DD254359A1 - Magnetisch durchflossene verschleissflaechen von elektrodynamischen gleisbremsen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft elektrodynamische Gleisbremsen, bei denen die magnetisch durchflossene Verschleissflaeche zwischen Bremstraeger und Wagenrad zur Erhoehung des Verschleissschutzes eine Auftragsschweissung besitzt. Das Ziel der Erfindung besteht in einer Verbesserung der Bremsleistung im Neuzustand der verschleissfesten Auftragsschicht und in der Erhaltung dieser Leistung bis zum Erreichen der Betriebsgrenzmasse fuer das Verschleissteil. Ausserdem soll die Standzeit der Verschleissschicht selbst erhoeht werden. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass auf die verschleissfeste Auftragsschicht eine zweite, weiche Schicht aufgebracht wird, mittels der die Rauheit der Oberflaeche der verschleissfesten Schicht ausgeglichen und infolge Luftspaltreduzierung ein Leistungsanstieg der Bremse erreicht wird. Fuer die verschleissfeste Auftragsschicht kann wegen des Verzichtes auf eine hohe Oberflaechenguete die Werkstoffauswahl rein nach Verschleissgesichtspunkten bei Erhalt oder Verbesserung der ferromagnetischen Eigenschaften vorgenommen werden.

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Gestaltung magnetisch durchflossener Verschleißflächen am Bremsentrog und an den Bremsträgern von elektrodynamischen Gleisbremsen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Mehrzahl der bekannten elektrodynamischen Gleisbremsen besitzen massive Bremsträger und Bremsentröge aus hochfestem Material. Bei ihnen sind die magnetisch durchflossenen Verschleißflächen zwischen Bremsentrog und Bremsträger sowie zwischen Bremsträger und Wagenrad zur Vermeidung eines großen Luftspaltes entsprechend bearbeitet. Eine solche konstruktive Gestaltung weist die bei den Schweizerischen Bundesbahnen betriebene elektrodynamische Gleisbremse auf. Diese Lösung ist aus materialökonomischer Sicht ungünstig, da nach einem Balligwerden der Trogoberseite bzw. bei einem Verschleiß von ca. 20mm des Bremsträgers die genannten Baugruppen unbrauchbar werden. Um diesen Nachteilen zu begegnen, sind Gleisbremsen entwickelt worden, bei denen zum Verschleißschutz des Bremsträgers besonders, auswechselbare Bremsleisten angeordnet sind. Solche Gleisbremsen sind bei der Deutschen Reichsbahn, den Sowjetischen Eisenbahnen und der Japanischen Staatsbahn im Einsatz. Diese Bauformen besitzen den Nachteil, daß mit steigendem Verschleiß der Bremsleisten deren Stabilität sehr stark nachläßt und es zu Verformungen der Bremsleisten kommt oder fertigungsaufwendige Maßnahmen zum Vermeiden der Verformung notwendig sind. Dem Problem der Luftspaltbildung zwischen Bremsleisten und Wagenrad wurde durch eine Bearbeitung der Leistenoberfläche begegnet. Eine hiervon abweichende Lösung enthält die DE-AS 2228999.

Um dem Verschleiß hoch beanspruchter Bauteile zu begegnen, ist aus dem Fachgebiet Schweißtechnik das Aufbringen von verschleißfesten Auftragsschichten auf einen Grundwerkstoff geringerer Festigkeit bekannt! Dabei erfolgt die Wahl des Auftragsmaterials nach der mechanischen Belastungsart. Im allgemeinen wird die Auftragsschicht ein- oder mehrlagig aus dem gleichen Werkstoff gebildet (DL-PS 119151). In Ausnahmefällen besitzen diese Auftragsschichten unterschiedliche Legierungen (DE-OS 2346873 und DE-OS 2905012).

Eine Anwendung dieses Prinzips erfolgt z. B. auch nach DE-AS 2655695 C 2 bei Balkengleisbremsen. Das Auftragsschweißen einer verschleißfesten Schicht auf den monolithischen Bremsträger einer elektrodynamischen Gleisbremse ist ebenfalls bekannt. Hohe Standzeiten und ein nahezu störungsfreier Betrieb sind wesentliche Vorteile dieser Bremsträgerausführung mit Auftragsschweißung. Die nicht zu vermeidende Rauheit der Oberfläche der Auftragsschicht im Neuzustand führt jedoch zu größeren Luftspalten zwischen Bremsträger und abzubremsenden Wagenrad. Die Folge davon ist, daß die Gleisbremse im Neuzustand der Verschleißflächen eine erheblich geringere Leistung aufweist als nach längerer Betriebszeit. Wegen der langen Dauer der verminderten Leistung muß die Bemessung der Gleisbremse entsprechend ihrem Einsatzort nach dem Leistungsvermögen bei verringerter Leistung vorgenommen und damit für den größten Teil ihres Einsatzes überdimensioniert werden.

Ein Verschleißschutz der Oberseite des Bremsentroges und Maßnahmen zur Vermeidung einer Luftspaltbildung in diesem Bereich sind bei keiner bekannten elektrodynamischen Gleisbremse realisiert.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Gewährleistung einer annähernd konstanten Leistungsfähigkeit der elektrodynamischen Gleisbremse vom Neuzustand der Verschleißfläche bis zum Erreichen der Betriebsgrenzmaße, um hierdurch kürzere und damit billigere Gleisbremsen einsetzen zu können, und in einer Erhöhung der Verschleißfestigkeit der magnetisch durchflossenen Verschleißflächen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe besteht darin, durch das Herstellen eines luftspaltfreien Verschleißschichtenaufbaus auf den magnetisch durchflossenen Verschleißflächen am Bremsträger bzw. Bremsentrog und eine gezielte Auftragswerkstoffwahl einen optimalen Verschleißschutz bei weitgehend konstanter Bremsleistung zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf die magnetisch durchflossenen Verschleißflächen der elektrodynamischen Gleisbremse eine verschleißfeste Auftragsschicht aufgebracht ist und die rauhe, unbearbeitete Oberfläche dieser verschleißfesten Schicht mit einer weiteren Auftragsschicht, die aus einem weichen, magnetisch gut leitenden Material besteht, versehen ist. Sie besitzt nur eine solche Dicke, daß die Rauheit der verschleißfesten Schicht annähernd oder völlig ausgeglichen wird. Die Oberfläche der weichen Auftragsschicht selbst soll dabei wenig Unebenheiten aufweisen. Ein weiteres Merkmal derweichen Auftragsschicht besteht darin, daß bei ihrer Auftragung keine oder nur eine geringe Vermischung mit der ersten Auftragsschicht eintritt, damit keine Festigkeitsminderung der verschleißfesten und keine Aufhärtung derweichen Auftragsschicht erfolgt. Die Art und Weise der Aufbringung derweichen Auftragsschicht, z. B. Auftragsschweißen oder-spritzen, ist dabei von untergeordneter Bedeutung und wird mit wesentlichen von der Einhaltung der an diese Auftragsschicht gestellten Parameter Festigkeit, magnetische Leitfähigkeit, Dicke und Oberflächenrauheit sowie von der Beeinträchtigung der verschleißfesten Auftragsschicht bestimmt. Die Festigkeit dieser weiteren Auftragsschicht kann so gering sein, daß es infolge hoher örtlicher Reibverschleißbeanspruchung zu einer plastischen Verformung der aus der Verschleißfläche herausragenden Unebenheiten derweichen Auftragsschicht und einerzusätzlichen Materialauftragung in den Vertiefungen der Verschleißschicht kommt.

Der Effekt, der durch die weiche Auftragsschicht auf dem Bremsträger erreicht wird, besteht darin, daß bereits nach wenigen Abbremsungen von Wagen in der Gleisbremse die Oberfläche der mit dem Wagenrad korrespondierenden Seite des Bremstragers glatt und damit der leistungsmindernde Luftspalt zwischen Bremsträger und Wagenrad beseitigt ist. Hierdurch wird erreicht, daß die volle Leistung der Gleisbremse bereits nach kurzer Einlaufzeit der Bremsträger zur Verfügung steht. Die verschleißfeste Auftragsschicht selbst ist so auszubilden, daß sie bei hoher Verschleißfestigkeit maxi male ferromagnetische Eigenschaften aufweist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Figur 1 zeigt den Schnitt durch den um eine Fahrschiene angeordneten Teil einer elektrodynamischen Gleisbremse mit der Lage der verschleißbeanspruchten Seiten des Bremsträgers und des Bremsentroges.

Figur 2 zeigt die schematische Darstellung der Gestaltung der Verschleißfläche des Bremsträgers im neu gefertigten Zustand und nach einer geringen Zahl von Abbremsungen.

In der Figur 1 sind das um die Fahrschiene 1 angeordnete Trogjoch 2 der elektrodynamischen Gleisbremse mit den beiden darauf liegenden seitlich beweglichen Bremsträgern 3 und die zwischen Fahrschiene 1 und Trogjoch 2 eingebrachte Erregerwicklung dargestellt. Auf der der Fahrschiene 1 zugewandten Seite des Bremsträgers 3 und auf der Trogoberseite 4 sind die verschleißfeste Auftragsschicht 5 und die weiche Auftragsschicht 6 aufgebracht.

In Figur 2 ist sinnbildlich in vergrößerter Darstellung wiedergegeben, in welcher Form am Beispiel des Bremstragers die . bekannte verschleißfeste Auftragsschicht 5 durch die weiche Auftragsschicht 6 überdeckt wird und wie diese weiche Auftragsschicht 6 nach wenigen Abbremsungen auf Grund ihrer geringen Festigkeit gegen Verschleiß eingeebnet ist. Bei Vergleich beider Bilder ist zu erkennen, wie sich der schnelle Materialabtrag bzw. die Materialverlagerung 10 derweichen Auftragsschicht 6 durch das Wagenrad 7 auf die Luftspaltbildung 8 zwischen Wagenrad 7 und Bremsträger 3 ausgewirkt hat.

Claims (3)

1. Magnetisch durchflossene Verschleißflächen von elektrodynamischen Gleisbremsen, die an den Bremsträgern verschleißfeste Auftragsschichten besitzen und zur Abbremsung von Güterwagen in Rangieranlagen eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf die verschleißfeste Auftragsschicht (5) auf dem Bremsträger (3) und der Trogoberseite (4) des Trogjochs (2) eine weiche Auftragsschicht (6) aufgebracht ist, die eine möglichst glatte Oberfläche und geringe, nur die verschleißfeste Auftragsschicht (5) überdeckende Dicke besitzt, deren Materialgüte magnetisch gut leitend ist, die eine niedrige, unterhalb der Festigkeit von Baustählen liegende Festigkeit gegen Reibverschleiß aufweist und plastisch gut verformbar ist und daß die beiden Auftragsschichten (5) und (6), vorzugsweise aufgebracht durch Auftragsschweißen oder -spritzen, untereinander nur gering oder nicht vermischt sind.

2. Magnetisch durchflossene Verschleißflächen von elektrodynamischen Gleisbremsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Auftragsschicht (5) nach ferrogmagnetischen und Verschleißgesichtspunkten bestimmbar ist und an die Rauheit der Oberfläche keine Anforderungen gestellt sind.

3. Magnetisch durchflossene Verschleißflächen von elektrodynamischen Gleisbremsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Verformbarkeit der weichen Auftragsschicht (6) für das Bilden der Materialverlagerung (10) in den nicht durch die weiche Auftragsschicht (6) ausgefüllten Vertiefungen der verschleißfesten Auftragsschicht (5) ausnutzbar ist.