DE19503381C2 - Aufhängung einer Schienenbremse an einem Drehgestell eines Schienenfahrzeuges - Google Patents
Aufhängung einer Schienenbremse an einem Drehgestell eines SchienenfahrzeugesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Aufhängung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1,
welcher mit dem Begriff Schienenbremsen sowohl Wirbelstrombremsen als auch Magnet
schienenbremsen umfaßt.
Bei Aufhängungen der gattungsgemäßen Art (DE-OS 26 14 298) ist am Drehgestell d. h. an
den zu beiden Seiten der Radsätze des Schienenfahrzeuges sich erstreckenden Drehgestell
rahmen ein Bremsträger einer Wirbelstrombremse mit Hilfe von Hubzylindern höhenver
stellbar angeordnet. Die stirnseitigen Enden des Bremsträgers sind in Führungen gehaltert,
welche sich von den Rad- bzw. Achslagern der Radsätze nach unten gerichtet erstrecken. Auf
diese Weise ist der Bremsträger zwischen Bremsstellung und Lösestellung absenk- bzw.
anhebbar geführt. Bei Aufhängungen der gattungsgemäßen Art sind im allgemeinen zwischen
Bremsträger und Drehgestellrahmen wirkende Anschläge vorgesehen, welche in der Brems
stellung d. h. bei abgesenkter Stellung der Wirbelstrombremse die auf die Magnete wirkende
Bremskraft auf den Drehgestellrahmen übertragen. Eine derartige Kraftübertragung ist
infolge des Anschlagprinzips mit einem sehr rauhen Betrieb verbunden; auch ist es nicht
möglich, eine ausreichende Endkoppelung zwischen Bremsträger und Drehgestellrahmen
horizontal in Querrichtung d. h. quer zur Ebene der Laufräder des Schienenfahrzeuges, vorzu
nehmen. Dies gilt um so mehr, als die stirnseitigen Enden des Bremsträgers in der Brems
stellung in sehr engen Führungen im Bereich der Achslager aufgenommen sind. Durch die
Anlage der Bremse an den Mitnehmeranschlägen existiert infolge der Reibkraft eine Koppe
lung zwischen Bremse und Drehgestellrahmen in Vertikalrichtung.
Bekannt sind auch Parallelführungen für Schienenbremsmagnete (DE 91 15 672 U1), bei
welchen eine Zug- und Druckstange vorgesehen ist. Diese Zug- und Druckstange ist
drehelastisch jeweils mit dem Drehgestellrahmen und dem Bremsmagnet verbunden. Sie
übernimmt nur die Übertragung der Bremskräfte, eine Führung des Bremsmagneten gegen
über dem Schienenkopf bzw. gegenüber den Achslagern der Radsätze ist mit derartigen Zug-
und Druckstangen nicht möglich.
Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Aufhängung der gattungs
gemäßen Art so auszugestalten, daß bei Schienenbremsen die Bremskraft vom Bremsträger
auf den Drehgestellrahmen in der Art übertragen werden kann, daß die Masse der Schienen
bremse in Vertikal- und Querrichtung, also quer zur Ebene der Laufräder gegenüber dem
Drehgestell entkoppelt ist; die angehobene Lösestellung des Bremsträgers soll zudem frei von
zusätzlichen Zentrierungen in Schienenrichtung gehalten werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des
Patentanspruches 1.
Bei Verwendung der Bremsstützen, welche zu beiden Längsseiten jeweils unter schwenkbarer
Anlenkung zwischen Drehgestell und Bremsträger wirken, ist in der Bremsstellung der
Schienenbremse eine gute Übertragung der Bremskraft auf das Drehgestell ermöglicht. Die
Anlenkung bei Verschwenkbarkeit der Bremsstützen vermittelt eine Entkoppelung zwischen
Drehgestellrahmen und Bremsträger in der Vertikalen; durch die im Bereich der Schwenk
zapfen zwischengeschalteten, stark progressiven Federelemente sind die Schienenbrems
masse und die Drehgestellmasse in Lösestellung in Längsrichtung d. h. parallel zur Schiene
bei kleinen Schwingungsamplituden sehr weich gefedert, können aber trotzdem große Brems
kräfte bei begrenzter Auslenkung übertragen. Die zwischengeschalteten Federelemente
ermöglichen auch eine kardanische Beweglichkeit der Bremsstützen d. h. in Querrichtung zur
Ebene der Laufräder des Schienenfahrzeuges ist eine Entkoppelung zwischen Bremsträger
und Drehgestellrahmen gewährleistet; durch die ständige Anbindung mit Hilfe der Brems
stützen entfällt in jedem Fall die Zentrierung in Schienenrichtung am Drehgestellrahmen in
Hochlage des Bremsträgers.
Die Aufhängung bedient sich für die Führung der stirnseitigen Enden des Bremsträgers der an
Rad- bzw. Achslagern angeordneten, frei schwenkbaren Pendel, um parallel zu den Schienen
eine Entkoppelung des jeweiligen Bremsträgers und der mit dem Bremsträger verbundenen
Gesamtmasse der Schienenbremse gegenüber den Radsätzen zu erreichen. Auch parallel zur
Achse der Achslager ist eine Entkoppelung zwischen der Masse der Schienenbremse und den
Achslagern bzw. Radsätzen sichergestellt, da die stirnseitigen Enden des Bremsträgers unter
schwenkbarer Halterung durch die achslagerseitigen Pendel begrenzt in Querrichtung verla
gerbar sind, vorzugsweise über genau definierte Federkennlinien und Anschlagpositionen am
Achslager in beiden Stellungen. Durch die definierten Anschläge ist gleichzeitig die größt
mögliche Baubreite der Bremsmagnete der Schienenbremse (Magnetschienenbremse bzw.
Wirbelstrombremse) erreicht.
Gegenüber Anordnungen gattungsgemäßer Art ist auch ein leichter Radsatzwechsel ermög
licht, da nach Demontage des Lagerbock-Unterteils, das zugleich Aufhängung des Pendels
ist, und Verschwenkung der mit den Pendeln verbundenen Arme ein einfaches Abnehmen des
Radsatzes ermöglicht ist. Die Aufhängung eignet sich auch zur Einstellung in vertikaler
Richtung, d. h. zur Nachjustierung des Luftspaltes zwischen den Bremsmagneten und der
Schiene zum Zwecke des Ausgleichs des Radreifenverschleißes. Zu diesem Zweck ist
vorzugsweise mindestens einer der Anlenkpunkte der beiden stirnseitigen Arme der
Aufhängung - sowohl am Bremsträger als auch am Pendel - einstellbar.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen
aufgeführt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die
beigefügte Zeichnung erläutert.
Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht zweier Radsätze eines Schienenfahrzeuges
mit einer zwischen diesen mittels der erfindungsgemäßen Aufhängung in Bremsstellung
befindlich dargestellten Schienenbremse in Form einer Wirbelstrombremse;
Fig. 2 ist eine der Fig. 1 vergleichbare Darstellung in der Lösestellung der Wirbelstrom
bremse;
Fig. 3 ist eine gegenüber der Darstellung nach Fig. 1 stark vergrößerte Einzeldarstellung der
Anlenkung des Bremsträgers an dem am Achslager gehalterten Pendel in Bremsstellung der
Wirbelstrombremse;
Fig. 4 ist eine der Fig. 3 vergleichbare Darstellung in der Lösestellung der Wirbelstrombremse. Die
senkrecht zueinander stehenden Bewegungsrichtungen x, y und z sind anhand einer Pfeildarstellung
aufgezeigt;
Fig. 5 ist eine senkrecht zur Anordnung nach Fig. 1-4 verlaufende Schnittansicht durch ein
Schienenfahrzeugrad mit Achslageranordnung und an dieser geführten Pendelaufhängung für den
mit dem Bremsträger verbundenen Arm;
Fig. 6 ist eine vergrößerte Einzelansicht der Bremsstütze in ihrer Anlenkung am Drehgestellrahmen
und am Bremsträger; und
Fig. 7 ist eine Teilschnitt-Ansicht der Anordnung nach Fig. 6 unter Darstellung der kardanischen
Anlenkung der stirnseitigen Enden der Bremsstütze mit Hilfe von Federelementen.
In Fig. 1 der Zeichnung ist in Seitenansicht ein Drehgestellrahmen 1 eines Schienenfahrzeuges
dargestellt, an welchem eine Wirbelstrombremse 3 in nachfolgend beschriebener Weise angeordnet
ist. Der Drehgestellrahmen 1 einer Fahrzeugseite ist federnd an Achslagern 5 zweier Radsätze
abgestützt, wobei mit dem Drehgestellrahmen 1 verbundene Hebebälge 7 auf den Bremsträger 9 der
Wirbelstrombremse 3 einwirken und diesen aus der in Fig. 1 dargestellten Bremsstellung in die in
Fig. 2 dargestellte Lösestellung anzuheben vermögen, wie nachfolgend erläutert ist.
An der Unterseite des Bremsträgers 9 der Wirbelstrombremse befinden sich an sich bekannte
Bremsmagnete 11, welche in Bremsstellung unter einem vorbestimmten Abstand zur schematisch
wiedergegebenen Schiene 13 zu halten sind, so z. B. unter einem Abstand von 7 mm. Für den
Höhenausgleich der Verlagerung der Wirbelstrombremse 3 zwischen den in Fig. 1 und 2
dargestellten Funktionsstellungen als auch zur Führung der Wirbelstrombremse gegenüber den
Achslagern sind an den beiden Stirnseiten des Bremsträgers 9 jeweils Arme 15 angelenkt. Jeder der
Arme 15 ist zwischen seinen Enden um eine am Bremsträger vorgesehene Achse 17 schwenkbar,
wobei die sich nach außen erstreckenden Enden der Arme 15 jeweils an einem Pendel 19 am
Achslager 5 angelenkt sind. Auf diese Weise sind die Arme 15 jeweils mit dem Pendel 19 um eine
senkrecht zur Bildebene verlaufende Achse drehbar; am entgegengesetzten Ende wirken die Arme
15 gemäß Fig. 3 und 4 mit einem bremsträgerfesten Anschlag 21 zusammen. Fig. 3 gibt die
Bremsstellung der Wirbelstrombremse wieder, in welcher die Anschlagposition des Arms 15
gegenüber dem Anschlag 21 dargestellt ist. Der Anschlag 21 ist als ein um seine Achse drehbares
Exzenter-Teil ausgeführt; es sind auch andere Anschlagelemente möglich, auf denen sich die
Bremse in Bremsstellung abstützt und welche außerdem verstellbar sind, um die Anschlagposition
höhenveränderlich festzulegen. Es kann eine Gabel 23 vorgesehen sein, welche als seitliche
Führung für die Schwenkbewegungen des Armes 15 dessen Ende umgreift, wie aus Fig. 3 und 4
ersichtlich ist, um die Achse 17 zu entlasten. Durch die vorstehend beschriebene drehbare
Ausführung des Arms 15 vollführt der Arm zwischen der in Fig. 1 dargestellten Bremsstellung
und der in Fig. 2 wiedergegebenen Lösestellung relative Winkelbewegungen bezüglich des
Pendels, wie aus den genannten Figuren
ersichtlich ist; die dadurch entstandene Verschiebung der Anlenkpunkte II wird ebenfalls durch das
Pendel 19 ausgeglichen.
Gemäß Fig. 5 der Zeichnung ist das schwenkbar mit dem Arm verbundene Pendel 19 in Y-
Richtung (Fig. 4) d. h. senkrecht zur Bildebene in Fig. 1 und 2, also horizontal bezüglich der
Bildebene in Fig. 5, gegen eine Feder 25 verschiebbar. Querbewegungen des Pendels 19 in Y-
Richtung werden also durch die Feder 25 elastisch aufgenommen, wobei die Feder 25
beispielsweise als doppelt wirkende Feder, d. h. in beiden Bewegungsrichtungen wirkende Feder,
ausgebildet sein kann. Anschläge 26 (Fig. 5) begrenzen die Verschiebebewegungen des Pendels
19. Hierbei wird nach einem vorher eingestellten Federweg die Anschlagposition erreicht, derart,
daß das Fahrzeugbegrenzungsprofil bei größtmöglicher Baubreite der Magnete von den
Bremsmagneten im Betrieb eingehalten wird.
In Fig. 3 der Zeichnung sind für die Anlenkung des Arms 15 am Träger, für die Anlenkung des
Arms 15 am Pendel und für die Anlenkung des Pendels am Achslager die Positionen I, II und III
aufgezeigt. Für die Anschlagposition des Arms 15 gegenüber dem Anschlag 21 ist die Position IV
wiedergegeben. Wenigstens eine dieser Positionen I-IV ist verstellbar ausgeführt, um den
Radreifenverschleiß ausgleichen zu können; vorzugsweise geschieht dies an den Positionen I oder
IV, da bei Einstellungen dieser Positionen eine Wegübersetzung für die Einstellung des
Magnetniveaus, also der Höhenlage gegenüber der Schiene bewirkt wird.
Zum Radsatzwechsel kann der Arm 15 um die Position I geschwenkt werden, wodurch der
Radsatzwechsel bei demontierter Pendelanordnung kaum behindert wird.
Das Pendel 19 ermöglicht in beiden Stellungen (Brems- und Lösestellung) die freie Beweglichkeit
der Radsätze in X-Richtung. Durch die Schwenkbarkeit der Arme 15 um die Achse 17 ist in
Lösestellung die freie Einfederung der Radsätze gewährleistet. Trotzdem werden die
Bremsmagnete in Y-Richtung ständig (Brems- und Lösestellung) am Achslager nach der o. a. Weise
geführt.
Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, ist eine Bremsstütze 27 sowohl am Drehgestellrahmen 1 als
auch am Bremsträger 9 der Wirbelstrombremse angelenkt; die Bremsstütze überträgt in der
Bremsstellung die auf die Bremsmagnete wirkende Bremskraft auf den Drehgestellrahmen. In der
Bremsstellung ist die Bremsstütze möglichst horizontal am Drehgestell angeordnet. Die
Bremsstütze ist in nachfolgend erläuterter Weise kardanisch angelenkt und relativ zur Bildebene
verlagerbar, d. h. es ist eine Entkoppelung der Wirbelstrombremsmasse gegenüber dem
Drehgestellrahmen in Y-Richtung (Pfeildarstellung nach Fig. 4) gegeben.
Die in Fig. 6 in vergrößerter Einzelansicht wiedergegebene Bremsstütze 27 ist gemäß Teilschnitt-
Ansicht nach Fig. 7 unter Zwischenschaltung von Federelementen 29 an Schwenkzapfen 31 und
33 des Drehgestellrahmens 1 und des Bremsträgers 9 gehaltert. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel sind die Schwenkzapfen durch zylindrische Schichten der Federelemente 29
umgeben, wobei das zwischen den Schichten bestehende, in der Schnittdarstellung nach Fig. 7
ersichtliche Spiel das erforderliche Ausmaß kardanischer Beweglichkeit der Bremsstütze zuläßt.
Die Bremsstütze ist also im Bereich der Schwenkzapfen 31 und 33 kardanisch geführt, derart, daß
eine relative Beweglichkeit zwischen Bremsträger 9 und Drehgestellrahmen 1, d. h. in der
Blattebene nach Fig. 7, gewährleistet ist (Y-Richtung gemäß Pfeildarstellung in Fig. 4). Dies stellt
die erwünschte Entkoppelung dar, welche vor allem in der Bremsstellung des Bremsträgers der
Schienenbremse zu gewährleisten ist. Anstelle der in Fig. 7 wiedergegebenen Federelemente 29
können auch andere Federmittel verwendet werden, so Kugel-Federkörper, welche das erwünschte
Ausmaß der Beweglichkeit in Y-Richtung (Pfeildarstellung nach Fig. 4) gewährleisten.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Bremsstütze in Lösestellung d. h. bei angehobenem
Bremsträger, parallel am Drehgestellrahmen angeordnet, während sie bei abgesenktem Bremsträger
die aus Fig. 1 ersichtliche Lage einnimmt. In dieser überträgt sie die Bremskraft und ist hierbei in
Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges entweder auf Zug oder auf Druck
belastet. Es ist natürlich auch möglich, mehrere derartige Bremsstützen, parallel wirkend, zwischen
Drehgestellrahmen und Bremsträger gelenkig anzubinden.
Ein Vorteil der stark progressiven Federelemente der in Fig. 7 wiedergegebenen Ausführungsform
besteht darin, daß die Masse der Schienenbremse d. h. der Wirbel- oder Magnetschienenbremse und
die Drehgestellmasse in Lösestellung in X-Richtung (Pfeildarstellung nach Fig. 4) bei kleinen
Schwingungsamplituden sehr weich gefedert sind, trotz Entkoppelung in Querrichtung können
jedoch große Bremskräfte übertragen werden.
Die erfindungsgemäße Aufhängung mit den erläuterten Freiheitsgraden der Entkoppelung unter
Bremskraftabstützung durch die Bremsstützen ist grundsätzlich bei Schienenbremsen anwendbar,
unabhängig von deren Ausbildung als Wirbelstrom- oder Magnetschienenbremse.
1
Drehgestellrahmen
3
Wirbelstrombremse
5
Achslager
7
Hebebalg
9
Bremsträger
11
Bremsmagnet
13
Schiene
15
Arm
17
Achse
19
Pendel
21
Anschlag
23
Gabel
25
Feder
26
Anschlag
27
Bremsstütze
29
Federelement
31
Schwenkzapfen
33
Schwenkzapfen
Claims (8)
1. Aufhängung einer Schienenbremse an einem Drehgestell eines Schienenfahrzeuges, mit
zu beiden Längsseiten des Drehgestells von diesem sich erstreckenden Drehgestellrah
men, an welchen Hebeeinrichtungen wirken, welche die Schienenbremse zwischen
abgesenkter Bremsstellung und angehobener Lösestellung verlagern, und mit an den
Achslagern jeweils zweier Radsätze angeordneten Führungen für die Enden der längssei
tigen Bremsträger der Schienenbremse, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) zum Zwecke der Bremskraftabstützung erstreckt sich zwischen dem Drehgestell rahmen (1) und dem Bremsträger (9) jeweils wenigstens eine an sich bekannte Bremsstütze (27);
- b) die Bremsstütze (27) ist verschwenkbar sowohl am Drehgestellrahmen (1) als auch am Bremsträger (9) angelenkt;
- c) als Führungen für den Bremsträger (9) sind an den Achslagern (5) angelenkte Pendel (19) vorgesehen; und
- d) von den stirnseitigen Enden des Bremsträgers (9) erstrecken sich Arme (15) und sind an den zugewandten Pendeln (19) schwenkbar angelenkt.
2. Aufhängung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) die Arme (15) sind schwenkbar am Bremsträger (9) angelenkt; und
- b) es sind am Bremsträger Anschläge (21) für die Arme (15) bei abgesenkter Lage des Bremsträgers vorgesehen.
3. Aufhängung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
die Pendel (19) sind parallel zu ihrer Anlenkung am Achslager (5) zwischen zwei Anschlägen gegen eine Feder (25) verschiebbar.
die Pendel (19) sind parallel zu ihrer Anlenkung am Achslager (5) zwischen zwei Anschlägen gegen eine Feder (25) verschiebbar.
4. Aufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende
Merkmale:
einer der Punkte der Anlenkung des Hebels (15) am Bremsträger oder am Pendel (19) ist verstellbar ausgeführt, um den Radreifenverschleiß auf dem Wege des Höhenaus gleichs kompensieren zu können.
einer der Punkte der Anlenkung des Hebels (15) am Bremsträger oder am Pendel (19) ist verstellbar ausgeführt, um den Radreifenverschleiß auf dem Wege des Höhenaus gleichs kompensieren zu können.
5. Aufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Punkt der Anlenkung des Pendels (19) am Achslager (5) und/oder der für den Hebel
(15) am Bremsträger ausgebildete Anschlag verstellbar ausgeführt sind, um den Radreifen
verschleiß ausgleichen zu können.
6. Aufhängung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
an ihren beiden Enden ist die Bremsstütze (27) unter Zwischenschaltung von Federele menten (29) schwenkbar an Lagerzapfen (31, 33) des Drehgestellrahmens (1) bzw. des Bremsträgers (9) geführt.
an ihren beiden Enden ist die Bremsstütze (27) unter Zwischenschaltung von Federele menten (29) schwenkbar an Lagerzapfen (31, 33) des Drehgestellrahmens (1) bzw. des Bremsträgers (9) geführt.
7. Aufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (29)
eine kardanische Aufhängung für die Bremsstütze bilden, derart, daß der Bremsträger im
Rahmen der kardanischen Beweglichkeit quer zum Drehgestellrahmen verlagerbar ist.
8. Aufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Federelemente (29) stark progressiv wirkend ausgebildet sind.
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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