(57)【要約】  本発明は、空圧式のブレーキ装置であって、軸線方向に可動なスピンドル（３）とヨーク（１）とを備えており、ヨーク（１）にスピンドル（３）は支持されていて、スピンドル（３）の回動が防がれる、空圧式のブレーキ装置に関する。本発明によれば、互いに向かい合う歯列（８；１０）を備える第１のヨーク歯付きリング（７）と第２のヨーク歯付きリング（９）とは、ヨーク（１）と相対回動不能に接続されており、両面に歯列を備えたスピンドル歯付きリング（６）が、２つのヨーク歯付きリング（７；９）の間においてスピンドル（３）に不動に結合されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空圧式のブレーキ装置であって、軸線方向に可動なスピンドル（３）とヨーク（１）とを備えており、該ヨーク（１）に前記スピンドル（３）は支持されて、該スピンドル（３）の回動が防がれる、空圧式のブレーキ装置において、
互いに向かい合う歯列（８；１０）を備える第１のヨーク歯付きリング（７）と第２のヨーク歯付きリング（９）とが、前記ヨーク（１）に相対回動不能に接続されており、両面に歯列を備えたスピンドル歯付きリング（６）が、前記２つのヨーク歯付きリング（７；９）の間において前記スピンドル（３）に不動に結合されていることを特徴とする、空圧式のブレーキ装置。
【請求項２】
第２の歯付きリング（９）は軸線方向に移動可能に前記ヨーク（１）に接続されていることを特徴とする、請求項１記載の空圧式のブレーキ装置。
【請求項３】
スピンドル歯付きリング（６）の両面の歯列と、第１及び第２のヨーク歯付きリング（７，９）の互いに向かい合う歯列（８；１０）とは対称的に形成されていることを特徴とする、請求項２記載の空圧式のブレーキ装置。
【請求項４】
一端で前記第２のヨーク歯付きリング（９）にかつ他端で直接的に又は間接的にヨーク（１）自体に支持される圧縮ばね（１２）が設けられていることを特徴とする、請求項３記載の空圧式のブレーキ装置。
【請求項５】
ストッパスリーブ（１１）が設けられており、該ストッパスリーブ（１１）と前記圧縮ばね（１２）とは互いに入れ子式に係合していることを特徴とする、請求項４記載の空圧式のブレーキ装置。
【請求項６】
戻し六角部材（４）が前記スピンドル歯付きリング（６）と一体に結合されていることを特徴とする、請求項１記載の空圧式のブレーキ装置。
【請求項７】
前記スピンドル歯付きリング（６）と前記ヨーク歯付きリング（７；９）とは前記ヨーク（１）の内側に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の空圧式のブレーキ装置。
【請求項８】
前記ヨーク（１）の組付け開口（１８）を閉鎖するために閉鎖キャップ（２）が設けられていることを特徴とする、請求項７記載の空圧式のブレーキ装置。
【請求項９】
前記閉鎖キャップ（２）にシールパッキン（１７）が設けられていることを特徴とする、請求項８記載の空圧式のブレーキ装置。
【請求項１０】
前記ヨーク（１）の貫通開口（１４）にシールリング（１５）が設けられていることを特徴とする、請求項７記載の空圧式のブレーキ装置。
【請求項１１】
前記ヨーク歯付きリング（７；９）の歯列（８；１０）は、前記両歯付きリング（７；９）が前記スピンドル歯付きリング（６）に同時に係合可能であるように同期化されていることを特徴とする、請求項１記載の空圧式のブレーキ装置。
【請求項１２】
前記ヨーク（１）の内室に溝（１９）が設けられており、かつ、前記ヨーク歯付きリング（７；９）に可動なキー（２１）又は固定式のキーが設けられていることを特徴とする、請求項１記載の空圧式のブレーキ装置。
【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空圧式のブレーキ装置に関する。
【０００２】
上記ブレーキ装置は、専らレール車両に使用される。ブレーキ装置はブレーキビームの作動のために頻繁に使用される。ブレーキパッドはブレーキビームによってホイールリムに圧着される。このようなブレーキ装置は、特に貨車の台車に取り付けられている。ブレーキパッドとホイールリムとの磨耗を補償することができるように、通常、スピンドルと調節ナットとを備えた調節装置が設けられている。スピンドルが相対回動不能に固定されたままであることにより、調節過程中に調節ナットの回動が許容される。ブレーキビームとの接合は作動部材を介して行われる。作動部材においてスピンドルの自由端部が終端する。このようなブレーキ装置は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３０４７１５号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３０４７１６号明細書に記載されている。
【０００３】
通常の制動過程中にはスピンドルにトルクが作用する。しかしこのトルクは、結果として不都合な調整作用をもたらすことがあるので、スピンドルの回動をもたらしたくない。したがってスピンドルは一般的にスピンドル歯付きリングを有している。このスピンドル歯付きリングはスピンドルに相対回動不能に結合されている。ブレーキ装置のヨークにも同様にヨーク歯付きリングが相対回動不能に結合されている。２つの歯列は圧縮ばねにより、係合した状態に互いに予負荷される。制動過程中にスピンドル歯付きリングは大きな力によってヨーク歯付きリングに押し付けられ、スピンドルに作用するトルクは吸収され、ヨークに導入することができる。
【０００４】
ブレーキパッドの交換後に調節装置を元の状態に戻さなければならない場合、このことはスピンドルを意図的に回動させることにより達成することができる。２つの歯付きリングはばね力に抗してラチェット式に運動する。
【０００５】
両歯付きリングは制動過程中に圧力がスピンドルに加えられ、スピンドルが制動過程後に静止位置に戻るように運動する場合にのみ係合したままである。しかし、例えばブレーキパッドがホイールに不動に凍り付いているか、又はブレーキ装置を吊り下げている保持ブラケットが、例えば腐食に基づき正常に作動しなくなる場合には全く別の事態が生じる。スピンドルの戻し運動時には、ブレーキパッドに結合されているヨークが追従することができない高められた引張力が発生する。その結果、歯付きリングは圧縮ばねの力に抗して互いに引き離される。この状態において、スピンドルは、スピンドルに作用するトルクに降伏することがある。スピンドルの回動により、意図的でない調整過程が行われる。
【０００６】
このことを防ぐために、歯付きリングの引離しを確実に防ぐばね負荷をかけられたラチェットが既に提案されている。このラチェットは、ヨークに組み付けられており、スピンドルに相対回動不能に結合されている戻し六角部材に係合する。ブレーキパッドの交換後にスピンドルを、戻し六角部材を介して元の位置に戻し回動させたい場合、ラチェットを一方の手により係合から外れた状態に保持しなければならず、捩り過程のためには他方の手しか使用できない。この構成においては腐食に関する問題が起こることもあり、これによりロック位置からのラチェットの簡単な持上げが妨げられてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、請求項１の上位概念部に記載の空圧式のブレーキ装置を改良して、ブレーキ装置の意図しない調整を引張作用下においても確実に防ぐ空圧式のブレーキ装置を提供することである。さらに、スピンドルを戻し回動するために、両手を使えるようにしたい。また、腐食による機能障害の恐れを回避したい。
【０００８】
上記目的は本発明によれば、請求項１の特徴部に記載の空圧式のブレーキ装置により達成される。有利な改良形及び構成が従属請求項に記載されている。
【０００９】
本発明によれば、互いに向かい合った歯列を有する第１及び第２のヨーク歯付きリングは、ヨークに相対回動不能に接続されている。両面に歯列を有するスピンドル歯付きリングが、２つのヨーク歯付きリングの間においてスピンドルに不動に結合されている。
【００１０】
これによりスピンドル歯付きリングは両側に向かって固定されている。通常の制動過程中に起こる押圧負荷において、スピンドル歯付きリングは大きな力によって第１のヨーク歯付きリングに押圧される。これによりスピンドルに作用するトルクは、第１のヨーク歯付きリングを介してヨークに導入することができる。例えばブレーキパッドがホイールリムに不動に凍り付いてしまった場合に起こる引張負荷において、スピンドル歯付きリングは第２のヨーク歯付きリングに押圧される。この構成においても、スピンドルに作用するトルクは確実にヨークに導入される。
【００１１】
有利には、第２のヨークリングは軸線方向に移動可能にヨークに接続されている。この可動性により、ブレーキパッドの交換後のスピンドルの戻し回動時に、歯付きリングは、スピンドル歯付きリングがヨークに相対回動不能に設けられているヨーク歯付きリングに対して回動できるように、互いに離間できることが保証される。
【００１２】
特に有利には、スピンドル歯付きリングの両面の歯列と、第１及び第２のヨーク歯付きリングの互いに向かい合っている歯列とは対称的に形成されている。つまり、互いに向かい合って延びている歯面は同じ角度を成して噛み合っている、ということである。この構成により、左右の回動は同じように歯列の引き離しをもたらすので、スピンドルの手による両方向への回動を行うことができる、ということが保証されている。
【００１３】
第２のヨーク歯付きリングに、及び直接的に又は間接的にヨーク自体に支持される圧縮ばねが設けられている。このばねにより、歯付きリングはブレーキ装置の静止状態においても係合し続ける。これにより歯付きリングは制動過程の初期に既に係合している。スピンドルに急に加わるトルクは、極めて迅速に受け止めることができる。したがってこの段階においてもスピンドルの回動は確実に防がれる。
【００１４】
特に有利にはストッパスリーブが設けられている。圧縮ばねとストッパスリーブとは互いに入れ子式に係合している。一構成において、ストッパスリーブが圧縮ばねに被せ嵌められている。別の構成においては、圧縮ばねがストッパスリーブに被せ嵌められていてもよい。上記２つの構成において、ストッパスリーブは第２のヨーク歯付きリングに対する正確に規定された衝突をもたらす。静止状態において、ストッパスリーブは第２のヨーク歯付きリングと共にストッパギャップを形成する。このストッパギャップは、スピンドル歯付きリングと第１のヨーク歯付きリングとの歯列の噛合い、及びスピンドル歯付きリングと第２のヨーク歯付きリングとの歯列の噛合いが同時に係合から外れるように寸法設定されている。こうして、スピンドルを捩じ戻すために意図的に回動させることができる。これに対してスピンドルに引張負荷が働くと、ストッパギャップは閉鎖されて、第２のヨーク歯付きリングはストッパスリーブに接触するまでの間だけスピンドルはこの力を許容する。この状態において、スピンドル歯付きリングの歯列と、第２のヨーク歯付きリングの歯列とは適切な力によって互いに押圧され、スピンドルの回動はもはや可能ではない。
【００１５】
有利には、戻し六角部材がスピンドル歯付きリングと一体に結合されている。スピンドル歯付きリングも戻し六角部材もスピンドルに不動に組み付けられる必要があるので、２つの構成部材の一体的な構成においては、単に１つの固定部材を設けるだけでよい。このために、スピンドル歯付きリングと戻し六角部材とから成る組合せ構成部材及びスピンドルの孔内に組付けられている固定ピンを容易に使用することができる。
【００１６】
本発明によれば、スピンドル歯付きリングとヨーク歯付きリングとは、ヨーク内部に配置されている。これにより、特に歯付きリングの間の確実な形状接続をもはや保証できなくすることがある汚染から歯列を保護することができる。さらに、ヨーク内部における歯付きリングの配置は、腐食に対する防護をもたらす。これにより、メインテナンス作業は簡単になり、ブレーキ装置の寿命は高められるか、若しくはメインテナンスの間隔は延びる。
【００１７】
ヨークは組付け開口を有している。この組付け開口を介して、個々の構成部材をヨーク内に組み付けることができる。この組付け開口を閉鎖するために、有利には閉鎖キャップが設けられている。閉鎖キャップはヨークの内室を閉鎖し、ひいては汚染及び湿分に対する防壁も形成する。この閉鎖キャップに対してストッパスリーブが支持され、第２のヨーク歯付きリングの位置は、スピンドルの引張負荷の際にヨーク内部において固定されている。
【００１８】
閉鎖キャップにシールパッキンが設けられている。このシールパッキンは、スピンドルの外周に良好に適合するように構成されていてよい。したがって有利には、汚れ及び湿分のヨークの内室への侵入は閉鎖キャップを介してもはや可能ではない。しかし特に有利な構成において、シールパッキンはベローズとして構成されている。このベローズは閉鎖キャップから調節装置にまで延在していると、ヨークの内室だけでなく、スピンドル全体及び、スピンドルと調節装置との間のギャップも保護されていることになる。
【００１９】
閉鎖キャップに相対して、ヨーク内に貫通開口が設けられている。この貫通開口を通って戻し六角部材が外方に突出する。ヨークの貫通開口に、有利にはシールリングが設けられている。このシールリングにより、閉鎖キャップに相対しているヨークの側も、汚れ及び湿分の侵入に対してシールされる。
【００２０】
ヨーク歯付きリングの歯列は同期化されて、２つのヨーク歯付きリングは同時にスピンドル歯付きリングと係合することができる。この構成により、スピンドル歯付きリングと第１のヨーク歯付きリング若しくは第２のヨーク歯付きリングとの間に、スピンドルへの押圧負荷又は引張負荷の際に初めて、その都度作用する形状接続がもたらされなければならない、ということは防がれる。こうして、負荷の交番時であっても、スピンドルの回動が引き起こされなくて済む。したがって、スピンドルの引張負荷及び押圧負荷の交番回数が多い場合にも、不都合な調節過程は起こり得ない。
【００２１】
ヨークにおけるヨーク歯付きリングの回動防止を保証することができるように、ヨーク内に溝が設けられており、かつ、ヨーク歯付きリングに可動式の又は固定式のキーが設けられている。例えばヨーク歯付きリングの外周に固定式のキーを備え付けることができる。このキーはヨークの内室における対応する溝に合致する。また、さらに別の構成において、キーは遊びを有する可動な半月キーとして構成されていてもよい。半月キーに対応するヨーク溝がヨークの内室に設けられており、半月キー溝がヨーク歯付きリングに設けられている。ヨーク歯付きリングに設けられているキー溝は、本構成においては半円形に構成されていて、半月キーの外側輪郭に適合している。これにより半月キーは、ヨークに対してヨーク歯付きリングと一緒にしか動かすことができない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る空圧式のブレーキ装置の作動部材を示す図である。
【図２】図１に示す作動部材の分解図である。
【図３】静止状態にある作動部材の断面図である。
【図４】引張負荷されている作動部材の断面図である。
【００２３】
本発明の詳細な構成及び利点は、図面に基づく実施の形態の説明から明らかになる。
【００２４】
図面には、本発明に係るブレーキ装置の、本発明の本質的な部材を備えた作動部材だけを示す。シリンダ、ピストン、調節装置、ブレーキビーム、ブレーキパッド、懸垂ブラケット、固定装置等については、ドイツ連邦共和国特許出願第１０３０４７１５号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願第１０３０４７１６号明細書に記載されかつ説明されている。
【００２５】
図１に、本発明に係る空圧式のブレーキ装置の作動部材を完全に組み立てた状態において示す。ヨーク１はその一方の端部において鉗子状に拡開されており、２つの取付けスリーブ５を有している。これらの取付けスリーブ５は、ブレーキパッドを備えたブレーキシューが組み付けられているブレーキビームとの結合のために働く。ヨーク１の反対側の端部には、閉鎖キャップ２を備えた組付け開口１８が設けられている。また、閉鎖キャップ２にはシールパッキン１７が組み付けられている。シールパッキン１７はスピンドル３の周りに当接しており、ヨーク１の内室を外方に向かってシールしている。ヨークの中心には、内室から突出している戻し六角部材４が看取可能である。
【００２６】
作動部材の具体的な構造を図２に示す。分解図には中身のないヨーク１と、このヨーク１の上側に配置されている、組付け開口１８を介してヨーク１にスピンドル３と一緒に組み付けられる全構成部材とを示す。シールリング１５は貫通開口１４内に挿入されて、貫通開口１４を通って突出する戻し六角部材４とヨーク１との間の間隙を汚れ及び湿分に対して塞ぐ。第１のヨーク歯付きリング７はヨーク１とは反対の側に歯列８を有している。さらに第１のヨーク歯付きリング７は開口を有している。この開口は戻し六角部材４を収容することができるように寸法設定されている。戻し六角部材４はスピンドル歯付きリング６に一体に結合されていて、固定ピン１３を介してスピンドル３に不動に固定されている。スピンドル歯付きリング６には、ヨーク歯付きリング７とは異なり両面に歯列が形成されている。
【００２７】
第２のヨーク歯付きリング９は、第１のヨーク歯付きリング７と同一に形成されている。第２のヨーク歯付きリング９は単に１８０°だけ回動されて組み付けられ、歯列１０がヨーク１に向かって方向付けられている。ヨーク１の内室と２つのヨーク歯付きリング７，９とは、ヨーク１内部においてヨーク歯付きリング７，９の回動が可能ではないように互いに調節されている。例えばヨーク歯付きリング７，９には、ヨーク１の内室の対応する溝に合致するキーが設けられていてよい。図示の実施の形態において、キーは遊びを有する可動な半月キー２１として形成されている（図４参照）。対応するヨーク溝１９はヨーク１の内室に設けられている。ヨーク歯付きリング７，９に設けられている半月キー溝２０は、本実施の形態においては、半円形の形状で半月キー２１の外側輪郭に適合する。
【００２８】
圧縮ばね１２が第２のヨーク歯付きリング９に隣接して、スピンドル３に被せ嵌められている。完全に組み立てられた状態において、圧縮ばね１２は閉鎖キャップ２に支持され、第２のヨーク歯付きリング９をスピンドル歯付きリング６に押し付け、このスピンドル歯付きリング６を、不動に結合されているスピンドル３と一緒に第１のヨーク歯付きリング７に押し付ける。ストッパスリーブ１１が圧縮ばね１２に被せ嵌められ、同様に閉鎖キャップ２に支持される。
【００２９】
作動部材の機能を図３，４に基づいて説明する。図３には制動過程中の作動部材を示す。この状態において、スピンドル３に矢印Ｂの方向に圧縮力が作用する。ブレーキパッドがホイールリムに接触すると直ちに、矢印Ａの方向における対向する圧縮力がヨーク１に作用する。スピンドル３に対して回動も軸線方向の移動も可能ではないようにスピンドルに組み付けられているスピンドル歯付きリング６は、軸線方向においてヨーク１に接触していてかつヨーク１内に相対回動不能に組み付けられている第１のヨーク歯付きリング７を押圧する。したがって、第１のヨーク歯付きリング７及びスピンドル歯付きリング６の相対して方向付けられている２つの歯列の形状接続により、スピンドル３の回動は防がれる。本実施の形態において、スピンドル３に作用するトルクは、スピンドル歯付きリング６と第１のヨーク歯付きリング７とを介してヨーク１に導入される。
【００３０】
作動部材が静止状態にある場合にも同じ状態がもたらされる。ヨーク１に不動に結合されている閉鎖キャップ２と、第２のヨーク歯付きリング９との間に圧縮ばね１２が緊縮されているので、第２のヨーク歯付きリング９はスピンドル歯付きリング６に押し付けられる。制動過程とは異なりヨーク１は閉鎖キャップ２に作用している圧縮ばね１２を介して他の方向に押圧される。したがって、作動部材の静止状態において、スピンドル歯付きリング６と第１のヨーク歯付きリング７とは圧縮ばね１２により係合するようにもなっている。
【００３１】
例えばブレーキパッドの交換後にスピンドル３を戻し回動させたい場合には、適切なレンチを戻し六角部材４に当て付ける。戻し六角部材４にトルクが作用すると、スピンドル３、及び戻し六角部材４に一体に結合されているスピンドル歯付きリング６は回動する。本発明において、歯列が解放され、スピンドル歯付きリング６が２つのヨーク歯付きリング７，９に対して回動することができるように、３つの歯付きリングを圧縮ばね１２の力に抗して互いに引き離す必要がある。このために、第２のヨーク歯付きリング９とストッパスリーブ１１との間にストッパギャップ１６が設けられている。このストッパギャップ１６は歯列の噛み合いが解除可能であるように寸法設定されている。
【００３２】
ブレーキパッドが、例えばホイールリムに固く凍り付いてしまっているか、又はブレーキ装置のための懸垂ブラケットが磨耗により正常に作動しない場合の作動部材を図４に示す。パーキングブレーキのリリース時又は制動過程後に、作動部材を静止状態に戻したい場合、矢印Ｃの方向に、ヨーク１の戻り運動を妨げるか又は少なくとも困難にする引張力がヨーク１に作用する。これと同時にスピンドル３に矢印Ｄの方向において相対する引張力が作用する。これにより第１のヨーク歯付きリング７とスピンドル歯付きリング６とは互いに引き離される。したがってこの歯列を介しての、スピンドル３に対する相対回動不能性はもはや保証されていない。
【００３３】
しかしまた、第２のヨーク歯付きリング９は圧縮ばね１２によりスピンドル歯付きリング６に向かって押し付けられるので、スピンドル歯付きリング６は第２のヨーク歯付きリング９と係合している。ヨーク１が自体の位置を保持する間は、スピンドル３は、ストッパギャップ１６（図３参照）が閉鎖されるまで矢印Ｄの方向に運動する。この状態において軸線方向に可動な第２のヨーク歯付きリング９は、スピンドル歯付きリング６とストッパスリーブ１１との間に狭持される。図示の状態において、スピンドル３に作用するトルクは、スピンドル歯付きリング６と第２のヨーク歯付きリング９とを介してヨーク１に伝達される。
【００３４】
作動部材の全機構がヨーク１の内室に収納されている。シールリング１５とシールパッキン１７とは汚れ及び湿分の侵入を防ぐ。こうして、作動部材の長い寿命が保証されることになる。
【符号の説明】
【００３５】
１  ヨーク、  ２  閉鎖キャップ、  ３  スピンドル、  ４  戻し六角部材、  ５  取付けスリーブ、  ６  スピンドル歯付きリング、  ７  第１の歯付きリング、  ８  第１の歯付きリングの歯列、  ９  第２のヨーク歯付きリング、  １０  第２のヨーク歯付きリングの歯列、  １１  ストッパスリーブ、  １２  圧縮ばね、  １３  固定ピン、  １４  貫通開口、  １５  シールリング、  １６  ストッパギャップ、  １７  シールパッキン、  １８  組付け開口、  １９  ヨーク溝、  ２０  半月キー溝、  ２１  半月キー
【図１】
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【図２】
2012502229.tif 000004
【図３】
2012502229.tif 000005
【図４】
2012502229.tif 000006
【国際調査報告】
2012502229.tif 000007
2012502229.tif 000008
2012502229.tif 000009
2012502229.tif 000010