verfügung stehenden Einbauraumes ermöglicht. In den Drehantrieb
zwischem dem Kurvengetriebe 33,35 und den Elektromotor 5 kann eine elektrisch schaltbare
Kupplung eingeordnet sein, welche, falls wenigstens ein Getriebeteil 7 als Cycloiden-
oder Planetengetriebe ausgebildet ist, als elektrisch schaltbare Bremse 26 für ein
drehbares Gehäuse 23 des Getriebenteiles 7 ausgebildet sein kann. Weiterhin kann
in das Untersetzungsgetriebe ein Freilauf 27 integriert sein.
Bezugszeichenliste
1 Fahrzeug-Begrenzungsprofillinie 2 Abstand 3 Schienenoberkante 4 Betätigungseinrichtung
5 Elektromotor 6 Motorbremse 7 Getriebeteil 8 8 Gehäuseabschnitt 9 Gehäuseteil 10
Achse 11 Achse 12 Gestängesteller 13 Stößel 14 Anlenkauge 15 Federspeicher 16 Lagerzapfen
17 Notlöseeinrichtung 18 Vorrichtung 19 Bowdenzug 20 Bremshebel 21 Antrieb 22 Abtrieb
23 Gehäuse 24 Axiallager 25 Zahnkranz 25' Ritzel 26 Bremse 27 Freilauf
28
Ritzel 29 Ringkörper 28,29 Zahnradgetriebe 30 Gehäuseansatz 31 Pfeil 32 Axiallager
33 Wälzkörper 34 Teil 35 Kurvenbahn 33,35 Kurvengetriebe 36 Stößel 36 Abschnitt
13,36 Betätigungsglied 37 Speicher feder 38 Gehäusewand 39 Stift 40 Gehäusehülse
41 Gehäuse 42 Zylinderansatz 43 Gewinde 44 Mutter 45 Ringflansch 46 Axialnutzverzahnung
47 Ringkörper 48 Lagerung 49 Schneckenrad 50 Schnecke 51 Wandung 52 Ringflansch
53 Mantel 54 Mutter 55 Gehäuseteil 56 Seele 57 Ausnehmung 58 Kopfplatte
59
Feder 60 Axiallager 61 Feder 62 Faltenbalg 63 Lagerung 64 Mutter 65 Gewindefortsatz
66 Axialverzahnung 67 Axialverzahnung 68 Ansatz