DE19739766A1 - Klotzgebremster Radsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen klotzgebremsten Radsatz für Schienenfahrzeuge mit mindestens einem integrierten Bremsrad.

Bis heute werden Güterwagen weitestgehend mit klotzgebremsten Radsätzen ausgerüstet, weil diese Art der Bremsung den geringsten Aufwand erfordert. Es wird nämlich nicht für jedes gebremste Rad ein Bremszylinder gebraucht, sondern die Betätigung der Bremsklötze erfolgt über einen zentralen Bremszylinder und zugehörigen Bremsgestängen mit sogenannten Bremsdreiecken. Der Nachteil von klotzgebremsten Radsätzen, bei denen die Bremsklötze an den Radlaufflächen wirksam werden, besteht in der hohen thermischen Beanspruchung der Radlaufflächen während der Bremsung. Bei einer Gefällefahrt, z. B. bei der Alpenüberquerung, können an den Radlaufflächen Temperaturen von 500°C und mehr auftreten.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch beim Bremsen entstehende Schwingungen sich Riffeln in der Radlauffläche bilden, die zu einer erhöhten Schallemission der Räder führen.

Bei scheibengebremsten Radsätzen treten diese Nachteile nicht auf, doch sind solche Radsätze wesentlich aufwendiger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen klotzgebremsten Radsatz zu schaffen, der höher belastbar als herkömmliche, klotzgebremste Radsätze ist und bei dem die Gefahr der Riffelbildung an der Radlauffläche vermindert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß neben den Schienenrädern und drehfest mit ihnen mindestens ein Laufkranz angeordnet ist, dessen Lauffläche als Bremsfläche für einen Bremsklotz der Klotzbremsung ausgebildet ist.

Der Einsatz eines erfindungsgemäßen Radsatzes erfordert weniger Aufwand als ein vergleichbarer Radsatz mit Scheibenbremse, weil wie bei einem herkömmlichen klotzgebremsten Radsatz die Betätigung der Bremse über eine zentralen Bremszylinder und zugehörigem Bremsgestänge mit Bremsdreiecken erfolgt. Die Trennung von Lauffläche der Schienenräder und Bremsfläche der Klotzbremse erlaubt eine wesentlich höhere Beanspruchung des Laufkranzes der Klotzbremse. Nicht länger müssen bei der Auslegung des Laufkranzes der Klotzbremse die im Fahrbetrieb am Schienenrad auftretenden Kräfte berücksichtigt werden. Material und Form des Laufkranzes der Klotzbremse können deshalb optimal für die beim Bremsen auftretenden Beanspruchungen ausgewählt werden. Wegen der Trennung von Schienenrad und Klotzbremse sind auch höhere Temperaturen beim Bremsen am Laufkranz der Klotzbremse ohne nachteilige Folgen zulässig.

Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann der Laufkranz neben der Bremsfläche mindestens an einem Seitenrand einen Führungskranz für den Bremsklotz aufweisen. Bei dieser Ausführung erübrigen sich sonstige Vorkehrungen, die den Bremsklotz axial führen. Sofern aber eine axiale Führung des Bremsklotzes ohnehin vorgesehen ist, kann man auf diese Führungskränze verzichten.

Der erfindungsgemäße Grundgedanke der Trennung von Klotzbremse und Schienenrad läßt sich auf verschiedene Art und Weise verwirklichen.

Nach einer ersten Ausführung ist vorgesehen, daß der Laufkranz Teil eines Bremsrades ist, das auf der Radsatzwelle aufgeschrumpft ist.

Alternativ und bevorzugt wird aber eine Ausführung, bei der der Laufkranz über einen seitlichen Verbindungssteg an der Radscheibe des Schienenrades befestigt ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß auf der Radsatzwelle kein zusätzlicher Schrumpfsitz für ein Bremsrad vorgesehen ist. Um die auftretende Wärmebelastung und sich daraus ergebende Spannungen vom Schienenrad möglichst fernzuhalten, sind nach der Erfindung verschiedene Maßnahmen vorgesehen, die alternativ oder gemeinsam angewendet werden können. So ist vorzugsweise der Verbindungssteg mit größtmöglichem radialen Abstand von der Bremsfläche angeordnet. Dies wird z. B. dann erreicht, wenn der Radius der Bremsfläche möglichst groß ist und der des Verbindungssteges möglichst klein. Die axiale Länge des Verbindungssteges sollte etwa 1/10 bis 1/3 des Durchmessers der Bremsfläche betragen. Die mechanische und thermische Belastung, die bei Bremsung von dem Laufkranz der Klotzbremse ausgehen könnte, wird vor allem dann vermindert, wenn der Verbindungssteg um ein Vielfaches dünner ist, als der Laufkranz dick ist. Vorzugsweise ist der Verbindungssteg im Radialschnitt bogenförmig ausgebildet, wobei der Krümmungsradius der zur Radachse gewandten konvexen Außenseite des Stege s wesentlich größer als der Krümmungsradius der anderen Außenseite des Steges ist. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der Verbindungssteg einen Anschraubflansch aufweisen. Die Scheitelpunkte der beiden gekrümmten Außenseiten des Verbindungssteges sollten etwa in der Mitte zwischen dem Radkranz und dem Anschraubflansch liegen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 einen Teil eines klotzgebremsten Radsatzes mit einem Schienenrad und einem Bremsrad im axialen Halbschnitt,

Fig. 2 ein Bremsrad des Radsatzes gemäß Fig. 1 in einer abgewandelten Ausführung im axialen Halbschnitt,

Fig. 3 ein Bremsrad des Radsatzes gemäß Fig. 1 in einer abgewandelten Ausführung im axialen Halbschnitt,

Fig. 4 einen Teil eines klotzgebremsten Radsatzes in einer zu Fig. 1 anderen Ausführung im axialen Halbschnitt und

Fig. 5 einen Laufkranz mit Bremsfläche des klotzgebremsten Radsatzes gemäß Fig. 4 im Axialschnitt.

Gemäß Fig. 1 ist auf einer Radsatzwelle 1 ein Schienenrad 2 drehfest aufgeschrumpft. Neben diesem Schienenrad 2 ist drehfest auf der Radsatzwelle 1 ein Laufrad 3 aufgeschrumpft, dessen äußerer Durchmesser um das Maß des erforderlichen Lichtraumprofils kleiner als das auf der Schiene laufende Schienenrad 2 ist. Das Laufrad 3 weist einen Laufkranz 3a mit einer äußeren zylindrischen Bremsfläche 3b auf, gegen die ein Bremsklotz 4 mittels einer Bremsbetätigung drückbar ist. Zur seitlichen Führung weist der Laufkranz 3a an einer Seite (Fig. 1) oder beiden Seiten (Fig. 3) Führungskränze 3c, 3d auf. Sofern dem Bremsklotz 4 eine andere axiale Führung zugeordnet ist, kann auf diese Führungskränze 3c, 3d verzichtet werden (Fig. 2).

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 bis 3 darin, daß der Laufkranz mit seiner Bremsfläche anders ausgeführt ist. Bei diesem Schienenrad 5 ist deren Scheibe 5a im mittleren Bereich verstärkt und bildet einen Anschraubring 5b. Ein Laufkranz 6 mit äußerer zylindrischer Bremsfläche 6a, auf die ein Bremsklotz 7 aufsetzbar ist, ist über einen Verbindungssteg 6b und einem Anschraubflansch 6c am Verstärkungsring 5a der Radscheibe befestigt. Der Verbindungssteg 6b ist am achsinneren Teil und damit an von der Bremsfläche 6a am weitesten entfernt liegenden Teil des Laufkranzes angesetzt. Wie vor allem die maßstabgenaue Zeichnung der Fig. 5 zeigt, hat der Verbindungssteg 6b einen bogenförmigen Verlauf, dessen der Radachse zugekehrte Seite konvex gewölbt ist. Der Krümmungsradius dieser Seite ist im Vergleich zu dem Krümmungsradius der anderen Seite des Steges 6b wesentlich größer. Die Scheitelpunkte des bogenförmigen Verlaufs der beiden Seiten des Steges 6b liegen im wesentlichen in der Mitte des Verbindungssteges 6b zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten des Laufkranzes 6 und des Anschraubflansches 6c. Die axiale Länge des Verbindungssteges 6b entspricht etwa 1/10 bis 1/3 des Durchmessers der Bremsfläche 6a. Die Formgebung des Verbindungssteges 6b, insbesondere sein kleiner Querschnitt und seine größere äußere Fläche bewirken, daß beim Bremsen im Laufkranz 6 entstehende Wärme weitgehend vom Anschraubflansch 6c ferngehalten wird. Zu einer Wärmebelastung des Schienenrades 5 kommt es deshalb praktisch nicht. Hinzu kommt, daß aufgrund der Formgebung des Verbindungssteges 6b vom Laufrad 6 infolge Erwärmung ausgehende Spannungen gleichmäßig verteilt werden und sich nicht negativ am Anschraubflansch 6c und damit am Schienenrad 5 auswirken können.

Claims (10)

1. Klotzgebremster Radsatz für Schienenfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß neben Schienenrädern (5) und drehfest mit ihnen verbunden mindestens ein Laufkranz (3a, 6) angeordnet ist, dessen Lauffläche als Bremsfläche (3b, 6a) für einen Bremsklotz (4, 7) der Klotzbremse ausgebildet ist.

2. Radsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufkranz (3a, 6) mindestens an einem Seitenrand neben der Bremsfläche (3b, 6a) einen Führungskranz (3c, 3d) für den Bremsklotz (4) aufweist.

3. Radsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufkranz (3a) Teil eines Bremsrades (3) ist, das auf der Radsatzwelle (1) aufgeschrumpft ist.

4. Radsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufkranz (6) über einen seitlichen Verbindungssteg (6b) an der Radscheibe (5a) des Schienenrades (5) des Radsatzes befestigt ist.

5. Schienenrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg (6b) mit größtmöglichem radialen Abstand von der Bremsfläche (6a) angeordnet ist.

6. Schienenrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Verbindungssteges (6b) 1/10 bis 1/3 des Durchmessers der Bremsfläche (6a) beträgt.

7. Radsatz nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg (6b) um ein Vielfaches dünner ist, als der Laufkranz (6) dick ist.

8. Radsatz nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg (6b) im Radialschnitt bogenförmig ausgebildet ist, wobei der Krümmungsradius der zur Radsatzachse (1) gewandten konvexen Außenseite des Verbindungssteges (6b) wesentlich größer als der Krümmungsradius der anderen Außenseite des Verbindungssteges (6b) ist.

9. Radsatz nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg (6b) einen Anschraubflansch (6c) aufweist.

10. Radsatz nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitelpunkte der beiden gekrümmten Außenseiten des Verbindungssteges (6b) etwa in der Mitte zwischen dem Radkranz (6) und dem Anschraubflansch (6c) liegen.