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Einrichtung zum selbsttätigen Nachstellen einer auf ein Rad wirkenden
Zweibackenbremse für Schienenfahrzeuge Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung
zum selbsttätigen Nachstellen einer auf ein Rad wirkenden Zweibackenbremse für Schienenfahrzeuge,
deren die beiden Hängeeisen der Bremsklötze verbindende Bremszugstange eine Zahnung
aufweist, in die eine Sperrklinke unter der Kraft einer Feder eingreift.
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Im Bestreben, das schwierige, unbequeme und meist sehr unregelmäßige
manuelle Nachstellen des freien Spiels der Bremsklötze bei Schienenfahrzeugen, das
nach Abnutzen der Bremsklötze und Radreifen notwendig wird, durch selbsttätige Einrichtungen
zu ersetzen, hat man bereits eine große Zahl von Lösungen geschaffen, die verhältnismäßig
wenige Prinzipien zur Grundlage haben. Die Nachstelleinrichtung ist entweder direkt
auf der Kolbenstange des Bremszylinders angebracht oder auf den Bremsstangen, die
nach Abnutzung der Klötze durch eine Betätigungseinrichtung verkürzt werden, damit
eine Verringerung des Abstandes der Bremsklötze erzielt wird und der Hub des Bremskolbens
in gewissen Grenzen verbleibt.
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Am häufigsten verwendet wird eine mit nicht selbsthemmendem Gewinde
versehene Bremsstange, auf der sich unter der Wirkung eines vom Bremskolbenhub betätigten
Mechanismus und durch die Spannung des Gestänges eine Mutter dreht und dadurch die
wirksame Länge der Stange reguliert. Diese Einrichtung ist verwickelt, insbesondere
ihre Betätigungsvorrichtung, die passiven Widerstände sind beträchtlich, und außerdem
werden nach dem Auswechseln der Bremsklötze die großen Abstandsunterschiede nicht
bei einem einzigen Hub nachgestellt, sondern allmählich.
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Es sind auch mehrere Nachstellvorrichtungen für Bremsen an Drehgestellrahmen
von Eisenbahnwagen bekanntgeworden, deren Bremseinrichtung aus zwei Hängeeisen,
an die die Bremsbacken angelenkt sind, einer die beiden Hängeeisen verbindenden
Druckstange und einer das eine Hängeeisen mit dem Bremszylinder verbindenden Zugstange
bestehen. Bei diesen Bremsen befindet sich die Nachstelleinrichtung an der die beiden
Hängeeisen verbindenden Druckstange. An einer dieser bekannten Nachstelleinrichtungen
wird die glatte runde Bremsdruckstange bei Druckbeanspruchung durch unter Federkraft
stehende Klammern festgehalten, während nach dem Lösen der Bremse bei Zugbeanspruchung
der Druckstange eine Nachstellung dadurch erfolgt, daß die Klammern aus ihrer Schräglage
herausgezogen werden und dabei ihren festen Sitz auf der Bremsstange verlieren.
Eine andere an der Druckstange vorgesehene Nachstellvorrichtung weist zwei in eine
Zahnstange auf der Bremsstange eingreifende, in gleicher Richtung wirkende Sperrklinken
ohne Federbelastung auf. Dabei sind die Sperrklinken so angeordnet, daß die eine
Sperrklinke bei Druckbeanspruchung der Druckstange und die andere Sperrklinke bei
Zugbeanspruchung der Druckstange die Kraft von der Druckstange auf das Hängeeisen
übertragen. Wenn die eine Sperrklinke Kräfte überträgt, dadurch, daß sie fest in
die Verzahnung eingreift, hat die andere Sperrklinke die Möglichkeit, sich nachzustellen,
und zwar dadurch, daß sie bei einem bestimmten Winkel zwischen der Druckstange und
dem Hängeeisen in den nächsten Zahn eingreift. Diese Nachstelleinrichtungen gewährleisten
ein ständiges Nachstellen während des Lösens der Bremse. Doch weisen sie den Nachteil
auf, daß sie nicht ein sicheres Abheben der Bremsbacken nach dem Bremsvorgang gewährleisten.
Hebt sich eine der Bremsbacken nach dem Bremsvorgang nicht ab, so erfolgt trotzdem
eine Nachstellung, obwohl diese Nachstellung nachteilig ist, weil die Bremsstange
mehr als nötig verlängert wird und dadurch die Bremsbacken ständig an den Rädern
anliegend gehalten werden. Auch ist bei diesen Bremsen nicht sichergestellt, daß
der Abstand zwischen den Bremsbacken und der Bremsfläche auf dem Rad stets gleichbleibt.
Denn
bei diesen Bremsen kann sich das aus Bremsstangen und Hängeeisen
bestehende Bremsgestänge frei bewegen und wird in seiner Bewegung nur dadurch begrenzt,
daß diese eine bzw. die andere Bremsbacke an der Bremsfläche des Rades anliegt.
Das ist auch der Fall bei einer Nachstellvorrichtung der eingangs genannten Art,
die aus zwei übereinander angeordneten Verzahnungen besteht, in die zwei Sperrklinken
eingreifen, die sich gegeneinander unter der Kraft einer Feder abstützen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung
zum selbsttätigen Nachstellen zu schaffen, die bei gelöster Bremse einen zum Verhindern
des Schleifens der Bremsbacken auf den Rädern während der Fahrt ausreichenden und
vor allem stets gleichbleibenden Abstand zwischen den Bremsbacken und der Bremsfläche
auf dem Rad gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch Anordnung von die Bewegung
der die Bremsklötze tragenden Hängeeisen begrenzenden Arretiervorrichtungen gelöst,
die durch Verschieben eines durch Federkraft festgeklemmten Anschlages nachstellbar
sind, und durch eine Einstelleinrichtung für die die Sperrklinke belastende Feder.
Dabei sind die Arretiervorrichtungen zwischen den Bremshebeln bzw. Bremsklotzhängeeisen
und den Drehgestellrahmen angeordnet. Diese Nachstelleinrichtung ist sehr einfach
aufgebaut, sie braucht nicht wie bisher bekannte Vorrichtungen zwei Verzahnungen,
sondern lediglich eine Verzahnung. Dabei gewährleistet sie nicht nur ein ständiges
Abheben der Bremsbacken von den Rädern beim Bremsenlösen, sondern sie gewährleistet
bei gelösten Bremsen vor allem einen ständig gleichbleibenden Abstand der Bremsbacken
von der Bremsfläche. Ein Pendeln des Bremsgestänges ist auf Grund der Arretiervorrichtungen
nicht möglich. Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, daß jede Arretiervorrichtung aus
einem jeweils mit einem Bremshebel bzw. Bremsklotzhängeeisen verbundenen beweglichen
Schaft besteht, auf den ein Anschlag in Form einer Ringsegmentfeder aufgezogen ist.
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Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht in dem Zusammenwirken
der auf die Sperrklinken wirkenden Feder mit der selbsttätigen Nachstellbarkeit
der Arretiervorrichtungen. Die Feder der Arretiervorrichtung und die Feder der Sperrklinken
sind nämlich in ihrer Federkraft so aufeinander abgestimmt, daß ein Verschieben
der Feder der Arretiervorrichtung aus ihrem Klemmsitz auf den Schaft , nicht erfolgen
kann, solange die auf die Feder der Arretiervorrichtung und die auf die federbelastete
Sperrklinke wirkende Kraft durch eine Bewegung der Sperrklinke unter Belastung ihrer
Feder aufgenommen wird. Eine Verschiebung der Feder der Arretiervorrichtung ist
nur dann möglich, wenn während des Bremsvorganges die Kraftübertragung unter Ausschaltung
der Sperrklinkenfeder erfolgt, wenn nämlich die Stirnseite der Sperrklinke gegen
die senkrechte Zahnplanke der Bremsstange gedrückt wird. i In der Zeichnung ist
ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die Seitenansicht
einer Bremseinrichtung in schematischer Anordnung, F i g. 2 die Stirnansicht der
Bremseinrichtung, i F i g. 3 eine Sperreinrichtung im Schnitt, F i g. 4 eine Arretiervorrichtung
gleichfalls im Schnitt und F i g. 5 den Querschnitt durch -die -Arretiereinrichtung
in der Ebene A-A der F i g. 4.
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Die durch Druckluft hervorgerufene Bremskraft wird von der Kolbenstange
2 eines Bremszylinders 1
über einen am Fahrgestellrahmen
8 aufgehängten einarmigen Hebel 3 und eine an diesem angelenkte Stange 4
auf einen Bremshebel 5 übertragen, der zusammen mit einem Bremsklotz 7 an einem
Hängeeisen 6 des Bremsklotzes aufgehängt ist. Von dem Bremshebel s wird die Kraft
über eine Bremszugstange 9 und eine Sperreinrichtung 15 bis 19 auf eine U-förmige,
am Fahrgestellrahmen 8 mittels eines Lenkers 11 und eines weiteren Bremshebels 12
aufgehängte Bremstraverse 10 weitergeleitet. Vom Bremshebel 12 wird der Bremsdruck
auf die an ihm angebrachten Bremsklötze 7a übertragen. Beim Lösen der Bremse wird
das gesamte Bremsgestänge durch eine Feder 13 in die Ausgangsstellung zurückgeführt.
Am Hängeeisen 6 des Bremsklotzes 7 und am Bremshebel 12 sind Arretiervorrichtungen
14
bzw. 14 a angeordnet.
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Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Sperreinrichtung
ist das verzahnte Ende der Bremsstange 9 durch den Kopf 15 der Bremstraverse 10
hindurchgeführt. In einem auf der Bremstraverse 10 befestigten Gehäuse 17 und im
Kopf der Bremstraverse ist eine Sperrklinke 16 untergebracht, die durch eine Feder
18 ständig mit dem verzahnten Ende der Bremsstange 9 in Eingriff gedrückt wird.
Eine Regulierschraube 19 ermöglicht die Einstellung des Federdruckes.
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Eine beispielsweise Ausführung der Arretiervorrichtung ist in den
F i g. 4 und 5 dargestellt. Sie besteht aus einem durch einen Deckel 21 verschlossenen
Gehäuse 20, durch welches ein glatter Schaft 22 frei hindurchgeführt ist. Auf diesem
ist ein aufgeschlitzter Ring 23 so fest aufgesetzt, daß sich der Schaft darin nur
unter der Wirkung einer großen Kraft verschieben kann, wie sie beim Bremsen ausgeübt
wird, wohingegen der Rückdruck der Feder 13
dazu nicht ausreicht.
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Unter der Voraussetzung, daß die Bremsklötze und Radreifen neu sind,
arbeitet die Einrichtung wie folgt: Beim Bremsen bewegt der Luftdruck die Kolbenstange
2 nach links (in F i g. 1) und zieht mittels des Hebels 3 auch die Stange 4 und
damit das Ende des Bremshebels 5 so lange nach links, bis sich der Bremsklotz 7
auf den Radreifen aufsetzt. In diesem Augenblick beginnt sich der Bremshebel 5 um
seinen Drehpunkt am Hängeeisen 6 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen; sein unteres
Ende zieht dabei die Bremsstange 9 nach rechts. Mittels des verzahnten Endes der
Bremsstange 9 und der Sperrklinke 16 wird auch die Bremstraverse 10 nach rechts
bewegt und damit der Bremsklotz 7a an den Radreifen gedrückt. Während dieser Bewegung
haben sich in den Arretiervorrichtungen 14 und 14a die von dem Hängeeisen 6 bzw.
den Bremshebel 12 beeinflußten Schäfte 22 .in den geschlitzten Ringen 23 um so viel
verschoben, als die Bewegung des Hängeeisens 6 des Bremsklotzes und des Bremshebels
12 erfordert. Beim Lüften der Bremse wird der Hebel 3 durch die Feder 13 nach rechts
in die ursprüngliche Stellung gezogen. Dadurch wird auch die Stange 4, der Bremshebel
5 und das Hängeeisen 6 mit dem Bremsklotz 7 so weit nach rechts gezogen, bis der
aufgeschlitzte Ring 23 an den Deckel 21 anschlägt und damit die
Bewegung
des Hängeeisens 6 begrenzt. Der Bremshebel s beginnt sich um seinen Drehpunkt im
Uhrzeigersinn zu drehen, und das untere Ende des Bremshebels 5 drückt die Bremsstange
9 nach links, wodurch auch der linke Bremsklotz 7a vom Rad abgehoben wird.
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Im Laufe der Zeit nutzen sich Bremsklötze und Radreifen ab. Infolgedessen
vergrößert sich beim Bremsen der Kolbenhub und die Bewegung des ganzen Bremshebelsystems
so lange, bis die Bewegung der Bremsstange 9 die Größe einer Zahnteilung ihres verzahnten
Endes erreicht. In diesem Augenblick springt die Sperrklinke 16 beim Lüften der
Bremse in den nächsten Zahn des verzahnten Stangenendes über, wodurch die wirksame
Länge der Bremsstange um eine Zahnteilung verkürzt wird, so daß der Kolben des Bremszylinders
beim Bremsen wieder nur einen so großen Hub ausführt, wie bei neuen Bremsklötzen
und Radreifen.
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Die Arretiervorrichtungen 14 und 14 a sollen gewährleisten,
daß das Bremsklotzhängeeisen 6 und der Bremshebel 12 keinen größeren Weg beschreiben,
als für den Abstand der Klötze von den Radreifen notwendig ist. Die Begrenzung dieser
Bewegung ist durch das Spiel zwischen dem geschlitzten Ring 23 und dem Deckel 21
gegeben. Mittels der Arretiervorrichtung 14 a wird die Bremstraverse
10 so festgehalten, daß das gezahnte Ende der Stange 9 bei einer größeren
Abnutzung der Bremsklötze und Radreifen durch die Sperreinrichtung rutschen kann,
damit die wirksame Länge der Bremsstange die entsprechende Anpassung erfährt.
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Die beschriebene Einrichtung zum selbsttätigen Einstellen des Abstandes
bzw. des freien Spiels der Bremsklötze ist bei allen gebräuchlichen Druckluftbremsen
von Schienenfahrzeugen verwendbar, ohne an dem Prinzip der Einrichtung etwas zu
ändern.