(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール車両ブレーキのための、ブレーキ緊締作動装置（１）であって、ブレーキを緊締作動させ、又は解除するためのブレーキアクチュエータ（２）と、該ブレーキアクチュエータ（２）から放出されたエネルギをブレーキ緊締作動運動に変換するための力変換器（８）とが設けられており、該力変換器（８）が、動力伝達路に配置された、直接又は間接にブレーキ力を測定するための少なくとも１つの測定ピックアップを備えたせん断力測定ピン（５８）を有しており、該せん断力測定ピン（５８）が、力変換器（８）の互いに旋回可能な少なくとも２つの力伝達エレメント（２０，３６）の貫通開口（３０，３４）を貫通して突出した、ジョイント（４０）のジョイントピンを形成している形式のものにおいて、力伝達エレメント（２０，３６）の少なくとも１つの貫通開口（３０，３４）と、せん断力測定ピン（５８）とに、半径方向内側の縁部切欠き（８０）を設けられたブシュ（７４，７６，７８）が、半径方向に中間配置されていることを特徴とする、ブレーキ緊締作動装置（１）。
【請求項２】
ブシュ（７４，７６，７８）が、貫通開口（３０，３４）内に回動不能に保持されている、請求項１記載のブレーキ緊締作動装置。
【請求項３】
ブシュ（７４，７６，７８）が、せん断力測定ピン（５８）と共にすべり対偶を形成しており、摩耗条件、例えば硬度、表面粗さ、材料などに関して、むしろ摩耗しやすい滑り相手を形成しているように構成されている、請求項２記載のブレーキ緊締作動装置。
【請求項４】
それぞれの貫通開口（３０，３４）に、ブシュ（７４，７６，７８）が対応配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のブレーキ緊締作動装置。
【請求項５】
ブシュ（７４，７６，７８）が、対応配置された貫通開口（３０，３４）とほぼ等しい軸線方向長さを有しており、半径方向内側の縁部切欠き（８０）が、力伝達エレメント（２０，３６）の突合せ平面（６８）の領域に配置されている、請求項４記載のブレーキ緊締作動装置。
【請求項６】
測定ピックアップ（６０）が、せん断力測定ピン（５８）の横方向孔（６２）又は軸線方向孔内に保持されている、請求項５記載のブレーキ緊締作動装置。
【請求項７】
横方向孔（６２）が、力伝達エレメント（２０，３６）の突合せ平面（６８）の領域に配置されている、請求項６記載のブレーキ緊締作動装置。
【請求項８】
一方の力伝達エレメント（２０）が、貫通開口を形成するアイ（３０）を有しており、かつ他方の力伝達エレメント（３６）が、アイ（３０）を軸線方向に環状係合し、それぞれ１つの貫通開口（３４）有する側面（３８）を備えたフォーク（３５）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のブレーキ緊締作動装置。
【請求項９】
一方の力伝達エレメントが、ブレーキアクチュエータ（２）により操作可能なコネクティングロッド（２０）より形成されており、かつ他方の力伝達エレメントが、ブレーキトング（５２）のブレーキレバー（３６）より形成されている、請求項８項記載のブレーキ緊締作動装置。
【請求項１０】
せん断力測定ピン（５８）の半径方向外側の周面の支持領域が、円筒状の平滑な面により形成される、請求項１から９までのいずれか１項記載のブレーキ緊締作動装置。
【請求項１１】
測定ピックアップが、抵抗線ひずみゲージ、薄膜技術（６０）による力測定セル、又は圧力測定エレメントを有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載のブレーキ緊締作動装置。
【請求項１２】
せん断力測定ピン（５８）が、直径を拡大された、側端のピンヘッド（６６）を有しており、該ピンヘッド（６６）内に、センサ信号評価電子機構（６４）が収容されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のブレーキ緊締作動装置。
【請求項１３】
測定ピックアップ（６０）、センサ信号評価電子機構（６４）のための接続配線（７２）並びにセンサ信号評価電子機構（６４）が、それぞれ重複して設けられている、請求項１２記載のブレーキ緊締作動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の、特にレール車両ブレーキのためのブレーキ緊締作動装置に関する。
【０００２】
従来技術
欧州特許公開第０２８３９４７号明細書につき、レール車両ブレーキのためのブレーキ緊締作動装置が公知である。このブレーキ緊締作動装置には、ブレーキを緊締作動し、かつ／又は解除するためのブレーキアクチュエータと、ブレーキアクチュエータから放出されたエネルギをブレーキ緊締作動運動に変換するための力変換器とが設けられており、この場合に、力変換器は、動力伝達路内に配置された、直接又は間接にブレーキ力を測定するための少なくとも１つの測定ピックアップを備えたせん断力測定ピンを有している。このせん断力測定ピンは、力変換器の互いに旋回可能な少なくとも２つの力伝達エレメントの貫通開口を貫通して突出した、ジョイントのジョイントピンを形成している。したがって、このせん断力測定ピンでは、かなりのブレーキ力下に滑り運動が行われる。その結果、測定ピックアップを支持する、それ故に製造及び組付けに手間のかかるせん断力測定ピンには、次第に摩耗が生じ、このことにより、コスト高な交換が必要となってしまう。
【０００３】
そこで本発明の課題は、冒頭で述べた型式の電気機械的なブレーキ緊締作動装置において、せん断力測定ピンが高い耐用寿命を有しているものを提供することである。
【０００４】
本発明により、前記課題は請求項１に記載の特徴により可決される。
【０００５】
発明の利点
せん断力測定ピンの最大せん断応力が、力伝達エレメントの突合せ平面の領域に提供されている。この場合に、ブシュの軸線方向の縁部領域がたわむように負荷される。半径方向内側の縁部切欠きにより、ブシュの軸線方向の縁部領域は、これに隣接する領域よりもたわみやすくなっており、これにより、ブシュとせん断力測定ピンとの間の高いエッジ圧が阻止される。このことにより生じる、応力の均一化が、ブシュとせん断力測定ピンとから成るすべり対偶の接触パターンにポジティブに作用する。より低いエッジ圧により、製造及び組付け時に比較的費用のかかるせん断力測定ピンの負荷が減じられ、ひいてはこのせん断力測定ピンの耐用寿命が高められる。
【０００６】
従属請求項に記載の手段により、請求項１に記載の本発明の有利な発展形及び改良形が可能である。
【０００７】
本発明の特に有利な構成によれば、ブシュが貫通開口内に回動不能に保持されており、この場合に、前記ブシュは、せん断力測定ピンと共にすべり対偶を形成しており、摩耗条件、例えば硬度、表面粗さ、材料などに関して、むしろ摩耗しやすい滑り相手を形成するように構成されている。このためには、特にブシュの材料は比較的軟性に選択し、かつせん断力測定装置の材料は対応して硬性に選択することができる。したがって、次第に生じる摩耗は遥かに高価なせん断力測定ピンにではなく、安価で容易に交換可能なブシュに生じる。
【０００８】
１発展形によれば、せん断力測定ピンの半径方向外側の周面の支持領域は、溝又は段なしに円筒状の平滑な面により形成される。このことは、ノッチが存在しないことにより、ジョイントピンとして働くせん断力測定ピンの耐久性に好都合に作用する。これにより、さらにせん断力測定ピンは、より簡単かつより安価に製造することができる。
【０００９】
有利な１手段によれば、せん断力測定ピンは、直径を拡大されたピンヘッドを側端に有しており、このピンヘッド内にはセンサ信号評価電子機構が収容されている。したがってせん断力測定ピンは、ブレーキ力制御装置に信号を送信することのできる完全な測定モジュールを形成することができる。これにより、せん断力測定ピンは、自体閉じられた測定モジュールの形で、任意のブレーキ緊締作動装置の制御回路内に組み込むことができ、このことは、組付け、交換又は変更を著しく簡易化する。特にこのせん断力測定ピンは、非専門家によってもブレーキ力制御装置に接続することのできる標準化されたインターフェースのみを有している。
【００１０】
特に有利な形式では、測定ピックアップ、センサ信号評価電子機構のための接続配線並びにセンサ信号評価電子機構自体は、それぞれ重複して設けられている。これにより、測定装置の高められた信頼性が得られ、特に２つ又はそれよりも多い測定回路の測定信号を比較することにより妥当性検査が可能である。
【００１１】
実施例の説明
本発明の実施例を図面に示し、次の説明にさらに詳しく説明する。
【００１２】
図１に全体を符号１により示した、有利には電気機械式のブレーキ緊締作動装置が、レール車両のために設けられており、常用ブレーキユニットと蓄力ブレーキユニットとを備えたブレーキアクチュエータ２を有している。常用ブレーキユニットは、電気的な駆動装置、例えば電気的な調整モータ４を有している。この調整モータ４は、ブレーキアクチュエータ２のアクチュエータハウジング６内に格納されている。機械的な力変換器８が、ブレーキアクチュエータ２から放出されたエネルギをブレーキ緊締作動運動に変換するために働く。
【００１３】
前記調整モータ４は、同軸的なブレーキスピンドル１０を回転に移行させる。この回転は力変換器８により、ブレーキパッド１２の、ブレーキディスク１４の方向へのブレーキ緊締作動運動に変換される。力変換器８は、とりわけスピンドル／ナット構成ユニット１６を有しており、このスピンドル／ナット構成ユニット１６には、ブレーキスピンドル１０で回転可能に支承されたスピンドルナット１８が設けられている。このスピンドルナット１８は、ブレーキスピンドル１０が回転した場合に、スピンドル軸線の方向に線状運動を行うことができる。ブレーキスピンドル１０の、調整モータ４に向いていない方の端部は、コネクティングロッド２０の円筒状の中空区分内に突入している。この中空区分は、スピンドルナット１８に軸線方向堅固に結合されている。さらにコネクティングロッド２０の円筒状の中空区分は、スライドスリーブ２２内に軸線方向堅固に保持されており、このスライドスリーブ２２に対して、アクチュエータハウジング６で支承された少なくとも１つの蓄力ばね２４がブレーキ解除位置でプレロード（予荷重）をかけられている。蓄力ばね２４は、蓄力ブレーキユニットの部分であり、常用ブレーキユニット及び／又はパーキングブレーキ又は駐車ブレーキが故障時の下位の安全水準において作動する非常ブレーキの形のブレーキを緊締作動させるためのエネルギを蓄え、放出するためのエネルギ蓄え器として働く。常用ブレーキユニットも蓄力ブレーキユニットも、コネクティングロッド２０に作用する。蓄力ばね２４は、ロック装置２６によりプレロードされた位置に保持されている。
【００１４】
コネクティングロッド２０のプレート状のコネクティングロッドヘッド２８が、スライドスリーブ２２から突出しており、コネクティングロッドアイ３０を設けられている。特に図２から判るように、ジョイントピン３２が、コネクティングロッドアイ３０並びにこれに対して同軸的な、コネクティングロッドアイ３０の貫通孔３４を軸線方向に環状係合する、ブレーキレバー３６の側端のフォーク３５に形成された側面３８を通って突出している。ブレーキレバー３６の側面３８、コネクティングロッドヘッド２８及びジョイントピン３２は、一緒に力変換器８のジョイント４０を形成しており、これにより、ブレーキレバー３６は、コネクティングロッド２０で、スピンドル軸線４２に対して垂直に枢着されている。ブレーキ緊締作動方向にブレーキスピンドル１０を駆動した場合、若しくは蓄力ばね２４のロック装置を解除した場合には、軸線方向に引き出されたコネクティングロッド２０に基づき、ジョイントピン３２は、特にピン軸線４４に対してほぼ垂直に加えられるせん断力により負荷され、ブレーキレバー３６はコネクティングロッド２０に向かって回動する。
【００１５】
ブレーキレバー３６の別の端部が、偏心軸４６を有する偏心装置に作用する。前記偏心軸４６はトングレバー４８に枢着されている。このトングレバー４８は、別のトングレバー０と協働してブレーキトング５２を形成している。トングレバー４８，５０の一方の端部には、それぞれブレーキパッド１２を備えたパッドホルダ５４が配置されている。前記ブレーキパッド１２は、ブレーキディスク１４の軸線の方向に摺動可能である。トングレバー４８，５０の、ブレーキパッド１２に向いていない方に位置する端部が、押圧ロッド調整器５６を介して互いに結合されている。この押圧ロッド調整器５６は、有利には電気的に操作されるように設計されている。上に述べた装置は、同様に力変換器８の一部を成している。この力変換器８は、調整モータ４又は蓄力ばね２４により引き起こされた、コネクティングロッド２０の引出し運動を、ブレーキディスク４の方向への、ブレーキパッド１２のブレーキ緊締作動運動に変換する。
【００１６】
図２から判るように、ジョイント４０のジョイントピン３２は、せん断力測定ピン５８により形成される。このせん断力測定ピン５８には、大きさを測定するための少なくとも１つの測定ピックアップ６０が設けられている。この大きさから、ブレーキパッド１２に作用するブレーキ力を直接又は間接に推論可能である。有利な構成では、測定ピックアップは薄膜技術において力測定セル６０より形成される。これらの力測定セル６０は、ピン軸線４４に対して垂直に延びる横方向孔６２内に収容されており、そこで有利にはレーザ溶接されている。横方向孔６２は、ピン軸線４４に対して垂直に延びる、ブレーキレバー３６のフォーク３５の側面３８と、コネクティングロッドヘッド２８との半径方向の突合せ平面６８の領域に、ひいては、ブレーキアクチュエータ２を操作した場合に反対の力によりせん断負荷されるせん断力測定ピン５８のせん断平面の領域に位置している。力測定セル６０は、反対に作用するせん断力により引き起こされる、せん断力測定ピンの弾性的なせん断変形に基づき、比例した信号を発生させ、この信号をセンサ信号・評価電子機構６４へ引き渡す。
【００１７】
択一的には、力測定セル６０の代わりに、別の種類のそれぞれの測定ピックアップを使用することができる。これらの測定ピックアップにより、運転時に生じる、せん断力測定ピン５８の弾性的な変形が測定可能であり、例としては、有利には容量式、圧電式又は圧電抵抗式の原理に基づき作動する圧力測定変換器が挙げられる。
【００１８】
せん断力測定ピン５８は、直径が拡大された終端側のピンヘッド６６を有しており、このピンヘッド６６内には、センサ信号評価電子機構６４が有利にはピンヘッド６６に鋳込まれた形で格納されており、これにより、振動緩和する、又は振動から隔離されたセンサが付与されている。測定エレメント６０として抵抗線ひずみゲージを使用する場合には、前記評価電子機構６４は、例えばＤＭＳブリッジ増幅回路を有している。抵抗線ひずみゲージは、例えば完全な、又は少なくとも半分の測定ブリッジを形成している。この測定ブリッジの信号は評価電子機構６４により増幅され、処理される。抵抗線ひずみゲージは、有利には、せん断力測定ピンの軸線方向の孔に保持されている。
【００１９】
組付け状態では、ブレーキレバー３６の上側の側面３８が、ピンヘッド６６の端面の環状面に軸線方向に当接する。せん断力測定ピン５８の、ピンヘッド６６から離反した端部は、ピン軸線４４に対して横方向に延びる、位置固定されたスナップリングを収容するための外側溝７０を有しており、これにより、ブレーキレバー３６のフォーク３５の側面３８は、コネクティングロッド２０のコネクティングロッドヘッド２８に遊びもって接触することができ、突合せ平面６８において相対運動することができるようになっている。支持領域、すなわち、側面３８及びコネクティングロッドアイ３０を収容する領域では、せん断力測定ピン５８の半径方向外側の周面は、溝又は段のない円筒状の平滑な面を形成している。
【００２０】
センサ信号評価電子機構６４では、せん断変形信号の、それぞれブレーキパッド１２に作用する実測ブレーキ力のための信号への換算が行われる。これらの信号は、制御及び調整装置（図示しない）へ伝達され、これにより、目標値・実測値・比較に基づき望ましい目標ブレーキ力を調整することができる。さらに実測ブレーキ力のために受信された信号は、安全に関するブレーキにおいてブレーキ緊締作動装置１の力制御及び機能性を監視するために役立つ。測定結果を確かめるためには、さらに駆動装置側で、電流センサにより測定されたモータ電流と、実測ブレーキ力のための信号とを調整することができる。有利には、測定ピックアップ６０、センサ信号評価電子機構６４のための接続配線７２並びにセンサ信号評価機構６４自体は、それぞれ重複した構成で設けられている。さらに、重複して提供された接続配線には、それぞれ固有の遮へい部が設けられている。
【００２１】
コネクティングロッドヘッド２８のコネクティングロッドアイ３０、及びブレーキレバー３６のフォーク３５の側面３８に設けられた貫通孔３４内には、有利にはそれぞれ１つの円筒状のブシュ７４，７６，７８が、例えば圧入により回動不能に保持されている。それぞれのブシュ７４，７６，７８は、せん断力測定ピン５８と共にすべり対偶（Ｇｌｅｉｔｐａａｒｕｎｇ）を形成しており、この場合に、ブシュ７４，７６，７８の半径方向内側の周面では相対運動が行われる。ブシュ７４，７６，７８は、有利には摩耗条件、例えば硬度、表面粗さ、材料などに関して、せん断力測定ピン５８に対して、むしろ摩耗しやすい滑り相手を形成しているように構成されている。有利には、ブシュ７４，７６，７８は、焼結金属、例えば焼結青銅より成っており、せん断力測定ピン５８は、硬化された鋼より成っている。このような焼結金属は、容積の３５％までのオイルを収容し、毛管作用により潤滑面を自ら潤滑することができる。
【００２２】
図２から判るように、ブシュ７４，７６，７８は、これらのブシュ７４，７６，７８を支持する貫通孔３４若しくはコネクティングロッドアイ３０とほぼ等しい軸線方向長さを有しており、半径方向内側の縁部切欠き８０を備えている。これらの縁部切欠き８０は、例えば環状に形成されており、ほぼ長方形横断面を有している。択一的に、縁部切欠き８０はそれぞれ別の形状を有していてよい。したがって、半径方向内側の縁部切欠き８０は互いに向けられており、側面３８とコネクティングロッドヘッド２８との半径方向の両方の突合せ平面６８の領域に、ひいては測定ピックアップ６０を有する横方向孔６２も位置している平面に配置されている。せん断力測定ピン５８の最大せん断応力が、前記突合せ平面６８の領域に提供されており、この場合、図２から容易に想像できるように、ブシュ７４，７６，７８の軸線方向の縁領域８２が曲げ負荷される。半径方向内側の縁部切欠き８０により、ブシュ７４，７６，７８の縁部領域８２が、隣接する領域よりもたわみやすくなっており、これにより、高いエッジ圧が阻止される。このことにより生じる、応力の均一化が、ブシュ７４，７６，７８とせん断力測定ピン５８とから成るすべり対偶の接触パターン（Ｔｒａｇｂｉｌｄ）にポジティブに作用する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】組み込まれたせん断力測定ピンを有するブレーキ緊締作動装置の有利な構成を示す横断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ったせん断力測定ピンの横断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  ブレーキ緊締作動装置、  ２  ブレーキアクチュエータ、  ４  調整モータ、  ６  アクチュエータハウジング、  ８  力変換器、  １０  ブレーキスピンドル、  １２  ブレーキパッド、  １４  ブレーキディスク、  １６  スピンドル・ナット・構成ユニット、  １８  スピンドルナット、  ２０  コネクティングロッド、２２  スライドスリーブ、  ２４  蓄力ばね、  ２６  ロック装置、  ２８  コネクティングロッドヘッド、  ３０  コネクティングロッドアイ、  ３２  ジョイントピン、  ３４  貫通孔、  ３５  フォーク、  ３６  ブレーキレバー、  ３８  側面、  ４０  ジョイント、  ４２  スピンドル軸線、  ４４  ピン軸線、  ４６  偏心軸、  ４８  トングレバー、  ５０  トングレバー、  ５２  ブレーキトング、  ５４  パッドホルダ、  ５６  押圧ロッド調整器、  ５８  せん断力測定ピン、６０  測定ピックアップ、  ６２  横方向孔、  ６４  評価電子機構、  ６６  ピンヘッド、  ６８  突合せ平面、  ７０  外側溝、  ７２  接続配線、  ７４，７６，７８  ブシュ、  ８０  縁部切欠き、８２  縁部領域、
【図１】
0004587296.tif 000002
【図２】
0004587296.tif 000003