DE10347115B3

DE10347115B3 - Bremszuspanneinrichtung einer Schienenfahrzeugbremse

Info

Publication number: DE10347115B3
Application number: DE2003147115
Authority: DE
Inventors: Manfred Vohla; Ulf Friesen
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2023-10-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremszuspanneinrichtung einer Schienenfahrzeugbremse eines Schienenfahrzeugs, beinhaltend wenigstens einen in einem Aktuatorgehäuse (90) angeordneten und einem Drehgestell (74) eines Wagens (76) zugeordneten elektromechanischen Bremsaktuator (2). DOLLAR A Die Erfindung sieht vor, daß das Innere des Aktuatorgehäuses (90) mittels wenigstens einer Luftleitung (101) mit einem vor Feuchtigkeit und Schmutz weitgehend geschützten Bereich (80; 82) des Schienenfahrzeugs in Verbindung steht.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Bremszuspanneinrichtung einer Schienenfahrzeugbremse eines Schienenfahrzeugs beinhaltend wenigstens einen in einem Aktuatorgehäuse angeordneten und einem Drehgestell eines Wagens zugeordneten elektromechanischen Bremsaktuator, nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Im wesentlichen werden derzeit im Schienenfahrzeugbereich drei Bremssysteme eingesetzt: Elektropneumatische Bremssysteme, elektrohydraulische Bremssysteme sowie elektromechanische Bremssysteme. Eine gattungsgemäße Bremszuspanneinrichtung ist in der DE 199 45 701 A1 beschrieben und umfaßt einen elektromechanischen Bremsaktuator, der eine Betriebsbremseinheit sowie eine Speicherbremseinheit mit einem Energiespeicher umfaßt. Die Betriebsbremseinheit beinhaltet einen Bremskrafterzeuger zum Zuspannen und/oder Lösen der Bremse in Form eines elektromotorischen Antriebs. Die Speicherbremseinheit umfaßt mindestens einen Energiespeicher zum Speichern und Abgeben von Energie zum Zuspannen der Bremse als betriebliche Notbremse im Sinne einer unterlegten Sicherheitsebene bei Ausfall der Betriebsbremseinheit und/oder als Park- oder Feststellbremse. Die Speicherbremseinheit ist im allgemeinen als Federspeicherbremse ausgebildet. Ein Kraftumsetzer sorgt für eine Umsetzung der vom Bremskrafterzeuger und/oder vom Energiespeicher abgegebenen Energie in eine Bremszuspannbewegung. Der elektromotorische Antrieb ist meist durch eine Regelungs- und Leistungselektronik zu schlupfgeregelten (Gleitschutzregelung) und/oder lastkorrigierten Bremsungen ansteuerbar.

Die im Inneren des Aktuatorgehäuses angeordneten Komponenten des Bremsaktuators wie beispielweise der elektromotorische Antrieb, gegebenenfalls dort untergebrachte weitere elektrisch betriebene Aktoren, elektronische Steuer- und Regeleinheiten oder die mechanischen Komponenten selbst führen im Betrieb zu einer Temperaturerhöhung, welche dazu führt, daß erwärmte und sich deshalb ausdehnende Luft durch das aus Kostengründen in der Regel nicht gasdicht ausgeführte Aktuatorgehäuse in die Umgebung gelangt. Andererseits sorgt die nach Betriebsende sich abkühlende Luft im Inneren des Aktuatorgehäuses dafür, daß die unter Umständen feuchte Umgebungsluft in das Innere des Aktuatorgehäuses eingesogen wird und sich dort als Kondenswasser ablagert. Das einmal eingedrungene Kondenswasser kann allerdings zu unerwünschter Korrosion an mechanischen und elektrischen Bauteilen des Bremsaktuators führen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Bremszuspanneinrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, daß sie auch über eine längere Betriebsdauer eine erhöhte Zuverlässigkeit aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Weil das Innere des Aktuatorgehäuses mittels wenigstens einer Luftleitung mit einem vor Feuchtigkeit und Schmutz weitgehend geschützten Bereich des Schienenfahrzeugs in Verbindung steht, wird das Innere des Aktuatorgehäuses ständig entlüftet, ohne daß die Gefahr besteht, daß durch die Luftleitung neue Feuchtigkeit in das Aktuatorgehäuse nachgeführt wird. Dies bewirkt eine Verringerung bzw. eine vollständige Vermeidung von Kondenswasser im Aktuatorgehäuse, was sich positiv auf die Lebensdauer der in ihm gehaltenen Komponenten auswirkt. Anstatt wie bisher über die Dichtungen des Aktuatorgehäuses findet der Druckausgleich mit der Umgebung wegen des geringeren Strömungswiderstands hauptsächlich durch die wenigstens eine Luftleitung statt, so daß die Dichtungen geschont werden und sich ihre Lebensdauer verlängert.

Falls die Luftleitung eine gewisse Länge aufweist und in ihr dann ein von an Anfang an trockenes Luftvolumen größer ist als das aufgrund einer Temperaturänderung in die Luftleitung oder aus ihr heraus gedrückte Luftvolumen, so ist in der Luftleitung stets ein Sperr- Luftpolster aus trockener Luft vorhanden, welches im wesentlichen einen Luftaustausch mit der Umgebung verhindert, so daß von außen keine feuchte Luft eindringt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird deshalb der vor Feuchtigkeit und Schmutz weitgehend geschützte Bereich durch einen vom Drehgestell entfernt gelegenen Bereich des Schienenfahrzeugs gebildet. Da das Drehgestell meist in einem durch Schmutz, Regen- bzw. Spritzwasser belasteten Bereich angeordnet ist, wird durch diese Maßnahme außerdem vermieden, daß Feuchtigkeit und Schmutz von außen in die Luftleitung gelangt.

Gemäß einer weiteren, besonders zu bevorzugenden Maßnahme ist die wenigstens eine Luftleitung in ein zumindest zwischen dem Bremsaktuator und einem Wagenkasten des zugeordneten Wagens des Schienenfahrzeugs geführtes Integralkabel integriert, in welchem elektrische Kabel und/oder Lichtwellenleiter zusammengefaßt sind, welche den Bremsaktuator mit Steuer-, Signalgeber- undloder Energieversorgungseinrichtungen in dem zugeordneten und/oder in einem anderen Wagen verbinden. Der Luftschlauch kann zusammen mit den anderen Kabeln und Leitern kostengünstig in einem Intregralkabel mit gemeinsamem Außenmantel zusammengefaßt werden, wodurch er nicht separat verlegt werden muß und vor Beschädigung geschützt ist. Weiterhin können die Verbindungen der Kabel und der Luftleitung mittels lediglich einer einzigen Steck- oder Schraubverbindung hergestellt werden, ohne daß hierfür Fachwissen über die Zuordnung und Funktion der einzelnen Kabel notwendig ist. Nicht zuletzt kann der Bremsaktuator durch Lösen nur einer einzigen Steck- oder Schraubverbindung schnell und einfach demontiert und ausgewechselt werden, ohne daß Manipulationen an den Kabelverbindungen durchgeführt werden müßten. Außerdem ist das Integralkabel kompakt und spart Bauraum.

Dabei kann die wenigstes eine Luftleitung zwischen den elektrischen Kabel und/oder Lichtwellenleitern oder zwischen den elektrischen Kabel und/oder Lichtwellenleitern und dem Außenmantel des Integralkabels angeordnet und als flexibler Luftschlauch mit kreisrundem, elliptischem oder mit beliebigem Querschnitt ausgebildet sein. Der Querschnitt des Luftschlauchs kann insbesondere durch seine elastischen Eigenschaften undloder durch seinen unverformten Querschnitt an die Form der zwischen den elektrischen Kabeln und/oder Lichtwellenleitern und/oder dem Außenmantel vorhandenen Lücken angepaßt sein und das in solchen Kabeln üblicherweise dort angeordnete Füllmaterial zu ersetzen, was in einer vorteilhaften Doppelfunktion der Luftleitung resultiert.

An einer Unterseite des Wagenkastens kann beispielsweise ein Klemmkasten mit einer Klemmenreihe für die Kabel und Leitungen angeordnet sein, in welchen das die Luftleitung beinhaltende Integralkabel mündet. Dabei kann die Luftleitung dort enden, wobei der Kabelkasten verhindert, daß in das offene Ende der Luftleitung Feuchtigkeit und Verschmutzung eindringt. Alternativ kann das Ende der Luftleitung bis in einen Innenraum des Wagenkastens geführt sein.

Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens ein Ende der Luftleitung mit einer Filtereinrichtung undloder mit einer Entfeuchtungseinrichtung versehen sein, um das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in die Luftleitung zu verhindern.

Von Vorteil ist auch, wenn das Aktuatorgehäuse unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck höheren Druck steht, beispielsweise mittels eines in dem Aktuatorgehäuse angeordneten elektrischen Druckerzeugers. Denn dann sorgt der im Aktuatorgehäuse herrschende Überdruck dafür, daß auch im abgekühlten Zustand des Bremsaktuators feuchte Luft über die Luftleitung nach draußen befördert wird und daß keine feuchte oder verschmutzte Luft nach innen dringt.

Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
1 eine schematische Darstellung einer Bremszuspanneinrichtung mit einem elektromechanischen Bremsaktuator;
2 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Verbindung des Bremsaktuators von 1 mit einem an einem Wagenboden angeordneten Klemmkasten mittels eines Integralkabels;
3 einen Querschnitt durch das Integralkabel von 2;
4 einen Querschnitt durch ein weiteres Integralkabel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in 1 insgesamt mit 1 bezeichnete, bevorzugte Ausführungsform einer Bremszuspanneinrichtung bildet eine von mehreren Bremszuspanneinrichtungen eines Schienenfahrzeugs, beispielsweise einer S-Bahn. Die Bremszuspanneinrichtung 1 beinhaltet einen elektromechanischen Bremsaktuator 2 mit einer Betriebsbremseinheit und einer Speicherbremseinheit. Die Betriebsbremseinheit hat einen elektrischen Antrieb, beispielsweise einen elektrischen Stellmotor 4, der in einem Aktuatorgehäuse 6 des Bremsaktuators 2 untergebracht ist. Ein mechanischer Kraftumsetzer 8 dient zur Umsetzung der vom Bremsaktuator 2 abgegebenen Energie in eine Bremszuspannbewegung.
Der Stellmotor 4 versetzt eine koaxiale Bremsspindel 10 in Drehung, welche durch den Kraftumsetzer 8 in eine Bremszuspannbewegung von Bremsbelägen 12 in Richtung auf eine Wellenbremsscheibe 14 gewandelt werden. Der Kraftumsetzer 8 umfaßt unter anderem eine Mutter-/Spindel-Baueinheit 16 mit einer auf der Bremsspindel 10 drehbar gelagerten Spindelmutter 18, welche bei Drehung der Bremsspindel 10 Linearbewegungen in Richtung der Spindelachse 42 ausführen kann. Das vom Stellmotor 4 abgewandte Ende der Bremsspindel 10 ragt in einen zylindrischen Hohlabschnitt eines Pleuels 20 hinein, der mit der Spindelmutter 18 dreh und axialfest verbunden ist. Außerdem ist der zylindrische Hohlabschnitt des Pleuels 20 in einer Schiebehülse 22 dreh- und axialfest gehalten, auf welche wenigstens eine sich am Aktuatorgehäuse 6 abstützende Speicherfeder 24 wirkt. Die Speicherfeder 24 ist Teil der Speicherbremseinheit und dient als Energiespeicher zum Speichern und Abgeben von Energie zum Zuspannen der Bremse als betriebliche Notbremse im Sinne einer unterlegten Sicherheitsebene bei Ausfall der Betriebsbremseinheit und/oder als Park- oder Feststellbremse. Sowohl die Betriebs- als auch die Speicherbremseinheit wirken auf den Pleuel 20. In Bremslösestellung ist die Speicherfeder 24 durch eine Verriegelungseinrichtung 26 in der vorgespannten Stellung gehalten.
Ein Pleuelkopf 28 des Pleuels 20 ragt aus der Schiebehülse 22 heraus und ist an einem Bremshebel 36 mittels eines Gelenks 40 senkrecht zur Spindelachse 42 angelenkt. Bei Antrieb der Bremsspindel 10 in Bremszuspannrichtung bzw. bei Lösen der Verriegelungseinrichtung 26 der Speicherfeder 24 wird aufgrund des dann axial ausfahrenden Pleuels 20 ein Gelenkbolzen des Gelenks 40 unter anderem durch im wesentlichen senkrecht zur Bolzenachse angreifende Scherkräfte beansprucht.
Das andere Ende des Bremshebels 36 wirkt auf eine Exzenteranordnung mit einer Exzenterwelle 46, die an einen Zangenhebel 48 angelenkt ist, der zusammen mit einem weiteren Zangenhebel 50 eine Bremszange 52 bildet. An den einen Enden der Zangenhebel 48, 50 sind jeweils Belaghalter 54 mit Bremsbelägen 12 angeordnet, die in Richtung der Achse der Wellenbremsscheibe 14 verschieblich sind. Die von den Bremsbelägen 12 abgewandt liegenden Enden der Zangenhebel 48, 50 sind miteinander über einen Druckstangensteller 56 verbunden, der vorzugsweise elektrisch betätigt ausgelegt ist. Die beschriebene Anordnung bildet ebenfalls einen Teil des Kraftumsetzers 8, der die vom Stellmotor 4 oder von der Speicherfeder 24 veranlaßten Ausfahrbewegungen des Pleuels 20 in eine Bremszuspannbewegung der Bremsbeläge 12 in Richtung auf die Bremsscheibe 14 wandelt.
Der Gelenkbolzen des Gelenks 40 wird vorzugsweise durch einen Scherkraftmeßbolzen 58 gebildet. Der Scherkraftmeßbolzen 58 ist mit wenigstens einem aus Maßstabsgründen nicht dargestellten Meßaufnehmer zur Messung von Größen versehen, aus welchen die an den Bremsbelägen 12 wirkende Bremskraft mittelbar oder unmittelbar ableitbar ist. In bevorzugter Ausführungsform wird der Meßaufnehmer durch Dehnmeßstreifen (DMS) gebildet, die am Umfang des Scherkraftmeßbolzens 58 vorzugsweise durch Klebung derart befestigt sind, daß sie den aufgrund der gegensinnig wirkenden Scherkräfte hervorgerufenen Scherverformungen des Scherkraftmeßbolzens 58 proportionale Signale erzeugen. Anstatt am Scherkraftmeßbolzen 58 oder zusätzlich hierzu können auch ein oder mehrere Dehnmeßstreifen am Bremshebel 36 angeordnet sein, um aus den Verformungen des Bremshebels 36 die Bremskräfte ableiten zu können.
In einer eine DMS-Brückenschaltung beinhaltenden Auswerteelektronik findet eine Umrechnung der Scherverformungssignale in Signale für die jeweils an den Bremsbelägen 12 wirkende Ist-Zuspannkraft statt, welche über eine Signalleitung 59 an eine Steuer- und Regeleinrichtung 60 weitergeleitet werden, um anhand eines Soll-Ist-Vergleichs eine Regeldifferenz zwischen einer Soll-Zuspannkraft und der Ist-Zuspannkraft zu berechnen. Die Bremskraft-Sollwertvorgabe orientiert sich beispielsweise am Erreichen einer geforderten Soll-Zuspannkraft in möglichst kurzer Zeit, beispielsweise 75% der maximalen Zuspannkraft in 0,3 Sekunden.
Die Steuer- und Regeleinrichtung 60 steuert ein Leistungsteil 62 an, welches in Abhängigkeit der berechneten Regeldifferenz einen Betriebsstrom für den Stellmotor 4 aussteuert, der durch einen an eine zwischen dem Leistungsteil 62 und dem Stellmotor 4 verlaufende elektrische Leitung 64 angeschlossenen Stromsensor 66 gemessen wird, wobei eine Rückmeldung an die Steuer- und Regeleinrichtung 60 durch ein entsprechendes, über eine Signalleitung 68 rückgeführtes Motorstromsignal erfolgt. Außer zur Einregelung einer Soll-Zuspannkraft dienen die in die Steuer- und Regeleinrichtung 60 eingesteuerten Signale für die Ist-Zuspannkräfte und für den jeweiligen Motorstrom zur Überwachung der Krafteinsteuerung und Funktionsfähigkeit der Bremszuspanneinrichtung 1 bei sicherheitsrelevanten Bremsungen. Zur Verifizierung der Meßergebnisse kann auch der antriebsseitig durch den Stromsensor 66 gemessene Motorstrom in der Steuer- und Regeleinrichtung 60 mit dem Signal für die Ist-Zuspannkraft abgeglichen werden.
Ein in der Motorwicklung des Stellmotors 4 angeordneter Temperatursensor 70 dient zur Temperaturüberwachung während des Betriebs und liefert über eine Signalleitung 72 entsprechende Signale an die Steuer- und Regeleinrichtung 60. Zusätzlich können weitere Temperatursensoren zur Temperaturüberwachung von einzelnen oder mehreren Komponenten der Bremszuspanneinrichtung 1 vorgesehen sein, beispielsweise ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur des Leistungsteils 62. Darüber hinaus kann auch ein Temperatursensor zur Messung der Umgebungstemperatur Werte an die Steuer- und Regeleinrichtung 60 liefern.
Die Bremszuspanneinrichtung 1 ist vorzugsweise zur Erzeugung von lastkorrigierten und/oder schlupfgeregelten Bremskräften ausgebildet, wobei unter einer lastkorrigierten Bremskraft eine im wesentlichen an das jeweils vorliegende Gewicht des Schienenfahrzeugs angepaßte Bremskraft und unter einer schlupfgeregelten Bremskraft eine Bremskraft verstanden werden soll, durch welche die Bremsung mit idealem Radschlupf erfolgt (Gleitschutzregelung). Hierzu weist die Steuer- und Regeleinrichtung 60 entsprechende Regelfunktionen auf. Die Steuer- und Regeleinrichtung 60 und das Leistungsteil 62 sind vorzugsweise direkt an der Bremszange 52 angeordnet, in 1 aus Maßstabsgründen jedoch ein Stück weit entfernt von dieser gezeichnet. Die Steuer- und Regeleinrichtung 60 empfängt Steuersignale von einer zentralen Steuereinheit der S-Bahn über ein Kabel 61 und das Leistungsteil 62 steht durch ein Kabel 63 zur Leistungsversorgung mit dem Bordnetz in Verbindung. Alternativ hierzu könnten die Steuer- und Regeleinrichtung 60 und das Leistungsteil 62 aber auch fern der Bremszuspanneinrichtung 1 an einem Wagenkasten eines Wagens der S-Bahn angeordnet sein.
Wie 2 zeigt, ist der Bremsaktuator 2 an einem Drehgestell 74 eines Wagens 76 des Schienenfahrzeugs festgelegt, wobei die Bremsscheibe 14 mit einer am Drehgestell 74 gelagerten Achse 78 drehfest verbunden ist. Das Drehgestell 74 kann Dreh- und Vertikalbewegungen in Bezug zu einem Wagenkasten 80 des Wagens 76 ausführen. Eine energie- und/oder signalübertragende Verbindung des Bremsaktuators 2 mit einem wagenkastenseitigen Anschluß 82, der mit zugeordneten Steuer-, Signalgeber- undloder Energieversorgungseinrichtungen im Wagen 76 oder in einem anderen Wagen in Kontakt steht, erfolgt durch Bewegungen des Drehgestells 74 tolerierende elektrische Kabel und/oder Lichtwellenleiter. Zumindest zwischen dem Bremsaktuator 2 und dem Wagenkasten 80 des Wagens 76 sind vorzugsweise sämtliche elektrischen Kabel undloder Lichtwellenleiter in einem einzigen Integralkabel 84 zusammengefaßt, welches mit dem Bremsaktuator 2 und/oder mit dem wagenkastenseitigen Anschluß 82 lösbar verbunden ist. In bevorzugter Weise sind beispielsweise die Kabel 61 und 63 von 1 innerhalb des Integralkabels 84 geführt. Falls jedoch die Steuer- und Regelelektronik 60 und das Leistungsteil 62 fern von dem Bremsaktuator 2 an dem Wagenkasten 80 angeordnet sind, wird die Leitung 64 und die Signalleitung 72 in dem Integralkabel 84 geführt.
Vorzugsweise sind beide Enden des Integralkabels 84 sowohl wagenseitig als auch bremsaktuatorseitig mittels je einer lösbaren Steck- oder Schraubverbindung 86, 88 anschließbar, wobei das Integralkabel 84 die Entfernung zwischen einem am Boden des Wagenkastens 76 angeordneten Klemmkasten 82 und einem Aktuatorgehäuse 90 des Bremsaktuators 2 überbrückt. Denkbar ist auch jegliche andere Art von lösbarer Verbindung. Die wagenseitige Steck- oder Schraubverbindung 86 kann beispielsweise durch einen Steckverbinder mit Schirmbügel und die bremsaktuatorseitige Steckverbindung 88 durch einen Rundsteckverb inder realisiert sein. Wie beim Integralkabel 84, so sind auch bei den Steck- oder Schraubverbindungen 86, 88 sämtliche den einzelnen Kabeln und Leitungen zugeordneten Kontakte in jeweils einem einzigen Stecker bzw. in einer einzigen Buchse integriert. Alternativ könnte das Integralkabel 84 auch mittels einer zuggesicherten Kabeldurchführung in das Aktuatorgehäuse 90 des Bremsaktuators 2 oder in den Klemmkasten 82 münden. Entscheidend ist, daß mindestens eine lösbare Verbindung 86, 88 für das Integralkabel 84 vorhanden ist.
Der Klemmkasten 82 ist mit einer aus Maßstabsgründen nicht dargestellten Klemmenreihe versehen, in welche Enden von Kabeln und Leitungen münden, welche von den Steuer-, Signalgeber- und/oder Energieversorgungseinrichtungen hergeführt sind. Die einzelnen Klemmen der Klemmenreihe sind wiederum mit zugeordneten Kontakten der wagenseitigen lösbaren Verbindung 86 verbunden. Das Integralkabel 84 ist länger als die kürzeste Verbindung zwischen der bremsaktuatorseitigen und der wagenseitigen lösbaren Verbindung 86, 88, um eine ungehinderte Bewegung des Drehgestells 74 in Bezug zum Wagenkasten 80 zu ermöglichen.
Das Integralkabel 84 kann beispielsweise durch Bündelung einzelner, etwa gleich langer Kabel mittels Kabelbinder realisiert sein, wobei die Enden jeweils mit einem männlichen oder weiblichen Steckkontakt versehen sind. Vorzugsweise sind sämtliche Einzelkabel jedoch innerhalb eines einzigen Integralkabelmantels 91 geführt, wie 3 zeigt, in welcher eine bevorzugte Ausführungsform des Integralkabels 84 dargestellt ist. Wie bereits erwähnt, dient das Integralkabel 84 zur Leitung von Lichtwellen und analoger und/oder digitaler Signale, wobei in dem Integralkabel 84 beispielsweise folgende Einzelkabel oder Einzelleitungen zusammengefaßt sind

– Impulsgebersignal- und Versorgungskabel 92 mit eigener Abschirmung, welche Signale eines an der Radnabe angeordneten Impulsgebers zur Drehzahlmessung des Rades sowie die für den Impulsgeber notwendige elektrische Energie übertragen,
– Feldbuskabel 94 eines CAN-Busses aus Kupfer mit eigener Abschirmung,
– Steuerleitungen 96 zum Auslösen von Sicherheits- und Parkbremsungen,
– die bereits in 1 dargestellten Kabel 61 und 63 zur Leistungsversorgung mit eigener Abschirmung.

Wie aus 3 hervorgeht, umfassen die innerhalb des Integralkabelmantels 91 geführten Kabel und Leitungen 61, 63, 92, 94, 96 selbst jeweils mehrere Einzelkabel, welche jeweils von einer eigenen Ummantelung 98 umgeben sind. Außerdem können die Kabel und Leitungen 61, 63, 92, 94, 96 auch jeweils eine eigene Abschirmung aufweisen.
Der Integralkabelmantel 91 ist vorzugsweise faserverstärkt, beispielsweise durch Metall- oder Karbonfasern, weiterhin ist ein Metallgestrick zur Verstärkung denkbar. Die radial innere Fläche des Integralkabelmantels 91 ist mit einer durchgehenden Gesamtabschirmung 100 bedeckt, welche vorzugsweise aus geflochtenem und mit Vlies unterlegtem Abschirmmaterial besteht. Die Steuerleitungen 96 zum Auslösen von Sicherheits- und Parkbremsungen sind vorzugsweise längs der radial inneren Fläche der Gesamtabschirmung 100 mit Umfangsabstand angeordnet und umgeben die weiteren Kabel und Leitungen 61, 63, 92, 94. Da die in 1 schematisch dargestellte Steuer- und Regelelektronik 60 sowie das Leistungsteil 62 bevorzugt in unmittelbarer Nachbarschaft zur Bremszange 52 angeordnet ist, ist beispielsweise die Leitung 64 nicht Bestandteil des Integralkabels 84.
Das Innere des Aktuatorgehäuses 90 steht mittels wenigstens einer Luftleitung mit einem vor Feuchtigkeit und Schmutz weitgehend geschützten Bereich des Schienenfahrzeugs in Verbindung, wobei der vor Feuchtigkeit und Schmutz weitgehend geschützte Bereich durch einen vom Drehgestell 74 entfernt gelegenen Bereich des Schienenfahrzeugs gebildet wird. Besonders bevorzugt sind mehrere elastische Luftschläuche 101 in das Integralkabel 84 integriert, in welchem die elektrischen Kabel 61, 63, 92, 94, 96 zusammengefaßt sind. Die Luftschläuche 101 sind dabei zentrisch und/oder exzentrisch zwischen den Kabeln 61, 63, 92, 94, 96 bzw. zwischen den Kabeln 61, 63, 92, 94, 96 und dem Integralkabelmantel 91 angeordnet.
Die einen, bremsaktuatorseitigen Enden der Luftschläuche sind entweder zu einem einzigen Luftschlauch zusammengefaßt, welcher in das Innere des Aktuatorgehäuses ragt, oder sie führen dort einzeln hinein. Die anderen, aus dem Integralkabel 84 herausragenden Enden der Luftschläuche 101 verfügen über beispielsweise über Kupplungsköpfe, mit denen sie mit komplementären Kupplungsköpfen im Klemmkasten 82 lösbar verbunden sind. Die klemmkastenseitigen Kupplungsköpfe können offen sein und mit dem Inneren des Klemmkastens 82 in Verbindung stehen, welcher dann die offenen Enden der Kupplungsköpfe der Luftschläuche 101 gegen die Umgebung abschirmt.
Alternativ können die klemmkastenseitigen Kupplungsköpfe durch Luftleitungen fortgeführt sein, welche bis in einen Innenraum des Wagenkastens 80 ragen, der dann mit dem Inneren des Aktuatorgehäuses 90 in Verbindung steht. Zusätzlich können wenigstens einige der Enden der Luftleitungen 101 mit einer Filtereinrichtung und/oder mit einer Entfeuchtungseinrichtung versehen sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Aktuatorgehäuse 90 unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck höheren Druck stehen.
Eine weitere Ausführungsform eines Integralkabels 102 ist in 4 dargestellt, wobei in dem Integralkabel 102 folgende Einzelkabel oder Einzelleitungen zusammengefaßt sind

– Leistungsversorgungskabel 104 mit eigener Abschirmung,
– Impulsgebersignal- und Versorgungskabel 106 mit eigener Abschirmung,
– Feldbuskabel 108 als Lichtwellenleiter mit eigener Abschirmung,
– Steuerleitungen 110 zur Ansteuerung und Versorgung einer elektrischen Hilfslöseeinrichtung,
– Steuerleitungen 112 zum Auslösen von Sicherheits- und Parkbremsungen.

Für den Fall, daß die Steuer- und Regelelektronik 60 und das Leistungsteil 62 nicht wie bevorzugt an der Bremszange 52 sondern fern von dieser am Wagenkasten 80 angeordnet sind, können in dem Integralkabel 102 auch die Leitungen 59, 64 und 72 als elektrische Leitungen oder Lichtwellenleiter in das Integralkabel 102 integriert sein. Um eine kompakte Bauform zu erzielen, sind die Kabel und Leitungen 104, 106, 108, 110, 112 möglichst dicht gepackt, wobei in den Zwischenräumen zwischen den Kabeln und Leitungen 104, 106, 108, 110, 112 anstatt ein Füllmaterial die Luftschläuche 101 angeordnet sind.
Für den Integralkabelmantel 116 und die Gesamtabschirmung 118 gelten die Ausführungen betreffend die vorangehend beschriebene Ausführungsform. Zum zusätzlichen Schutz gegen mechanische Beschädigung kann der Integralkabelmantel 116 einen weiteren Schutz überzug aufweisen, beispielsweise in Form eines Schutzschlauches, welcher auch in den Integralkabelmantel 116 selbst integriert sein kann. Sämtliche Kabel und insbesondere der Integralkabelmantel 116 bestehen aus einem Material, welches resistent gegenüber hohen Temperaturschwankungen, großen Verformungen, Schlag- und Schwingungsbelastung ist. Anstatt in einem Integralkabel 84, 102 integriert, können die Luftleitungen oder Luftschläuche 101 getrennt von diesen separat verlegt sein.

1: Bremszuspanneinrichtung
2: Bremsaktuator
4: Stellmotor
6: Aktuatorgehäuse
8: Kraftumsetzer
10: Bremsspindel
12: Bremsbelag
14: Bremsscheibe
16: Mutter-/Spindel-Baueinheit
18: Spindelmutter
20: Pleuel
22: Schiebehülse
24: Speicherfeder
26: Verriegelungseinrichtung
28: Pleuelkopf
36: Bremshebel
40: Gelenk
42: Spindelachse
46: Exzenterwelle
48: Zangenhebel
50: Zangenhebel
52: Bremszange
54: Belaghalter
56: Druckstangensteller
58: Scherkraftmeßbolzen
59: Signalleitung
60: Steuer- und Regeleinrichtung
61: Kabel
62: Leistungsteil
63: Kabel
64: elektrische Leitung
66: Stromsensor
68: Signalleitung
70: Temperatursensor
72: Signalleitung
74: Drehgestell
76: Wagen
78: Achse
80: Wagenkasten
82: Klemmkasten
84: Integralkabel
86: Steckverbindung
88: Steckverbindung
90: Aktuatorgehäuse
91: Integralkabelmantel
92: Impulsgebersignal- und Versorgungskabel
94: Feldbuskabel
96: Steuerleitungen
98: Ummantelungen
100: Gesamtabschirmung
101: Luftschlauch
102: Integralkabel
104: Leistungsversorgungskabel
106: Impulsgeber- und Versorgungskabel
108: Feldbuskabel
110: Steuerleitungen
112: Steuerleitungen
116: Integralkabelmantel
118: Gesamtabschirmung

Claims

Bremszuspanneinrichtung einer Schienenfahrzeugbremse eines Schienenfahrzeugs beinhaltend wenigstens einen in einem Aktuatorgehäuse (90) angeordneten und einem Drehgestell (74) eines Wagens (76) zugeordneten elektromechanischen Bremsaktuator (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Aktuatorgehäuses (90) mittels wenigstens einer Luftleitung (101) mit einem vor Feuchtigkeit und Schmutz weitgehend geschützten Bereich (80; 82) des Schienenfahrzeugs in Verbindung steht.
Bremszuspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vor Feuchtigkeit und Schmutz weitgehend geschützte Bereich durch einen vom Drehgestell (74) entfernt gelegenen Bereich (80; 82) des Schienenfahrzeugs gebildet wird.
Bremszuspanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitung (101) in ein zumindest zwischen dem Bremsaktuator (2) und einem Wagenkasten (80) des zugeordneten Wagens (76) des Schienenfahrzeugs geführtes Integralkabel (84; 102) integriert ist, in welchem elektrische Kabel und/oder Lichtwellenleiter (61, 63, 92, 94, 96; 104, 106, 108, 110, 112) zusammengefaßt sind, welche den Bremsaktuator (2) mit Steuer-, Signalgeber- und/oder Energieversorgungseinrichtungen (62) in dem zugeordneten und/oder in einem anderen Wagen (76) verbinden.
Bremszuspanneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstes eine Luftleitung (101) zwischen den elektrischen Kabel und/oder Lichtwellenleitern (61, 63, 92, 94, 96; 104, 106, 108, 110, 112) oder zwischen den elektrischen Kabel und/oder Lichtwellenleitern (61, 63, 92, 94, 96; 104, 106, 108, 110, 112) und einem Außenmantel (91; 116) des Integralkabels (84; 102) angeordnet ist.
Bremszuspanneinrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß an dem Wagenkasten (80) ein Klemmkasten (82) angeordnet ist, in welchen das die Luftleitung (101) beinhaltende Integralkabel (84; 102) mündet.
Bremszuspanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkasten (82) an einer Unterseite des Wagenkastens (80) angeordnet ist.
Bremszuspanneinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Luftleitung (101) bis in einen Innenraum des Wagenkastens (80) des zugeordneten Wagens (76) oder eines anderen Wagens geführt ist.
Bremszuspanneinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Ende der Luftleitung (101) mit einer Filtereinrichtung und/oder mit einer Entfeuchtungseinrichtung versehen ist.
Bremszuspanneinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktuatorgehäuse (90) unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck höheren Druck steht.