Druckluftbremszylinder, insbesondere für Schienenfahrzeuge Die Erfindung betrifft einen Druckluftbremszylin der, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit am Brems kolben befestigtem, im Zylinderdeckel geführtem Kol benrohr und einer zwischen dem Zylinderdeckel und dem Bremskolben eingespannten Rückholfeder für den selben sowie einer in den Bremszylinderkörper einge bauten Nachstellvorrichtung mit einer im Kolbenrohr verschiebbaren, als Gewindespindel ausgebildeten Kol benstange und zwei auf derselben verstellbaren Nach stellgliedern, von denen das eine als Kupplungsglied zur Mitnahme der Kolbenstange während der Bewegung des Kolbenrohres beim Bremsen und das andere als Vor schubglied ausgebildet ist, welches dem Bremszylinder gegenüber innerhalb eines konstanten Bereiches ver schiebbar ist,
der einem von der selbsttätigen Nachstell vorrichtung konstant zu haltenden Kolbenhub ent spricht.
Es sind bereits Gummimetallblocklagerungen be kannt, bei welchen das zu lagernde Teil durch ein Verbundteil, d. h. ein Teil, welches aus einer Kombina tion von metallischen mit elastischen Elementen be steht, gegen den Unterbau abgestützt ist. Es können sowohl Platten, Hülsen, Ringe, Kupplungen oder ähn liche technische Elemente mit einem oder mehreren der genannten elastischen Werkstoffe zu einem Verbundteil der genannten Art zusammengefasst werden. Für die Lagerung können dabei auch mehrere dieser Gummi metallblöcke verwendet werden.
Weiter ist es auch bekannt, die Lagerung durch ei nen oder mehrere Gummimetallblöcke nahe des Schwer punktes oder in einer Schwerachse des zu lagernden Teiles anzuordnen.
Die Gummimetallblocklagerung hat in diesen ge nannten Fällen die Aufgabe, beim Betrieb der zu la gernden Teile (Maschinen, Motoren usw.) die am einen Teil auftretenden Erschütterungen nicht auf den ande ren Teil zu übertragen, sondern die Schwingungen durch die innere Verformung des elastischen Werkstoffes auf zunehmen und zu vernichten. Es ist auch bekannt, bei diesen Gummimetallblock lagerungen metallische Anschläge vorzusehen, die bei übersteigen einer zulässigen Maximalbelastung zur Wirkung kommen. Diese Notanschlagvorrichtungen schaffen bei Auftreten von Überlastungen eine metalli sche Verbindung von dem zu lagernden Teil zu seinem Unterbau.
Weiter ist es auch bekannt, Bremszylinder von Schienenfahrzeugen um ein starres Drehgelenk in Schwerpunktnähe oder in einer Schwerachse pendelnd aufzuhängen.
Insbesondere für Scheibenbremsen sind breits Brems zylinder der eingangs genannten Art bekannt. Infolge ihrer in Bremszylinderlängsrichtung starren Lagerung am Fahrzeugrahmen besteht bei diesen Bremszylindern die Gefahr, dass hohe Fahrstösse und Stossbeschleuni- gungen einerseits am Bremszylinder und andererseits am daran angelenkten schweren und daher eine hohe Mas senträgheit aufweisenden Bremsgestänge in Achsrich tung des Bremszylinders auftreten.
In den bekannten selbsttätigen Gestängestelleinrichtungen kann es infolge dieser den Bremszylinder in seiner Achsrichtung relativ zum Bremsgestänge rüttelnden Stösse und durch das unvermeidliche Axialspiel der Kupplungsmuttern auf dem Gewinde der Kolbenstange zum Ausschlagen der Gewindegänge und zum Zerstören der Gestängestell- einrichtung kommen. Insbesondere beim überfahren von Schienenstössen und Weichen treten Stossspitzen auf, die besonders schädlich sind und einen starken und schnellen Verschleiss der Lagerung und eine Zer störung der Gestängestelleinrichtung hervorrufen kön nen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagerung für einen Bremszylinder der eingangs genannten Art anzugeben, die ein zumindest annähernd gleichartiges Schwingen des Bremszylinders und des daran angelenk- ten Bremsgestänges in Bremszylinderlängsrichtung zu- lässt und die gefährlichen Stossspitzen von dem Brems zylinder und dessen Nachstelleinrichtung fernhält.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der Bremszylinder nahe seines Schwerpunk tes durch zumindest einen Gummimetallblock pendelnd elastisch gelagert ist, wobei in der Lagerung eine in einer Trägergabel fest angeordnete Passschraube mit tels zweier auf seinem Schaft radial spielfrei aufgescho bener Gummimetallblöcke, deren jeder aus einem me tallischen Innenring, einem metallischen Aussenring so wie einem zwischen diesen einvulkanisierten elastischen Ring besteht, mit einer Trägeröse verbunden ist, wobei jeder der Innenringe einseitig unter Vorspannung in Richtung der Passschraubenachse an einer Innenseite der Trägergabel anliegt,
die elastischen Ringe beid seitig in axialer Richtung frei sind und jeder der Aussen ringe unter Vorspannung in axialer Richtung einseitig an einem den Schaft der Passschraube mit Radialspiel umfassenden und zwischen den beiden Gummimetall blöcken eingeordneten, zu den Innenringen beidseitig axiales Spiel aufweisenden Anschlagring anliegen und wobei der Anschlagring sowie der Aussenring in der Trägeröse radial spielfrei gelagert sind und zwischen den Aussenringen und der Trägergabel sowie zwischen der Trägeröse und der Trägergabel ein Axialspiel vor handen ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Bremszylinders in Lösestellung mit einer selbsttätigen Bremsnachstelleinrichtung im Schnitt dargestellt.
In einem Zylinder, bestehend aus einem Zylinder deckel 1 und aus einem Zylinderdeckel 2, ist ein Brems kolben verschieblich geführt, der aus einem Kolben 3, einem Kolbenrohr 4 sowie einer an ihrem Umfang zwischen den Zylinderdeckeln 1 und 2 eingespannten Membrane 5 zusammengesetzt ist. Eine das Kolben rohr 4 umgebende Rückführfeder 6 ist mit Vorspan nung zwischen dem Zylinderdeckel 2 und der Innenseite des Kolbens 3 eingesetzt, um den Bremskolben in Löse stellung zu halten. Zur Verdrehsicherung des Kolben rohres 4 und des Kolbens 3 weist das Kolbenrohr 4 zumindest einen Längsschlitz 7 auf, der sich annähernd über die Hälfte der Länge der Kolbenstange 4 erstreckt und in welchen der seitlich abgeflachte Kopf einer Kopf schraube 8 in Form eines Gleitsteines längsverschieblich geführt ist.
Die Kopfschraube 8 ist in einem rohrförmi- gen Teil 9, welches mittels eines Verbindungsteiles 10 mit dem aus Zylinderdeckel 1 und 2 bestehenden Zy linder verbunden ist, durch eine in das rohrförmige Teil 9 eingeschraubte Hülse 11 in Zylinderlängsrichtung starr gehalten und durch eine sich auf der Oberseite der Hülse 11 abstützende Mutter 12 in axialer Richtung starr gehalten. In dem Kolbenrohr 4 befindet sich axial verschieblich eine Kolbenstange 13, die an ihrem aus dem Kolbenrohr 4 herausragenden Ende eine Anlenk vorrichtung 14 für das nicht dargestellte Bremsgestänge aufweist und sich am zum Kolben 3 hinweisenden Ende mittels einer Abstütztplatte 15 gegen den Kolben 3 abstützt.
Die Kolbenstange 13 trägt im zwischen der Anlenkvorrichtung 14 und der Abstützplatte 15 liegen den Bereich ihrer Länge ein nichtselbsthemmendes Ge winde. Das Kolbenrohr 4 weist in seinem Inneren nahe seines vorderen Endes einen Anschlagring 16 auf, der zwei gegenüberliegende, schräge Reibflächen 16a und 16b trägt. Der Anschlagring 16 ist in Zylinderlängsrich- tung starr mit dem Kolbenrohr 4 verbunden. Jeder der Reibflächen 16a und 16b des Anschlagringes 16 ist eine auf der Kolbenstange 4 drehbare Mutter 17 und 18 zugeordnet, welche entsprechende Gegenreibflächen 16a und 16b besitzen.
Die als Nachstellglieder ein Vorschub- und ein Kupplungsglied darstellenden Muttern 17 und 18 weisen ein Innengewinde auf, welches zum leichten Verschrauben der Muttern 17 und 18 gegenüber dem Gewinde der Kolbenstange 13 mit einem axialen Spiel versehen ist.
Die Mutter 17 liegt drehfest einerseits mit ihrer schrägen Reibfläche an der Reibfläche 16a des An schlagringes 16 an und stützt sich andererseits über ein Axiallager 19 und eine Druckfeder 20 gegen einen mit dem Kolbenrohr 4 starr verbundenen Anschlag ab. Die Mutter 17 wird in Richtung zur Anlenkvorrichtung 14 hin von einer Feder 21, die sich einerseits an der Ab stützplatte 15 auf der Kolbenstange 13 abstützt und andererseits einen weiteren Ring 22 gegen die Mutter 18 presst, wobei der Ring 22 die Mutter 18 mit radialem Spiel umgreifend mittels Reibflächen 23 mit ihr drehfest gekuppelt ist, nach vorne gegen die Reibfläche 16b des Anschlagringes 16 gedrückt.
Der Ring 22 stützt sich auf der Mutter 18 in Richtung zum Kolben 3 über eine Druckfeder 24 und ein auf der Mutter 18 abgefangenes Axiallager 25 ab. Das Verbindungsteil 10 ist derartig in das rohrförmige Teil 9 eingeschraubt, dass es für den Anschlagring 22 einen Hubanschlag 26 in Bewegungs richtung zum Kolben 3 hin darstellt. Die Hubbewegung des Anschlagringes 22 in Richtung zur Anlenkungs- vorrichtung 14 wird im dem normalen Bremshub ent sprechenden Abstand durch einen verstellbaren An schlag 27 begrenzt.
Der gesamte Bremszylinder ruht in einer seiner Schwerachsen mittels zweier Ösen 28, die am Verbin dungsteil 10 angeordnet sind, in zwei am Fahrzeugrah men starr angeordneten Trägergabeln 29. Jede der Trägergabeln 29 ist von U-förmiger Gestalt, wobei die Schenkeln 30 und 31 von Bohrungen 32 und 33 durch setzt sind. Die Öse 28 besitzt beidseitiges Spiel zu den Schenkeln 30 und 31 und weist eine Bohrung 34 auf, in welche radial spielfrei zwei Gummimetallblöcke und zwischen diesen ebenfalls radial spielfrei ein Anschlag ring 35 eingepresst sind.
Die beiden Gummimetallblöcke bestehen aus einem Innenring 36, einem Aussenring 38, sowie aus einem zwischen den beiden Ringen 36 und 38 angeordneten elastischen Ring 37, welcher mit den beiden Ringen 36 und 38 durch Vulkanisation verbunden ist.
Der Aussenring 38 und der Innenring 36 sind breiter als der elastische Zwischenring 37. Die Anordnung der Ringe ist derart, dass der Innenring 36 einseitig mit dem elastischen Zwischenring 37 eben abschliesst und auf der anderen Seite über diesen hinausragt, während der Aussenring 38 umgekehrt auf der Seite, auf der der Innenring 36 über den elastischen Ring 37 hinausragt, mit letzterem eben abschliesst und auf der anderen Seite über diesen hinausragt.
Der Anschlagring 35 in der Öse besitzt einen grös- seren Innendurchmesser als die Innenringe 36 der Gum- mimetallblöcke. In eingepresstem Zustand schliessen die Stirnflächen der Aussenringe 38 und der elastischen Zwischenringe 37 eben mit den Stirnflächen der Öse 28 ab, während die Innenringe 36 beidseitig die Öse 28 überragen. In die Bohrungen 32 und 33 der Schenkel 30 und 31 der Trägergabel 29 ist eine Passschraube 39 eingeschraubt, deren Schaftdurchmesser dem Innen durchmesser der Innenringe 36 der Gummimetallblök- ke entspricht.
Die Passschraube 39 presst die beiden Schenkel 30 und 31 der Trägergabel 28 gegen die Innen ringe 36, so dass die Gummimetallblöcke unter axialer Vorspannnung stehen. Der Anschlagring 35 weist dabei infolge seines den Schaftdurchmesser der Passschraube 39 übersteigenden Innendurchmessers ein radiales Spiel zum Schaft der Passschraube 39 auf.
Bei Bremsungen wird der Bremszylinder mit einem Druckmittel beaufschlagt, wodurch der Bremskolben, bestehend aus der Membrane 5, dem Kolben 3 und dem Kolbenrohr 4, verschoben wird. Durch den Anschlag ring 16 und seine verdrehfeste Kupplung mit der Mutter 17 in den Reibflächen 16a wird die Mutter 17 und somit auch die Kolbenstange 13 verschoben. Da die Mutter 18 durch die Feder 21 und den Anschlagring 22 gegen die Reibfläche 16b des Anschlagringes 16 ge- presst und mit diesem drehfest gekuppelt wird, folgt auch die Mutter 18 der Bewegung der Kolbenstange 13; jedoch nur über einen Hubbereich, der dem Hub ent spricht, den der Anschlagring 22 zwischen seinen ein stellbaren Anschlägen 26 und 27 zurückzulegen vermag.
Übersteigt der Hubweg des Kolbenrohres 4 diesen vor gegebenen Hubweg, so wird der Anschlagring 22 an dem Anschlag 27 festgehalten, die Reibungskupplung zwischen dem Anschlagring 22 und der Mutter 18 ge löst, wodurch sich die letztere durch den von der Feder 24 über das Axiallager 25 ausgeübten Druck von dem Anschlagring 16 löst und auf der Kolbenstange 13 durch Verschrauben nach rechts bewegt. Wird der Bremskolben durch die Kolbenrückholfeder 6 wieder in seine Lösestellung verschoben, so gelangt nach dem zu lässigen Lösehub die durch die Feder 24 mit dem An schlagring 22 gekoppelte Mutter 18 zum Anschlag am Verbindungsteil 10 und sperrt die Kolbenstange 13 gegen einen weiteren Hub nach rechts.
Da sich die Mutter 18 zuvor bei zu grossem Hubweg relativ zur Kolbenstange 13 nach rechts verschraubt hat, gelangt die Kolbenstange 13 also nicht mehr in die ursprüng liche Lage zurück, sondern bleibt vor dieser Lage ste hen. Der Anschlagring 16 folgt jedoch der gegebenen falls weiteren Bewegung des Kolbenrohres 4 bis in die Lösestellung. Dabei hebt er sich von der durch das Ge winde der Kolbenstange 13 gehaltenen Mutter 17 ab. Die sich am Kolbenrohr 4 abstützende Druckfeder 20 verschraubt sodann über das Axiallager 19 die Mutter 17 auf dem Gewinde der Kolbenstange 13 solange nach rechts, bis diese wieder unter Reibschluss mit dem An schlagring 16 steht. Im Ergebnis ragt die Kolbenstange 13 um den Betrag der Nachstellung weiter aus dem Kolbenrohr 4 nach links heraus.
In der Lösestellung des Bremszylinders nehmen die einzelnen Teile die in der Zeichnung dargestellte Lage zueinander ein. Die Lagerung des Bremszylinders hat dessen Eigengewicht sowie teilweise das Gewicht des an der Anlenkungsvorrichtung 14 angelenkten, nicht dargestellten Bremsgestänges zu tragen. Diese Gewichte werden von den Gummimetallblöcken 36, 37, 38, die sich unter radialer sowie axialer Vorspannung befinden, durch ihren Verformungswiderstand in deren elastischen Ringen 37 aufgenommen, so dass keinerlei metallische Anlage zwischen der Öse 28 und der Trägergabel 29 zustande kommt. Vom Fahrzeug herrührende Bewegun- gen, Fahrstösse oder Beschleunigungen werden durch die Elastizität der elastischen Ringe 37 aufgenommen.
Das beweglich gelagerte Bremsgestänge und der Brems zylinder können also unter ihrer Massenträgheit bei Fahrstössen annähernd gleichartige Bewegungen gegen den Fahrzeugrahmen ausführen, so dass zwischen dem Bremsgestänge und dem Bremszylinder keine hohen Stosskräfte wirksam werden. Dadurch wird die Gefahr des Ausschlagens der mit Axialspiel behafteten Gewinde zwischen der Kolbenstange 13 und den Muttern 17 und 18 beseitigt.
Bei einer Bremsung treten Reaktionskräfte zwi schen Bremszylinder und Fahrzeugrahmen auf, die den Verformungswiderstand der Gummimetallblöcke 36, 37, 3 8 übersteigen. Dies bedeutet, dass sich die elastischen Ringe 37 so weit verformen, dass der Schaft der Pass- schraube 39 im Anschlagring 35 zur Anlage kommt. Es tritt somit zwischen der Öse 28 des Bremszylinders und der Trägergabel 29 der Haltevorrichtung eine metalli sche Verbindung auf, wodurch eine starre Kraftüber tragung zwischen Bremszylinder und dem Fahrzeug ge währleistet ist.
Die im beaufschlagten Zustand des Bremszylinders auftretenden Fahrstösse und Beschleu nigungskräfte können sich jedoch nicht wie im Lösezu stand schädlich auf die Muttern 17 und 18 und auf das Gewinde der Kolbenstange 13 auswirken, da die Flan ken des Innen- und des Aussengewindes so fest gegen einander gepresst werden, dass die gesamte Anordnung ein starres Teil bildet, dessen Teile durch die Schwin gungen und Stösse nicht ausgeschlagen werden können.