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Selbsttätige Bremsnachstellvorrichtung für Fahrzeugbremsen, insbesondere
Eisenbahnbremsen Die Erfindung bezieht sich auf derartige selbsttätige Nachstellvorrichtungen
für Fahrzeugbremsen, besonders Eisenbahnbremsen, die aus einer in zwei zueinander
axial verschiebbare Teile geteilten Bremsstange und zwei Sperrgliedern bestehen,
von denen das eine, das Verriegelungsglied, zwischen den beiden Stangenteilen zum
Übertragen der Bremskraft zwischen denselben beim Bremsen wirkt, während das andere,
das Vorschubglied, zwischen dem einen Stangenteil und einem Betätigungsglied wirkt,
das auf dem anderen Stangenteil axial verschiebbar ist und einerseits unter der
Einwirkung einer Federkraft steht, die bestrebt ist, es in der Spielraumverminderungsrichtung
zu verschieben, und andererseits unter der Kontrolle eines selbsttätig in Abhängigkeit
von der Bewegung der Bremse beim Bremsen wirkenden Steuermechanismus, der es entgegen
der Wirkung der besagten Federkraft verschieben kann.
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Die Erfindung bezweckt, Lias bei selbsttätigen Bremsnachstellvorrichtungen
der obengenannten Art vorliegende Problem zu lösen, eine genügende Sicherheit gegen
die unabsichtliche und schädliche Einwirkung von Stößen und Erschütterungen auf
die Funktion der Vorrichtung zu erreichen, die z. B. dann entstehen, wenn ein rollender
Wagen gegen einen stillstehenden Wagen oder gegen einen Prellbock anstößt. Unter
der Einwirkung ihrer Trägheit können das Vorschubglied und das Betätigungsglied
der selbsttätigen Bremsnachstellvorrichtung des Wagens dann auf dem besagten einen
Stangenteil in derjenigen Richtung verschoben werden, in der das Betätigungsglied
entgegen der Wirkung der darauf wirkenden Federkraft vom
Steuermechanismus
in Abhängigkeit von der Bewegung der Bremse beim Bremsen verschoben werden kann.
Wenn das Betätigungsglied dann von der Federkraft in seine normale Lage in der Vorrichtung
zurückgeführt wird, erfolgt eine unbeabsichtigte Nachstellung der Bremsspiele. Man
hat in verschiedener Weise versucht, eine derartige unbeabsichtigte Nachstellung
der Bremsspiele unmöglich zu machen. So hat man vorgeschlagen, die auf das Betätigungsglied
wirkende Federkraft so groß zu wählen, daß sie mit Sicherheit ausreichen würde,
das Betätigungsglied in seiner bei gelöster Bremse vorherrschenden Normallage entgegen
der Wirkung von Stößen der obererwähnten Art festzuhalten. Diese Lösung des Problems
hat .aber gewisse Nachteile, da die erforderliche große Rückführungsfederkraft auf
das Betätigungsglied einen entsprechend großen Widerstand gegen die Bremskraft beim
Bremsen bedeutet. Es besteht somit noch die Aufgabe, die erwünschte unbedingte Sicherheit
gegen Störungen in der Funktion der Nachstellvorrichtung unter der Einwirkung von
Stößen und Erschütterungen ohne Anwendung einer größeren Rückführungsfederkraft
auf das Betätigungsglied, als sie zu dessen sicherer Rückführung in die Normallage
bei normaler Funktion der Vorrichtung erforderlich ist, - zu erreichen, damit das
geschilderte Problem einwandfrei gelöst sei. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht,
daß das Betätigungsglied in seiner bei -gelöster Bremse vorherrschenden Normallage
durch einen von dem selbsttätig in Abhängigkeit von der Bewegung der Bremse beim
Bremsen wirkenden Steuermechanismus auslösbaren Arretierungsmechanismu.s .an dem
besagten anderen Stangenteil arretiert ist und bis zur Auslösung des Arretierungsmechanismus
bei einer Bremsung .das Vorschubglied daran hindert, sich auf dem besagten ersten
Stangenteil unter der Einwirkung von Stößen und Erschütterungen zu verschieben.
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Die Erfindung ist an allen (also einfach wirkenden oder doppelt wirkenden)
selbsttätigen Bremsnachstellvorrichtungen der in der Einleitung angegebenen Art
anwendbar. ' Zur Verdeutlichung der Erfindung sind der Einfachheit halber zwei Ausführungsformen
der Erfindung an einfach wirkenden selbsttätigen Bremsnachstellvorrichtungen in
der Zeichnung in Fig. i und 2 im Axialschnitt gezeigt.
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In den beiden dargestellten Ausführungsformen besteht die Nachstellvorrichtung
aus einer Bremszugstange, die in zwei zueinander axial verschiebbare Teile geteilt
ist, von denen der eine aus einem an dem einen Ende mit einem Befestigungsauge i
versehenen Rohr 2 und der andere aus einer in dieses Rohr durch das andere Ende
hineingeschobenen Spindel 3 besteht. Mit dieser Spindel wirken zwei Sperrglieder
zusammen, von denen das eine, das Verriegelungsglied genannt, im Rohr 2 sitzt und
dazu dient, die Bremskraft von ihm auf die Spindel 3 beim Bremsen zu übertragen,
während das andere, das Vorschubglied genannt, an einem auf dem rohrförmigen Stangenteil
2 axial verschiebbaren, rohrförmigen Betätigungsglied 4 angebracht ist und dazu
dient, die Spindel 3 in einer eventuellen Verschiebebewegung des Betätigungsgliedes
4 beim Bremslösen mitzunehmen; wie aus dem folgenden näher ersichtlich ist.
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In der in Fig. i gezeigten Ausführungsform ist die Spindel 3 als Schraubenspindel
mit nicht selbsthemmender Gewindesteigung ausgeführt, und .die Verriegelungs- und
Vorschubglieder bestehen aus zwei äuf die Schraubenspindel geschraubten Muttern
5 bzw. 6. Die Verriegelungsmutter 5 ist in einem für sie auf dem Rohr 2 befestigten
Gehäuse 7 angebracht und kann in der einen Richtung gegen einen für sie auf dem
Gehäuse 7 vorgesehenen Sitz 8 anliegen, wodurch .die beiden Stangenteile 2 und 3
zur Übertragung der Bremskraft beim Bremsen gegeneinander verriegelt werden. In
der anderen Richtung kann die Verriegelungsmutter 5 gegen ein im Gehäuse 7 angeordnetes
Kugellager g anliegen, wobei die Bremsstangenteile 2 und 3 gegeneinander in der
Spielraumverminderungsrichtung verschoben werden können. Die Vorschubmutter 6 ist
mit dem auf dem Rohr 2 verschiebbaren Betätigungsrohr 4 zweckmäßigerweise dadurch
verbunden, daß sie, wie dargestellt, aus einem Stück mit einem in dem vom Befestigungsauge
i abgewandten Ende des Betätigungsrohres 4 befestigten Endstück io ausgeführt ist.
An diesem Endstück ;ist ein Rohr i i befestigt, das die Spindel 3 umgibt, um ihr
Gewinde vor Beschädigung und Verschmutzung zu schützen. In dem dem Befestigungsawge
i zugewandten Ende des Betätigungsrohres 4 ist ein Endstück 12 befestigt, und zwischen
diesem und dem Gehäuse 7 des Rohres 2 ist eine Druckfeder 13 eingespannt, die bestrebt
ist, das Betätigungsrohr 4 in seiner in der Zeichnung dargestellten Normallage auf
dem Rohr 2 zu halten. Zwischen der Feder 13 und dem Endstück 12 ist ein mit dem
letzteren zusammenwirkender Kupplungsteller 14 eingeschaltet, den die Feder 13 normalerweise
gegen einen für ihn am Endstück 12 vorgesehenen Sitz 15 angedrückt hält. Durch das
Endstück 12 ragt eine auf dem Rohr :2 verschiebbar angebrachte, gegen den Kupplungsteller
14 anstoßende Anschlaghülse 16 vor, und zwischen dieser Anschlaghülse und dem Endstück
12 ist im letzteren ein Axialkugellager 17 mit hinreichendem Spiel angebracht, um
diejenige Verschiebung der Anschlaghülse 16 in bezug auf das Endstück 12 zu gestatten,
die erforderlich ist, damit dne Ansehlaghü.lse 16 den Kupplungsteller 14 außer Eingriff
mit dem Sitz 15 führt. Der Kupplungsteller 14 und das Gehäuse 7 sind mit konischen
Anlageflächen für die Enden der Feder 13 versehen, um deren Reibungseingriff mit
den Anliegeflächen und somit deren -Fähigkeit zu erhöhen, einer Drehung- des Kupplungstellers
14 und des Be- j tätigungsrohres 4 entgegenzuwirken. Auf dem Rohr 2 ist ein Anschlag
18 verschiebbar angeordnet, der einen Teil des zum Verschieben des Betätigungsrohres
4 dienenden, in Abhängigkeit von der Bewegung der Bremse beim Bremsen selbsttätig
wirkenden Steuermechanismus bildet
und mit der Anschlaghülse 16
zusammenwirkt. Der erwähnte Steuermechanismus kann an sich bekannter Art sein und
braucht deshalb hier nicht näher beschrieben zu werden.
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Die Wirkungsweise der Bremsnachstellvorrichtung laut der in Fig. i
gezeigten Ausführungsform ist die folgende.
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Der Abstand zwischen dem Anschlag 18 und der Anschlaghülse 16 bei
gelöster Bremse ist so eingeregelt, daß bei einer Bremsung mit normalem Hub diese
beiden Teile einander eben erreichen. Wird dann bei einer Bremsung der Bremshub
zu -lang, drückt der Steueranschlag 18 gegen die Anschlaghülse 16 und verschiebt
sie um ein dem Mehrhub entsprechendes Stück in Richtung von dem Befestigungsauge
i weg. Im ersten Moment dieser Bewegung drückt die Anschlaghülse 16 entgegen der
Wirkung der Feder 13 den Kupplungsteller 14 außer Eingriff mit dem Sitz 15,
und bei der fortgesetzten Bewegung verschiebt sie unter Vermittlung des Axialkugellagers
17 das Betätigungsrohr -. und somit die Vorschubmutter 6 auf der Spindel
3, ebenfalls in der Richtung von dem Befestigungsauge i weg. Dabei dreht
sich die Vorschubmutter 6 auf der Spindel 3 und nimmt dabei das sich auf dem Axialkugellager
17 leicht drehende Betätigungsrohr 4 in der Drehbewegung mit. Wenn beim darauffolgenden
Lösen der Bremse der Steueranschlag 18 in der Richtung auf das Befestigungsauge
i zu zurückkehrt, kommt der Kupplungsteller 14 wieder zum Eingriff mit seinem Sitz
15 und hält dabei mittels der Feder 13 das Betätigungsrohr 4. und die mit diesem
fest verbundene Vorschubmutter 6 gegen Drehung gegenüber dem Rohr 2 und dem Befestigungsauge
i. Da nun die Vorschubmutter 6 sich nicht :drehen und demzufolge auch nicht auf
der Spindel verschieben kann, bleibt sie in dieser Lage, bis die Bremsspannung nachläßt.
Sobald die Kraft der Feder 13 aber ausreicht, um die Verriegelungsmutter 5 von dem
Sitz 8 abzuheben und sie statt dessen gegen das Kugellager g anzulegen, kehrt bei
fortschreitender Lösebewegung der Bremse das Betätigungsrohr 4 unter dem Einfluß
der Federkraft in seine Normallage auf dem Rohr 2 zurück, wobei die Spindel 3 durch
die sich auf .dem Kugellager g drehende Verriegelungsmutter 5 hindurchgeschoben
wird. Wenn die Vorschubmutter 6 zur Anlage gegen die Verrdegelungsmutter 5 kommt,
ist die Normallage wieder erreicht und eine dem Mehrhub entsprechende Nachstellung
ausgeführt.
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Da die Vorschubmutter 6 in der bei gelöster Bremse vorherrschenden
Normallage des Betätigungsrohres 4, wie aus obigem hervorgeht, durch das Betätigungsrohr
4, die Kupplung 14, 15, die Feder 13 und das Rohr :2 an .das Befestigungsauge i
gekuppelt ist und somit gehindert ,ist, sich zu drehen, kann keine unbeabsichtigte
Verschiebung der Vorschubmutter 6 auf der Spindel 3 und demzufolge auch keine unbeabsichtigte
Nachstellung der Spindel 3 gegenüber dem Rohr 2 unter der Einwirkung von solchen
Stößen und Erschütterungen stattfinden, die Kräfte schaffen, welche bestrebt sind,
die Vorschubmutter 6 auf der Spindel 3 zu verschieben. Iindieser Weise wird eine
völlige Sicherheit gegen unbeabsichtigte Nachstellbewegungen der Vorrichtung erzielt,
ohne .daß eine größere Rückführungsfederkraft auf das Betätigungsglied .4 aufgewendet
zu werden braucht, als sie zu einer sicheren Rückführung desselben in die Normallage
beim Lösen der Bremse nach einer Bremsung erforderlich ist.
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In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist die Spindel 3 glatt,
und die mit ihr zusammenwirkenden Verriegelungs- und Vorschubglieder bestehen aus
Kugelgesperren. Das in dem auf dem Rohr 2 befestigten Gehäuse 7 eingeschlossene
Verriegelungsglied besteht aus einem doppelten Kugelgesperre mit zwei Kugelkränzen
ig und 2o und zwei an Durchmesser in Richtung aufeinander zu abnehmenden, inwendigen
Flächen zweier im Gehäuse 7 eingepaßter Ringe ?-i und 22 zum Zusammenwirken mit
je einem der beiden Kugelkränze ig und 20. Für diese sind Halter in -der Form von
auf der Spindel 3 verschiebbaren Hülsen 23 vorgesehen. In der gezeigten Normallage
des Betätigungsrohres 4 hält ein mit ihm fest verbundener Anschlag 24 den Kugelkranz
20 zur Anlage gegen die inwendige, konische Fläche des Ringes 22 und den Kugelkranz
ig außer Berührung mit der inwendigen, konischen Fläche des Ringes 21 entgegen der
Wirkung einer schwachen Feder 25. Das Vorschubglied besteht aus einem einfachen
Kugelge.sperre mit einem Kugelkranz 26 und einer an Durchmesser in .derselben Richtung
wie die inwendige, konische Fläche des Ringes 2i abnehmenden, inwendigen, konischen
Fläche eines Ringes 27, der im Endstück io des Betätigungsrohres 4 eingepaßt ist.
Für den Kugelkranz 26 sind ein Halter 28 und eine schwache Feder 29 vorgesehen,
welch letztere den Kugelkranz 26 in Anlage gegen die inwendige, konische Fläche
des Ringes 27 hält. Zwischen dem Rohr 2 und dem auf ihm verschiebbaren Betätigungsrohr
4 ist ein Kugelgesperre vorgesehen, das aus einem Kugelkranz 30 und einer
an Durchmesser in derselben Richtung wie die inwendige, konische Fläche des Ringes
22 abnehmenden, inwendigen, konischen Fläche eines Ringes 31 besteht, der zwischen
dem Endstück 12 und :der Rückführfeder 13 des Betätigungsrohres 4 eingeschaltet
ist. Eine schwache Feder 32, die auf einen für,den Kugelkranz 30 vorgesehenen,
auf dem Rohr 2 verschiebbaren Halter 33 einwirkt, ist bestrebt, den Kugelkranz
30 zur Anlage gegen die inwendige, konische Fläche des Ringes 31 zu halten.
Wenn die durch das Endstück 12 vorragende, auf dem Rohr :2 verschiebbare Hülse 16
durch den Steueranschlag i8 betätigt wird, versch.iebt.sie den Kugelkranz 3o außer
Berührung mit der inwendigen, konischen Fläche des Ringes 31, d. h. sie löst das
Kugelgesperre 30, 3 i aus.
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Die Wirkungsweise der Bremsnachstellvorrichtung laut der in Fig. 2
gezeigten Ausführungsform ist folgende. Wie in der Ausführungsform laut Fig. i ist
der Abstand zwischen dem Anschlag 18 und der Anschlaghülse 16 bei gelöster
Bremse so eingeregelt,
daß bei einer Bremsung mit normalem Hub diese
beiden Teile einander eben erreichen. Wird dann bei einer Bremsung der Bremshub
zu lang, drückt der Steueranschlag i8 gegen die Anschlaghülse 16 und verschiebt
sie um ein dem Mehrhub entsprechendes Stück in Richtung von dem Befestigungsauge
i weg. Im ersten Moment dieser Bewegung wird das Kugelgesperre 30, 31 ausgelöst.
Danach verschiebt die Anschlaghülse 16 das Betätigungsrohr q. entgegen der Wirkung
der Rückkehrfeder 13. Infolge dieser Verschiebung läßt der Anschlag 24 eine Verschiebung
der Kugelkränze i9, 2o durch die Feder 25 zu, wodurch das Kugelgesperre 2o, 22 ausgelöst
und statt dessen das Kugelgesperre ig, 21 eingerückt wird und die beiden Stangenteile
:2 und 3 gegen Verschiebung untereinander unter der Wirkung der in der Bremszugstange
2, 3 beim Bremsen entstehenden Bremsspannung sperrt. Das Vorschubkugelgesperre 26,
27 nimmt an der Verschiebung des Betätigungsrohres q. auf dem Rohr 2 teil und wird
somit auf der Spindel 3 von dem Befestigungsauge i weggeschoben. Wenn das Betätigungsrohr
q. während des darauffolgend.en Bremslö.sens unter der Wirkung der Rückführfeder
13 in seine Normallage auf dem Rohr 2 zurückkehrt, nimmt das Vorschubkugelgesperre
26, 27 'die Spindel 3 mit und schiebt sie also durch :das Kugelgesperre 2o, 22,
das die Feder 25 noch in ausgerückter Lage hält, weiter in das Rohr 2 hinein, d.
h. in der Richtung zur Verminderung der zu großen Bremsspiele, bis der Anschlag
24 wieder den Kugelkranz :2o zur Anlage gegen die inwendige, konische Fläche des
Ringes 22 führt, wodurch eine weitere Einschiebung der Spindel 3 in das Rohr 2 verhindert
wird. Wenn das Betätigungsrohr q. in die in der Zeichnung gezeigte normale Lage
zurückgekehrt ist, .sind das Betätigungsrohr q. und somit das mit ihm verbundene
Vorsohubkugelgesperre 26, 27 durch .das Kugelgesperre 30, 31 positiv daran gehindert,
sich entgegen der Wirkung -der Feder 13 aus dieser Lage bei Stößen zu verschieben;
nur wenn bei einer Bremsung das Kugelgesperre 30; 31 .durch Betätigung vom Steueranschlag
18 her ausgelöst worden ist, kann das Betätigungsrohr q. verschoben werden. In dieser
Weise erzielt man eine vollkommene Sicherheit gegen unbeabsichtigte Nachstelllbewegungen
der Vorrildhtung unter der Einwirk ung vorn Stößen :und ETsclhütterungen, ohne daß
man der Rückführfeder 13 ,größere Kraft zu geben braucht, als.sie zur sicheren Zurückbringung
des Betätigungsrohres q. in die Ausgangslage bei normaler Funktion der Vorrichtung
nötig ist.
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Den beiden gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung
gemeinsam .ist unter anderem das die Erfindung grundsätzlich Kennzeichnende, und
zwar daß das Betätigungsglied q. in seiner bei gelöster Bremse vorherrsöhenden Normallage
durch :den aus der Kupplung 1q., 15 oder dem Kugelgesperre 30, 31 bestehenden, von
dem selbsttätig in Abhängigkeit von der Bewegung der Bremse beim Bremsen wirkenden
Steuermechanismus i8 auslösb@aren Arretierungsmechanismus an dem Rohr :2 arretiert
ist und bis zur Auslösung .des Arretierungsmechanismus bei einer Bremsung das Vorschubglied
6 oder 26, 27 daran hindert, sich unter .der Einwirkung von Stößen und Erschütterungen
auf der Spindel 3 zu verschieben.