Bremsvorrichtung an Sehienenfahrzeugen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung an Schienenfahrzeugen mit Bremsklötzen, die beim Bremsen unter Vermeidung jeglicher Berührung mit den Rädern nur gegen die Schienen gepresst werden. Solche Bremsvorrichtungen weisen bekanntlich, was die wirkende Bremsfläche anbetrifft, günstigere Verhältnisse auf als Vorrichtungen, bei denen die Bremsung durch Anpressen von Bremsklotzen gegen die Räder der Fahrzeuge erfolgt.
Bisher bekannt gewordene Bremsvorrichtungen, deren Bremsklötze sich mit Hilfe eines Bremsgestänges mechanisch gegen die Schienen pressen lassen, weisen den Nachteil auf, daB die zur Wirkung kommende Bremskraft zu gross ist, so dass die Bremsung in einer unannehmbar schroffen Weise vor sich geht. Zweck vorliegender Erfindung ist nun, eine Schienenbremsvorrichtung zu schaffen, mit der eine sehr sanfte Bremsung erzielbar ist. Zu diesem Behufe sind bei der Bremsvorrichtung gemäss vorliegender Erfindung für die Kraftiibertragung auf die Brems klotze Druck-und Zugstangen vorgesehen, die am einen Ende gelenkig mit den Klötzen mittelst einer gemeinsamen Drehachse für je eine Druck-und Zugstange verbunden sind.
Die Druckstangen sind ferner gelenkig mit einer auf der zugeordneten Fahrzeugachse angeordneten Buchse verbunden und die zu dieser Achse gehörenden Zugstangen werden von einem gemeinsamen Drehzapfen getragen, auf den die auf eine Hauptbremsstange ausgeübte Zugkraft durch einen Winkelhebel übertragen wird, wobei dieser Zapfen bei der Betätigung des Bremsgestänges eine im wesentlichen lotrechte Bahn beschreibt.
Auf den beiliegenden Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsiorm des Er findungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt :
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teils des Fahrzeugrahmens eines Eisenbahnwagens, wobei gleichzeitig ein Wagenrad und die Abstützung des Rahmens auf der Achse dieses Rades, sowie die in Verbindung mit letz terem vorgesehene Bremsvorrichtung veran schaulicht sind ;
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht zur Fig. 1, und
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie ICI ICI der Fig. 2 ;
Fig. 4 zeigt in vereinfachter Darstellungsweise das in Fig. 1 bis 3 dargestellte Bremsgestänge und einen Teil der Aufhänge- vorrichtung für die Bremsklötze in zwei verschiedenen Lagen, wobei für die eine dieser Lagen die beim Bremsen auftretenden Kräfte ihrer Richtung und zum Teil auch ihrer Grosse nach angegeben sind.
Die Fahrzeugräder 1 sitzen auf Achsen 2, von denen nur eine gezeigt ist. Die Räder 1 können entweder fest auf der vorgenannten Achse 2 sitzen, oder aber lose, in welchem Falle es sich tatsächlich um eine Achse handelt. Vor und hinter jedem Rad 1 ist ein Schienenbremsklotz 3 vorgesehen. Die Bremsklötze 3 sind symmetrisch zu der die Last vom Fahrzeugkasten auf die Räder 1 übertragenden Stelle angeordnet, wobei in diesem Falle jene Lastübertragungsstelle von der : Achse 2 gebildet wird. Die Schienenbremsklötze 3 sind je mit einem seitlichen Ansatz 4 (Fig. 3) versehen, dessen Profil dem des Spurkranzes der Räder 1 entspricht.
Fiir die Kraftübertragung auf die vor und hinter den Rädern 1 vorgesehenen Bremsklötze 3 sind röhrenförmige Druckstangen 5 und Zugstangen 15 vorgesehen, die am einen Ende gelenkig mit den Klötzen 3 bei ge meinsamer Drehachse für je eine Druck-und Zugstange 5 bezw. 15 verbunden sind. Die Druckstangen 5 sind ferner gelenkig mit einer die zugeordnete Achse 2 umgebenden Büchse 7 verbunden. Diese Büchse 7 ist entweder lose und drehbar auf der Achse oder dann fest auf derselben angeordnet, je nachdem die Räder nach der erwähnten ersten oder zweiten Bauart ausgeführt sind.
Die auf derselben Seite der Achse 2 gelegenen Druckstangen 5 sind durch eine röhrenförmige Querstrebe 6 zu einem Rahmen verbunden. Nebenstangen 8 dienen zur weiteren Aufhängung der einzelnen Bremsklotze 3 an der Achse 2 und stutzen sich entweder auf f die Achsbüchsen oder direkt auf die feste Achse ab. Die Zugstangen 15, welche sich auf derselben Seite der Achse 2 befinden, sind ebenfalls durch eine röhrenförmige Querstrebe-16 zu einem Rahmen verbunden, und die vier der Achse 2 zugeordneten Zugstangen 15 werden von einem gemeinsamen Drehzapfen 14 getragen, der in einem Verbindungsglied 13 gelagert ist.
Letzteres ist an das eine Ende eines um eine Achse 12 drehbaren Winkelhebels 11 angelenkt, dessen zweites Ende gelenkig mit einer Hauptbremsstange 10 verbunden ist. In bezug auf die zu beiden Seiten eines jeden Rades 1 angeordneten zwei Bremsklotze 3 ist die Entfernung zwischen den an diesen Klotzen befindlichen Drehachsen für die Druckstangen 5 und Zugstangen 15 grosser als der Durchmesser des Rades. In Verbindung mit jedem Rahmen 5, 6 ist eine Abhebefeder 17 vorgesehen.
Zufolge der grossen Ausladung der Druckstangen 5 über die Achse 2 fällt der Winkel a (in Fig. 4 betrachtet) zwischen jeder Druckstange 5 und zugeordneter Zug- stange 15 des Bremsgestänges klein aus, wobei er beim Andrücken der Bremsklötze 3 gegen die Schienen erst noch kleiner wird.
In Fig. 4 sind die im Zusammenhang mit einem vordern und hintern Bremsklotz 3 vorzusehenden Druckstangen 5, sowie die Teile 10, 11, 12, 13, 14, 15 des Bremsgestänges für diese Elotze 3 in vereinfachter Darstellungsweise in zwei verschiedenen Lagen gezeichnet. Die in gestrichelten Linien gezeigte Lage entspricht der Stellung jener Teile bei abgehobenen Bremsklötzen 3, während die in vollen Linien gezeigte Lage der. Stellung bei angezogenem Bremsgestänge entspricht.
Die zum Anziehen der Bremsklötze an der Hauptbremsstange 10 in der Richtung-A (Fig. 4) auszuübende Zugkraft ist ungefähr gleich gross wie die Bremskraft C, mit der die Klötze 3 gegen die Schienen 9 gepresst werden. Es tritt dabei in den Stangen 15 eine Zugkraft. R und in den Stangen 5 eine dem Wagengewicht entgegenwirkende Druck kraft B (Fig. 4) auf. Der Zapfen 14 beschreibt bei der Betätigung des Bremsgestänges eine im wesentlichen lotrechte Bahn. Der relativ grosse tote Weg des Bremsgestänges ist erforderlich, um bei einem langen Zuge ein gleichzeitiges Wirken aller Bremsklötze zu gewährleisten, sind doch Verzogerungen der Bremswirkung auf dessen ganzer Länge nicht zu vermeiden.
Auch die jetzt üblichen Bremsgestänge weisen dieses Merkmal auf.
Bei den Bremsproben ist es dem Personal auch viel leichter, sich von der richtigen Wirkungsweise zu überzeugen, wenn für einen groBen Weg der Klotze gesorgt wird.
In dieser betrieblichen wichtigen Forderung ergibt die neue Bremsart sogar erhebliche Vorteile gegenüber der jetzt üblichen. Weil nun bei der beschriebenen Anordnung der Winkel a zwischen jeder Druckstange 5 und der zugeordneten Zugstange 15 des Bremsgestänges verhältnismässig klein ist, und beim Anpressen der Bremsklotze noch kleiner wird, fällt die für das Anpressen der Klötze 3 massgebende Kraft C, trotz Wirkung des Wagengewichtes in der Rich- tung der Druckstangen 5 (Kraft B), klein aus.
Der Umstand, dass das mechanische Anpressen der Klötze 3 gegen die Schienen 9 mit verhältnismässig kleiner Bremskraft erfolgt, ist von ausschlaggebender Bedeu tune, da in einem solchen Falle eine regelbare und stosslose Bremswirkung gewähr- leistet ist. Zufolge der grossen wirksamen Reibungsfläche zwischen den vier Bremsklötzen 3, die jedem Räderpaar zugeordnet sind, und den Schienen 9 ist eine starke Bremswirkung gewährleistet.
Dass dabei jede Entgleisungsgefahr ausgeschlossen sein muss, ist einleuchtend ; dafür sorgen in erster Linie die Ansätze 4 an den Bremsklötzen 3. Der verhältnismässig kleine Winkel a bedingt den weiteren Vorteil, dass der Zapfen 14 beim Anziehen des Bremsgestänges in senkrechter Richtung nur um eine verhältnismässig kleine Strecke a zu verschieben ist. Das erleichtert wesentlich die Erfüllung der weiteren Bedingung, gemäss der kein Teil der Bremsvorrichtung jemals über die Begrenzungslinie des Normalprofils E (Fig. 3) des Rollmaterials hinausragen darf.
Die groBe Ausladung der Bremsklötze 3 in der Geleiserichtung bedingt auch eine grosse Länge des Bremsgestänges und somit eine grosse Eigenfederung desselben, so dass dieses BremsgestÏnge seinerseits einen erheblich sänfti- genden Einfluss auf die Bremswirkung aus übt.
Bei zweiachsigen Drehgestellen wird man zweckmässig auf jeder Seite nur zwei Bremsklotze zwischen den zwei Rädern vorsehen. Auch in einem solchen Falle wird man die Bremsklotze symmetrisch zu der die Last vom Fahrzeugkasten auf die Räder übertragenden Stelle anordnen, das heisst also zum Drehzapfen des Gestelles. Die Hauptbremsstange 10 kann durch jede übliche automatische Bremsbauform wie Westinghouse, Kunze-Knorr, Drolshammer usw. als Luft druckbremsen, oder Hardy als Vakuum- bremse, betätigt werden, oder endlich durch die gewohnliche Handkurbel.
Braking device on rail vehicles.
The invention relates to a braking device on rail vehicles with brake pads which are only pressed against the rails during braking while avoiding any contact with the wheels. As is known, such braking devices have more favorable conditions as far as the effective braking surface is concerned than devices in which braking takes place by pressing brake pads against the wheels of the vehicles.
Brake devices known so far, the brake pads of which can be mechanically pressed against the rails with the aid of a brake linkage, have the disadvantage that the braking force that is used is too great, so that the braking takes place in an unacceptably abrupt manner. The purpose of the present invention is now to create a rail brake device with which very gentle braking can be achieved. For this purpose, in the braking device according to the present invention, push and pull rods are provided for the transmission of force to the brake pads, which are articulated at one end to the blocks by means of a common axis of rotation for a push and pull rod each.
The push rods are also articulated to a bushing arranged on the associated vehicle axle and the tie rods belonging to this axle are carried by a common pivot pin to which the tensile force exerted on a main brake rod is transmitted by an angle lever, this pin when the brake rod is actuated describes a substantially perpendicular path.
In the accompanying drawings, an example Ausführungsiorm of the subject invention He is illustrated, namely shows:
Fig. 1 is a side view of part of the vehicle frame of a railroad car, at the same time a wagon wheel and the support of the frame on the axis of this wheel, as well as the braking device provided in connection with last terem are illustrated.
Fig. 2 shows a plan view of Fig. 1, and
3 shows a section along the line ICI ICI of FIG. 2;
4 shows, in a simplified representation, the brake linkage shown in FIGS. 1 to 3 and part of the suspension device for the brake pads in two different positions, with the forces occurring during braking in their direction and partly also in their size for one of these positions after are specified.
The vehicle wheels 1 sit on axles 2, only one of which is shown. The wheels 1 can either sit firmly on the aforementioned axle 2, or loosely, in which case it is actually an axle. A rail brake block 3 is provided in front of and behind each wheel 1. The brake pads 3 are arranged symmetrically to the point transferring the load from the vehicle body to the wheels 1, in which case that load transfer point is formed by the axle 2. The rail brake blocks 3 are each provided with a lateral extension 4 (FIG. 3), the profile of which corresponds to that of the wheel flange of the wheels 1.
For the power transmission to the brake pads 3 provided in front of and behind the wheels 1, tubular push rods 5 and tie rods 15 are provided, which are articulated at one end with the blocks 3 at ge common axis of rotation for a push and pull rod 5 respectively. 15 are connected. The push rods 5 are also connected in an articulated manner to a bushing 7 surrounding the assigned axis 2. This sleeve 7 is either loosely and rotatably arranged on the axle or then fixedly on the same, depending on whether the wheels are designed according to the first or second type mentioned.
The push rods 5 located on the same side of the axle 2 are connected to a frame by a tubular cross member 6. Ancillary rods 8 serve to further suspend the individual brake pads 3 on the axle 2 and are braced either on the axle bushes or directly on the fixed axle. The tie rods 15, which are located on the same side of the axis 2, are also connected to a frame by a tubular cross brace 16, and the four tie rods 15 associated with the axis 2 are carried by a common pivot pin 14 which is mounted in a connecting link 13 is.
The latter is articulated to one end of an angle lever 11 rotatable about an axis 12, the second end of which is articulated to a main brake rod 10. With respect to the two brake pads 3 arranged on either side of each wheel 1, the distance between the axes of rotation for the push rods 5 and tie rods 15 located on these pads is greater than the diameter of the wheel. A lifting spring 17 is provided in connection with each frame 5, 6.
As a result of the large overhang of the push rods 5 over the axis 2, the angle a (viewed in FIG. 4) between each push rod 5 and the associated pull rod 15 of the brake rod is small, although it is even smaller when the brake pads 3 are pressed against the rails becomes.
4 shows the push rods 5 to be provided in connection with a front and rear brake pad 3, as well as the parts 10, 11, 12, 13, 14, 15 of the brake linkage for this Elotze 3 in a simplified representation in two different positions. The position shown in dashed lines corresponds to the position of those parts when the brake pads 3 are lifted, while the position shown in full lines of the. Corresponds to the position with the brake linkage pulled
The tensile force to be exerted to tighten the brake pads on the main brake rod 10 in the A direction (FIG. 4) is approximately the same as the braking force C with which the pads 3 are pressed against the rails 9. A tensile force occurs in the rods 15. R and in the rods 5 a pressure force counteracting the car weight B (Fig. 4). The pin 14 describes a substantially vertical path when the brake linkage is actuated. The relatively large dead path of the brake linkage is necessary in order to ensure that all brake pads work at the same time during a long pull, since delays in the braking effect over its entire length cannot be avoided.
The brake linkages that are now common also have this feature.
During the brake tests, it is also much easier for the staff to convince themselves of the correct mode of operation if the blocks are moved a long way.
With regard to this important operational requirement, the new type of braking even provides considerable advantages over the current one. Because the angle a between each push rod 5 and the associated pull rod 15 of the brake rod is relatively small in the described arrangement, and becomes even smaller when the brake pads are pressed, the force C, which is decisive for pressing the blocks 3, falls despite the effect of the weight of the car the direction of the push rods 5 (force B), small.
The fact that the blocks 3 are mechanically pressed against the rails 9 with a relatively small braking force is of crucial importance, since in such a case a controllable and shock-free braking effect is guaranteed. Due to the large effective friction surface between the four brake pads 3, which are assigned to each pair of wheels, and the rails 9, a strong braking effect is guaranteed.
It is obvious that any risk of derailment must be excluded; this is primarily ensured by the lugs 4 on the brake pads 3. The relatively small angle a results in the further advantage that the pin 14 can only be displaced by a relatively small distance a in the vertical direction when the brake rod is tightened. This significantly facilitates the fulfillment of the further condition, according to which no part of the braking device may ever protrude beyond the boundary line of the normal profile E (FIG. 3) of the rolling stock.
The large overhang of the brake pads 3 in the direction of the track also results in a great length of the brake linkage and thus a large inherent springiness of the same, so that this brake linkage in turn exerts a considerably lowering influence on the braking effect.
In the case of two-axle bogies, it is expedient to provide only two brake pads between the two wheels on each side. In such a case, too, the brake pads will be arranged symmetrically to the point transferring the load from the vehicle body to the wheels, that is to say to the pivot of the frame. The main brake rod 10 can be actuated by any conventional automatic brake design such as Westinghouse, Kunze-Knorr, Drolshammer etc. as an air brake, or Hardy as a vacuum brake, or finally by the usual hand crank.