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PATENTANSPRÜCHE
1. Bremsvorrichtung mit Bremsbalken, insbesondere für Bremsschienen auf Rangierbahnhöfen, dadurch gekennzeichnet, dass die gegen ein Wagenrad zu drücken bestimmte Oberfläche des Bremsbalkens mindestens aus zwei Materialien mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten besteht.
2. Bremsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsbalken aus quer angeordneten Elementen (3, 4; 5, 6; 8, 9) schichtweise aufgebaut ist und dass abwechslungsweise die einen (3; 5; 8) dieser Elemente aus dem einen Material und die diesen benachbarten Elemente 4; 6; 9) aus dem anderen Material bestehen.
3. Bremsvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Elemente (3, 4) die gleiche Schichtdicke aufweisen.
4. Bremsvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicken der Elemente (5, 6) unterschiedlich sind, wobei die Schichtdicken symmetrisch oder asymmetrisch variierend im Bremsbalken verteilt sind.
5. Bremsvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Elemente (8) mit in Fahrtrichtung (10) zunehmenden Schichtdicken im Bremsbalken angeordnet sind.
6. Bremsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsbalken aus in Längsrichtung angeordneten, keilförmigen Elementen (11, 12) aufgebaut ist.
7. Bremsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material Stahl ist und dass das zweite Material eine mit Asbestfasern gefüllte Phenolharz Pressmasse oder ein Grauguss mit hohem Kohlenstoffgehalt :)der ein mit Phenolharz gebundener Graphit ist.
Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung mit Bremsbalken, insbesondere für Bremsschienen auf Rangierbahnhöfen.
In modernen Rangierbahnhöfen verwendet man heute Hochleistungs-Ablaufanlagen, die es gestatten, gegebene Zugskompositionen automatisch zu zerlegen und neu zu formieren. Ein wesentliches Element solcher Anlagen bilden die verschiedenen Bremsvorrichtungen für Einzelwagen und Wagengruppen unterschiedlicher Gewichte und Geschwindigkeiten, um auf eine konstante Auflaufgeschwindigkeit von max.
1,5 m/Sek. zu bremsen. In vielen Fällen werden für die Bremsung sogenannte Balkenbremsen verwendet, bei denen ein Bremsbalken, meist aus Stahl, von beiden Seiten an die Radwand gedrückt wird. Die Kraftübertragung erfolgt hydraulisch über elektronische Steuerorgane. Diese Art Bremsung verursacht vor allem im Bereich kleiner Geschwindigkeiten, bei etwa 1-2 m/Sek., sehr unangenehme Kreischgeräusche bis zu 120 dB(A) und ist sowohl für das Bedienungspersonal wie für Anwohner in der Nähe von Rangierbahnhöfen eine starke Belästigung. Das grosse Geräusch tritt auf infolge zu grosser Unterschiede zwischen Gleit- und Haftreibung, insbesondere aber auch bei Übergang von Gleitreibung zu Haftreibung.
Die Verwendung von Bremsbalken mit dämpfenden Elastomer-Zwischenlagen brachte keine wesentliche Verbesserung, weil das unangenehme Geräusch an der Grenzfläche Radwand/Bremsbalken entsteht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile bekannter Bremsvorrichtungen mit Bremsbalken zu vermeiden.
Erfindungsgemäss wird dies so erreicht, dass die gegen ein Wagenrad zu drücken bestimmte Oberfläche des Bremsbalkens mindestens aus zwei Materialien mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten besteht.
Bei einer zweckmässigen Ausführungsform der Bremsvorrichtung ist der Bremsbalken aus quer angeordneten Elementen schichtweise aufgebaut, wobei abwechslungsweise die einen dieser Elemente aus dem einen Material und die diesen benachbarten Elemente aus dem anderen Material bestehen.
Dadurch wird erreicht, dass während des Bremsvorganges die einzelnen Reibungskoeffizienten der verschiedenen Materialien alternierend beansprucht werden, was eine starke Reduktion der Geräuschentwicklung mit sich bringt.
Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Bremsbalken der bekannten Konstruktion mit elastomerer Zwischenlage,
Fig. 2 einen Bremsbalken, welcher aus quer angeordneten Elementen gleicher Dicke schichtweise aufgebaut ist,
Fig. 3 und 4 weitere Bremsbalken mit Querelementen, die aber unterschiedliche Schichtdicken aufweisen, und
Fig. 5 eine vierte Ausführungsform eines Bremsbalkens mit keilförmigen Elementen.
In Fig. 1 ist der eingangs erwähnte, bekannte Bremsbalicen mit einer mittig längsangeordneten Elastomer-Zwischenlage 1 gezeigt. Durch die Dämpfung konnte keine wesentliche Reduktion des Bremsgeräusches erreicht werden, da die gegen die Radwand gepresste Reibfläche 2 einheitlich auf Stahl besteht.
Demgegenüber weist der Bremsbalken gemäss Fig. 2 einen quergeschichteten Aufbau aus einzelnen Elementen 3, 4 mit unterschiedlichen Materialien auf, wobei alternierend die einen Elemente 3 aus einem ersten Material und die anderen Elemente 4 aus einem zweiten Material bestehen. Diese Materialien weisen unterschiedliche Reibungskoeffizienten auf.
Während des Bremsvorganges werden die einzelnen Reibungskoeffizienten der verwendeten Materialien alternierend beansprucht, was zu einer Verkleinerung des Unterschiedes zwischen Haft- und Gleitreibung führt und die Geräuschbildung stark dämpft. Die Schichtdicken aller Elemente 3, 4 sind gleich.
In der Fig. 3 ist ein Bremsbalken mit Querelementen 5, 6 unterschiedlicher Schichtdicken gezeigt. Die Schichtdicken können symmetrisch oder asymmetrisch variierend gewählt werden.
Beim Bremsbalken gemäss Fig. 4 sind die einen Elemente 8 mit in Fahrtrichtung 10 zunehmenden Schichtdicken angeordnet, während die Schichtdicken der anderen Elemente 9 überall gleich sind. Dabei kann das Material mit der höheren Haft- respektive Gleitreibung in Fahrtrichtung 10 progressiv oder degressiv vorgesehen sein.
Eine weitere Möglichkeit zur progressiven respektive degressiven Anbringung der höheren Reibungskoeffizienten wird durch die keilförmige Ausbildung der Elemente 11, 12 erreicht, wie beim Bremsbalken der Fig. 5 dargestellt ist.
Eine zweckmässige Materialkombination zur Erzielung der gewünschten geräuschdämpfenden Reibfläche besteht einerseits aus Stahl und anderseits aus einer mit Asbestfasern gefüllten Phenolharz-Pressmasse, wie sie in Bremsbelägen verwendet werden.
Die Elemente werden entweder durch Verklebung oder mechanische Verschraubung zum Bremsbalken montiert.
Weitere Materialkombinationen sind Stahl und Grauguss mit hohem Kohlenstoffgehalt oder Stahl und mit Phenolharz gebundenem Graphit.
Für bestimmte Anwendungsfälle könnten auch mehr als zwei verschiedene Materialien in Anwendung kommen.
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PATENT CLAIMS
1. Braking device with brake bars, in particular for brake rails at shunting yards, characterized in that the surface of the brake bar which is intended to be pressed against a wagon wheel consists of at least two materials with different coefficients of friction.
2. Braking device according to claim 1, characterized in that the brake beam from transversely arranged elements (3, 4; 5, 6; 8, 9) is built up in layers and that alternately the one (3; 5; 8) of these elements from the one Material and the elements 4 adjacent to them; 6; 9) consist of the other material.
3. Braking device according to claim 2, characterized in that all elements (3, 4) have the same layer thickness.
4. Braking device according to claim 2, characterized in that the layer thicknesses of the elements (5, 6) are different, the layer thicknesses being distributed symmetrically or asymmetrically varying in the brake beam.
5. Braking device according to claim 2, characterized in that the one elements (8) with increasing layer thicknesses in the direction of travel (10) are arranged in the brake beam.
6. Braking device according to claim 1, characterized in that the brake beam is constructed from wedge-shaped elements (11, 12) arranged in the longitudinal direction.
7. Braking device according to claim 1, characterized in that the first material is steel and that the second material is a phenolic resin molding compound filled with asbestos fibers or a gray cast iron with a high carbon content:) which is a graphite bonded with phenolic resin.
The invention relates to a braking device with a braking beam, in particular for braking rails in shunting yards.
In modern marshalling yards, high-performance drainage systems are used today, which allow given train compositions to be automatically dismantled and rearranged. An essential element of such systems are the various braking devices for individual wagons and groups of wagons of different weights and speeds in order to ensure a constant run-up speed of max.
1.5 m / sec. to break. In many cases, so-called bar brakes are used for braking, in which a brake bar, usually made of steel, is pressed against the wheel wall from both sides. The power is transmitted hydraulically via electronic control elements. This type of braking causes very unpleasant screeching noises of up to 120 dB (A), especially at low speeds, at around 1-2 m / sec., And is a major nuisance for both operating personnel and residents near marshalling yards. The large noise occurs as a result of differences between sliding and static friction that are too great, but especially also when there is a transition from sliding friction to static friction.
The use of brake beams with damping elastomer intermediate layers did not result in any significant improvement, because the unpleasant noise is generated at the wheel wall / brake beam interface.
The object of the present invention is to avoid the disadvantages of known brake devices with brake beams.
According to the invention, this is achieved in such a way that the surface of the brake beam intended to be pressed against a wagon wheel consists of at least two materials with different coefficients of friction.
In an expedient embodiment of the braking device, the braking beam is made up of transversely arranged elements in layers, with one of these elements alternately consisting of one material and the elements adjacent to it consisting of the other material.
This ensures that the individual coefficients of friction of the different materials are alternately stressed during the braking process, which results in a strong reduction in noise development.
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
1 shows a brake beam of the known construction with an elastomer intermediate layer,
2 shows a brake beam which is built up in layers from transversely arranged elements of the same thickness,
3 and 4 further brake bars with transverse elements, but which have different layer thicknesses, and
Fig. 5 shows a fourth embodiment of a brake beam with wedge-shaped elements.
In Fig. 1, the aforementioned, known brake balic with a centrally longitudinally arranged elastomer intermediate layer 1 is shown. No significant reduction in braking noise could be achieved by the damping, since the friction surface 2 pressed against the wheel wall consists of steel.
In contrast, the brake beam according to FIG. 2 has a transversely layered structure of individual elements 3, 4 with different materials, with one element 3 alternating from a first material and the other elements 4 from a second material. These materials have different coefficients of friction.
During the braking process, the individual coefficients of friction of the materials used are alternately stressed, which leads to a reduction in the difference between static and sliding friction and greatly dampens noise. The layer thicknesses of all elements 3, 4 are the same.
In Fig. 3, a brake beam with transverse elements 5, 6 of different layer thicknesses is shown. The layer thicknesses can be chosen to vary symmetrically or asymmetrically.
In the brake bar according to FIG. 4, one element 8 is arranged with layer thicknesses increasing in the direction of travel 10, while the layer thicknesses of the other elements 9 are the same everywhere. The material with the higher static or sliding friction can be provided progressively or degressively in the direction of travel 10.
Another possibility for the progressive or degressive application of the higher coefficients of friction is achieved by the wedge-shaped design of the elements 11, 12, as shown in the brake beam in FIG.
A suitable combination of materials to achieve the desired noise-dampening friction surface consists on the one hand of steel and on the other hand of a phenolic resin molding compound filled with asbestos fibers, as used in brake linings.
The elements are mounted to the brake beam either by gluing or mechanical screwing.
Other material combinations are steel and gray cast iron with a high carbon content or steel and graphite bonded with phenolic resin.
For certain applications, more than two different materials could also be used.