DE2625853A1

DE2625853A1 - Bremse

Info

Publication number: DE2625853A1
Application number: DE19762625853
Authority: DE
Inventors: Colin John Frederick Tickle
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1975-06-09
Filing date: 1976-06-09
Publication date: 1976-12-23
Also published as: FR2314396B1; FR2314396A1; US4056171A; ZA763202B; CA1040554A; IN146714B; JPS51149466A; AU502050B2; JPS5547651B2; DK253376A; IT1065340B; NL7606110A; AU1454576A; BR7603623A; DE2625853C2; GB1527112A

Description

Bei bekannten Bremsen, bei denen ein Körper aus Reibstoff in Form eines Reibklotzes an die Fläche eines Rotors angelegt wird, werden Bremsmitnahme- oder Bremskräfte auf ein feststehendes Bauteil über Stützen für Körper aus Reibstoff übertragen, die beim Anlegen des Körpers aus Reibstoff an die Fläche des Rotors Bewegung des Körpers aus Reibstoff in einer zur Fläche des Rotors senkrechten Richtung entgegenwirken. Hat die Fläche des Rotors .einen Schlag, d.h., ist sie verformt oder wellig, wird der Körper aus Reibstoff infolge des Widerstandes gegen zur Fläche senkrechte Bewegung daran gehindert, der Oberflächenbewegung des Rotors zu folgen und es treten zyklische Schwankungen in den Bremskräften auf. Die an den Hochstellen der Fläche des Rotors aufgetragenen hohen Bremskräfte können extreme Überhitzung hervorrufen, welche ein schwerwiegendes Problem darstellt. Es ist häufig schwierig, den Betrag des Schlages der Fläche des Rotors zu beeinflussen. Dies gilt für Planschlag wie für Radialschlag.

Es ist früher vorgeschlagen worden, das Problem der überhitzung mit einem Abstützungssystem für den Körper aus Reibstoff zu überwinden, das eine den Körper aus Reibstoff

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atistützende schwingende oder pendelnde Gelenkverbindung aufweist, die an einem schwingenden oder pendelnden Arm angeordnet ist. Bei einem solchen System kann der Körper aus Reibstoff dem schlag der Fläche des Rotors bei kleiner Hysterese folgen. Bei derartigen früher vorgeschlagenen Bremsen ist die Dicke des Körpers aus Reibstoff klein im Vergleich mit seinen übrigen Abmessungen und mit der Länge des pendelnden Armes, so daß sich eine bedeutende Änderung der Geometrie des Systems durch Abnutzung des Körpers aus Reibstoff nicht einstellt. Deswegen nutzt sich der Körper aus Reibstoff rasch ab und muß häufig ersetzt werden. Ist der Körper aus Reibstoff in der Abnutzungsrichtung dick, dann ergeben sich Probleme daraus, daß der Körper aus Reibstoff eine große freitragende Länge hat, die der Bremskraft unterworfen ist, mit dem Ergebnis, daß Biegebeanspruchungen im Reibstoff zu Versagen führen können und daß die Bremskraft den Körper aus Reibstoff verdrehen und biegen kann, was unbeherrschte konische Abnutzung des Körpers aus Reibstoff und folglich erhöhtes Bremsspiel am Körper aus Reibstoff hervorruft. Außerdem verändert sich die Geometrie des Systems mit der Abnutzung des Körpers aus Reibstoff in bedeutendem Maße, es sei denn der pendelnde Arm hätte eine unzweckmäßige Länge. Dies ruft nicht nur Schwankungen im Bremsmoment hervor, sondern bewegt den Körper aus Reibstoff aus seiner Stellung relativ zur Fläche des Rotors.

Erfindungsgemäß hat eine Bremse einen langen Körper aus Reibstoff, der zum Bremsen an eine Rotorfläche anlegbar ist, eine nahe der Rotorfläche angeordnete Stütze zum Abstützen des Körpers aus Reibstoff, eine Anschlußvorrichtung zum Verbinden der Stütze mit einem feststehenden Bauteil und eine Vorrichtung zum Anlegen des Körpers aus Reibstoff an die Rotorfläche, wobei die Anschlußvorrichtung die Bremskräfte auf das feststehende Bauteil überträgt, während sie dem Körper aus Reibstoff ein gewisses Maß an im wesentlichen reibungsfreier Bewegung in Richtung auf die Rotafläche und von dieser weg gestattet.

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Der Körper aus Reibstoff kann somit dem Schlag an der Rotorfläche folgen, und die auf die Rotorfläche aufgetragene Bremskraft erfährt durch die Anlage des Körpers aus Reibstoff am Schlag keine wesentliche Veränderung.

Bei jeder der nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsformen weist die Stütze ein Abstützglied auf, das von einer reibungsarmen Abstützung getragen ist, welche die seitliche Mitnahmeoder Bremskraft auf ein Bauteil, z.B. auf einen Rahmen, überträgt, jedoch die reibungsarme Bewegung des Körpers aus Reibstoff senkrecht zur Rotorfläche zuläßt. Die reibungsarme Abstützung kann eine elastische Platte oder eine reibungsarme Schwenklager-Anordnung sein, jedoch sind auch andere Abstützungen verwendbar, beispielsweise ein hydrostatisches Lager, ein lineares, reibungsarmes Lager, ein Wälzlager oder ein Schwenklager.

Zwei Ausführungsbeispiele einer Bremse nach der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen axialen Teilschnitt durch eine Ausführungsform der Bremse, der die Relativstellungen zeigt, die Bauteile bei neuem und abgenutztem Körper aus Reibstoff einnehmen,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Bremse,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Bremse,

Fig. 4 den Schnitt A-A in Fig. 3 und

Fig. 5 eine Ansicht von hinten auf einen Teil der in Fig. 3 dargestellten Bremsanlage, bei der jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit Teile weggelassen sind.

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Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Bremse vermag eine Welle S mit einem Rotor 1 zu bremsen, wobei an den Außenumfang des Rotors 1 ein Körper 2 aus Reibstoff in Form eines langen Reibklotzes anlegbar ist. Die obere und untere Zeichnungshälfte der Fig. 1 zeigt die Relativstellungen der Bauteile der Bremse bei neuem und bei abgenutztem Körper 2 aus Reibstoff.

Das vordere Ende des Körpers 2 erstreckt sich durch eine Stütze 3 in Form eines Abstützgliedes, die nahe der Bremsfläche am Umfang des Rotors 1 angeordnet ist und den Körper abstützt. An entgegengesetzten Seiten der Stütze 3 sind flexible Bauteile 4 - beim gezeigten Beispiel flexible Platten - angeschlossen und an den innenliegenden Enden eines beim gezeigten Beispiel als feststehender Rahmen ausgebildeten feststehenden Bauteils 5 befestigt. Jedes flexible Bauteil 4 hat einen langen Schlitz 6, der sich über einen Töil der Länge des Bauteils 4 erstreckt. Auf den Körper 2 aus Reibstoff wirkende seitliche Mitnahme- oder Bremskräfte werden über die Stütze 3 in- der Ebene der flexiblen Bauteile 4 auf das feststehende Bauteil 5 übertragen, während die flexiblen Bauteile 4 ein gewisses Maß an im wesentlichen freier axialer Bewegung des Körpers 2 senkrecht zur Fläche des Rotors 1 zulassen.

Die Bremse ist durch einen fluidbetätigten Motor betätigbar, der einen in einem Zylinder 7 arbeitenden Kolben 8 hat. Dieser trägt eine Kolbenstange 8A, die an ihrem vorderen Ende mit einem Mitnehmer 10 verbunden ist. Der Mitnehmer 10 stützt das hintere Ende des Körpers 2 aus Reibstoff ab und überträgt die Bremsbetätigungskräfte von der Kolbenstange 8A auf den Körper 2. An den Mitnehmer 10 sind Reibplatten 11 angeschlossen, die an zugehörigen Führungen 12 in Gestalt von Stangen geführt sind. Jede Führung 12 ist an ihrem vorderen Ende an der Stütze 3 festgemacht und erstreckt sich nach hinten durch ein zugehöriges, mit einer Aussparung versehenes Führungsglied 13» das im feststehenden Bauteil 5

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angeordnet ist. Jede Führung 12hat einen vergrößerten Kopf 14, der in einem als Vertiefung ausgebildeten festen Anschlag 15 im zugehörigen Führungsglied 13 durch einen beispielsweise scheibenförmigen festen Anschlag 16 festgehalten ist, welcher seinerseits durch verstemmte Enden des Führungsgliedes 13 in Stellung gehalten ist. Zwischen dem Boden des vertieften Anschlages 15 und dem Kopf 14 der Führung ist ein kleines Spiel χ belassen.

Die Arbeitsweise ist folgende: Die Bremsbetätigungskraft wird vom Kolben 8 auf den Mitnehmer 10 übertragen, der wegen seines Reibeingriffes mit den stangenförmigen Führungen 12 anfänglich die Führungen 12 verstellt, um das Spiel χ auszugleichen, und die Stütze 3 um diesen Betrag nach vorn bewegt. Weitere Bewegung des Mitnehmers 10 legt den Körper an die Fläche des Rotors 1 an.

Bremskräfte am Körper 2, die seitlich dazu wirken, werden auf das feststehende Bauteil 5 übertragen, jedoch verstellt J^e~ der Radialschlag an der Fläche des Rotors 1 den Körper 2 in einer Richtung senkrecht zur Fläche des Rotors 1 auf die Drehachse des Rotors 1 zu und von dieser weg. Die Bewegung ist im wesentlichen frei, da nur einem kleinen Reibungswiderstand begegnet wird. Der Körper 2 aus Reibstoff bleibt somit an der Fläche des Rotors 1 in Anlage, ohne daß die vom Körper 2 auf die Fläche des Rotors 1 aufgetragene Bremskraft wesentliche Änderungen erfährt, so daß Schwankungen in der Bremskraft vermieden oder zumindest auf ein Minimum herabgesetzt sind.

Obwohl nur ein Körper 2 aus Reibstoff dargestellt ist, können zwei oder mehr verwendet sein.

Die in Fig. 3 bis 6 dargestellte Bremsanlage vermag Rotoren 23 bis 26 (Fig. 3) zu bremsen, die beim gezeigten Beispiel Räder eines Schienenfahrzeuges, insbesondere eines Eisenbahnfahrzeuges sind und an Achsen 21 und 22 aufgenommen sind.

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Die Bremsanlage ist in zwei Teilen, je einer für jeden Radsatz, ausgebildet, die im wesentlichen spiegelbildlich zueinander sind. Nachstehend wird in Einzelheiten nur der auf die Achse 21 wirkende Bremsenteil beschrieben. Jeder Bremsenteil hat zwei gleiche Bremsen, von denen je eine auf einen Rotor 23, 24, 25 oder 26 wirkt. Den Bremsen sind die gleichen Bezugszeichen zugeordnet, jedoch sind die Bezugszeichen für die auf den Rotor 24 wirkende Bremse mit dem Index a versehen.

Für das Bremsen des Rotors 23 ist ein Körper 27 aus Reibstoff in Form eines langen Reibklotzes in einer rohrförmigen Führung 28 eingeschlossen, an deren einem Ende eine Stütze 29 angeschlossen ist, die beim gezeigten Beispiel als Abstützglied ausgebildet ist und dicht an der Bremsfläche des Rotors 23 angeordnet ist. In der Führung 28 ist seitlich neben dem Körper 27 eine lange Schraube 35 angeordnet, an der eine Mutter 36 anfaßt, die einen mit der Schraube 35 in Gewindeeingriff stehenden bogenförmigen Abschnitt hat. Die Mutter 36 faßt auch am innenliegenden Ende des Körpers 27 an.

Die Stütze 29 ist über einen Schwenkstift 32 mit einem beim gezeigten Beispiel als schwingender oder pendelnder Arm ausgebildeten Verbindungsglied 30 und mit einer Stange 31 eines Betätigungsgestänges schwenkbar verbunden. An seinem anderen Ende ist das Verbindungsglied 30 über einen Stift 33 an ein feststehendes Bauteil schwenkbar angeschlossen und hat einen Abschnitt 30b, der an einer selbstzentrierenden Vorrichtung angreift, die hier nicht beschrieben zu werden braucht. Die Schwenkstifte 32 und 33 bilden reibungsarme Verbindungsstellen. Zum Betätigungsgestänge gehört eine Betätigungsstange 34, die zum Anlegen der Bremse gezogen wird und somit eine Druckkraft an der Stange 31 aufträgt, welche die Stütze 29 und die Führung 28 in Richtung des Rotors 23 drängt. Die Bremsbetätigungskraft wird von der Führung 28 über die Schraube 36 auf den Körper 27 übertragen, um diesen an die Bremsfläche des Rotors 23 anzulegen.

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Wie bei der oben beschrxebenen Ausführungsform überträgt die Stütze 29 über das Verbindungsglied 30 Bremskräfte auf ein feststehenden Bauteil B, das beim gezeigten Beispiel ein Drehgestellschemel ist, jedoch ist aufgrund der Anordnung der von den Schwenkstiften 32 und 33 gebildeten Verbindungsstellen axiale Verstellung des Körpers 27 in einer Richtung parallel zur Achse 21 und senkrecht zur Bremsfläche des Rotors 23 zugelassen. !Derartige Bewegung ist im wesentlichen frei, da die Verbindungsstellen reibungsarm sind.

Zum Nachstellen des Körpers 27 gegenüber dem Rotor 23 ist eine Nachstellvorrichtung vorhanden, die einen beliebig ausgebildeten Nachsteller 37 aufweist, welcher Relativbewegung zwischen den Führungen 28 und 28a feststellt und, wenn solche Bewegung einen vorbestimmten Betrag Übersteigt, zum Nachstellen die Schraube 35 dreht. Der Nachsteller 37 hat vorzugsweise ein rotierendes Bauteil, das an einer Stange 39 von vorzugsweise quadratischem Querschnitt drehfest angeordnet ist. Die Stange 39 überträgt Drehbewegung der Schraube 35 auf einen Sekundär-Nachsteller 37a, der an das andere Ende der Stange 39 angeschlossen ist und dazu dient, die Stellung des Körpers 27a aus Reibstoff der auf den Rotor 24 wirkenden Bremse nachzustellen.

Obwohl beim gezeigten Beispiel in jeder Führung 28 nur ein Körper 27 aus Reibstoff angeordnet ist, könnten mehr als ein Körper aus Reibstoff verwendet sein.

/Patentansprüche

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Claims

1A-48 095 PATENTANSPRÜCHE

1 J Bremse mit einem langen Körper aus Reibstoff, der ^-^um Bremsen an eine Rotorfläche anlegbar ist, einer nahe der Rotorfläche angeordneten Stütze zum Abstützen des Körpers aus Reibstoff, einer Betätigungsvorrichtung zum Anlegen des Körpers aus Reibstoff an die Rotorfläche und mit einer Anschlußvorrichtung zum Verbinden der Stütze mit einem feststehenden Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß die von flexiblen Bauteilen (4) oder von einem Verbindungsglied (30), einer Stange (31) und Schwenkstiften (32,33) gebildete Anschlußvorrichtung die Bremskräfte auf das feststehende Bauteil (5> B) zu übertragen vermag, während sie dem Körper (2j 27) aus Reibstoff ein gewisses Maß an im wesentlichen reibungsfreier Bewegung in Richtung auf die Rotorfläche und von dieser weg gestattet.

2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußvorrichtung ein oder mehrere flexible Bauteile (4) aufweist, die in einer ersten, zur Bewegungsrichtung des Körpers (2) aus Reibstoff senkrechten Ebene verhältnismäßig starr und in einer zur erstgenannten Ebene senkrechten Ebene flexibel sind.

3. Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes flexible Bauteil (4) eine Platte aufweist, die einen langen Schlitz (6) hat, der diese Biegung zuläßt, wobei jedes Bauteil (4) zwischen der Stütze (3) und dem feststehenden Bauteil (5) angeschlossen ist.

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4. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Körper (2) aus Reibstoff an den Rotor (1) durch einen von einem Zylinder (7), einem EöLben (8) und einer Kolbenstange (8a) gebildeten fluidbetätigten Motor über einen Mitnehmer (10) anlegbar ist, der mit der Stütze (3) eine Reibverbindung hat.

5. Bremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (10) unter Reibung an einer oder mehreren langen Führungen (12) angreift, die mit der Stütze (3) verbunden sind.

6. Bremse nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Führung (12) mit dem feststehenden Bauteil (5) zusammenwirkt, und daß der Betrag der reibungsfreien Bewegung der Stütze (3) durch die Verbindung zwischer der oder den Stützen (3) und dem feststehenden Bauteil (5) bestimmt ist.

7. Bremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führung (12) an feste Anschläge (15»16) anlegbar ist, um die Bewegung der Führung (12) zwischen diesen Anschlägen (15»16) zu begrenzen.

8. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gek ennzeichn e t , daß die Anschlußvorrichtung eine vom Verbindungsglied (30), der Stange (31) und den Schwenkstiften (32,33) gebildete reibungsarme Schwenklager-Anordnung aufweist.

9. Bremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußvorrichtung ein Verbindungsglied (30) aufweist, das mit Schwenkstiften (32,33) mit der Stütze (29) und dem feststehenden Bauteil (B) verbunden ist.

10. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß sich die Stütze (3; 29) in Richtung des Rotors (1; 23) gleichzeitig mit dem Körper (2; 27) aus Reibstoff verstellt.

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