Elektromagnetisehe Schienenbremse, insbesondere fiir Schnelllbahnen.
Verwendet man n elektromagnetische Schienenbremsen, wie sie heute bei elektrischen Strassen-und Nebenbahnen üblich sind, für Vollbahnfahrzeuge gr¯¯eren Gewichtes und höherer Geschwindigkeit, so ergeben sich sehr bald UnzutrÏglichkeiten durch die sehr starke Erwärmung auf der SehleifflÏche der Bremsschuhe und durch die Stosswirkungen vom Geleise her.
Die Erwärmung ändert sich verhältnisgleieh mit der abzubremsenden lebendigen Kraft. das hei¯t mit dem Produkt aus Masseund Quadrat der Geschwindigkeit, während die Stosswirkungen ebenfalls an nähernd quadratisch mit der Geschwindig- keit wachsen. BeideErscheinungen werden also bei demselben Fa. hrzeug vervierfacht, wenn seine Gesehwindigkeit verdoppelt ist.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine, insbesondere für Schnellfahrzeuge ver wendbare Sehienenbremse, bei weleher die Bremsschuhe so ausgeführt sind, dass die Folgen starker SchleifflÏchenerwÏrmung unschädlich sind. Gemϯ der Erfindung ist der eiserne Bremsschuh jedes Pols mindestens in seinem durch die Bremswärme am stärksten erhitzten Teil im Bereich der Schleiffläche der Länge nach in Stacke unterteilt, zum Zwecke, dass das Verziehen der Bremsschuh- teile f r die Bremswirkung nicht mehr nachteilig ist.
In der Zeichnun sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführun. gsform des Bremsmagnetes in LÏngsansicht und im Querschnitt ;
Fig. 3, und 4 zeigen die zweite Ausf h rungsform in Seitenansicht und im Quer- schnitt ;
Fig. 5 bis 9 zeigen Details.
Wie aus Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, haben die Bremsschuhe 20 wie üblich einen winkelförmigen Querschnitt und stellen also lange Balken von mässiger Hohe dar. Werden sie auf der schleifenden Unterseite durch die starke Bremsarbeit stark erwärmt, so krümmen sie sich, da die Unterschicht sich ausdehnen will, während der obere Teil des Schuhes kälter bleibt. Die Folge des Krüm- mens ist ein Wegschleifen des mittleren Teils, so dal3 am Ende der Bremsperiode die obere Begrenzungsfläche des Schuhes nach oben konkav verläuft, wÏhrend die Reibfläche von der Schiene her gerade geschliffen ist. Beim Abkühlen ziehen sich indes die untern Fasern wieder zusammen und der Schuh hat zum Schluss eine stark konkave untere FlÏche, während er oben schwach konvex ist.
Die Befestigungsschrauben, die den Schuh mit den Magnetschenkeln verbinden, sind den sehr grossen Kräften bei diesen WÏrmeverspannungen bei weitem nicht gewachsen, sondern verbiegen oder verquetschen sich. Das Schlimmste aber ist ein unverhältnismässig schneller Verschleiss der Bremsschuhe, da sie beim Beginn der Bremsung nur mit ihren äussersten Enden aufliegen, während sich später die Mitte nach unten vorschiebt. Auch setzt infolge des Hohlliegens der Unterfläche beim Bremsbeginn die magnetische AnpreB- kraft nicht in voller Stärke ein.
Die zur Vermeidung dieser Übelstände bereits oben erwähnte Aufteilung der untern Zone der Polschuhe ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 dadurch bewirkt, da¯ der Polschuh jedes Magnetes in kurze Einzelstiicke 20', 20", 20"', 20'''' aufgel¯st ist, die voneinander durch Schlitze 26 getrennt sind, welche zur Freigabe der WÏrmelängsausdehnung der Einzelstücke und zur Einbauvereinfachung wenigstens etwa 1/2 mm Weite haben. Die St cke sind jedes für sich durch Schraubenbolzen 22 an den Magnetschenkeln 2. 1 befestigt.
Auf diese Weise ist erreicht, dass die Verbiegung der Schleif- fläche durch die Erwärmung nur noch ganz geringfügig ist, denn bei dem gleichen Balkenquerschnitt und gleicher Erhitzung der Unterschicht ist die Pfeilhohe der Verbiegung eines solchen Teilbalkens umgekehrt verhält nisgleich dem Quadrat der LÏnge, also bei vier Teilstücken nur noch Vio derjenigen des durchlaufenden Schuhes bisherigerAusfüh- rung. Auf diese Weise wird auch die Biege beanspruohung der Sohraubenbolzen 32 in ungefährlichen Grenzen gehalten.
Im iibrigen kann die Gestaltung des Bremsmagnetes in bezug auf das Magnetjoch 23 und die
Wicklungsspule 24 die übliche sein, indem
Joch 23 und Schenkel 21 nach Überstreifen der Spule 24 durch Schraubenbolzen 25 zusammengehalten sind.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist jeder der beiden Bremssehuhe 20 ein einziges Stück : aber er ist auf der Unterseite mit senkrechten Sehlitzen 26', 26", 26"' versehen. Diese Sclilitze reichen noch etwas weiter als die grösstmögliehe Abnutzung der
Schuhe hinauf, a. ber doch nur so weit, daB ¯ eine biegsteife Brücke zwischen den einzelnen Abteilungen des Bremsschuhes stehen bleibt.
Die Wirkung der Schlitze 26', 26", 26"'ist noch etwas günstiger als die in Fig. 1 und 2 dargestellte Anordnung, denn die kurzen Balkenstücke von einem Schlitz bis zum nÏchsten k¯nnen sich nicht mehr als ein ,,freiaufliegender Balken"krummziehen, sondern nur wie ein ,,eingespannter Balken''; freilich an den Schuhenden nur wie ein"einseitig ein- gespannter". Dadurch werden die Verwol- bungen der Schleiffläche und damit die zusÏtzliche Abnutzung noch geringer sein als beim völlig unteiteilten Bremsschuh nach den Fig. 1 und 2.
Die Entlastung der Befestigungsbolzen 22 kann noch weiter getrieben werden, wenn man gemäss Fig. 3 und 4 die Schuhe 20 mit längsgerichtet-er PaBleiste 27 für eine ebensolche Passnut im Magnetschenkel 21 vorsieht. Dann kann sich der Bremsschuh weder oben noch unten krummziehen. Man wird zu diesem Zweck vor allem für gute Passung der breiten Senkrecht-und der beiden daran grenzenden Wagrechtflächen sorgen, denn die gute Anlage der breiten senkrechten und untern wagreohten Flächen ist für den geringen Widerstand des Magnetflusses vom Schenkel 21 zum Gleitschuh 20 ausschlag- gebend wichtig : jeder geringe Luftspalt dort würde die magnetische Zugkraft und daher die Bremswirkung empfindlich herabsetzen.
Bei hohen Fahrgeschwindigkeiten ist der Bremsmagnet durch Unzulänglichkeiten des Gleises oder durch Fremdkörper darauf viel mehr gefÏhrdet als etwa bei Strassenbahngeschwindigkeiten. Unangenehm ist in dieser Hinsicht der LÏngsschlitz 28 (Fig. 4) zwischen den beiden Polschuhen 20, der natur- gemäss nicht mit Eisen ausgefüllt und so der Bremsmagnet magnetisch ,,kurzgeschlossen@@ werden darf. In diesem Zwischenraum können sie, besonders bei hoher Fahrgeschwindigkeit leicht Steine oder dergleichen festklemmen.
Man hat auch früher schon hin und wieder versucht, diesen Zwischenraum mit einem Zwischenstück aus niehtmagnetisierbajem Stoff auszufüllen. Aber die Befestigung, des Zwischenstückes war entweder mangelhaft oder f r ein bequemes Auswechseln der Schuhe 20 zu verwickelt. Denn das Fiillstück konnt ja, nicht etwa einfach mittelst ganz durchgehender Bolzen 22 zwischen die Schuhe 20 geklemmt werden : das hätte eine ausserordentlich feine Austa. usch-Passarbeit des Joches 23, der Schenkel 21 der Polsehuhe 20 und des Füllkörpers erfordert.
Die in Fig. 2 und in den Fig. 5 bis 9 dargestellte Anordnung des Füllkorpers vermeidet eine derartige grosse Genauigkeit fordernde Befestigungsweise und gewährleistet seine leichte Auswechselbarkeit zusammen mit den Polschuhen, an denen er als Ganzes oder in einzelnen Teilen derart befestigt ist, dal3 eine feste Verbindung der gegenüber- liegenden Polsehuhe durch ihn vermieden wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besteht der Füllkörper aus Teilen 29, deren jeder nicht ganz die HÏlfte der LÏngsschlitzbreite zwischen den beiden Polsehuhen 20 ausfüllt und nur mit dem ihm anliegen- den Polschuh verbunden ist, so dass er zu sammen mit diesem einbaufertig auf Vorrat gehalten werden kann.
Entsprechend Fig. 1 w rden zu einem Magneten zweimal vier sol- cher St cke gehören, von denen eines in Fig. 7 (Seitenansicht), Fig. 5 (Schnitt 5-5) und Fig. 6 (Schnitt 6-6) nochmals dargestellt ist, um die Befestigungsweise des Füllkorpers genauer zu zeigen. Darnach ist dieser mit unmagnetischen Kupfernieten 30 oder der- gleichen am Bremsschuh 2 befestigt, der seinerseits wieder die üblichen Gewindelocher 31 f r die Befestigungsbolzen 22 hat.
Damit die Nietverbindung 30 von etwaigen senk- rechten und wagrechten Scherkräften zwi- schem dem Füllst. ück 29 und dem Schuh 20, herrührend vom Anpressen auf die Schiene. entlastet sind, kann man vorteilhaft das F llst ck 29 mit angepreBten oder angegossenen Putzen 32 versehen, welche in gleichgrosse Bohrungen des Schuhes 20 hineinpassen.
Stellt man beispielsweise die F llst cke 29 zur Reibungsvergr¯¯erung aus einer Asbestpressmasse nach Art der üblichen Brems- beläge her, so können die Putzen 32 genau passend eingepresst sein.
Eine andere Anordnung zeigt der Quer- schnitt Fig. 8, bei welcher ein Füllkörper 34 nahezu die Längssohlitzbreite zwischen den beiden Polschuhen 20 ausf llt und an deren einem befestigt ist, so dass der verbleibende kleine Zwischenra. um 33 nicht genau in der Mitte, sondern etwas seitlich liegt, was jedoch gänzlieh belanglos ist. Bei Anwendung dieser Bauart auf eine Schienenbremse mit v¯lliger Unterteilung der Polsohuhe nach Fig. 1 kann der Füllkörper nach Fig. 9 (Ansicht von unten zu Fig. 8 bezw. Fig. 1) der Länge nach ebenfalls entsprechend unterteilt und die einzelnen St cke desselben abwechselnd auf dem Polsohuhteil der einen und der andern Magnetseite befestigt sein.
Die einzelnen Füllstücke greifen also im Wagrecht- schnitt nach Art einer Verzahnung ineinan- der, und der Restspalt 33 liegt abwechselnd auf der einen und der andern Seite des Magnetes.
F r eine Schienenbremse nach Fig. 3 mit oberhalb zusammenhÏngenden Polschuhteilen ist diese Anordnung des Füllkorpers natürlich auch anwendbar.