Bremseinheit für ein Fahrzeug und Fahrzeug mit einer derartigen Bremseinheit

Die Erfindung betrifft eine Bremseinheit für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, mit einer Zuspannein- richtung mit zwei Bremsarmen, die mit Reibbelägen versehen und unter der Einwirkung eines Betätigungselementes zur Her- Stellung eines Reibschlusses zwischen den Reibbelägen und einer Bremsscheibe über der Bremsscheibe zuspannbar sind, und mit einem Verbindungsteil, an dem die Zuspanneinrichtung gehalten ist, wobei das Verbindungsteil an einem Fahrwerk des Fahrzeugs fest positionierbar ist.

Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit einem Fahrwerk, an dem eine Achse gehalten ist, auf der eine Bremsscheibe drehfest angeordnet ist und an dem eine derartige Bremseinheit fest positioniert ist, die der Bremsscheibe zugeordnet ist.

Eine gattungsgemäße Bremseinheit ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 101 35 796 Cl bekannt. Bei dieser bekannten Bremseinheit kann es im Betriebseinsatz zu einem einseitigen Anliegen der Reibbeläge an der Bremsscheibe kommen. Dieses einseitige Anliegen der Reibbeläge kann beispielsweise durch ungleichmäßigen Verschleiß oder durch Toleranzen bei der Befestigung des Verbindungselementes am Fahrwerk bedingt sein. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein einseitiges

Anliegen der Reibbeläge der Bremseinheit an der ihr zugeordneten Bremsscheibe zu verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Bremseinheit der oben genannten Art vorgesehen, dass zum Öffnen der Bremsarme jedem der Bremsarme jeweils ein Federelement zugeordnet ist, das sich mit einem ersten Ende an dem Bremsarm und mit einem zweiten Ende an dem Verbindungsteil oder dem Fahrwerk ab- stützt, wobei jeder der Bremsarme für das ihm zugeordnete der Federelemente einen Schutzrahmen bildet, innerhalb dessen der größte Teil des Federelementes aufgenommen ist, und dass zumindest einer der beiden Bremsarme mit einer Einstelleinrich- tung zum Einstellen der Vorspannkraft des an ihm abgestützten Federelementes versehen ist.

Durch die erfindungsgemäße Bremseinheit ist es in vorteilhafter Weise möglich die Bremse im gelösten Zustand aufzuspan- nen, so dass diese Funktion nicht im Betätigungselement 11 erfolgen muss, sowie eine einstellbare Mittenzentrierung der Bremszange zu gewährleisten.

Durch den Einsatz der beiden voneinander unabhängigen Federelemente, von denen zumindest eines mittels der Einsstelleinrichtung hinsichtlich seiner Vorspannkraft veränderbar ist, ist es insbesondere auch noch nach der Erstmontage im Betriebseinsatz der Bremseinheit möglich, beispielsweise bei ungleichmäßigem Verschleiß der Reibbeläge und der Bremsscheibe, das Lüftspiel zwischen den Reibbelägen und der Brems - Scheibe nachzujustieren, wobei durch den besonderen Schutz der Federelemente gegen äußere Einflüsse die Unversehrtheit der Federelemente und damit die Stabilität der eingestellten Vorspannkraft sicher gestellt werden kann.

Gemäß einer technisch besonders leicht umsetzbaren Lösung ist vorgesehen, dass die Einsteileinrichtung eine Einstellschraube und eine Gewindebohrung des Bremsarmes zum Eingriff der Einstellschraube aufweist, wobei das dem Bremsarm zugeordnete erste Ende des Federelementes unmittelbar an der Einstellschraube abgestützt ist.

Vorzugsweise bildet dabei der Bremsarm eine Führung für das an der Einstellschraube abgestützte erste Ende des Federele- mentes, so dass sichergestellt ist, dass das Federelement nicht seine Abstützung an der Einstellschraube verliert. Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn sich das Federelement mit seinem zweiten Ende unmittelbar in einer am Verbindungs- teil ausgebildeten Abstütztasche abstützt. - Die den beiden Federelementen zugeordneten Abstütztaschen können somit auf fertigungstechnisch einfache Weise bei der Urformung des Verbindungsteils als integraler Bestandteil des Verbindungsteils ausgebildet werden.

Ferner wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die beiden Bremsarme jeweils zwei über zumindest einen Verbindungssteg fest verbundene Teilarme aufweisen, die den Schutzrahmen bilden. Auch diese über zumindest einen Verbindungssteg fest verbundenen Teilarme können auf fertigungstechnisch einfache Weise bei der Urformung des jeweiligen Bremsarmes ausgebildet werden.

Besonders leicht lassen sich die Federelemente innerhalb der von den Bremsarmen gebildeten Schutzrahmen unterbringen, wenn jedes der beiden Federelemente eine Torsionsfeder ist, deren Federachse parallel zu der Bremsscheibe durch den zugeordneten Bremsarm verläuft.

Dabei können die beiden Bremsarme zur Bildung einer Bremszange jeweils mittels eines Verbindungsbolzens gelenkig mit dem Verbindungsteil verbunden sein, wobei sich die Federachse jeder der Torsionsfedern entlang der Achse des dem jeweiligen Bremsarm zugeordneten Verbindungsbolzens erstreckt und damit hinsichtlich des benötigten Bauraumes besonders optimal untergebracht ist.

Vorzugsweise ist die Torsionsfeder eine um den Verbindungs- bolzen gewundene Schenkelfeder oder eine Drehstabfeder, die den Verbindungsbolzen durchgreift oder den Verbindungsbolzen bildet .

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sind in der Figur 1 ein Ausschnitt eines ersten erfindungsgemäßen

Schienefahrzeugs mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremseinheit, in den

Figuren 2 bis 7 die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremseinheit in verschiedenen Ansichten und Schnittdarstellungen, in der

Figur 8 ein Verbindungsteil der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremseinheit, über das diese an einem Fahrwerk des Schienenfahrzeugs fest positioniert ist, in der

Figur 9 einen Ausschnitt eines zweiten erfindungsgemäßen

Schienefahrzeugs mit einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremseinheit und in der

Figur 10 eine Schnittdarstellung der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremseinheit gezeigt.

Gemäß Figur 1 weist ein erstes erfindungsgemäßes Fahrzeug 1 in Form eines Schienefahrzeugs ein als Drehgestell ausgebildetes Fahrwerk 2 mit einem Drehgestellrahmen 3 auf. An dem Drehgestellrahmen 3 des Fahrwerkes 2 ist über eine hier nicht gezeigte Primärfederung eine Achse 4 gehalten, auf der zwei

Räder drehfest angeordnet sind, von denen hier nur eins 5 gezeigt ist. An den beiden Seiten des gezeigten Rades 5 ist jeweils eine Bremsfläche 6a ausgebildet, so dass das mit den Bremsflächen 6a versehene Rad eine Bremsscheibe 6 in Form ei- ner Radbremsscheibe bildet. Anstelle der RadbremsScheibe könnte aber auch eine Wellenbremsscheibe - also eine neben dem Rad drehfest auf der Achse angeordnete Bremsscheibe vorgesehen sein.

Der Bremsscheibe 6 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremseinheit 7 zugeordnet, die an dem Drehgestellrahmen 3 des Fahrwerkes fest positioniert ist. Alternativ hierzu könnte die Bremseinheit jedoch auch an einem Achslagergehäuse oder an einem Getriebegehäuse oder an einem Motorgehäuse des Fahrwerkes (des Drehgestells) fest positioniert und damit abgestützt sein.

Gemäß den Figuren 2 bis 7 weist die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremseinheit 7 eine als Ganzes mit 8 bezeichnete Zuspanneinrichtung (ein Bremsgestänge) mit zwei Bremsarmen 9 auf. Die Bremsarme 9 sind mit Reibbelägen 10 versehen und unter der Einwirkung eines Betätigungselementes 11 zur Herstellung eines Reibschlusses zwischen den Reibbelägen 10 und den Bremsflächen 6a der Bremsscheibe 6 über der Bremsscheibe 6 zuspannbar. Als Betätigungselement 11 kann beispielsweise ein elektropneumatischer oder ein elektrohyd- raulischer oder ein elektromechanischer Aktor (Aktuator) zum Einsatz kommen. Die Reibbeläge 10 sind an Belaghaltern 12 befestigt, die über Gelenke 13 gelenkig an den Bremsarmen 9 gehalten sind. Die Zuspanneinrichtung 8 ist bei der gezeigten Bremseinheit als Bremszange ausgebildet. Die Zuspanneinrichtung könnte aber alternativ auch als Bremssattel ausgebildet werden.

Die Bremseinheit 7 weist weiterhin ein als ganzes mit 14 be- zeichnetes Verbindungsteil auf, an dem die Zuspanneinrichtung 8 gehalten ist, wobei das Verbindungsteil 14 mittels hier als strichpunktierte Linien dargestellter Schraubverbindungen 15 an dem Drehgestellrahmen 3 des Fahrwerkes 2 fest positioniert ist .

Das Verbindungsteil 14 umfasst hier eine mit zwei Bolzen 16 versehene Bremsbrücke 17, wobei die beiden Bolzen 16 beidseitig der Bremsbrücke 17 Befestigungsbohrungen 18 zum Durchgriff der Schraubenverbindungen 15 aufweisen.

Während der Erstmontage der Bremseinheit 7 am Drehgestellrahmen 3 des Fahrwerkes 2 ist eine Justierung der Position der Bremseinheit 7 über die Befestigung der Schraubenverbindungen 15 möglich, eine nachträgliche Justierung ist jedoch recht aufwändig .

Hervorgerufen durch ungleichmäßigen Verschleiß der Reibbeläge 10 und der Bremsscheibe 6, durch Relativbewegung des Drehgestelles 2 oder auch durch Schwergängigkeit der Zuspannein- richtung 8, kann es im Betriebseinsatz nach der Erstmontage der Bremseinheit 7 trotzdem dazu kommen kann, dass nur einer der Bremsbeläge 10 an der Bremsscheibe 6 anliegt bzw. das Lüftspiel an den beiden Reibflächen der Bremse unterschiedlich groß wird. Es kann also im Betriebseinsatz zu einem einseitigen Anliegen der Reibpartner 10, 6 kommen.

Daher ist jedem der beiden Bremsarme 9 jeweils ein Federele- ment 20 in Form einer Torsionsfeder zugeordnet. Die Federachsen 20a der beiden Torsionsfedern verlaufen jeweils parallel zu den Bremsflächen 6a der Bremsscheibe 6 durch den ihnen zugeordneten der Bremsarme 9. Die Torsionsfedern stützen sich jeweils mit einem ersten Ende 20b an dem zugeordneten Brems - arm und mit einem zweiten Ende 20c an der Bremsbrücke 17 des Verbindungsteils 14 ab.

Alternativ hierzu könnte das zweite Ende der beiden Federelemente auch an einem anderen Bauteil abgestützt sein, welches fest mit der Befestigung der Bremseinheit, die hier vom

Bremsrahmen des Fahrwerkes gebildet ist, verbunden ist. Den beiden zweiten Enden der Federelemente könnten also auch Ab- stützpunkte zugeordnet sein, die direkt im Drehgestell liegen .

Die Vorspannkraft mindestens eines der Federelemente 20 ist einstellbar. Bei der gezeigten Bremseinheit 7 ist jeder der beiden Bremsarme 9 jeweils mit einer Einsteileinrichtung 21 zum Einstellen der Vorspannkraft der an ihm abgestützten Tor- sionsfeder versehen.

Das Einstellen der Vorspannkräfte der Torsionsfedern bietet die Möglichkeit, im Betriebseinsatz auf einseitiges Anliegen der Reibpartner schnell und einfach reagieren zu können. Es kann also beispielsweise ein Relativ-Versatz der Befestigung (der Aufhängung) der Bremseinheit 7 in Querrichtung y relativ zu den Bremsflächen 6a der Bremsscheibe ausgeglichen und da- mit die Bremseinheit 7 relativ zu ihrer Aufhängung und relativ zur Bremsscheibe 6 zentriert werden.

Die Einsteileinrichtungen 21 umfassen jeweils eine Einstellschraube 22 (auch als „Versteilschraube" oder „Anschlag- schraube" bezeichnet) und eine Gewindebohrung 23 des zugeordneten Bremsarmes 9 zum Eingriff der Einstellschraube 22.

Das dem jeweiligen Bremsarm 9 zugeordnete erste Ende 20b der Torsionsfeder ist dabei jeweils unmittelbar am dem vom Kopf abgewandten freien Ende 22a der Einstellschraube 22 abgestützt. Mittels der Einsteileinrichtungen 21 können im Betriebseinsatz der Bremseinheit 7 Unsymmetrien oder Maßtoleranzen einfach und schnell ausgeglichen werden. Auf der zur Bremsscheibe 6 weisenden Seite der Bremsarme ist in jedem der Bremsarme ein quer zur Federachse 20a verlaufender Führungsschlitz ausgebildet. Dieser Führungsschlitz dient als Führung 24 für das als hebelartiger Schenkel ausgebildete erste Ende 20b der dem Bremsarm 9 zugeordneten Torsionsfeder.

Wie insbesondere den Figuren 3, 7 und 8 zu entnehmen ist, sind an der Bremsbrücke 17 des Verbindungsteils 14 zwei Abstütztaschen 25 ausgebildet. Die Torsionsfedern sind mit ihrem ebenfalls als hebelartiger Schenkel ausgebildeten zweiten Ende 20c jeweils unmittelbar in einer dieser Abstütztaschen 25 abstützt.

Die beiden Bremsarme 9 sind jeweils aus zwei Teilarmen 9a, 9b gebildet, die hier über zwei Verbindungsstege 9c, 9d fest verbunden sind. Dabei erstrecken sich die VerbindungsStege

9c, 9d quer zu den Teilarmen 9a, 9b, so dass sich die Federachsen 20a der Torsionsfedern parallel zu den Verbindungsstegen 9c, 9d erstrecken. Jeder der Bremsarme 9 bildet damit für das ihm zugeordnete der Federelemente 20 einen Schutzrahmen, innerhalb dessen der größte Teil des Federelementes 20 aufgenommen ist. So schützen die in der Hochrichtung z des Schienenfahrzeuges 1 verlaufenden Verbindungsstege 9c, 9d die Fe- derelemente 20 insbesondere vor der Einwirkung in der Längsrichtung x wirkender Schadstoffe. Die Teilarme 9a, 9b schützen die Federelemente 20 insbesondere vor der Einwirkung in der Hochrichtung z wirkender Schadstoffe. Damit kann insbesondere die Beschädigung der Federelemente 20 durch Schad- Stoffe, die sich im Fahrtwind befinden oder die beim Fahren hoch gewirbelt werden, sehr wirksam unterbunden werden.

Zur Bildung der Bremszange sind die beiden Bremsarme 9 der Zuspanneinrichtung 8 jeweils mittels eines Verbindungsbolzens 26 gelenkig mit der Bremsbrücke 17 des Verbindungsteils 14 verbunden. Die Federachsen 20a der Torsionsfedern erstrecken sich dabei entlang der Achse des dem jeweiligen Bremsarm 9 zugeordneten Verbindungsbolzens 26. Erste Hebelarme der beiden Teilarme 9a, 9b eines der Bremshebel 9 sind gelenkig mit Aufnahmen 27a, 27b des Betätigungselementes 11 verbunden. Erste Hebelarme der beiden Teilarme 9a, 9b des anderen Bremshebels 9 sind gelenkig mit Aufnahmen 28a, 28b des Betätigungselementes 11 verbunden. Über eine Hubbewegung der Aufnahmen 27a, 27b werden die Aufnahmen 27a, 27b, 28a, 28b auseinander getrieben und damit die ersten Hebelarme auseinander gespreizt. An zweiten Hebelarmen der beiden Teilarme 9a, 9b der Bremshebel 9 sind die mit den Reibbelägen versehenen Belaghalter angelenkt, die beim Auseinander- spreizen der ersten Hebelarme über der Bremsscheibe zugespannt werden.

Bei der in den Figuren 1 bis 7 gezeigten ersten Ausführungs- form der erfindungsgemäßen Bremseinheit 7 ist das Federele- ment 20 eine Torsionsfeder in Form einer um den Verbindungsbolzen 26 gewundenen Schenkelfeder. Die Figuren 9 und 10 zeigen eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremseinheit 107. Dabei sind die Teile der zweiten Ausführungsform, die denen der ersten Ausführungsform im Wesentlichen gleichen, mit den gleichen Bezugszeichen ver- sehen.

Bei der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brems - einheit 107 ist jedoch ein Federelement 120 vorgesehen, das als Torsionsfeder in Form einer Drehstabfeder ausgebildet ist. Dabei bildet die Drehstabfeder zugleich den Verbindungsbolzen 126. Die Drehstabfeder weist einen an seinen Enden mit festen Einspannungen 129, 130 versehenen Stab 131 auf. Eine erste 129 der Einspannungen weist einen hebelartigen Schenkel 129a auf, der an der Einstellschraube 22 abgestützt ist. Die zweite 130 der Einspannungen ist drehfest mit der Bremsbrücke 17 des Verbindungselementes 14 verbunden.

Alternativ zu den als Torsionsfedern ausgebildeten Federelementen 20; 120 könnten auch andere Federelemente, beispiels- weise in Form von Zug- oder Druckfedern zum Einsatz kommen.

Die beiden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bremseinheit 7; 107 zeichnen sich durch ihren besonders einfachen Aufbau und durch leichte Bedienbarkeit hinsichtlich der Ein- Stellung der Vorspannkraft ihrer Federelemente 20; 120 aus. Sie stellen kostengünstige Lösungen dar, um auf die betrieblich auftretenden einseitigen Kontakte der Reibpartner reagieren zu können. Neben der Funktion, das Luftspiel der Reibbeläge 10 beidseitig der Bremsscheibe 6 gleich zu gestalten (Zentrierfunktion) , erfüllen die Federelemente 20; 120 auch eine weitere Funktion. Die weitere Funktion besteht darin, die Bremsarme zu öffnen, wenn das Betätigungselement 11 keine Betätigungs- kraft zum Zuspannen der Zuspannrichtung 8 in die Zuspannein- richtung einleitet (Rückstellfunktion) .