DE10303874A1

DE10303874A1 - Bremsanordnung für Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE10303874A1
Application number: DE2003103874
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fabinger; Konrad Dipl.-Ing. Thoma; Martin Dipl.-Ing. Gohlke
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-09-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsanordnung für Schienenfahrzeuge mit einer von einem Antriebsmotor über ein eine Getriebeeingangswelle (5) aufweisendes Getriebe (1) angetriebenen Radachse (3) und einer außerhalb des Getriebes (1) angeordneten, auf die Radachse (3) wirkenden Bremseinrichtung. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Bremseinrichtung als auf der Getriebeeingangswelle (5) angeordnete elektromagnetische Bremse (8) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanordnung für Schienenfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt durch die EP-B 589 865 .

Die durch die EP-B 589 865 bekannt gewordene Bremsanordnung für Schienenfahrzeuge ist eine Scheibenbremse, bestehend aus einer separaten, zweifach gelagerten Bremswelle mit mindestens einer Bremsscheibe, welche über einen Bremssattel abgebremst wird. Eine Radachse des Schienenfahrzeuges wird über eine gekoppelte Einheit, bestehend aus Antriebsmotor und Getriebe, angetrieben. Die im Wesentlichen außerhalb des Getriebes angeordnete Bremswelle ist Betrieblich (über eine Zahnradstufe) mit der Radachse verbunden und bremst diese daher bei Betätigung der Scheibenbremsen ab. Aufgrund der zusätzlichen Bremswelle mit Bremsscheiben und Lagerungen für die Bremswelle ist die bekannte Bremsanordnung relativ schwer und beansprucht zusätzlichen Bauraum, der erheblich über die Motor-Getriebe-Einheit hinausgeht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsanordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass der Gewichts- und Bauraumaufwand für die Bremseinrichtung geringer wird und gleichzeitig die Kosten gesenkt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruches 1. Erfindungsgemäß ist eine elektromagnetische Bremse vorgesehen, die sich einfach auf der Getriebeeingangswelle, also der bereits vorhandenen Verbindung zwischen Antriebsmotor und Getriebe montieren lässt. Als Vorteil ergibt sich hieraus, dass eine zusätzliche Bremswelle mit zusätzlichen Lagern entfällt. Dies reduziert die Kosten, das Gewicht und den Bauraum. Da die elektromagnetische Bremse auf der Antriebsseite des Getriebes angeordnet ist, ergibt sich ein geringes Bremsmoment, d. h. die Bremse kann kleiner und leichter dimensioniert werden.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Bremse als Dauermagnetbremse ausgebildet, d. h. im stromlosen Zustand wird über den Dauermagnet gebremst. Elektromagnetische Bremsen, sei es in Arbeitsstromausführung, sei es in Dauermagnetausführung, sind an sich bekannt, z. B. durch den Katalog KB 1 der Anmelderin, „Einflächenkupplungen und -bremsen/Kupplungs-Bremseinheiten", veröffentlicht unter der Nr. 6632 750 002 im September 1997.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Bremse als Federdruckbremse ausgebildet, d. h. die Bremswirkung wird durch mechanische Federn erzeugt. Dies hat den Vorteil, dass die Bremse in stromlosem Zustand aufgrund der Federwirkung sofort anspricht und ihre volle Bremswirkung entfaltet.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist das Bremsmoment, welches die Bremse aufnimmt, am Getriebe abgestützt. Vorteilhaft hierbei ist, dass keine zusätzlichen Abstützmittel, wie z. B. Rahmenteile, notwendig sind.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht die Federdruckbremse nur aus wenigen Einzelteilen und kann demzufolge leicht montiert werden. Einerseits kann die Bremsscheibe einfach, d. h. ohne zusätzliche Hilfsmittel auf der Antriebswelle des Getriebes durch ein integriertes Klemmelement befestigt werden. Andererseits kann der Magnetkörper, der das Bremsmoment aufnimmt, einfach mittels Schraubbolzen am Getriebegehäuse befestigt werden. Damit ergibt sich eine kompakte Bauweise für diese Bremsanordnung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Getriebegehäuse drehbar auf der Radachse befestigt und über eine Drehmomentstütze gegen Verdrehen bzw, zur Aufnahme des Getriebemomentes abgestützt. Die erfindungsgemäße Bremse ist somit achsparallel zur Radachse und in einem Raum angeordnet, der ohnehin für den Antrieb, d. h. die Anordnung des Antriebsmotors benötigt wird. Damit ist also – wie bereits eingangs erwähnt – keine dritte Achse in Form einer zusätzlichen Bremswelle erforderlich.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die erfindungsgemäße Bremse, insbesondere die Federdruckbremse als Feststellbremse eingesetzt, d. h. nur bei stehendem Schienenfahrzeug. Wie bereits erwähnt, wirkt bei stromlosem Zustand der Magnetspule sofort das volle Bremsmoment, sodass das Fahrzeug sicher am Wegrollen gehindert ist. Dies gilt auch für totalen Stromausfall.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

1 eine Ansicht eines Getriebes mit elektromagnetischer Bremse,

2 eine Draufsicht auf das Getriebe gemäß 1 und

3 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Federdruckbremse.

1 zeigt ein Untersetzungsgetriebe 1 mit einem Getriebegehäuse 2, welches auf einer Radachse 3 eines nicht dargestellten Schienenfahrzeuges drehbar gelagert und über eine Drehmomentstütze 4 gegenüber einem nicht dargestellten Fahrgestell des Schienenfahrzeuges zur Aufnahme des Getriebemomentes abgestützt ist. Das zweistufige Untersetzungsgetriebe 1 weist eine Antriebswelle bzw. Getriebeeingangswelle 5 und eine Getriebeabtriebswelle auf, die der Radachse 3 entspricht. Die Untersetzung von der Antriebswelle 5 zur Abtriebswelle 3 erfolgt über ein Ritzel 6 der Antriebswelle 5 auf ein Zahnrad 7, welches auf der Radachse 3 befestigt ist.

2 zeigt das Getriebe 1 gemäß 1 in einer Draufsicht mit partiellen Schnittdarstellungen, insbesondere im Bereich der Getriebeeingangswelle 5, auf welcher eine elektromagnetisch betätigte Federdruckbremse 8 angeordnet ist. Die Getriebeeingangswelle 5 ist über eine mechanische Kupplung 9 mit einer Motorabtriebswelle 10 eines nicht dargestellten Antriebsmotors verbunden, der das Getriebe 1 und somit die Radachse 3 antreibt. Das Getriebegehäuse 2 weist zwei Befestigungsarme 11, 12 mit Bohrungen auf, welche einen nicht dargestellten Bolzen aufnehmen, an dem eine nicht dargestellte Fangsicherung für den Fall des Versagens der Drehmomentstütze 4 angebracht ist. Wie bereits erwähnt, ist das Getriebegehäuse 2 auf der Radachse 3 drehbar gelagert, was durch nicht dargestellte Wälzlager erfolgt. Somit ist das Getriebegehäuse 2 um die Radachse 3 schwenkbar. Die Getriebeeingangswelle 5 ist über nicht dargestellte Wälzlager im Getriebegehäuse 2 gelagert. Die Federdruckbremse 8 besteht im Wesentlichen aus einem Magnetkörper 13, einer Ankerscheibe 14 und einer Bremsscheibe 15. Der Magnetkörper 13 ist über die Getriebeeingangswelle 5 gesteckt und über Schraubbolzen 16 mit dem Getriebegehäuse 2 zwecks Abstützung des Bremsmomentes verbunden. Die Bremsscheibe 15 ist drehfest auf der Getriebeeingangswelle 5 befestigt.

3 zeigt die Federdruckbremse 8 gemäß 2 in vergrößerter Schnittdarstellung. Für gleiche Teile werden die gleichen Bezugszahlen verwendet. Der Magnetkörper 13 ist gegenüber dem Getriebegehäuse 2 zentriert und befestigt, was durch die Befestigungsbohrungen 17 (ohne Befestigungsbolzen) dargestellt ist. In dem Magnetkörper 13 ist eine Magnetspule 18 angeordnet, die über ein Kabel 19 mit Strom versorgt wird. In der dargestellten Ausführung wird die Verbindung zwischen Ankerscheibe und Magnetkörper durch eine mit beiden Teilen in Umfangsrichtung wechselweise verschraubte Membranfeder hergestellt. Hierdurch ist eine axiale Beweglichkeit und eine in Umfangsrichtung drehfeste, spielfreie Anbindung gegeben. Im Magnetkörper 13 ist, über den Umfang verteilt, eine Vielzahl von Schraubendruckfedern 26 jeweils in einer Sacklochbohrung 27 angeordnet. Die Bremsscheibe 15 ist über einen Pressverband auf der Getriebeeingangswelle 5 festgelegt, d. h. sowohl gegen Verdrehen als auch gegen axiale Verschiebung fixiert. Dies geschieht über einen konischen Ring 23, der mittels Zugschrauben 24 auf eine konische Nabe 25 der Bremsscheibe 15 gepresst wird. Zwischen Bremsscheibe 15 und Ankerscheibe 14 ist eine Reibflächenpaarung 28 angeordnet, über welche ein Bremsmoment übertragbar ist.

Die Funktion der Federruckbremse 8 wird im Folgenden beschrieben: Bei Bestromung der Magnetspule 18 über das Stromkabel 19 wird ein Magnetfeld aufgebaut, welches die Ankerscheibe 14 an den Magnetkörper 13 heranzieht. Zwischen Ankerscheibe 14 und Bremsscheibe 15 entsteht dadurch im Bereich der Reibflächenpaarung 28 ein geringer Spalt, sodass die Bremsscheibe 15 frei rotiert; die Bremse 8 ist also gelöst, was bei fahrendem Fahrzeug der Fall ist. Steht das Fahrzeug und soll es am Wegrollen gehindert, d. h. abgebremst werden, wird die Magnetspule 18 stromlos geschaltet, d. h. das Magnetfeld bricht zusammen, und die vorgespannten Federn 26 pressen die Ankerscheibe 14 gegen die axial fixierte Bremsscheibe 15. Im Bereich der Reibflächenpaarung 28 wird dann ein Bremsmoment von der Bremsscheibe 15 auf die Ankerscheibe 14 über den Magnetkörper 13 auf das Getriebegehäuse 2 übertragen. Die Federdruckbremse 8 wirkt damit als Feststellbremse für das Fahrzeug. Soll die Bremse wieder gelöst werden, weil das Fahrzeug anfahren soll, so wird die Magnetspule 18 wieder bestromt, und die Ankerscheibe 14 wird gegen den Druck der Federn 26 an den Magnetkörper 13 angezogen. Die Bremsscheibe 15 ist damit wieder frei.

1: Getriebe
2: Getriebegehäuse
3: Radachse
4: Drehmomentstütze
5: Getriebeeingangswelle
6: Ritzel
7: Zahnrad
8: Federdruckbremse
9: Kupplung
10: Antriebswelle (Motor)
11: Befestigungsarm
12: Befestigungsarm
13: Magnetkörper
14: Ankerscheibe
15: Bremsscheibe
16: Schraubbolzen
17: Befestigungsbohrung
18: Magnetspule
19: Stromkabel
20: Zylinderkopfschraube
21: Sacklochbohrung
22: Pressverband
23: konischer Ring
24: Zugschraube
25: konische Nabe
26: Druckfeder
27: Sacklochbohrung
28: Reibflächenpaarung
29: Membranfeder

Claims

Bremsanordnung für Schienenfahrzeuge mit einer von einem Antriebsmotor über ein eine Getriebeeingangswelle (5) aufweisendes Getriebe (1) angetriebenen Radachse (3) und einer außerhalb des Getriebes (1) angeordneten, auf die Radachse (3) wirkenden Bremseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung als auf der Getriebeeingangswelle (5) angeordnete elektromagnetische Bremse (8) ausgebildet ist.
Bremsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Bremse als Dauermagnetbremse ausgebildet ist.
Bremsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Bremse als Federdruckbremse (8) ausgebildet ist.
Bremsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmoment der Bremse (8) am Getriebe (1, 2) abgestützt ist.
Bremsanordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federdruckbremse (8) einen Magnetkörper (13) mit Magnetspule (18), eine mit dem Magnetkörper (13) drehfest verbundene, jedoch axial bewegliche Ankerscheibe (14) und eine mit der Getriebeeingangswelle (5) verbundene Bremsscheibe (15) aufweist.
Bremsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (15) auf der Getriebeeingangswelle (5) durch einen Pressverband (22) befestigt ist.
Bremsanordnung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkörper (13) über Schraubbolzen (16) am Getriebe (1, 2) befestigt ist.
Bremsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1, 2) einerseits auf der Radachse (3) drehbar befestigt und andererseits über eine Drehmomentstütze (4) gegen Verdrehen abgestützt ist.
Bremsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (8) als Feststellbremse wirkt.
Verwendung der Federdruckbremse (8) nach Anspruch 3 oder 5 als Feststellbremse.