CH682900A5

CH682900A5 - Brake for rack and pinion railway vehicle - has brake drum with outer peripheral wall carried by support wall

Info

Publication number: CH682900A5
Application number: CH3994/90A
Authority: CH
Inventors: Alberto Cortesi
Original assignee: Schweizerische Lokomotiv
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1993-12-15
Also published as: JPH04274963A

Abstract

The support wall (18) of the brake drum (12) outer peripheral wall (17) is firmly coupled to a vehicle part (8, 11) to be braked. It has at least one brake band (14) looped round the peripheral wall and clampable against a brake face (15) on the peripheral wall and held free of the same. The brake drum has an additional wall section(s), spaced from the support wall, which bounds a sealed chamber (22) for a coolant, together with the peripheral and support walls. ADVANTAGE - Increased heat storage and transfer capacity and braking performance.

Description

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für ein Schienenfahrzeug, insbesondere ein Zahnradfahrzeug, mit einer Bremstrommel, welche eine äussere Umfangswand und eine diese tragende Stützwand aufweist, die mit einem zu bremsenden Teil des Fahrzeuges drehfest verbunden ist, und mindestens einem die Umfangswand umschlingenden Bremsband, welches gegen eine an der Umfangswand ausgebildete Bremsfläche verspannbar und von dieser freistellbar gehalten ist. The invention relates to a braking device for a rail vehicle, in particular a gearwheel vehicle, with a brake drum which has an outer peripheral wall and a supporting wall supporting it, which is connected in a rotationally fixed manner to a part of the vehicle to be braked, and at least one brake band which wraps around the peripheral wall and which acts against a braking surface formed on the peripheral wall can be braced and can be kept free of it.

Bei einer bekannten Bremseinrichtung der genannten Art ist der zu bremsende Teil ein zum Eingriff in eine Zahnstange bestimmtes Triebzahnrad, welches auf der Radsatzachse oder, nach einer anderen Ausführung, in einem auf der Radsatzachse gelagerten Getriebekasten drehbar gelagert und mit der Bremstrommel drehfest verbunden ist (CH-PS 587 738). Bei den bekannten Ausführungen ist die die Bremsfläche bildende Umfangswand auf einer ringscheibenartigen Stegwand angeordnet, die über eine Nabenpartie mit dem Triebzahnrad verbunden ist. Derartige, am Fahrzeug in der Regel mehrfach vorhandene Bremseinrichtungen müssen ein sicheres Anhalten des Fahrzeuges auf Zahnstangenstrecken gewährleisten. Die dementsprechend für relativ grosse Bremskräfte ausgelegten Bremseinrichtungen werden, insbesondere im Falle einer Notbremsung bei Talfahrt, thermisch hoch belastet, da die kinetische und potentielle Energie des Fahrzeuges während des kurzzeitigen Abbremsvorganges in Wärme umgesetzt wird, die zum grössten Teil in der Bremstrommel sowie in den Bremsbelägen und im Bremsband gespeichert und nur zu einem geringen Teil direkt an die Umgebung abgegeben wird. Entsprechend muss die im Bereich der Bremsfläche anfallende Wärme möglichst rasch über die Umfangswand abgeführt werden, um eine unzulässige thermische Belastung der Bremsbeläge, und damit ein daraus resultierendes Nachlassen der Bremskraft, zu vermeiden. Die Bremsleistung der bisherigen Bremseinrichtungen ist im wesentlichen durch das nutzbare Wärmespeichervermögen der aus Stahl oder Gusseisen gefertigten Umfangswand der Bremstrommel begrenzt, da das Wärmespeichervermögen der von der Bremsfläche weiter entfernten Teile der Bremstrommel, aufgrund der beschränkten Wärmeleitfähigkeit der üblicherweise verwendeten Materialien, relativ gering ist. Einer Erhöhung des Wärmespeichervermögens der bekannten Bremseinrichtung, etwa durch eine Verdickung der Umfangswand, sind daher relativ enge Grenzen gesetzt. In a known braking device of the type mentioned, the part to be braked is a pinion gear intended for engagement in a toothed rack, which is rotatably mounted on the axle of the wheelset or, according to another embodiment, in a gearbox mounted on the axle of the wheelset and is non-rotatably connected to the brake drum (CH -PS 587 738). In the known designs, the peripheral wall forming the braking surface is arranged on an annular disk-like web wall which is connected to the drive gear via a hub section. Such braking devices, which are usually present several times on the vehicle, must ensure that the vehicle stops safely on rack and pinion sections. The braking devices designed for relatively large braking forces are subjected to high thermal loads, especially in the event of emergency braking when driving downhill, since the kinetic and potential energy of the vehicle is converted into heat during the brief braking process, the majority of which is in the brake drum and in the brake pads and stored in the brake band and only released to a small extent directly to the environment. Accordingly, the heat accumulating in the area of the braking surface must be dissipated as quickly as possible via the circumferential wall in order to avoid an inadmissible thermal load on the brake pads, and thus a consequent reduction in the braking force. The braking power of the previous braking devices is essentially limited by the usable heat storage capacity of the circumferential wall of the brake drum made of steel or cast iron, since the heat storage capacity of the parts of the brake drum which are further away from the braking surface is relatively low due to the limited thermal conductivity of the materials normally used. An increase in the heat storage capacity of the known braking device, for example through a thickening of the peripheral wall, is therefore subject to relatively narrow limits.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere in dieser Hinsicht verbesserte Bremseinrichtung mit einem gegenüber bisherigen Ausführungen erhöhten Wärmespeicher- und Wärmetransportvermögen zu schaffen, welche eine entsprechende Erhöhung der Bremsleistung gestattet. The object of the invention is to provide a braking device which is improved in this regard in particular and which has an increased heat storage and heat transport capacity compared to previous designs and which permits a corresponding increase in the braking power.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch die erfindungsgemässe Ausführung wird auf einfache Weise, unter Beibehaltung der bisher üblichen, durch die beengten Platzverhältnisse im Einbaubereich der Bremstrommel gegebenen Abmessungen, eine Bremseinrichtung in einer kompakten Bauweise erzielt, welche sich durch ein gegenüber bisherigen Ausführungen wesentlich erhöhtes Wärmespeichervermögen auszeichnet und welche eine rasche Abfuhr der im Bereich der Bremsfläche anfallenden Wärme gewährleistet. Die erfindungsgemässe Ausführung der Bremseinrichtung gestattet somit z.B. eine Erhöhung der bisher üblichen Fahrgeschwindigkeiten, bei Zahnradfahrzeugen insbesondere der Talfahrgeschwindigkeit, bzw. eine Redimensionierung der Bremseinrichtungen bei gleichbleibender Bremsleitung. This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1. Through the design according to the invention, a braking device in a compact design is achieved in a simple manner, while maintaining the dimensions given previously by the limited space in the installation area of the brake drum, which is characterized by a significantly increased heat storage capacity compared to previous designs and which is quick to dissipate the heat generated in the area of the braking surface. The design of the braking device according to the invention thus allows e.g. an increase in the previously usual driving speeds, in particular in the case of geared vehicles, the downward driving speed, or a redimensioning of the braking devices while the brake line remains the same.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigen: Further details and features emerge from the following description of exemplary embodiments of the invention shown schematically in the drawing. Show it:

Fig. 1 einen mit einer erfindungsgemäss ausgebildeten Bremseinrichtung versehenen Radsatz eines Zahnradfahrzeuges in einem axialen Teilschnitt; 1 shows a wheel set of a gear vehicle provided with a braking device designed according to the invention in an axial partial section;

Fig. 2 eine Bremseinrichtung in einer anderen Ausführungsform, in einem axialen Teilschnitt und in einer grösseren Darstellung; 2 shows a braking device in another embodiment, in an axial partial section and in a larger representation;

Fig. 3 die Bremseinrichtung nach Fig. 2 in einem Teilquerschnitt entsprechend der Linie III-III in Fig. 2; 3 shows the braking device according to FIG. 2 in a partial cross section along the line III-III in FIG. 2;

Fig. 4, 5, 6 und 7 weitere Bremseinrichtungen, je in einem axialen Teilschnitt und je in einer abgewandelten Ausführungsform. 4, 5, 6 and 7 further braking devices, each in an axial partial section and each in a modified embodiment.

Der in der Fig. 1 dargestellte Radsatz enthält eine Achswelle 1 mit Adhäsionsrädern 2, die auf Schienen 3 geführt sind. Die Achswelle 1 ist in seitlichen Achslagern 4 gelagert, auf denen über Federn 5 je ein Längsträger 6 eines nicht weiter dargestellten Drehgestellrahmens eines Triebdrehgestells des Zahnradfahrzeuges abgestützt ist. Der Drehgestellrahmen ist über die Längsträger 6 auf entsprechenden Achslagern eines nicht dargestellten zweiten Radsatzes abgestützt und über eine ebenfalls nicht dargestellte Einrichtung zum Übertragen von Zug- und Bremskräften mit einem nicht dargestellten Fahrzeugkasten verbunden, der z.B. auf zwei derartigen Drehgestellrahmen gefedert abgestützt ist. Das Triebdrehgestell enthält eine am Drehgestellrahmen gehaltene Antriebseinrichtung 7, die, wie an sich bekannt, über ein nicht dargestelltes Getriebe mit einer auf der Achswelle 1 gelagerten Hohlwelle 8 drehfest verbunden ist. Einzelheiten einer entsprechenden Antriebseinrichtung und der Verbindung zwischen Drehgestell und Fahrzeugkasten, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, sind z.B. in der eingangs genannten CH-PS 587 738 näher erläutert. The wheel set shown in FIG. 1 contains an axle shaft 1 with adhesion wheels 2, which are guided on rails 3. The axle shaft 1 is mounted in lateral axle bearings 4, on each of which a longitudinal member 6 of a bogie frame, not shown, of a motor bogie of the geared vehicle is supported via springs 5. The bogie frame is supported via the longitudinal members 6 on corresponding axle bearings of a second wheel set, not shown, and connected to a vehicle body, not shown, via a device, also not shown, for transmitting tensile and braking forces, which e.g. is supported spring-loaded on two such bogie frames. The drive bogie contains a drive device 7 held on the bogie frame, which, as is known per se, is connected in a rotationally fixed manner to a hollow shaft 8 mounted on the axle shaft 1 via a gear (not shown). Details of a corresponding drive device and the connection between the bogie and the vehicle body, which are not the subject of the present invention, are e.g. in the above-mentioned CH-PS 587 738 explained in more detail.

Das Getriebe der Antriebseinrichtung 7 ist in einem Gehäuse 10 angeordnet, welches über nicht dargestellte Lager auf der Achswelle 1 und der Hohlwelle 8 abgestützt sein kann. Auf der Hohlwelle 8 sind ein Triebzahnrad 11 und eine Bremstrommel 12 einer Bremseinrichtung 9 drehfest angebracht. Das Triebzahnrad 11 ist zum Eingriff in eine zwischen den Schienen 3 verlaufende Zahnstange The gear of the drive device 7 is arranged in a housing 10, which can be supported on the axle shaft 1 and the hollow shaft 8 via bearings, not shown. On the hollow shaft 8, a drive gear 11 and a brake drum 12 of a braking device 9 are rotatably attached. The drive gear 11 is for engagement in a rack running between the rails 3

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13 bestimmt. Die Bremstrommel 12 ist von zwei Bremsbändem 14 umschlungen, an denen Bremsbeläge 27 befestigt sind. Die Bremsbänder 14 sind in bekannter, nicht weiter dargestellter Weise in einer auf der Hohlwelle 8 drehbar gelagerten Halterung 16 angebracht und je über eine nicht dargestellte Betätigungseinrichtung gegen eine am Umfang der Bremstrommel 12 ausgebildete Bremsfläche 15 verspannbar sowie von dieser abhebbar gehalten sind. Die Halterung 16 kann in bekannter Weise an einem Träger des Drehgestellrahmens aufgehängt bzw. abgestützt sein. Es können auch mehrere entsprechende Bremsbänder oder ein einziges Bremsband vorgesehen sein. 13 determined. The brake drum 12 is wrapped by two brake bands 14, to which brake pads 27 are attached. The brake bands 14 are mounted in a known, not shown manner in a rotatably mounted on the hollow shaft 8 bracket 16 and are each clamped by an actuating device, not shown, against a braking surface 15 formed on the circumference of the brake drum 12 and are held by this. The holder 16 can be suspended or supported in a known manner on a carrier of the bogie frame. Several corresponding brake bands or a single brake band can also be provided.

Die Bremstrommel 12 ist mit einer zylindrischen Umfangswand 17 ausgeführt, die mit einer radialen, starren ersten Stützwand 18 und einer im Abstand von dieser angeordneten, durch eine zusätzliche Wandpartie gebildeten, radialen zweiten Stützwand 18a dichtend verbunden ist. Die Stützwände 18 und 18a bilden je mit einer Nabenpartie 20 einen auf der Hohlwelle 8 befestigbaren Tragteil der Bremstrommel 12. Die Nabenpartien 20 sind miteinander über eine Distanzhülse 21 dichtend verbunden und begrenzen mit den Stützwänden 18 und 18a und der Umfangswand 17 eine ringförmige Kammer 22, die zur Aufnahme eines über einen Anschlussnippel 23 zuführbaren Kühlmittels geeignet ist. Die Kammer 22 kann vollständig oder, wie in Fig. 1 angedeutet, teilweise gefüllt sein, um eine Volumenänderung des sich erwärmenden Kühlmittels bei einer relativ geringen Erhöhung des Innendrucks der Kammer 22 zuzulassen. Die Stützwände 18, 18a sind je über mehrere, in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Schrauben 24 gegen eine Flanschpartie 25 der Umfangswand 17 verspannbar. Dar-stellungsgemäss können die Schrauben 24 je die Kammer 22 durchsetzen und als Strömungsumlenkelemente dienen, die unter der wirkenden Bremsverzögerung eine Verwirbelung der Kühlflüssigkeit und damit eine Verbesserung der Wärmeaufnahme ermöglichen. The brake drum 12 is designed with a cylindrical peripheral wall 17, which is sealingly connected to a radial, rigid first support wall 18 and to a radial second support wall 18a which is arranged at a distance therefrom and is formed by an additional wall part. The supporting walls 18 and 18a each form with a hub section 20 a support part of the brake drum 12 which can be fastened on the hollow shaft 8. The hub sections 20 are sealingly connected to one another via a spacer sleeve 21 and delimit an annular chamber 22 with the supporting walls 18 and 18a and the peripheral wall 17, which is suitable for receiving a coolant that can be supplied via a connection nipple 23. The chamber 22 can be completely or, as indicated in FIG. 1, partially filled in order to allow a change in volume of the warming coolant with a relatively small increase in the internal pressure of the chamber 22. The support walls 18, 18a can each be clamped against a flange portion 25 of the peripheral wall 17 by means of a plurality of screws 24 which are offset with respect to one another in the circumferential direction. As shown, the screws 24 can each pass through the chamber 22 and serve as flow deflection elements which, under the braking deceleration acting, enable the coolant to swirl and thus improve the heat absorption.

Bei Zahnradbetrieb des Fahrzeuges sind das Triebzahnrad 11 und die Bremstrommel 12 über die Hohlwelle 8 mit der Antriebseinrichtung 7 gekuppelt, wobei das Triebzahnrad 11 in die Zahnstange 13 eingreift. Während des normalen Fahrbetriebes -auf Zahnrad- oder Adhäsionsstrecken - wird das Fahrzeug in der Regel über eine der Antriebseinrichtung 7 zugeordnete, von der vorstehend beschriebenen Bremseinrichtung 9 unabhängige be-triebsmässige, z.B. elektrische Bremseinrichtung gebremst. Die dem Triebzahnrad 11 zugeordnete Bremseinrichtung 9 bzw. mehrere entsprechende, z.B. je einem weiteren Triebzahnrad 11 zugeordnete Bremseinrichtungen 9 müssen, unabhängig von der betriebsmässigen Bremseinrichtung, ein sicheres Anhalten des Fahrzeuges gewährleisten. When the vehicle is in gear mode, the drive gear 11 and the brake drum 12 are coupled to the drive device 7 via the hollow shaft 8, the drive gear 11 engaging in the toothed rack 13. During normal driving operation - on gearwheel or adhesion sections - the vehicle is generally operated via a drive device 7 associated with the drive device 7 and independent of the brake device 9 described above, e.g. electric braking device braked. The braking device 9 assigned to the drive gear 11 or several corresponding, e.g. Braking devices 9, each associated with a further drive gear 11, must ensure that the vehicle stops safely, regardless of the operational braking device.

Beim schnellen Abbremsen des Fahrzeuges durch die Bremseinrichtung bzw. Bremseinrichtungen 9, insbesondere bei einer Notbremsung des Fahrzeuges bei Talfahrt, wird die gesamte kinetische und potentielle Energie des Fahrzeuges innerhalb weniger Sekunden an der Bremseinrichtung 9 bzw. den entsprechenden weiteren Bremseinrichtungen 9 in Wärme umgesetzt, welche über die Bremsfläche 15 und die Umfangswand 17 der Bremstrommel 12 auf das Kühlmittel übertragen und durch dieses gespeichert wird. Als Kühlmittel wird zweckmässigerweise eine frostsichere Flüssigkeit, z.B. ein Glykol-Wasser-Gemisch, verwendet, welches eine hohe Wärmespeicherkapazität, eine hohe Siedetemperatur und einen geringen Volumen-Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung kann die Umfangswand 17 mit einer geringen Wandstärke ausgeführt sein. Durch die beschriebene Ausführung wird die beim Bremsvorgang anfallende Wärme rasch aus dem Bereich der Bremsfläche 15 abgeführt, so dass eine entsprechend geringe Wärmebelastung der Bremsbeläge 27 und des Bremsbandes 14 gewährleistet und damit auch bei grossen Bremsleistungen oder bei aufeinanderfolgenden Notbremsungen eine Überhitzung der Bremsbeläge 27 mit entsprechender Beeinträchtigung der Bremswirkung verhindert werden kann. When the vehicle is braked quickly by the braking device or devices 9, in particular when the vehicle brakes emergency when driving downhill, the entire kinetic and potential energy of the vehicle is converted into heat within a few seconds at the braking device 9 or the corresponding further braking devices 9, which is transferred to the coolant via the braking surface 15 and the peripheral wall 17 of the brake drum 12 and is stored thereby. A frost-proof liquid, e.g. a glycol-water mixture used, which has a high heat storage capacity, a high boiling temperature and a low volume expansion coefficient. To improve the heat transfer, the peripheral wall 17 can be made with a small wall thickness. Due to the described embodiment, the heat generated during the braking process is rapidly dissipated from the area of the brake surface 15, so that a correspondingly low thermal load on the brake pads 27 and the brake band 14 is ensured and thus overheating of the brake pads 27 with a correspondingly high braking performance or in the case of successive emergency braking Impairment of the braking effect can be prevented.

In der Zeichnung sind einander entsprechende Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der Bremstrommel 12 nach den Fig. 2 und 3 ist die Umfangswand 17 mit Kühlrippen in Form von nach innen abstehenden Erhebungen 30 ausgeführt, die in Umfangsrichtung verlaufende ringnutenartige Vertiefungen 31 begrenzen. Auf diese Weise kann der Abstand des Kühlmediums von der Bremsreibfläche 15 minimal gehalten und somit eine weitere Verbesserung des Wärmetransports erzielt werden, ohne dass dabei die Steifigkeit der Umfangswand 17 beeinträchtigt wird. Im Innern der Kammer 22 sind in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte, lamellenartige Strömungsumlenkelemente In the drawing, corresponding parts are provided with the same reference numerals. In the brake drum 12 according to FIGS. 2 and 3, the peripheral wall 17 is designed with cooling ribs in the form of elevations 30 projecting inwards, which delimit annular groove-like depressions 31. In this way, the distance of the cooling medium from the brake friction surface 15 can be kept to a minimum, and thus a further improvement in the heat transport can be achieved without the rigidity of the peripheral wall 17 being impaired. In the interior of the chamber 22 are lamellar flow deflecting elements which are offset with respect to one another in the circumferential direction

32 angeordnet, die in den Stützwänden 18 und 18a feststehend oder, wie dargestellt, mittels Schrauben 32 arranged, which are fixed in the support walls 18 and 18a or, as shown, by means of screws

33 schräg zur Umlaufrichtung der Bremstrommel 12 einstellbar gehalten sein können. Darstellungsge-mäss können die Umlenkelemente 32 kammartig, mit in die Vertiefungen 31 einführbaren, schaufelartigen Zähnen 36, ausgeführt sein, welche ein teilweises Abströmen des in den Vertiefungen 31 befindlichen Kühlmittels nach innen erzwingen. Durch die Umlenkelemente 32 kann somit, wie in Fig. 3 durch Strömungslinien L angedeutet, eine intensivere Verwirbelung des Kühlmittels und eine bessere Durchströmung der Vertiefungen 31 erzielt und damit, im Vergleich zu bisherigen Ausführungen, die Wärmeübertragung auf das Kühlmittel verbessert werden. 33 can be held at an angle to the direction of rotation of the brake drum 12 adjustable. As shown, the deflection elements 32 can be comb-like, with scoop-like teeth 36 that can be inserted into the depressions 31 and force the coolant located in the depressions 31 to flow out inwards. The deflection elements 32 can, as indicated in FIG. 3 by flow lines L, achieve a more intensive swirling of the coolant and a better flow through the depressions 31 and thus, compared to previous designs, improve the heat transfer to the coolant.

Entsprechend den Fig. 2 und 3 kann die Kammer 22 mit einem Ausgleichsbehälter 34 in Verbindung stehen, der Volumenänderungen des jeweils beim Bremsvorgang erwärmten Kühlmittels zulässt. Darstellungsgemäss kann der Ausgleichsbehälter According to FIGS. 2 and 3, the chamber 22 can be connected to an expansion tank 34, which permits changes in the volume of the coolant heated in each case during the braking process. As shown, the expansion tank

34 durch einen Druckbehälter gebildet sein, der durch eine Trennmembran 35 in einen mit der Kammer 22 verbundenen ersten Druckraum 34a und einen unter einem vorbestimmten Vorspanndruck stehenden, z.B. Druckluft oder eine Gasfüllung enthaltenden zweiten Druckraum 34b unterteilt ist. Entsprechend wird eine Vergrösserung des Volumens des Kühlmittels durch Verdrängung des im zweiten Druckraum 34b enthaltenen Druckmittels 34 may be formed by a pressure vessel which is separated by a separating membrane 35 into a first pressure chamber 34a connected to the chamber 22 and a pressure which is under a predetermined pre-tension, e.g. Compressed air or a gas filling containing second pressure chamber 34b is divided. A corresponding increase in the volume of the coolant is caused by displacement of the pressure medium contained in the second pressure chamber 34b

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aufgenommen, so dass eine unzulässige Erhöhung des in der Kammer 22 herrschenden Innendrucks vermieden werden kann. Entsprechend dem im Druckraum 34b herrschenden Druck kann das Kühlmittel auf einen vorbestimmten Druck vorgespannt und damit eine entsprechende Erhöhung der Siedetemperatur des Kühlmittels erzielt werden, wodurch die spezifische Wärmebelastung der Bremseinrichtung 9 entsprechend erhöht werden kann. Durch eine den Druck im Ausgleichsbehälter 34 erfassende Überwachungseinrichtung, darstellungsgemäss ein am Ausgleichsbehälter 34 angebrachtes Mono-meter 29, kann das System auf allfällige Leckage, die einen Druckabfall zur Folge hätte, kontrolliert bzw. überwacht werden. recorded so that an impermissible increase in the internal pressure prevailing in the chamber 22 can be avoided. In accordance with the pressure prevailing in the pressure chamber 34b, the coolant can be biased to a predetermined pressure and a corresponding increase in the boiling temperature of the coolant can be achieved, as a result of which the specific thermal load on the braking device 9 can be increased accordingly. The system can be checked or monitored for any leakage which would result in a pressure drop by means of a monitoring device which detects the pressure in the expansion tank 34, in the illustration a monometer 29 attached to the expansion tank 34.

Die Bremseinrichtung 9 nach Fig. 4 enthält eine Bremstrommel 37, die einem durch eine Nabenpartie 38 und eine von dieser mittig abstehende, starre stegartige Stützwand 40 gebildeten Tragteil und zwei mit diesem je über eine Dichtungsanordnung 39 dichtend verbundene ringförmige Umfangswände 41 sowie zwei flexible Seitenwände 42 aufweist, welche mit der Nabenpartie 38, der Stützwand 40 und den Umfangswänden 41 zwei je zur Aufnahme eines Kühlmittels bestimmte Kammern 22a und 22b begrenzen. Die Seitenwände 42 sind durch nichttragende, ringscheibenartige Wandtejle aus Gummi oder einem entsprechenden, beim Überschreiten eines vorbestimmten Innendrucks der Kammern 22 bzw. 22a elastisch verformbaren Material gebildet. Die Seitenwände 42 sind je mit der Umfangswand 41 und der Nabenpartie 38 dichtend verbunden und so ausgeführt, dass durch Erwärmung bedingte Volumenänderungen des in den Kammern 22a und 22b enthaltenen Kühlmittels jeweils durch elastische Verformung der Seitenwände 42 aufgenommen werden. Die Seitenwände 42 können, wie in Fig. 4 angedeutet, mittels Befestigungsringen 43 und 44 mit den Umfangswänden 41 bzw. der Nabenpartie 38 verbunden sein. 4 contains a brake drum 37, which has a support part formed by a hub section 38 and a rigid web-like support wall 40 projecting from it centrally and two annular peripheral walls 41 each sealingly connected to it via a sealing arrangement 39 and two flexible side walls 42 which, with the hub portion 38, the support wall 40 and the peripheral walls 41, delimit two chambers 22a and 22b each intended to receive a coolant. The side walls 42 are formed by non-load-bearing, washer-like wall parts made of rubber or a corresponding material which is elastically deformable when a predetermined internal pressure of the chambers 22 or 22a is exceeded. The side walls 42 are each sealingly connected to the peripheral wall 41 and the hub portion 38 and are designed such that changes in volume of the coolant contained in the chambers 22a and 22b due to heating are absorbed in each case by elastic deformation of the side walls 42. The side walls 42 can, as indicated in FIG. 4, be connected to the peripheral walls 41 or the hub part 38 by means of fastening rings 43 and 44.

Wie aus der Fig. 4 ebenfalls hervorgeht, können die Umfangswände 41 je mit einem wellenartigen Querschnitt ausgeführt sein, der durch in Umfangsrichtung verlaufende sickenartige Erhebungen 41a und Vertiefungen 41b gebildet ist. Dadurch können die Umfangswände 41 relativ dünnwandig und - bei gegebener Breite der Bremstrommel 37 - mit entsprechend vergrösserten wirksamen Reibflächen ausgeführt werden. Durch die wellenförmige Ausbildung der Umfangswände 41 kann - im Vergleich zu Ausführungen mit glatten, zylindrischen Umfangswänden - eine Verringerung der spezifischen Reibleistung pro Flächeneinheit erzielt werden. Die profilierten Umfangswände 41 sind zudem bei geringerer Wandstärke höher belastbar. Durch die keilförmig ausgebildeten Reibflächen kann, bei gleichbleibender radialer Band-Anpresskraft, ein höherer mittlerer Anpressdruck und somit eine erhöhte Bremskraft erzielt werden. Die profilierten Umfangswände 41 weisen zudem eine relativ grosse, vom Kühlmittel benetzbare Kühlfläche auf, so dass die Kühlwirkung entsprechend verbessert wird. Bei dieser Ausführung sind die Bremsbänder 14 mit Bremsbelägen 45 versehen, die je mit einem dem Profil der Umfangswände 41 angepassten, durch As can also be seen from FIG. 4, the peripheral walls 41 can each be designed with a wave-like cross section, which is formed by bead-like elevations 41a and depressions 41b running in the peripheral direction. As a result, the peripheral walls 41 can be made relatively thin-walled and - given the width of the brake drum 37 - with correspondingly enlarged effective friction surfaces. The wave-shaped design of the peripheral walls 41 can - compared to designs with smooth, cylindrical peripheral walls - achieve a reduction in the specific friction per unit area. The profiled peripheral walls 41 can also be subjected to higher loads with a smaller wall thickness. Due to the wedge-shaped friction surfaces, a higher mean contact pressure and thus an increased braking force can be achieved with a constant radial band pressure. The profiled peripheral walls 41 also have a relatively large cooling surface that can be wetted by the coolant, so that the cooling effect is improved accordingly. In this embodiment, the brake bands 14 are provided with brake pads 45, each with a profile that is adapted to the profile of the peripheral walls 41

Erhebungen 45a und Vertiefungen 45b gebildeten Querschnitt und einer entsprechend vergrösserten Bremsfläche ausgeführt sind. Elevations 45a and depressions 45b formed cross section and a correspondingly enlarged braking surface are executed.

Die Bremseinrichtung 9 nach Fig. 5 enthält eine Bremstrommel 47 mit zwei Stützwänden 50 und 50a, die mit einer ringförmigen Nabenpartie 48 und einer einzigen Umfangswand 41 dichtend verbunden sind. Bei entsprechend starker Ausbildung der Umfangswand 41 kann sich diese, wie in Fig. 5 dargestellt, über die ganze Breite der Bremstrommel 47 erstrecken. Die Stützwände 50 und 50a sind durch ringscheibenartige, z.B. aus Stahl gefertigte Wandteile gebildet, welche, im Axialschnitt gesehen, je mit einem durch konzentrisch verlaufende sickenartige Erhebungen 51a und Vertiefungen 51b gebildeten wellenförmigen Querschnitt ausgeführt sind. Die Stützwände 50 und 50a können mit einer relativ hohen Steifigkeit in radialer Richtung und einer relativ geringen Steifigkeit in axialer Richtung der Bremstrommel 47 ausgeführt sein, so dass einerseits eine sichere Führung der Umfangswand 41 gewährleistet und andererseits - bei einer durch Erwärmung verursachten Vergrösserung des Volumens des Kühlmittels - eine entsprechende elastische Verformung im Sinne eines seitlichen Ausbeulens der Stützwände 50 und 50a ermöglicht wird. Es versteht sich, dass entsprechende, wellschei-benartige Wandteile auch als nichttragende Seitenwände ausgebildet und, z.B. bei einer Ausführung gemäss Fig. 4, anstelle der Seitenwände 42 eingesetzt werden können. 5 contains a brake drum 47 with two support walls 50 and 50a, which are sealingly connected to an annular hub portion 48 and a single peripheral wall 41. With a correspondingly strong design of the peripheral wall 41, this can extend over the entire width of the brake drum 47, as shown in FIG. 5. The support walls 50 and 50a are separated by washer-like, e.g. Wall parts made of steel, which, seen in axial section, are each designed with a wave-shaped cross section formed by concentrically running bead-like elevations 51a and depressions 51b. The support walls 50 and 50a can be designed with a relatively high stiffness in the radial direction and a relatively low stiffness in the axial direction of the brake drum 47, so that on the one hand a secure guidance of the peripheral wall 41 is guaranteed and on the other hand - with an increase in the volume of the heating caused by heating Coolant - a corresponding elastic deformation in the sense of a lateral bulge of the support walls 50 and 50a is made possible. It goes without saying that corresponding corrugated-disk-like wall parts are also designed as non-load-bearing side walls and, e.g. 4, can be used instead of the side walls 42.

Entsprechend der Darstellung nach Fig. 6 kann die Bremstrommel 12 mit mehreren, die Kammer 22 durchsetzenden Kühlkanälen in Form von schlauchartigen Verbindungsstücken 52 versehen sein, welche in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind und welche je eine im zentralen Bereich der Bremstrommel 12, darstellungsgemäss in der Nabenpartie 20 der ersten Seitenwand 18, vorgesehene Eintrittsöffnung 53 mit einer im peripheren Bereich der Bremstrommel 12, darstellungsgemäss in der zweiten Seitenwand 18a, vorgesehene Austrittsöffnung 54 verbinden. Durch diese Anordnung kann bei rotierender Bremstrommel 12 Kühlluft durch die Eintrittsöffnung 53 angesaugt und durch die Verbindungssstücke 52 - bei gleichzeitiger Wärmeaufnahme aus dem Kühlmittel - durch die Kammer 22 gegen die Austrittsöffnung 54 geführt und ausgestossen werden. Die Verbindungsstücke 52 können je durch einen an sich bekannten Schlauch gebildet sein, der eine Kombination aus starren Abschnitten und diese verbindenden, elastisch verformbaren, weichen Abschnitten enthält, und der jeweils durch Kontraktion der weichen Abschnitte eine durch Erwärmung bedingte Vergrösserung des Volumens des Kühlmittels bei relativ geringer Erhöhung des in der Kammer 22 herrschenden Innendrucks ermöglicht. Es ist auch eine Ausführung möglich, bei der die Eintrittsöffnungen 53 an eine nicht dargestellte Zuführeinrichtung für Druckluft angeschlossen sind. 6, the brake drum 12 can be provided with a plurality of cooling channels passing through the chamber 22 in the form of hose-like connecting pieces 52, which are arranged offset in the circumferential direction and each one in the central area of the brake drum 12, as shown in the hub section 20 of the first side wall 18, the provided inlet opening 53 with an outlet opening 54 provided in the peripheral region of the brake drum 12, as shown in the second side wall 18a. With this arrangement, when the brake drum 12 is rotating, cooling air can be drawn in through the inlet opening 53 and can be guided and ejected through the connecting pieces 52 - with simultaneous heat absorption from the coolant - through the chamber 22 against the outlet opening 54. The connecting pieces 52 can each be formed by a hose known per se, which contains a combination of rigid sections and connecting them, elastically deformable, soft sections, and which, by contraction of the soft sections, increases the volume of the coolant as a result of heating at a relative rate allows a slight increase in the internal pressure prevailing in the chamber 22. An embodiment is also possible in which the inlet openings 53 are connected to a supply device for compressed air, not shown.

Die erfindungsgemässe Bremseinrichtung 9 kann auch auf einer Getriebe - oder Motorwelle angebracht sein und z.B. als Betriebsbremse verwendet werden. Gemäss Fig. 7 ist bei einer derartigen Aus5 The braking device 9 according to the invention can also be mounted on a gear or motor shaft and e.g. can be used as a service brake. According to FIG. 7, such an Aus5

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CH 682 900 A5 CH 682 900 A5

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führungsform, die für eine jeweils entsprechend längere Einsatzdauer ausgelegt ist, eine Bremstrommel 56 drehfest auf einer Welle 57 angebracht, welche über ein Getriebe 60 mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung eines Schienenfahrzeuges verbunden ist. Das Schienenfahrzeug kann in beliebiger Bauweise, z.B. für Zahnrad- und/oder für Adhäsionsbetrieb, ausgeführt sein. Die Welle 57 ist in einem Gehäuse 58 gelagert, welches das nicht weiter dargestellte Getriebe 60 enthält und welches in bekannter, nicht dargestellter Weise am Drehgestellrahmen oder an einem anderen Teil, z.B. dem Kasten, des Fahrzeugs gehalten ist. leadership form, which is designed for a correspondingly longer period of use, a brake drum 56 rotatably mounted on a shaft 57 which is connected via a gear 60 to a drive device, not shown, of a rail vehicle. The rail vehicle can be of any design, e.g. for gear and / or for adhesion operation. The shaft 57 is mounted in a housing 58 which contains the gear 60 (not shown further) and which in a known, not shown manner on the bogie frame or on another part, e.g. the box of the vehicle.

Die Kammer 22 der Bremstrommel 56 ist über mehrere, in den Nabenpartien 20 angeordnete Bohrungen 61 uncl 61a und in der Welle 57 angeordnete Bohrungen 62 bzw. 62a an eine Zuführleitung 64 bzw. eine Rückführleitung 64a eines Kühlkreislaufs 63 angeschlossen, der eine Umwälzpumpe 65, einen Kühler 66 und einen Ausgleichsbehälter 34 enthält. Die Zuführleitung 64 und die Rückführleitung 64a sind je über eine rotationsbewegliche Dichtungsanordnung 67 an die Bohrung 62 bzw. 62a angeschlossen. Die Umwälzpumpe 65, der Kühler 66 und der Ausgleichsbehälter 34 können am Drehgestellrahmen oder am Fahrzeugkasten feststehend angeordnet sein. Bei Bremsbetrieb kann die Kammer 22 der Bremstrommel 56 ständig vom Kühlmittel, welches im Kühler 66 gekühlt und über die Umwälzpumpe 65 in die Kammer 22 zurückgeführt wird, durchströmt werden. Zur Verbesserung der Kühlwirkung kann dem Kühler 66 ein Kühlventilator 68 zugeordnet sein. Der feststehend angeordnete Ausgleichsbehälter 34 gestattet eine ständige Überwachung des im Druckraum 34b herrschenden Drucks und ermöglicht dadurch eine zuverlässige Kontrolle der Dichtheit des Kühlkreislaufs 63. Eine derartige Bremseinrichtung ist auch im Dauerbremsbetrieb einsetzbar. The chamber 22 of the brake drum 56 is connected to a supply line 64 and a return line 64a of a cooling circuit 63 via a plurality of bores 61 and 61a arranged in the hub portions 20 and bores 62 and 62a arranged in the shaft 57, and a recirculation line 64a which includes a circulation pump 65 Includes cooler 66 and a surge tank 34. The feed line 64 and the return line 64a are each connected to the bore 62 or 62a via a seal arrangement 67 which can be rotated. The circulation pump 65, the cooler 66 and the expansion tank 34 can be arranged fixed on the bogie frame or on the vehicle body. During braking operation, the chamber 22 of the brake drum 56 can be continuously flowed through by the coolant, which is cooled in the cooler 66 and returned to the chamber 22 via the circulating pump 65. A cooling fan 68 can be assigned to the cooler 66 to improve the cooling effect. The fixed reservoir 34 allows constant monitoring of the pressure prevailing in the pressure chamber 34b and thereby enables a reliable control of the tightness of the cooling circuit 63. Such a braking device can also be used in continuous braking operation.

Die erfindungsgemässen Bremseinrichtungen 9 sind auch an Laufdrehgestellen mit nicht angetriebenen, lediglich als Bremszahnräder dienenden Zahnrädern anwendbar. Ferner sind auch Ausführungen möglich, bei denen die Bremstrommel durch unmittelbar mit dem Trieb- bzw. Bremszahnrad verbundene Umfangs- und Seitenwandteile gebildet ist. Die erfindungsgemässen Bremseinrichtungen sind für jede Art von Schienenfahrzeugen, z.B. auch für Standseilbahnen oder Grubenfahrzeuge, geeignet. The braking devices 9 according to the invention can also be used on bogies with non-driven gears which serve only as brake gears. Furthermore, designs are also possible in which the brake drum is formed by peripheral and side wall parts which are connected directly to the drive or brake gear. The braking devices according to the invention are suitable for every type of rail vehicle, e.g. also suitable for funiculars or mine vehicles.

Claims

1. Braking device for a rail vehicle, in particular a gear vehicle, with a brake drum (12, 37, 47, 56), which has an outer peripheral wall (17, 41) and a supporting wall (18, 40, 50) supporting this, with a part to be braked (8, 11, 57) of the vehicle is connected in a rotationally fixed manner, and at least one brake band (14) wrapping around the peripheral wall (17, 41), which can be braced against a braking surface (15) formed on the peripheral wall (17, 41) and is kept free of this, characterized in that the brake drum (12, 37, 47, 56) is at least one at a distance from the support wall

(18, 40, 50) arranged, additional wall section which, with the peripheral wall (17, 41) and the support wall (18, 40, 50), delimits a sealable chamber (22, 22a, 22b) intended for receiving a coolant.

2. Braking device according to claim 1, characterized in that the peripheral wall (17) of the brake drum (12) is designed with rib-like elevations (30) projecting inward from its inner periphery, which are separated from one another by circumferential groove-like depressions (31) .

3. Braking device according to claim 1, characterized in that the peripheral wall (41) of the brake drum (37, 47) is designed with a wave-like cross section formed by bead-like elevations (41a) and depressions (41b) extending in the circumferential direction.

4. Braking device according to one of the preceding claims, characterized in that the additional wall section is designed as an additional, supporting supporting wall (18a, 50a).

5. Braking device according to one of the preceding claims, characterized in that the additional wall section is formed by a flexible wall part which is elastically deformable when a predetermined internal pressure in the chamber (22, 22a, 22b) is exceeded.

6. Braking device according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting wall (50, 50a) is formed by a flexible wall part which is elastically deformable when a predetermined internal pressure prevailing in the chamber (22) is exceeded.

7. Braking device according to claim 5 or 6, characterized in that the flexible wall part, seen in axial section, is designed with a wavy cross-section formed by circumferential bead-like elevations (51a) and depressions (51b).

8. Braking device according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber (22) of the brake drum (12) with a number arranged in its interior, suitable for influencing the flow of the coolant, e.g. in the form of rod-like or lamellar flow guide elements (24, 32).

9. Braking device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the interior of the chamber (22) with a volume change of the coolant, e.g. to a predetermined internal pressure adjustable expansion tank (34) is connected.

10. Braking device according to claim 9, characterized in that the expansion tank (34) on the support wall (18) or the additional wall section (18a) of the brake drum (12) is arranged.

11. Braking device according to claim 9, characterized in that the expansion tank (34) in a with the interior of the chamber (22) of the brake drum (56) connectable cooling circuit (63) is contained.

12. Braking device according to one of the preceding claims, characterized in that

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the chamber (22) of the brake drum (12) is provided with a plurality of cooling channels which pass through its interior and through which a coolant can flow, each having an inlet opening provided in a central section (20) of the brake drum (12)

(53) with an outlet opening provided in a peripheral section of the brake drum (12)

Connect (54).

13. Braking device according to claim 13, characterized in that the cooling channels are each formed by a hose-like connecting piece (52).

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