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Dokumentenidentifikation DE202006007823U1 25.10.2007
Titel Verschleißausgleichsvorrichtung für eine Bremsvorrichtung und Bremsvorrichtung
Anmelder Bubenzer Bremsen Gerhard Bubenzer Ing. GmbH, 57548 Kirchen, DE
Vertreter Samson & Partner, Patentanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 202006007823
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 25.10.2007
Registration date 20.09.2007
Application date from patent application 16.05.2006
IPC-Hauptklasse F16D 65/52(2006.01)A, F, I, 20070521, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B66D 5/00(2006.01)A, L, I, 20070521, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschleißausgleichsvorrichtung für eine Backenbremse mit wenigstens einem Bremshebel, an dem ein auf einen Bremskörper wirkender Bremsbelag angeordnet ist und der über eine Stellanordnung um eine Hauptachse zwischen einer Brems- und einer Luftstellung verstellbar ist. In der Bremsstellung wirkt dabei der Bremsbelag auf einen Bremskörper, beispielsweise eine Bremsscheibe oder eine Bremstrommel. Die Bremskraft wird dabei bei Industriebremsen über eine an der Stellanordnung wirkende Bremsfeder aufgebracht, die den Bremshebel beim Bremsen in seine Bremsstellung bringt.

Zum Lösen oder Lüften einer solchen Bremse ist ein sogenanntes Luftgerät vorgesehen, welches ebenfalls über die Stellanordnung auf den Bremshebel wirkt und unter Überwindung der Bremsfederkraft den Bremshebel in seine Lüftstellung bringt. So ein Lüftgerät wirkt in der Regel elektromagnetisch, mechanisch und/oder hydraulisch.

Beim Betrieb der Bremse, d.h. bei wiederholter Betätigung der Bremse nutzt sich der Bremsbelag und/oder der Bremskörper ab. Dadurch verlängert sich der Betätigungs- oder Stellweg des Bremshebels, da sich der Abstand zwischen dem Bremsbelag und dem Bremskörper bei zunehmendem Verschleiß erhöht. Um diesen Verschleiß auszugleichen, ist eine Verschleißausgleichsvorrichtung vorgesehen, die auf einen Anschlag wirkt, der zur Positionierung des Bremskörpers festgelegt ist. An der Verschleißausgleichsvorrichtung ist eine Nachstelleinrichtung vorgesehen, über die der Brems- bzw. der Stellweg manuell so angepaßt werden kann, daß eine gewünschte Lüftstellung über die Wirkung der Nachstelleinrichtung auf den Anschlag festlegbar ist, so daß der Verschleiß ausgeglichen werden kann und der Brems-/Betätigungsweg konstant gehalten werden kann. Dabei legen Anschlag und Nachstelleinrichtung die Luftstellung der Bremsanordnung fest.

Eine Bremsanordnung, die eine solche Verschleißausgleichsvorrichtung aufweist, ist beispielsweise aus der Scheibenbremse vom Typ SB17MX der Firma Bubenzer bekannt.

So eine Bremse ist auf den Seiten C2 bis C6 aus der Firmenschrift: "Industriebremstechnik", zweite Auflage der Fa. Bubenzer angegeben.

10 zeigt so eine Bremse, bei der zwei Bremshebel 50 vorgesehen sind, die jeweils um Hauptachsen 51 schwenkbar an einem Aufnahmejoch 52 angeordnet sind. Das Aufnahmejoch selbst ist über ein Referenzteil 53 zum Bremskörper 54 fixiert und ausgerichtet. An einem Ende tragen die Bremshebel 50 Bremsbeläge 55 und am anderen Ende die Stellanordnung 56. Am Aufnahmejoch 52 ist der Anschlag 58 befestigt.

Zum Bremsen drückt eine Bremsfeder 60 die Bremshebel an einem Ende auseinander, so daß sich die beiden anderen Enden, die die Bremsbeläge 55 tragen, zangenartig aufeinander zu bewegen und den scheibenförmigen Bremskörper 54 einspannen und damit bremsen.

Zum Lüften oder Lösen der Bremse zieht das Luftgerät 62, beispielsweise elektromagnetisch, über die Stellanordnung 56 die Bremshebel 50 zusammen, so daß sich die Bremsbeläge 55 vom Bremskörper 54 lösen. Der Luftweg ist durch zwei Einstellschrauben 64 begrenzt, die an den Bremshebeln 50 befestigt sind und mit ihren Enden in der Luftstellung der Bremse am Anschlag 58 anliegen. Bei zunehmendem Verschleiß der Bremsbeläge 55 bzw. des Bremskörpers 54 können diese Einstellschrauben 64 nachgestellt werden, so daß der Verschleiß ausgeglichen wird und der Betrag des Luftweges entsprechend konstant gehalten werden kann. Gleichzeitig zentrieren die Einstellschrauben 64 die Lage der Bremshebel 50 und damit die Lage der Bremsbeläge 55 relativ zum Bremskörper 54, so daß die Bremse in jeder beliebigen Lage eingebaut werden kann, ohne daß in gelöster oder gelüfteter Stellung einer der Bremsbeläge 55 am Bremskörper 54 anliegt bzw. an dem sich drehenden Bremskörper 54 schleift.

Das Luftgerät wirkt hier elektromagnetisch. Es gibt aber auch hydraulische, mechanische oder pneumatische Luftgeräte. Solche Bremsen werden beispielsweise als Betriebsbremse an Kranfahrwerken, Drehwerken oder Hubwerken eingesetzt.

Bei den bekannten Bremsen müssen die Einstellschrauben 64 von Zeit zu Zeit dem Verschleiß entsprechend nachgestellt werden, um den Verschleiß (bis zu 70% der Ausgangsdicke) an den Bremsbelägen 55 auszugleichen, da sich sonst die Einfallzeiten der Bremse in unzulässiger Weise verändern würden. In anderen Worten: Der sogenannte Luftspalt zwischen Bremsbelag 55 und Bremskörper 54 soll möglichst konstant bleiben. Diese manuelle Nachstellung erhöht die Anzahl der Wartungsintervalle, die während der Lebensdauer eines Bremsbelages auftreten. Oft sind solche Bremsen auch an schwer zugänglichen Stellen angeordnet, so daß zum Nachstellen der Einstellschrauben 64 aufwendige Demontage- und Montagearbeiten erforderlich sind.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß bei zunehmendem Verschleiß die Federkraft und damit die Bremskraft durch die veränderte Vorspannung abnimmt, da der zu überwindende Stellweg der Stellanordnung 56 in Lage und Länge verändert wird. Dies kann auch dazu führen, daß die Funktion des Luftgerätes beeinträchtigt wird. Unter Umständen reicht eine elektromagnetisch induzierte Haltekraft dann nicht mehr aus, um zum Lösen oder Lüften der Bremse die Federkraft zu überwinden.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die bekannten Nachteile wenigstens teilweise zu verringern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Verschleißausgleichsvorrichtung nach Schutzanspruch 1 bzw. durch die Bereitstellung einer Bremsvorrichtung nach Schutzanspruch 13.

Die im Schutzanspruch 1 angegebene Verschleißausgleichsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß eine erste Nachstelleinrichtung ein am Anschlag angreifendes Nachstellelement umfaßt, auf das eine Nachstellkraft wirkt, die das Nachstellelement beim Bremsen und Lüften der Bremse im Eingriff mit dem Anschlag hält und so die Luftstellung des Bremshebels entsprechend dem Verschleiß des Bremsbelags und/oder des Bremskörpers anpaßt: Und zwar so, daß ein zwischen Bremsbelag und Bremskörper eingestellter Luftspalt L konstant bleibt. In anderen Worten, das bzw. die Nachstellelemente werden über die anliegende Nachstellkraft ständig beim Betrieb der Bremse nachgeführt, so daß auch bei einer sich verändernden absoluten Lüftstellung der Bremshebel der relative Luftspalt (L) zwischen Bremsbelag bzw. zwischen Bremsbelägen und Bremskörper etwa konstant bleibt. So kann die Lebensdauer eines Bremsbelags bzw. eines Bremskörpers vollständig ohne zusätzliche Wartungs- bzw. Einstellintervalle ausgeschöpft werden.

In der Weiterbildung der Erfindung gemäß Schutzanspruch 2 wird die Nachstellkraft über ein Federelement aufgebracht. Dadurch ist die Funktion der Nachstelleinrichtung unabhängig von der Einbauposition der Bremse gewährleistet.

Die Schutzansprüche 3-6 betreffen ein nockenförmig ausgebildetes Nachstellelement. Dabei ist nach Schutzanspruch 3 ein schwenkbarer Nocken vorgesehen, dessen am Anschlag angreifende Stellfläche eine Steuerkurve beschreibt, die beim Übergang von der Luftstellung in die Bremsstellung den Verschleiß durch eine Schwenkbewegung des Nockens ausgleicht. Dabei verändert sich der Abstand zwischen einem Wirkpunkt der am Anschlag angreifenden Steuerfläche und der Schwenkachse (die bezüglich des Bremshebels definiert ist) des Nockenelements entsprechend dem Verschleiß. Gemäß Anspruch 4 ist die Schwenkachse des Nockens beim Lüften relativ zum Bremshebel, um einen dem Luftspalt (L) entsprechenden Betrag (S) in Richtung der Bremskraft versetztbar festgelegt. Dieser Betrag (S) wird entsprechend der Bremsgeometrie festgelegt und ergibt sich letztlich aus den Hebelverhältnissen an der jeweiligen Bremsvorrichtung und dem gewünschten Luftspalt (L).

Gemäß Schutzanspruch 5 verläuft die Schwenkachse des Nockens quer zur Bremskraftrichtung, und der Nocken selbst ist als ebene Nockenscheibe ausgebildet. Bei dieser Ausführung läßt sich die gewünschte Steuerkurve an einem einfach gestalteten Nocken ausbilden, der platzsparend am Bremshebel im Bereich des Anschlags anzubringen ist. Die Steuerkurve ist gemäß Anspruch 6 bei einem solchen Nocken dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung zunehmender Verstellung die Krümmung des Nockens abnimmt. Bei dieser Ausführung kann so eine Steuerkurve leicht analytisch oder experimentell ermittelt werden.

Gemäß Schutzanspruch 7 wird der Betrag (S) über eine die Schwenkachse des Nockens definierende Lageranordnung realisiert, die zwei um den Betrag (S) zueinander verstellbare Lagerelemente aufweist. Diese Lagerelemente sind gemäß Schutzanspruch 8 drehfest und axial fixiert zum Bremshebel angeordnet und legen so die absolute Position des Betrages (S) fest, der den zulässigen Verstellweg der Bremshebel zum Anschlag definiert. Nach Schutzanspruch 9 ist dabei ein Festlagerelement vorgesehen, das zum Bremshebel fixiert ist, und ein Loslagerelement, das um den Betrag (S) zum Festlagerelement verstellbar ist und die relative Lage der Schwenkachse zum Bremshebel und die absolute Lage der Schwenkachse zum Stellelement bzw. zum Nocken festlegt.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß der Schutzansprüche 10 bis 13 betrifft eine Verschleißausgleichsvorrichtung, bei der eine zweite Nachstellvorrichtung vorgesehen ist, die auf das Bremsgestänge bzw. die Stellanordnung wirkt und dabei so angeordnet und ausgebildet ist, daß es die Wirklänge der Stellanordnung entsprechend dem Verschleiß des Bremsbelags und/oder des Bremskörpers so verändert, daß die Bremsfederkraft und ein eingestellter Lüft-/Bremsweg am Bremsgestänge konstant bleibt. Diese zweite Nachstellvorrichtung gewährleistet, daß die Vorspannung der Feder und damit die Bremsfederkraft auch bei Verschleiß des Bremsbelags bzw. des Bremskörpers konstant bleibt. Gleichzeitig werden Betrag und Lage des Luftwegs an der Stellanordnung konstant gehalten, so daß die Wirkung des Luftgerätes durch den Verschleiß nicht beeinflußt wird. Diese zweite Nachstellvorrichtung hält wichtige Bremscharakteristika wie Einfallzeit, Bremskraft und Luft- oder Lösezeit über die Bremsbelags-/bzw. Bremskörperlebensdauer konstant.

Die Ausführung gemäß Schutzanspruch 11 ist dabei mit einer Spindelanordnung versehen, deren Wirklänge beim Betrieb der Bremse durch Verdrehen eines ersten Spindelelements gegenüber einem zweiten Spindelelement dem Verschleiß entsprechend verstellt wird. Hier führt die zweite Nachstellvorrichtung die erforderliche Nachstellung beim Betrieb der Bremse aus. Entsprechende Wartungsarbeiten werden reduziert und Wartungsintervalle sind nur noch zum Austausch der abgenutzten Bremsbeläge oder eines verschlissenen Bremskörpers erforderlich.

Schutzanspruch 12 betrifft dabei das Zusammenwirken von Elementen, über welche die beim Betätigen der Bremse ausgeführten Linearbewegungen in eine entsprechende Drehbewegung des ersten Spindelelements umgesetzt wird. Schutzanspruch 13 betrifft dabei die konkrete Ausgestaltung über einen Koppelhebel mit senkrecht zueinander verlaufenden Führungsabschnitten.

Schutzanspruch 14 betrifft eine Bremsvorrichtung mit zwei Bremshebeln, die eine erfindungsgemäße Verschleißausgleichsvorrichtung aufweist. Bei so einer Bremsvorrichtung werden die weiter oben im Zusammenhang mit der bekannten Bremsvorrichtung dargelegten Schwierigkeiten wenigstens teilweise überwunden. Dabei erlaubt die Ausführung gemäß Schutzanspruch 15 auch die eingangs beschriebene Zentrierung der Bremshebel in ihrer Luftstellung zum Bremskörper, so daß die Bremse bzw. die Bremsvorrichtung in beliebigen Einbaulagen verwendbar ist.

Das Aufbringen der Nachstellkraft über ein die Nachstellelemente koppelndes Federelement (Anspruch 16) stellt sicher, daß die Zentrierung symmetrisch erfolgt, da die Nachstellkraft an beiden Nachstellelementen symmetrisch wirkt.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Darstellungen sind schematisch und zeigen den Unterschied zwischen Brems- und Lüftstellung stark übertrieben. Dabei zeigen:

1 eine perspektivische schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Verschleißausgleichsvorrichtung, wobei sich die Bremsvorrichtung in ihrer Bremsstellung befindet,

2 die in 1 gezeigte Bremsvorrichtung, wobei sich die Bremsvorrichtung in ihrer Luftstellung befindet,

3 eine Ansicht der in 1 gezeigten Bremsvorrichtung (Bremsstellung),

4 eine Ansicht der in 2 gezeigten Bremsvorrichtung (Luftstellung),

5 einen Schnitt A-A (siehe 7) der dargestellten Bremsvorrichtung,

6 eine weitere Ansicht der in 1 und 3 dargestellten Bremsvorrichtung (Bremsstellung),

7 eine weitere Ansicht der in den 2, 4 und 5 dargestellten Bremsvorrichtung (Luftstellung),

8 eine Ansicht in Richtung der Bremsfederachse auf das in den 1 bis 7 rechts dargestellte Ende der Bremsvorrichtung,

9 eine Schnittdarstellung (Schnitt C-C in 3) der Lageranordnung des Stellelements, und

10 eine Bremsvorrichtung nach dem Stand der Technik.

Der grundsätzliche Aufbau und die Funktion einer erfindungsgemäßen Verschleißausgleichsvorrichtung und einer damit versehenen Bremsvorrichtung wird nachfolgend anhand der 1-9 beschrieben.

Die 1 und 2 zeigen eine perspektivische Ansicht einer Bremsvorrichtung 1, die in unterschiedlichen Funktionsstellungen dargestellt ist. In 1 befindet sich die Bremsvorrichtung in ihrer Bremsstellung und in 2 in ihrer Luftstellung.

Die Bremsvorrichtung 1 weist zwei Bremshebel 2 und 4 auf, die jeweils aus zwei Laschen gebildet werden. Die Bremshebel 2 und 4 sind gelenkig mit einem Joch 6 gekoppelt und über Bolzenanordnungen 7 um die Hauptachsen 8 verschwenkbar im Joch 6 aufgenommen. Am unteren Ende der Bremshebel 2 und 4 (am Ende des kürzeren Hebelabschnitts von den Hauptachsen 8 ausgesehen) sind jeweils Bremsbelaganordnungen 10 schwenkbar angeordnet. Die Bremsbelaganordnungen 10 weisen jeweils einen Bremsbelag 12 auf. Zwischen den zueinander weisenden Bremsflächen der Bremsbeläge 12 verläuft ein Bremskörper 14 (in 5 dargestellt). Die oberen Enden der Bremshebel 2 und 4 (am Ende des längeren Hebelabschnitts von den Hauptachsen 8aus gesehen) sind über eine Stellanordnung 16 mitteinander gekoppelt. Das Joch 6 trägt weiterhin einen Anschlag 18, der symmetrisch zu den Bremshebeln 2 und 4 am Joch 6 befestigt ist. Die Lage der Bremsvorrichtung 1 ist über das Joch 6 bezüglich des Bremskörpers 14 festgelegt. Die Stellanordnung 16 umfaßt eine Bremsfeder 20 und ein Luftgerät 22, das über einen nicht weiter dargestellten Mechanismus bei Aktivierung Bremshebel 2 und 4 zusammendrückt und so die Bremsvorrichtung 1 lüftet bzw. löst. Zum Bremsen wird die Aktivierung des Luftgeräts aufgehoben bzw. unterbrochen und die Bremsfeder 20 drückt die Bremshebel 2 und 4 auseinander, so daß die Bremsbeläge 12 eine entsprechende Bremskraft auf den Bremskörper 14 ausüben.

An jedem Bremshebel 2 und 4 ist eine erste Nachstelleinrichtung 100 angeordnet, die jeweils auf den Anschlag 18 wirken. Die Bremsvorrichtung ist weiterhin mit einer zweiten Nachstelleinrichtung 200 versehen, die auf die Stellanordnung 16 wirkt. Beide Nachstelleinrichtungen 100, 200 dienen dazu, den Bremsbelagverschleiß auszugleichen und so über die gesamte Lebensdauer der Bremsbeläge 12 bzw. des Bremskörpers 14 konstante Betriebseigenschaften der Bremsvorrichtung zu gewährleisten.

Die erste Nachstelleinrichtung 100 wird nachfolgend anhand der 3, 4, 5 und 9 erläutert. Aufbau und Funktion der ersten Nachstelleinrichtung 100 wird anhand der am Bremshebel 4 angeordneten ersten Nachstelleinrichtung 100 erläutert. Die entsprechende erste Nachstelleinrichtung 100 am Bremshebel 2 ist dazu spiegelbildlich ausgebildet.

Die erste Nachstelleinrichtung 100 wird aus einer Nockenscheibe 102 gebildet, die schwenkbar über eine Haltespange 104 am Bremshebel 4 befestigt ist (5 und 9). Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Haltespange 104 über Befestigungsschrauben 105 am Bremshebel 4 befestigt. Es gibt aber auch Ausführungen, bei denen die Nockenscheibe 102 direkt im Bremshebel 2 aufgenommen wird. Die Aufnahme der Nockenscheibe 102 in der Haltespange 104 erfolgt über die Lageranordnung 106, die eine entsprechende Ausnehmung 107 in der Nockenscheibe 102 durchsetzt (vgl. 5 und 9).

Auf die Nockenscheibe 102 wirkt eine Nachstellkraft, die eine Schwenkbewegung in Richtung des mit K gekennzeichneten Pfeiles (siehe 3 und 4) bewirkt. Die Nockenscheibe 102 weist eine Stellfläche 108 auf, die am Anschlag 18 angreift.

Die parallel zur Hauptachse 8 verlaufende Schwenkachse 110 wird in Abhängigkeit von der Bremsstellung der Bremsvorrichtung versetzt (9). Dies wird folgendermaßen über die Lageranordnung 106 erreicht.

9 zeigt einen Längsschnitt durch die Lageranordnung 106. Dabei ist ein Festlagerelement 112 und ein Loslagerelement 114 vorgesehen. Die beiden Elemente 112, 114 haben jeweils eine zylinderschalenförmige Außenfläche und sind mit einem Spalt S zueinander gekoppelt. Dabei werden sie über die Federn 116 auseinandergespreizt und sind über die Stellschraube 118 miteinander verbunden, um den Ein- und Ausbau zu erleichtern. Das Festlagerelement 112 ist über die Befestigungsschrauben 120 in den Schenkeln der Haltespange 104 fixiert. Und zwar in entsprechenden Aufnahmeöffnungen 122. Dabei durchsetzen das Festlagerelement 112 und das Loslagerelement 114 die Nockenscheibe 102, die über eine Gleitlagerbuchse 124 schwenkbar bzw. drehbar auf der Lageranordnung 106 sitzt.

Der Spalt (S) definiert den Luftspalt (L) zwischen Bremsbelag 12 und Bremskörper 14. Die Funktion wird anhand von 5 erläutert. Hier ist die Bremsvorrichtung in einer Schnittdarstellung dargestellt. Zum Lüften werden die Bremshebel 2 und 4 über die Stellanordnung 16 an den längeren Enden (oben) zusammengedrückt. Die Nockenscheibe 102 liegt mit ihrer Stellfläche 108 am Anschlag 18 an. Die dort durch den Luftvorgang aufgebrachte Kraft drückt die Nockenscheibe 102 gegen das Loslagerelement 114. Dadurch wird der Spalt S gegen die durch die Federn 116 aufgebrachte Spreizkraft geschlossen und das Loslagerelement 114 wird um den Betrag S quer zur Schwenkachse 110 und relativ zum Festlagerelement 112 versetzt und der Bremshebel 4 (sowie der Bremshebel 2) bewegt sich um die Hauptachse 8, so daß sich der Bremsbelag um den Betrag L vom Bremskörper löst.

Beim Bremsen läuft dieser Vorgang umgekehrt ab. Tritt nun ein Verschleiß am Bremsbelag 12 bzw. am Bremskörper 14 auf, so läuft ein zweistufiger Nachstellvorgang ab: Beim Schließen der Bremse drückt die Bremsfeder 20 zuerst die Bremshebel 2 und 4 soweit auseinander, bis sich Festlagerelement 112 und Loslagerelement 114 wieder um den Betrag S voneinander gelöst haben (die in 5 und 9 dargestellte Position). Wenn dann in dieser Stellung der Bremsbelag 12 noch nicht mit dem Bremskörper 14 in Eingriff steht, das heißt, wenn sich noch ein Spalt (verschleißbedingt) zwischen Bremskörper 14 und Bremsbelag 12 befindet, so drückt die Bremsfeder 20 dann die Bremshebel 2 und 4 weiter auseinander. Dabei löst sich die Stellfläche 108 vom Anschlag 18. Sie wird aber durch die in Richtung K wirkende Nachstellkraft so verschwenkt, daß sie wieder am Anschlag 18 anliegt. Der nachfolgende Luftvorgang erfolgt durch Schließen des Spaltes S in der Lageranordnung 106. Durch die entsprechende Gestaltung der Stellfläche 108 wird der Verschleiß also ausgeglichen und der Luftweg L zwischen Bremsscheibe bzw. Bremskörper 14 und Bremsbelag 12 entsprechend dem Betrag S des Spaltes an der Lageranordnung 106 konstant gehalten.

Die die Stellfläche 108 definierende Steuerkurve der Nockenscheibe 102 ist dabei so gestaltet, daß die Nockenscheibe 102 mit zunehmender Verstellung in Richtung K eine abnehmende Krümmung aufweist, so daß sich der radiale Abstand zwischen der Schwenkachse 110 und dem Wirkpunkt 109 der Stellfläche 108 am Anschlag 18 entsprechend vergrößert. Die Wirkpaarung zwischen Anschlag 18 und Stellfläche 108 ist dabei so gestaltet, daß bei anliegender Stellfläche 108 keine Verstellung, d.h. kein Verschwenken der Nockenscheibe 102 auf der Lageranordnung 106 erfolgt. Die Wirkpaarung ist am Wirkpunkt 109 also selbsthemmend gegenüber. Kräften, die quer zur Hauptachse 8 bzw. quer zur Schwenkachse 110 etwa durch den Wirkpunkt 109 verlaufen. Ein Verstellen der Nockenscheibe 102 erfolgt nur beim eigentlichen Bremsvorgang über die Nachstellkraft. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Nachstellkraft über ein Federelement 126 aufgebracht, das unter Zug zwischen den Nockenscheiben 102 angebracht ist. Die Nachstellkraft kann jedoch auch über eine zwischen Haltespange 104 und Nockenscheibe 102 wirkende Feder oder auf andere geeignete Weise aufgebracht werden.

Die zweite Nachstelleinrichtung 200 wirkt auf die Stellanordnung 16 und wird anschließend anhand der 3 bis 8 beschrieben. Die Stellanordnung 16 ist über entsprechende Scharnierbolzen 24 und 26 an den längeren Enden der Bremshebel 2 und 4 angelenkt. Aufbau und Funktion sind ebenfalls der Schnittdarstellung aus 5 zu entnehmen. Kernstück der Stellanordnung 16 bildet die Betätigungsstange 28, die mit ihrem einen Ende das Luftgerät 22 durchsetzt bzw. in dieses hineinragt und mit ihrem anderen Ende in die Spindelbuchse 30 eingeschraubt ist. Auf einem weiteren Gewindeabschnitt sitzt eine verstellbare Anschlagmuffe 32. Die Bremsfeder 20 ist mit einer über die Anschlagmuffe 32 einstellbaren Vorspannung zwischen Luftgerät 22 und Anschlagmuffe 32 eingespannt. Das Luftgerät 22 bzw. das Gehäuse ist über ein Koppelstück 34 (siehe 3) und den Scharnierbolzen 24 gelenkig am Bremshebel 2 angelenkt. Das in 5 schraffiert dargestellte Luftgerät enthält in seinem Inneren einen Luftmechanismus, auf den hier nicht weiter eingegangen wird und der nicht dargestellt ist. So ein Luftmechanismus kann elektromagnetisch, mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden.

Die Spindelbuchse 30 ist über ein Zwischenlager 36, ebenfalls gelenkig, über den Scharnierbolzen 26 im Bremshebel 4 angelenkt. Die Brems- und/oder Luftbewegung der Bremsvorrichtung 1 wird über eine Linearverschiebung der Betätigungsstange 28 ausgeübt, die sich axial relativ zum Luftgerät 22 verschiebt (Pfeil B in 5). Beim Bremsvorgang drückt die Bremsfeder 20, sich am Gehäuse des Luftgeräts 22 abstützend, gegen die Anschlagmuffe 32 und drückt die Betätigungsstange 28 in die Spindelbuchse 30, welche über das Zwischenlager 36 die Kraft auf den Bremshebel 4 überträgt. Dadurch werden die beiden Bremshebel 2 und 4 an den die Scharnierbolzen 24 und 26 tragenden Enden auseinandergedrückt und schwenken um die Hauptachsen 8, die die Bremsbelaganordnungen 10 tragenden Enden aufeinander zu. Die Bremsbeläge 12 greifen am Bremskörper 14 an.

Zum Lösen oder Lüften der Bremse wirkt im Inneren des Luftgeräts 22 ein (nicht dargestellter) Luftmechanismus auf die Betätigungsstange 28 in die entgegengesetzte Richtung. Dabei wird die Betätigungsstange 28 gegen die durch die Bremsfeder 20 aufgebrachte Federkraft in das Luftgerät hineingezogen. Dabei zieht die Betätigungsstange 28 über die Spindelbuchse 30 das Zwischenlager 36 in Richtung Luftgerät 22. Die Enden mit den Scharnierbolzen 24 und 26 der Bremshebel 4 und 2 bewegen sich aufeinander zu und die Enden mit den Bremsbelaganordnungen 10 bewegen sich entsprechend auseinander.

Bei zunehmendem Verschleiß der Bremsbeläge 12 bzw. des Bremskörpers 14 verändert sich die Lage der Betätigungsstange zum Luftgerät so, daß diese zunehmend aus dem Luftgerät in Richtung Spindelbuchse 30 herauswandert. Dies reduziert die Vorspannung der Bremsfeder 20 und verändert damit wichtige Bremsparameter erheblich. Die Bremse wird durch die reduzierte Federkraft weicher, die Bremskraft nimmt ab, und die Einfallzeit erhöht sich. Diese Verstellung findet unabhängig davon statt, ob die zu überbrückende Luftspaltbreite durch die erste Nachstelleinrichtung 100 konstant gehalten wird, oder nicht.

Um die Bremswirkung konstant zu halten, ist die zweite Nachstelleinrichtung 200 vorgesehen. Diese umfaßt ein auf der Betätigungsstange fixiertes Mitnehmerelement 202, welches über einen Koppelhebel 204 mit einem auf der Spindelbuchse fixierten Freilauf 206 gekoppelt ist. Die 6 und 7 zeigen die Wirkung des Koppelhebels 204, der über eine mit dem Luftgerät verbundene Koppellasche 208 in einer Ebene schwenkbar fixiert ist, die parallel zur Bewegungsrichtung (B) der Betätigungsstange 28 verläuft.

Der Koppelhebel 204 ist so über die Scharnieranordnung 210 an der Koppellasche 208 fixiert, daß im Drehpunkt zwischen Koppellasche 208 und Koppelhebel 204 so viel hemmende Reibung besteht, daß der Koppelhebel 204 unabhängig von seiner Einbaulage seine Schwenkposition bzgl. der Koppellasche 208 nicht selbständig verändert.

Beim Bremsen versetzt die Bremsfeder 20 die Betätigungsstange 28 in Richtung Spindelbuchse 30. Dabei nimmt sie das Mitnehmerelement 202 mit, das mit seinem Mitnehmer 212 in eine etwa quer zur Bewegungsrichtung (B) der Betätigungsstange 28 verlaufende Stellgabel 214 am Koppelhebel 204 eingreift. Durch die Linearbewegung der Betätigungsstange 28, die über das Mitnehmerelement 202 und den Mitnehmer 212 auf die erste Stellgabel 214 übertragen wird, wird der Koppelhebel 204 um die Scharnieranordnung 210 in Richtung R verschwenkt (siehe 6). Dabei greift die zweite Stellgabel 216 über einen Stellzapfen 218 am Freilauf 206 an und verdreht diesen relativ zur Spindelbuchse 30.

Beim Lüften der Bremse wird die Betätigungsstange 28 zurückgezogen und das Mitnehmerelement 202 wandert gemeinsam mit dem Mitnehmer 212 entsprechend zurück. Dabei ist zwischen dem Mitnehmer 212 und der ersten Stellgabel 214 soviel Spiel SP vorgesehen, daß der Mitnehmer 212 bei normalem Luftspalt ohne Wirkung auf die erste Stellgabel 214 bzw. den Koppelhebel 204 zurückgesetzt wird. So übt der Koppelhebel 204 auch keine Wirkung auf den Stellzapfen 218 und damit auf den Freilauf 206 aus, der in seiner Schwenklage verbleibt und die Spindelbuchse 30 nicht auf der Betätigungsstange 28verdreht. Das Spiel SP ist auf den gewünschten Luftspalt zwischen Bremsbelägen 12 und Bremskörper 14 abgestimmt bzw. auf den Spalt S in der Lageranordnung 106. Das heißt bei planmäßigem Lüftspalt findet keine Bewegung des Koppelhebels 204 statt, die über den Freilauf 206 die Spindelbuchse 30 auf der Betätigungsstange 28 verstellt.

Erst wenn durch zunehmenden Verschleiß der Bremsbeläge 12 und/oder des Bremskörpers 14 der Koppelhebel 204 durch Wirkung des Mitnehmers in der Stellgabel 214 weiter in Richtung R verschwenkt wird, wirkt der Mitnehmer 212 auch beim Lüften, d.h. beim Einfahren der Betätigungsstange 28, in der ersten Stellgabel 214 und verschwenkt den Koppelhebel 204 in die in 7 dargestellte Stellung. Dabei nimmt die zweite Stellgabel 216 den Stellzapfen 218 am Freilauf 206 mit, und der Freilauf 206, der in dieser Richtung gesperrt ist, verdreht die Spindelbuchse 30 auf der Betätigungsstange 28 so (Richtung T in 8), daß die Spindelbuchse 30 von der Betätigungsstange 28 heruntergedreht wird. Dadurch verlängert sich die wirksame Länge der Stelleinrichtung 16 zwischen der Anschlagmuffe 32 und dem Koppelstück 34, so daß der Verschleiß der Bremsbeläge 12 bzw. des Bremskörpers 14 ausgeglichen wird, ohne daß die Vorspannung der Bremsfeder 20 verändert wird.

Mitnehmer 212 und Stellzapfen 218 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel über Kugelgelenke und entsprechend den Stellgabeln 214, 216 gestalteten Nutensteinen geführt. Dabei ist zwischen Kugelgelenk und Nutenstein eine Führungshülse vorgesehen, die insbesondere beim Verschwenken des Stellzapfens 218 die Höhentoleranzen zur Schwenkebene des Koppelhebels 204 ausgleichen. Das Spiel SP in der ersten Stellgabel 214 wird hier durch eine entsprechende Gestaltung des Nutensteins zum Stellgabelprofil realisiert. Neben dieser dargestellten Anordnung kann die Wirkung zwischen dem Mitnehmer 212 bzw. dem Stellzapfen 218 und den Stellgabeln 214, 216 auch durch eine andere geeignete Gestaltung dieser Wirkmechanik erfolgen. Mitnehmer 212 und Stellzapfen 218können bei entsprechender Geometrie der Stellgabelflanken auch direkt in diesen Stellgabeln 214, 216 wirken.

Im oben dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ersten Nachstelleinrichtungen 100 und die zweite Nachstelleinrichtung 200 an einer Bremsvorrichtung 1 realisiert. Diese Kombination erlaubt es, einen bis zu 70%-igen Bremsbelagverschleiß auszugleichen, ohne daß die Bremswirkung (Bremskraft, Einfallzeit) verändert wird. Wartungsarbeiten werden auf ein Minimum reduziert.

In anderen Ausführungen ist es jedoch auch möglich, die erste Nachstelleinrichtungen 100 und die zweite Nachstelleinrichtung 200 unabhängig voneinander zu realisieren. Das heißt, bei Ausführungen, bei denen die Zentrierung des Bremskörpers 14 zu den Bremsbelägen 12, beispielsweise durch eine bestimmte Einbaulage der Bremsvorrichtung 1 gewährleistet ist, kann auf die ersten Nachstelleinrichtungen 100 verzichtet werden, während die zweite Nachstelleinrichtung 200 realisiert wird, um eine konstante Bremskraft über die gesamte Bremsbelags- bzw. Bremskörperlebensdauer zu gewährleisten.

In einem anderen Fall, in dem beispielsweise Wartungsintervalle an der Bremsvorrichtung 1 nicht durch den Bremsbelagverschleiß bestimmt werden, sondern durch andere Einflüsse, kann unter Umständen auf die zweite Nachstelleinrichtung 200 verzichtet werden, wenn der zu erwartende Bremsbelagverschleiß so gering ist, daß ein wirksamer Einfluß auf die Bremskraft nicht zu erwarten ist, aber eine zuverlässige, verschleißausgleichende Zentrierung gewünscht ist.

Neben den dargestellten scheibenförmigen Nocken sind grundsätzlich auch andere Steuerelemente denkbar. So können z.B. auch mehr oder weniger rampen- oder schraubenförmige Stellflächen am Anschlag 18 angreifen. Bei so einer Nockengestalt würde dann die Schwenk- oder Drehachse des Nockens etwa in Richtung der Bremskraft verlaufen.

Auch für die Realisierung des Lagerspaltes S gibt es andere mögliche Anordnungen. Beispielsweise kann ein massiver die Fest- und Loslagerelemente 112 und 114 ersetzender Lagerbolzen federbelastet in einem entsprechenden Aufnahmeschlitz gelagert sein, der einen dem Spalt S entsprechenden Lagerversatz beim Lüften der Bremse gegen den Anschlag 18 gestattet.

Weitere Varianten und Ausführungen der oben dargestellten Erfindung ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der nachfolgenden Schutzansprüche.

Zusammenfassung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschleißausgleichsvorrichtung für eine Backenbremse mit einem Bremshebel (2, 4), der einen auf einen Bremskörper (14) wirkenden Bremsbelag (12) trägt und über eine Stellanordnung (16) um eine Hauptachse (7) zwischen einer Brems- und einer Luftstellung verstellbar ist. Die Verschleißausgleichsvorrichtung weist dabei eine am Bremshebel (2, 4) angeordnete erste Nachstelleinrichtung (100) auf, die so auf einen Anschlag 18 wirkt, daß dieser als Stellwegbegrenzung auf die erste Nachstelleinrichtung (100) wirkt und damit gleichzeitig auf den Bremshebel (2, 4) wirkt und eine entsprechende Luftstellung festlegt. Die erste Nachstelleinrichtung (100) weist ein am Anschlag (18) angreifendes Nachstellelement (102) auf, auf das eine Nachstellkraft wirkt, die beim Bremsen und Lüften der Bremse (18) das Nachstellelement (102) im Eingriff mit dem Anschlag (8) hält und die Luftstellung des Bremshebels (2, 4) entsprechend dem Verschleiß des Bremsbelags (12) und/oder des Bremskörpers (14) so verändert, daß ein Zwischenbremsbelag (12) und Bremskörper (14) eingestellter Luftspalt (L) konstant bleibt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Bremsvorrichtung mit zwei Bremshebeln (2, 4), die eine solche Verschleißausgleichsvorrichtung aufweist.


Anspruch[de]
Verschleißausgleichsvorrichtung für eine Bremsvorrichtung (1) mit einem Bremshebel (2, 4), der einen auf einen Bremskörper (14) wirkenden Bremsbelag (12) trägt und über eine Stellanordnung (16) um eine Hauptachse (8) zwischen einer Brems- und einer Luftstellung verstellbar ist,

wobei die Verschleißausgleichsvorrichtung eine am Bremshebel angeordnete erste Nachstelleinrichtung (100) aufweist, welche so auf einen Anschlag (18) wirkt, daß dieser als Stellwegbegrenzung auf die erste Nachstelleinrichtung (100) und damit auf den Bremshebel (2, 4) wirkt und eine entsprechende Luftstellung festlegt, dadurch gekennzeichnet, daß

die erste Nachstelleinrichtung (100) ein am Anschlag (18) angreifendes Nachstellelement (102) aufweist, auf das eine Nachstellkraft wirkt, die beim Bremsen und Lüften der Bremse (1) das Nachstellelement (102) im Eingriff mit dem Anschlag (18) hält und die Luftstellung des Bremshebels (2, 4) entsprechend dem Verschleiß des Bremsbelags (12) und/oder des Bremskörpers (14) so verändert, daß ein zwischen Bremsbelag (12) und Bremskörper (14) eingestellter Luftspalt (L) konstant bleibt.
Verschleißausgleichsvorrichtung nach Schutzanspruch 1, bei welcher die Nachstellkraft über ein Federelement (126) aufgebracht wird. Verschleißausgleichsvorrichtung nach Schutzanspruch 1 oder 2, bei welcher das Nachstellelement (102) als schwenkbarer Nocken ausgebildet ist, dessen Stellfläche (108) am Anschlag (18) angreift und eine Steuerkurve beschreibt, die beim Übergang von der Luftstellung in die Bremsstellung den Verschleiß durch eine Schwenkbewegung des Nockens (102) ausgleicht und dadurch den Abstand zwischen einem Wirkpunkt (109) der am Anschlag (18) angreifenden Stellfläche (108) und der Schwenkachse (110) des Nockenelements (102) entsprechend dem Verschleiß verändert. Verschleißausgleichsvorrichtung nach Schutzanspruch 3, bei welcher die Schwenkachse (110) des Nockens (102) beim Lüften relativ zum Bremshebel (2, 4) um einen dem Luftspalt (L) entsprechenden Betrag (S) in Richtung der Bremskraft versetzbar festgelegt ist. Verschleißausgleichsvorrichtung nach Schutzanspruch 3 oder 4, bei welcher die Schwenkachse (110) des Nockens (102) quer zur Bremskraftrichtung verläuft und der Nocken (102) als ebene Nockenscheibe ausgebildet ist. Verschleißausgleichsvorrichtung nach Schutzanspruch 5, bei welcher die Steuerkurve eine in Richtung zunehmender Verstellung abnehmende Krümmung aufweist. Verschleißausgleichsvorrichtung nach einem der Schutzansprüche 3 bis 6, bei welcher der Nocken (102) drehbar auf einer die Schwenkachse (110) definierenden Lageranordnung (106) sitzt, die zwei um den Betrag (S) zueinander verstellbare Lagerelemente (112, 114) aufweist. Verschleißausgleichsvorrichtung nach Schutzanspruch 7, bei welcher die Lagerelemente (112, 114) drehfest und axial fixiert zum Bremshebel (2, 4) angeordnet sind. Verschleißausgleichsvorrichtung nach Schutzanspruch 7 oder 8, bei welcher ein Festlagerelement (112) und ein Loslagerelement (114) vorgesehen sind, wobei das Festlagerelement relativ zum Bremshebel (2, 4) fixiert ist, und das Loslagerelement (114) um den Betrag (S) zum Festlagerelement (112) verstellbar ist und die Schwenkachse definiert. Verschleißausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Schutzansprüche, bei welcher eine zweite Nachstellvorrichtung (200) vorgesehen ist, die auf eine eine Bremsfederkraft übertragende, mit einer Luftvorrichtung (22) gekoppelte und auf den Bremshebel (2, 4) wirkende Stellanordnung (16) wirkt und so angeordnet und ausgebildet ist, dass es die Wirklänge der Stellanordnung (16) entsprechend dem Verschleiß des Bremsbelags (12) und/oder des Bremskörpers (14) so verändert, das die Bremsfederkraft und ein eingestellter Luftweg an der Stellanordnung (16) konstant bleibt. Verschleißausgleichsvorrichtung nach Schutzanspruch 10, bei welcher die Stellanordnung (16) zwischen zwei Bremshebeln (2, 4) wirkt und eine Spindelanordnung (28, 30) aufweist, die so ausgebildet ist, daß die zweite Nachstellvorrichtung (200) die Wirklänge der Stellanordnung (16) beim Betrieb der Bremse (1) durch Verdrehen eines ersten Spindelelements (30) gegenüber einem zweiten Spindelelement (28) dem Verschleiß entsprechend verstellt. Verschleißausgleichsvorrichtung nach Schutzanspruch 10 oder 11, bei welcher die zweite Nachstellvorrichtung (200) eine relativ zu einem der Bremshebel (2) ausgeführte Linearbewegung (B) der Stellanordnung (16) über entsprechende Mitnehmerelemente (202, 212; 206, 218) in eine Drehbewegung des ersten Spindelelements (30) umwandelt, wobei die Mitnehmerelemente (202, 212; 206, 218) über entsprechende Koppelelemente (204, 208) aufeinander einwirken. Verschleißausgleichsvorrichtung nach Schutzanspruch 12, bei welcher die Koppelelemente (204, 208) einen schwenkbaren Koppelhebel (204) umfassen, dessen Schwenkachse (210) hinsichtlich seiner Lage bzgl. eines Bremshebels (2) festgelegt ist, und wobei der Koppelhebel (204) etwa zwei senkrecht zueinander verlaufende lineare Wirkabschnitte (214, 216) aufweist, die jeweils mit den Mitnehmerelementen (202, 212; 206, 218) zusammenwirken. Bremsvorrichtung (1) mit zwei Bremshebeln (2, 4), die eine Verschleißausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. Bremsvorrichtung nach Schutzanspruch 14, bei welcher beide Bremshebel (2, 4) eine erste Nachstelleinrichtung (100) aufweisen, wobei die ersten Nachstelleinrichtungen (100) die Bremshebel (2, 4) in ihrer jeweiligen Luftstellung relativ zum Bremskörper (14) am Anschlag (18) zentrieren. Bremsvorrichtung nach Schutzanspruch 13 oder 14, bei welcher die Nachstellkraft über ein die Nachstellelemente (102) koppelndes Federelement (126) aufgebracht wird.






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