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In einer Gleiskrümmung angeordnete Gleisbremse Die Erfindung betrifft
eine in e iner Gleiskrümmung angeordnete Gleisbremse mit je einem Paar Bremsbalken
an jeder Fahrschiene, wobei die Bremsbalken eine Bremsrille bilden, die von dem
zu bremsenden Rad gegen eine Rückstellkraft aufgeschnitten wird.
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Die Erfindung bezweckt, die bekannten Gleisbremsen der genannten Art
derart zu verbessern, daß die Gefahr eines Aufkletterns der Räder und damit die
Entgleisungsgefahr verringert wird. Ferner soll die verbesserte Bremse die Gleisentwicklung
hinter Ablaufbergen, verkürzen.
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Die Erfindung geht dazu aus von an sich bekannten, in einer Gleiskrümmung
angeordneten Gleisbremsen und besteht darin, die Gleisbremse mit starren, der Gleiskrümmung
angepaßten Bremsbalken zu versehen.
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Die Bremsbalken der bekannten, in Gleiskrümmungen angeordneten Gleisbremsen
bestehen aus verhältnismäßig kurzen Einzelstücken, die gelenkig miteinander verbunden
sind und sich polygonartig der Gleiskrümmung anpassen. Infolge der vielen Abwinklungen
der Bremsbalkenstücke war der Bremsvorgang solcher bekannten Bremsen sehr ungleichförmig,
wodurch die Entgleisungsgefahr anwuchs. Aus Gründen dieser erhöhten Entgleisungsgefahr
konnten nur verhältnismäßig kleine Bremskräfte zugelassen werden. Die Gleisbogenbremsen
blieben dieser bestehenden Mängel wegen ohne Bedeutung. Erst durch die Maßnahme
gemäß der Erfindung werden die Nachteile der Gleisbogenbremse nicht nur behoben,
sondern es entstehen, wie nachstehend näher begründet wird, Auswirkungen, durch
welche die Gleisbogenbremse der geradlinigen Gleisbremse in mehrerer Hinsicht überlegen
ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Beispielen erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine in einer Gleiskrümmung angeordnete Gleisbremse in der Draufsicht,
F i g. 2 a bis. 2 c ein Rad zwischen zwei parallelen, sich geradlinig erstreckenden
Bremsbalken nach dem Stand der Technik, F i g. 3 a und 3 b ein Rad zwischen zwei
nicht parallelen, sich geradlinig erstreckenden Bremsbalken nach dem Stand der Technik,
F i g. 4 die Kraftkomponenten beim Aufklettern eines Rades, F i g. 5 a und 5 b ein
Rad in einer Gleisbremse nach F i g. 1.
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Die durchgehend starren Bremsbalken 7 bis. 10 der Gleisbremse nach
F i g. 1 sind entsprechend der Krümmung der Fahrschienen 11 und 12 gebogen und paarweise
in einer Vielzahl von Abstützbügeleinheiten 13 quer zu den Fahrschienen 11 und 12
beweglich in den Punkten 19 gelagert und über Druckrollen 15 im Antriebsgestänge
17 und Lenker 14 gegen die Gummifederpakete 23 innerhalb der Bügeleinheiten 13 abgestützt.
Die Ein- und Auslaufseiten bilden paarweise weite Ein- und Auslaufkeile, die ein
weiches Ein- und Auslaufen der Räder in die von den Bremsträgern 7 und 8 bzw. 9
und 10 gebildeten Bremsrillen gestatten. Die Bremsrillen müssen beider Bremsstellung
so eng eingestellt sein, daß auch das schmalste Rad diese aufschneiden muß. Beim
Aufschneiden erfährt das Rad zwischen den Bremsträgern Anpreßkräfte, die dem Maß
der eingestellten Bremsrille und der entstandenen Spannung der Gummifedern 23 etwa
proportional sind. Die Räder bleiben während des Bremsvorganges auf den Fahrschienen
und in ständiger gleichförmiger Anpressung an die Bremsträger. Das Größenmaß der
Bremsrille wird durch ein gesteuertes Druckmittel, welches dem im Widerlager
20 gelagerten Arbeitszylinder 18 zugeführt wird; über das Antriebsgestänge
17 der einen Seite, über den in Gleismitte gelagerten übertragungshebel 16 und das
Gestänge 17 der anderen Gleisseite verändert. Damit wird die Bremsleistung gesteuert
oder ganz aufgehoben. Das Druckmittel wird je nach beabsichtigtem Steuervorgang
wechselweise in die Anschlußleitungen 21 und 22 des Arbeitszylinders 18 geleitet.
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Durch die abgefederte Lagerung der Bremsbalken sind die Kraftverhältnisse
an den Bremsbalken statisch unbestimmt. Zu dem Einfluß der Federkräfte tritt eine
Verbiegung der Bremsbalken, die das Maß für den Abstand der Abstützelemente (die
Feldweite) entsprechend dem Widerstandsmoment der Bremsbalken bestimmt, andererseits
aber auch das gleichmäßige Angreifen aller Räder bei jedem Bandagenmaß während des
Durchlaufens ermöglicht. Die Gesamt
Anpreßkraft D (vgl. F i g.
2 a), die ein durchlaufendes Rad 34 von den Bremsträgern erfährt, entsteht aus einer
Summe von Einzelkräften, die aus den Abstützbügeln 13 auf die Bremsträger
7 bis 10
übertragen werden. Im allgemeinen wird die Kraft D, die vom Achsstand
der Wagen abhängig ist, etwa doppelt so groß sein wie die dem einzelnen Abstützbügel
abgenommene Einzelkraft.
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Bei dem in F i g. 2 a bis 2 c für Gleisbremsen nach dem Stand der
Technik gezeigten Beispiel durchläuft das Rad 24 parallele geradlinige Bremsbalken
25 und 26. Die Bremsbalken berühren das Rad 24 mit den Flächen F, die bei gleichmäßiger
Kraftverteilung unter dem spezifischen Flächendruck o = D/F stehen. Der Wert
o ist entscheidend für den Bremseffekt, denn je größer er an jedem Flächenteilchen
dF wirken kann, desto größer werden auch die der Bewegung entgegengesetzten Bremskräfte
an dem Rad. o soll so groß werden, daß die Radflächen und die Bremsträge.rflächen
beim Bremsen von allen Verschmutzungsstoffen, wie Öl, Fett, Teer, Farbe, Kohlenstaub
u. dgl. gereinigt werden und sich die metallischen Flächen unmittelbar berühren.
Will man bei gleichbleibender Anpreßkraft D und gleichem Bremsbalkenangriffsprofil
den spezifischen Flächendruck o beim Bremsvorgang vergrößern, so ist dies nur durch
Verkleinern der Berührungsflächen möglich. Diese vergrößerte Bremswirkung besteht
im Zustand des Einlaufens entsprechend F i g. 3 a und 3 b. Die Bremsbalken bilden
einen Keil, berühren also nur die Vorderflächen des Rades. Diese Flächen sind im
Vergleich zu denen gemäß F i g. 2 klein, so daß in diesen Flächen der Wert für a
und die dadurch erzeugten Bremskräfte groß werden.
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Die in F i g. 4 dargestellten Kraftkomponenten beziehen sich auf den
Einlaufzustand nach F i g. 3 (Uhrzeigerdrehsinn des Rades 24 vorausgesetzt).
Solche Verhältnisse bestehen an sich bei jeder geraden Gleisbremse; daher wird allgemein
die Anpreßkraft D der Einlaufzone konstruktiv kleiner gemacht, so daß sie für das
Rad nicht kritisch werden kann. An dem Rad 24 wirkt nach F i g. 4 im Augenblick
des Aufklette:rns das Moment B - h und entgegendrehend um den Punkt K das
Moment Q - a, wobei B
die Bremskraft und Q die Radlast ist. Das Rad
klettert auf, wenn B - h > Q - a und, wie aus Versuchen unter bestimmten
Annahmen ermittelt, die zulässige Höchstanpreßkraft D = 4,2 - Q wird. Um
die Bremskraft zu errechnen, ist außer der Anpreßkraft der Wert i, für die Reibung
von Stahl auf Stahl zu beachten. Dieser Wert ist aber von der Geschwindigkeit des
durchlaufenden Rades abhängig und wird bei 4 m/s mit etwa 0,1 und bei 0,5 m/s mit
0,l7 in den Bremskraftberechnungen verwendet. Die Bremskraft B ergibt sich
nun rechnerisch zu B = D - k - l( für jede Radseite, wobei bisher für k 0,4
bis 0,6 eingesetzt wurde. Dabei ist k ein Faktor, der außer o folgende Einflüsse
erfaßt: die Form der Flächen F, die Lagerung der Bremsträger, der Bearbeitungszustand
der Radreifen und der Verschmutzungsgrad der bremsenden Flächen.
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Gemäß F i g. 5 und 5 b liegt das Rad 24 zwischen gekrümmten
Bremsbalken 7 und 8 einer Bremse nach F i g. 1. Während in den in
F i g. 2 a bis 3 b gezeigten Beispielen die Angriffsflächen am Rad sich immer gegenüberlagen,
zeigen F i g. 5 a und 5 b, daß sich die Angriffsflächen sowohl in der Lage wie in
der Größe wesentlich von den anderen unterscheiden. Die Flächen F nach F i g. 5
a liegen auf der einen Radseite an der Vorder- und Hinterkante, ähnlich denen nach
F i g. 2 a, aber sie sind viel kleiner. Auf der anderen Radseite besteht nur eine
einzige Fläche F', und zwar direkt über dem Rollpunkt A. Die Anpreßkraft D kann
also trotz der kleinen Angriffsflächen kein Entgleisen einleiten, weil sie je Flächenhälfte
nur als D/2 einwirkt. An der anderen Radseite wirkt die Kraft D auf die Fläche F'
in der Nähe des Rollpunktes.
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Durch den infolge der wesentlich verkleinerten Flächen F und F' jetzt
größer werdenden spezifischen Flächendruck o wird bei gleichbleibender Anpreßkraft
D die Bremskraft bei der Gleisbogenbremse mit dem Korrekturfaktor k nach der erwähnten
Gleichung B = D - k - ,p größer.