DE410373C - Bremsvorrichtung fuer Eisenbahnfahrzeuge, Kraftwagen u. dgl. - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN
AW 5. MÄRZ 1925

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

-JVe 410373-KLASSE 2Of GRUPPE 18

(C 34471 Il/zof)

Hjalmar Sigfrid Cassel in Lund, Schweden.

Bremsvorrichtung für Eisenbahnfahrzeuge, Kraftwagen u. dgl.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Februar 1924 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund
der Anmeldung in England vom 9. April 1923 beansprucht.

Vorliegeade Erfindung bezieht sich auf eine regelt wird, und einer Hauptbremse gestützt. Bremsvorrichtung, mit der 'eine kräftige deren Bewegung durch die Hilfsbremse geBremswirkung bei geringem Kraftaufwand da- regelt wird und die ihren Bremsdruck von durch erzielt wird, daß der .eigentliche Brems- dem zu bremsenden, sich drehenden Teil unter druck von dem zu bremsenden, sich drehen- Vermittlung einer Schraubenvorrichtung mit den Teil selbst hervorgerufen wird. Dieser Rollenreibung erhält.

Grundsatz ist bereits bekannt, jedoch ist die In einem gewöhnlichen Kugeltraglager rol-

im vorliegenden Fall für die Verwertung des- len die Kugeln auf rechtwinklig zur Achse

selben angewendete Vorrichtung von neuer¹ befindlichen Laufbahnen. Wenn diese Lauf-

Art und auf die Verwendung einer Hilfs- bahnen anstatt dessen schraubenförmig und

bremse, die durch pneumatische, elektrische, parallel gemacht werden, so werden die

mechanische oder andere bekannte Mittel ge- Kugeln bei gegenseitigem Drehen der Lauf-

ringe einer schraubenförmig um die Achse verlaufenden Linie entlang rollen, so daß die Laufringe je nach, der Richtung der Drehungen sich entweder nähern oder entfernen, wodurch die Ringe also in achsialer Richtung im Verhältnis zueinander verschoben werden können. Eine solche an sich bekannte Schraubenvorrichtung mit Rollenreibung wird im vorliegenden Fall für die ίο Überführung eines hohen Bremsdruckes mit geringstmöglicher Reibung verwendet. Die Erfindung liegt nun nicht in der eigentlichen Bauart der Schraubenvorrichtung, die vielmehr in weiten Grenzen verschieden ausgeführt werden kann, sondern in der Vereinigung derselben mit der Hilfs- und Hauptbremse, wie später näher erläutert wird. Für die beiden Bremsen kann eine beliebige Bauart gewählt werden. Als Hilfsbremse ist es beispielsweise zweckmäßig, Bremskegel zu verwenden, während eine Lamellenbremse als Hauptbremse gute Ergebnisse gezeigt hat, besonders für schwere Wagen, wie Eisenbahnwagen.

Die Schraubenvorrichtung mit Rollenreibung kann hier zweckmäßig mit Drucklager und die beiden Ringe können mit Druckringen bezeichnet werden. Die Kugeln zwischen diesen Druckringen werden am vorteilhaftesten in zwei oder mehrere symmetrisch verteilte Gruppen eingeteilt, so daß der Druck gleichmäßig verteilt wird. Eine praktische Ausführungsform ist, jeden Ring mit einer einzigen kreisrunden Laufbahn zu versehen, die durch gleiche Absätze in zwei oder mehrere schraubenförmig ansteigende Teile eingeteilt ist. Das Drucklager wird gleichachsig mit dem zu bremsenden, sich drehenden Teil angeordnet, und da dabei der eine Druckring sich nicht drehen darf, während der andere sich drehen kann und durch die Hilfsbremse gebremst wird, so wird der letztgenannte Ring im Verhältnis zum erstgenannten gedreht, wodurch die Ringe sich voneinander entfernen und einen hohen Bremsdruck auf die auf den sich drehenden Teil wirkende Hauptbremse überführen. Um zu ermöglichen, daß ein derartiges Bremsen von der Drehrichtung des sich drehenden. Teiles unabhängig ist, werden beide Ringe drehbar angeordnet, wobei jedoch das Drehen der Ringe im Verhältnis zueinander durch Anschlagsorgane an dem sich drehenden Teil derart begrenzt wird, daß die Kugeln zwischen den Druckringen ihre gegebene Laufbahn nicht verlassen können. Zweckmäßig werden an den Ringen Anschlagsorgane angebracht, die entsprechende Anschläge an, dem sich drehenden Teil bei Drehung dieses in beiden Richtungen treffen. Wenn dann in der Ausgangsstellung, d. h., wenn die Ringe sich im kleinsten Abstand voneinander befinden, beide Druckringe der Einwirkung der Hilfsbremse ausgesetzt werden, die je ein besonderes Bremsorgan für die Druckringe oder ein für beide Ringe gemeinsames Bremsorgan hat, so wird der eine Ring, sobald sein Anschlagsorgan mit dem Anschlag an dem sich drehenden Teil in Berührung kommt, von diesem letzteren mitgenommen, und zwar sogar entgegen der Wirkung der Hilfsbremse, während der andere Ring durch die Einwirkung der Hilfsbremse gezwungen wird, sich im Verhältnis zum erstgenannten Ring zu drehen und sich dadurch von diesem zu entfernen, um die Hauptbremse einzuschalten, wobei die Drehung der Ringe zueinander fortsetzt, bis der von der Hauptbremse ausgeübte Widerstand gegen die Drehung größer wird als die von der Hilfsbremse ausgeübte Bremswirkung. Es ist klar, daß das eben Gesagte eintrifft, ganz gleichgültig, in welcher Richtung der sich drehende Teil sich dreht, und daß es je nach der Drehrichtung der eine oder der andere von den symmetrisch angeordneten Druckringen ist, der von der Hilfsbremse festgehalten wird.

Um die Druckringe in die Ausgangslage zurückzuführen, kann eine die beiden Ringe verbindende Schraubenfeder o. dgl. verwendet werden. Eine derartige Federvorrichtung kann jedoch auch fortfallen, wenn man der schraubenförmigen Kugellaufbahn der Druckringe eine genügend große Steigung gibt, damit nach dem 'Bremsen die Kugeln der Bahn entlang rollen können und dadurch zulassen, daß die Druckringe allein infolge des auf sie normal wirkenden Druckes in die Ausgangslage zurückgehen. Zwecks Verminderung der Reibung sollte der Druck von den Druckringen mittels Kugeltraglager überführt werden, die bekannter Bauart sein können und die zwischen den Außenseiten der Druckringe und beispielsweise auf beiden Seiten des Drucklagers angebrachten Bremsorganen angebracht werden oder auch auf nur einer Seite zwischen dem einen Druckring und einer festen Stütze, wobei der andere Ring sich mit dem zu bremsenden, sich drehenden Teil ständig drehen darf und unmittelbar auf die Hauptbremse wirken kann.

Die Erfindung eignet sich besonders für Wagen, z. B. für Eisenbahn- oder Kraftwagen, da die an diesen bisher gebräuchlichen Bremsschienen und Bremsklötze fortfallen können 11g und die ganze Bremsvorrichtung in die Radnabe oder in ein besonderes, auf der Radachse zwischen den Rädern angebrachtes Bremsgehäuse eingebaut werden kann. Bei einer solchen Einrichtung kann die ganze Bremsvorrichtung in Öl arbeiten, so daß eine konstante Bremswirkung erzielt und eine Über-

hitzung der beweglichen Teile wirksam verhindert wird.

Die Hilfsbremse wird zweckmäßig durch eine Federvorrichtung ständig beeinflußt, die genügend stark ist, um die höchst zulässige Bremswirkung abzugeben, und die durch die für die Regelung der Hilfsbremse zur Verwendung kommenden Mittel geregelt und normal ganz oder teilweise ausgeglichen wird. ίο Die Erfindung ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt. Abb. ι ist ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel für das Drucklager, und Abb. 2 ist ein Schnitt durch den einen dazugehörigen Druckring, der in Abb. 3 in einer Draufsicht gezeigt ist. Abb. 4 zeigt die Verwendung der Erfindung an einer besonders für Eisenbahnwagen geeigneten Nabenbremse und ist ein Schnitt durch denjenigen Teil der Vorrichtung, der über der Mittellinie der Achse liegt. . Abb. 5 zeigt in achsialem Schnitt eine Ausführungsform der Bremsvorrichtung mit Lamellenbremse, wovon ein anderer Schnitt in Abb. 6 gezeigt ist. Abb. 7 zeigt in achsialem Schnitt eine Verwendung der Erfindung an einer besonders für Kraftwagen geeigneten Nabenbremse.

Das in Abb. 1 bis 3 gezeigte Drucklager besteht aus den beiden Druckringen 1, 2 und den dazwischen angeordneten Kugeln 3, die in zwei gegensätzigen Gruppen mit je einer schraubenförmigen Laufbahn 4 angeordnet sind. Nur eine Kugel ist in jeder Gruppe gezeigt, es dürfte jedoch klar sein, daß bei praktischer Ausführung sowohl mehrere Gruppen als auch mehrere ihrer Größe nach abgepaßte und in beliebiger Weise geführte Kugeln zur Verwendung kommen können, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Druckes zu erhalten. Für die Übertragung des Druckes von den Druckringen i_} 2 sind zweckmäßig auf deren Außenseiten geeignete Kugeltraglager 5 angeordnet.

Gemäß Abb. 4 sind sowohl die beiden Druckringe 1, 2 des Drucklagers als auch auf beiden Seiten des Drucklagers angebrachte Bremsringe 6 achsial verschiebbar und die Druckringe 1, 2 auch noch drehbar auf Rohren 7 gelagert, die mit einem Keil 8 auf dem Zapfen 9 der zu bremsenden, sich drehenden Radachse befestigt ist, wobei die Kugeltraglager 5 zwischen den Außenseiten, der Druckringe i, 2 und den Bremsringen 6 angeordnet sind. Diese sind am Umkreise mit im Querschnitt keilförmigen Flanschen ι ο versehen, die in Nuten 11 im Lagergehäuse 12 eingreifen. Die Druckringe 1, 2 sind miteinander durch eine Schraubenfeder 13 verbunden, die an ein paar mit den D ruckringen verbundenen Ringen 14, 15 befestigt ist, an denen auch noch Nasen 16 befestigt sind, die mit an den Bremsringen 6 befestigten Nasen 17 zusammenwirken und dadurch die Druckringe 1, 2 hindern, unter der Wirkung der Schraubenfeder weiter als bis - zu ihrer Ausgangslage sich zu bewegen. Werden die Druckringe gegeneinander verdreht, so daß die Schraubenfeder 13 gespannt wird, so werden sie wieder nach nahezu einer Umdrehung durch die anderen Seiten der Nasen 16, 17 festgehalten. Damit die Bremsringe 6

' der Drehung der Achse folgen können, sind sie in der Nähe ihres Umkreises je mit einer federnden Scheibe 18 zusammengenietet, die zweckmäßig, wie gezeigt, in einem Stück mit dem Rohr 7 ausgeführt ist. Diese ringförmigen, federnden Scheiben 18 halten sämtliche Kugellager mit leichtem Druck zusammen und halten normal die Bremskeile 10 außer Berührung mit den für die Zusammenwirkung mit diesen vorgesehenen Keilnuten 11. Auch die Bremsringe 6 sind etwas federnd und geben dem vollen Bremsdruck nach, wodurch die Achsialbewegung des Drucklagers vergrößert wird und fortsetzen kann, ohne daß die Bremse überlastet wird, bis daß die Druckringe in ihrer Drehung zueinander durch die Nasen 16, 17 gehindert werden.

Die mit den Druckringen verbundenen Ringe 14, 15 sind mit kegelförmigen Bremsbahnen versehen, auf die ein Bremsblock 19, die Hilfsbremse, wirkt. Gemäß der in Abb. 4 gezeigten Ausführungsform wird dieser Bremsblock dadurch pneumatisch geregelt, daß er mit einem Balg 20 verbunden ist, in dem normal ein Vakuum aufrechterhalten wird, der sich aber bei Aufhebung des Vakuums infolge seiner eigenen Federung ausdehnt und den Bremsklotz 19 mit gleichmäßigem und gleichem Druck gegen die Bremsbahnen an den Ringen 14, 15 drückt.

Gemäß den in Abb. 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen ist die Bremsvorrichtung in ihrer Gesamtheit in einem öldichten Gehäuse 21 eingebaut und mit einer auf beiden Seiten des Drucklagers 1, 2, 5 angeordneten Lamellenbremse 22 versehen. Die Druckringe 1, 2 sind lose und auf einem Rohr 23 achsial verschiebbar gelagert, das auf der zu bnemsenden, durch das Bremsgehäuse hindurchgehenden, sich drehenden Achse festgekeilt ist. Die scheibenförmigen Lamellen in der Lamellenbremse 22 sind abwechselnd am Rohr 23 und am Gehäuse 21 befestigt und werden beim Bremsen durch die Druckringe unter Vermittlung der auf ihren beiden Außenseiten in ähnlicher Weise wie in der vorgehenden Ausführung«- form angeordneten Traglagern 5 zusammengedrückt. Jeder Druckring 1, 2 ist mit einer Nase 25 versehen, die in einer kreisförmigen Nut 26 im Rohr 23 beweglich ist, so daß

jeder Druckring auf dem Rohr 23 etwa um eine halbe Umdrehung gedreht werden kann. Auf jeden Druckring wirkt ein Bremskegel oder Bremsring 27, der mit zwei Ösen 28 versehen ist, wobei zwischen jedem Ösenpaar an den beiden Bremsringen ein Balg 29 angebracht ist, der die Bestrebung hat, die Bremsringe 27 zusammenzuziehen, so daß diese die Druckringe 3 bremsen. Wenn Preßluft durch biegsame Rohre 30 in die Bälge 29 gedrückt wird, wird deren federndes Zusammenziehvermögen ganz oder teilweise ausgeglichen, so daß die D,ruckringe frei werden. Die Rohre 30 werden in zweckmäßiger Weise angeordnet und an eine Preßluftregelungsvorrichtung angeschlossen. Die Bremsringe 27 werden mit den Ösen 28 in zweckmäßigen Erweiterungen für die Bälge 29 im Gehäuse 21 geführt.

Gemäß der Ausführungsform nach Abb. 7 bezeichnet 32 einen stillstehenden Achsenzapfen, beispielsweise für ein Vorderrad eines Kraftwagens, auf dem die Radnabe 33 mittels Kugellagern 34, 35 drehbar gelagert ist.

Die Druckringe 1, 2 sind lose auf dem Zapfen 32 angeordnet. Der Druckring 1 wirkt durch einen auf seiner Außenseite anliegenden Ring 36 auf eine Lamellenbremse 37, deren Lamellen durch geeignete Keile o. dgl.

abwechselnd mit der Nabe 2>3 vxlu. dem Zapfen 32 verbunden sind. Zwischen dem Druckring ι und dem Ring 36 ist kein Kugeltraglager erforderlich, weil ja beide der Drehung der Nabe folgen und ein Verdrehen derselben zueinander daher nicht vorkommt. Auf der Außenseite des anderen Druckringes 2 ist dagegen ein Kugeltraglager 5 angebracht, dessen einer Laufring 38 auf dem Zapfen 32 befestigt ist und an einem daran angebrachten Wulstring 39 anliegt. Auf diesem ist ein den Druckring 2 beeinflussender Bremsring 40 achsial verschiebbar angebracht. Der Bremsring 40 ist mit einem Querstück 42 versehen, das sich durch eine im Zapfen 32 vorgesehene Aussparung 41 erstreckt und auf das zwei Federn 43, 44 einwirken, die auf beiden Seiten des Querstückes in einem zentral im Ende des Zapfens vorgesehenen Loch angebracht sind. Von diesen Federn stützt die erstere sich mit dem anderen Ende gegen einen Ansatz im genannten Loch im Zapfen, und die letztere gegen einen Ansatz 45 am äußeren Ende einer durch den Zapfen 32 verschiebbaren Regulierstange 46. Diese Regulierstange, die für ihre Handhabung in zweckmäßiger Weise mit einem Hebel, Pedal o. dgl. verbunden sein kann, ist im Querstück 42 frei beweglich, und beim Verschieben derselben nach innen (auf der Zeichnung nach links), der Wirkung der beiden Federn 43, 44 entgegen, wirkt die Feder 44 auf das Querstück 42 und verschiebt dadurch den Bremsring 40 nach dem Druckring 2 zu, so daß dieser gebremst wird und dadurch das Drucklager zum Öffnen gebracht wird und mittels des Druckringes 1 auf die Hauptbremse 37 wirkt. Wenn die Regulierstange 46 wieder nach außen geschoben wird, bringt die Feder 43 den Bremsring 40 in die Ausgangslage zurück, und die Hauptbremse 37 wird durch geeignete, für diesen Zweck angeordnete Federn 47 gelöst. Für die Zurückführung der Druckringe in die Ausgangslage kann· eine Feder in ähnlicher Weise wie bei der in Abb. 4 gezeigten Ausführungsform angeordnet werden, oder die schraubenförmige Kugellaufbahn der Druckringe kann auch eine derartig große Steigung haben, daß die Kugeln 3 nach dem Bremsen der Laufbahn entlang rollen und dadurch den Druckringen gestatten, sich allein infolge des auf sie normal wirkenden Druckes in die Ausgangslage zurückzubewegen. Um die Kugeln 3 im richtigen Abstand untereinander zu halten, ist, wie gezeigt, ein geeigneter Kugelhalterring 48 vorgesehen.

In den dargestellten Ausführungsformen sind für die Regelung der auf die Druckringe wirkenden Hilfsbremse Beispiele von pneumatischen und rein mechanischen Mitteln gezeigt worden, es ist jedoch klar, daß auch andere zweckmäßige Mittel, beispielsweise Elektromagnete, mit gleich gutem Erfolg verwendet werden können. Außerdem kann die Erfindung für eine große Anzahl anderer Zwecke verwendet werden, und kann auch in vielen anderen Ausführungsformen verwirklicht werden, als hier zur Klarstellung der Erfindung angeführt worden sind. Unter anderem ist es demnach klar, daß alle hier angegebenen Kugeln und Kugellager, ohne daß irgend etwas in der Erfindung im übrigen geändert wird, durch Rollen und Rollenlager ersetzt werden können.

Claims (10)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Bremsvorrichtung für Eisenbahnfahrzeuge, Kraftwagen ti. dgl., bei der der Bremsdruck mittels einer Schraubenvorrichtung mit Rollenreibung übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die in Form eines Drucklagers mit zwei Druckringen (1, 2) und dazwischen angebrachten Kugeln (3) ausgeführte Schraubenvorrichtung gleichachsig mit dem zu bremsenden, sich drehenden Teil (9, 24, ^3) angebracht ist, derart, daß die Druckringe sich normal mit dem sich drehenden Teil zusammen drehen, daß aber beim Bremsen der eine oder beide Druckringe (i, 2) im Verhältnis zu genanntem Teil (9, 24, 33) beweglich sind und auf eine zum

   Bremsen des sich drehenden Teiles dienende Hauptbremse (io, 22, 37) wirken, wobei zwecks Einschaltens der Hauptbremse eine durch geeignete pneumatische, elektrische oder rein mechanische Mittel regelbare Hilfsbremse (19, 27, 40) angeordnet ist, die auf den einen oder die beiden im Verhältnis zu genanntem sich drehenden Teile (9, 24, 33) beweglichen Druckring oder Druckringe (1, 2) einwirken, um ein Verdrehen derselben zueinander zu erzielen.
2. 2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden auf dem sich drehenden Teil (9, 24) beweglich gelagerten Druckringe (1, 2) mit Anschlagsorganen (16, 25) versehen sind, die mit Anschlagsorganen (17, 26) an dem sich drehenden Teil (9, 24) zusammenwirken, zwecks Zulassung von nur einer begrenzten Drehung zwischen diesem Teil und den Druckringen, und zwar in beiden Richtungen.
3. 3. Bremsvorrichtung nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptbremse besteht aus auf beiden Seilen des Drucklagers (1, 2, 3) angeordneten Bremsorganen (10, 22), auf welche die Druckringe (1, 2) mit auf ihren Außenseiten angeordnetenKugeltraglagern (S) -wirken.
4. 4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, bei Verwendung derselben als Nabenbremse in beispielsweise Kraftwagenrädern, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden, auf der stillstehenden Radachse (32) in der auf dieser drehbaren Radnabe (33) lose angebrachten Druckringen (1, 2) der eine (1) mit der Radnabe (33) verbunden ist, mit dieser sich dreht und auf die auf der Innenseite desselben angebrachte Hauptbremse (37) wirkt, während der andere (2) mit einem auf seiner Außenseite angebrachten Kugeltraglager (5) an einer festen Stütze (43) an der Achse (32) anliegt und mit der aus einem auf der Achse (32) achsial verschiebbar, jedoch nicht drehbar angebrachten Bremsring (40) bestehenden Hilfsbremse allein zusammenwirkt.
5. 5. Bremsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brems ring (40) versehen ist mit einem durch eine quer durch die Achse (32) hindurchgehenden Aussparung (41) sich erstrekkenden Querstücke (42), das vorzugsweise unter Vermittlung von Federn (43, 44) beeinflußt werden kann zwecks Verschiebung des Bremsringes (40) mittels einer vorzugsweise zentral durch die Achse (32) verschiebbar angebrachten Regulierstange (46).
6. 6. Bremsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn (43, 44) mit ihren Enden auf beiden Seiten des Querstückes (42) in Anliegung in einer zentralen Ausbohrung im Ende der Achse (32) angebracht sind, wobei die äußere Feder (44) mit ihrem anderen Ende an einem Ansatz (54) am äußeren Ende der Regulierstange (46) anliegt und bei Verschiebung dieser nach innen auf das Querstück (42) wirkt sowie dadurch den Bremsring (40) gegen den Druckring (2) der Wirkung der inneren Feder (43) entgegendrückt, die mit ihrem anderen Ende an einem Ansatz in der zentralen Ausbohrung anliegt und dazu dient, dem Bremsring (40) in die Ausgangslage zurückzuführen, wenn dieRegulierstange (46) wieder nach außen geführt wird.
7. 7. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckringe (1, 2) zwecks ihrer Rückführung" in die Ausgangslage nach beendetem. Bremsen durch eine Schraubenfeder (13)

   o. dgl. miteinander vereinigt sind.
8. 8. Bremsvorrichtung nach den Ansprüchen ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Kugellaufbahn, der Druckringe (1, 2) genügend große Steigung hat, damit die Kugeln (3) nach dem Bremsen der Laufbahn entlang rollen können und somit den Druckringen (1, 2) gestatten, in ihre Ausgangslage zurückzugehen, und zwar allein infolge des auf sie normal wirkenden Druckes.
9. 9. Bremsvorrichtung nach den Ansprüchen ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Hilfsbremse (19, 27) ständig eine Federvorrichtung (20, 29) wirkt, die genügend stark ist, um die höchst zulässige Bremswirkung abzugeben, und die eingerichtet ist, durch die die Hilfsbremss regelnden Mittel geregelt und normal ganz oder teilweise ausgeglichen zu werden.
10. 10. Bremsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung besteht aus einem federnden 1x0 und der Wirkung der Federkraft entgegen durch inneres Vakuum oder inneren Druck zusammenziehbaren oder ausdehnbaren Balg (20, 29).

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.