DE19739766C2 - Klotzgebremster Radsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen klotzgebremsten Radsatz für Schienenfahrzeuge mit mindestens einem neben den Schienenrädern angeordneten Laufkranz, dessen Lauffläche als Bremsfläche für einen Bremsklotz der Klotzbremse ausgebildet ist.

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 zugehörige Bremsgestänge 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.

Zur Beseitigung dieser Nachteile ist es aus DE 42 40 974 A1 bekannt, neben dem Schienenrad des Radsatzes mindestens einen rotationssymetrischen Bremskörper als Bremsrad auf der Radsatzwelle anzuordnen. An der Mantelfläche dieses Bremsrads liegt ein Bremsklotz an. Die Rotation der Radsatzwelle und der damit verbundenen Schienenräder kann bei dem bekannten Radsatz dadurch gebremst werden, daß der Bremsklotz an die Mantelfläche des Bremsrades gedrückt wird. Auf diese Weise wird die beim Bremsen entstehende Bremswärme nicht in das Schienenrad, sondern lediglich in den separat auf der Radsatzwelle angeordneten Bremsrades eingeleitet. Schäden an der Radlauffläche des Schienenrades werden hierdurch vermieden.

Bei dem bekannten Radsatz entstehen jedoch andere Nachteile. Durch den separat auf der Radsatzwelle angeordneten Bremsrad wird diese im Vergleich zu den herkömmlichen Radsatzwellen zusätzlich durch das auf den Radsatz zu übertragende Bremsmoment belastet, so daß eine entsprechend verstärkte Dimensionierung der Radsatzwelle notwendig ist. Ferner besteht bei dem bekannten Radsatz die Gefahr, daß sich der separate Bremsrad aufgrund der in ihn eingeleiteten Bremswärme ausdehnt. Dadurch kann sich der Preßsitz, mit dem derartige Bremskörper in der Regel auf Radsatzwellen befestigt werden, lösen. In diesem Fall kann das Bremsmoment nicht mehr auf die Radsatzwelle übertragen werden und diese nicht gebremst werden.

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

Aus der DE 737 750 ist eine Bremstrommel für ein auf einer Radsatzwelle mit Preßsitz sitzendes Schienenrad bekannt, bei der die Bremstrommel über einen Verbindungssteg mit dem Schienenrad verbunden ist. Diese Bremstrommel ist derart ausgelegt, daß ihre Materialdicke der Materialdicke des Verbindungsstegs entspricht. Bei diesem bekannten Rad besteht jedoch die Gefahr, daß die beim Bremsen entstehende Bremswärme über den Verbindungssteg in das Schienenrad eingeleitet wird. Dies führt zu einer thermischen Belastung des Schienenrades, die zu einer Lockerung des Preßsitzes des auf der Radsatzwelle sitzenden Schienenrades führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen klotzgebremsten Radsatz zu schaffen, der höher belastbar als herkömmliche, klotzgebremste Radsätze ist und bei dem die Gefahr des Lösens der Verbindung von Schienenrad und Radsatzwelle vermindert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Laufkranz von einem seitlich am benachbarten Schienenrad drehfest befestigten Verbindungssteg getragen ist, der mit größtmöglichem radialen Abstand von der Bremsfläche angeordnet ist und um ein Vielfaches dünner ist als der Laufkranz dick 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.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist kein zusätzlicher Schrumpfsitz für ein Bremsrad auf der Radsatzwelle vorgesehen ist. Um die auftretende Wärmebelastung und sich daraus ergebende Spannungen vom Schienenrad möglichst fernzuhalten, sind nach der Erfindung verschiedene Maßnahmen vorgesehen. So ist der Verbindungssteg mit größtmöglichem radialen Abstand von der Bremsfläche angeordnet. Somit wird die Wärmeleitung und -strahlung in das Schienenrad reduziert.

Die mechanische und thermische Belastung, die bei Bremsung von dem Laufkranz der Klotzbremse ausgehen könnte, wird vor allem dadurch vermindert, daß der Verbindungssteg um ein Vielfaches dünner ist, als der Laufkranz dick ist.

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.

Ein größtmöglicher radialer Abstand von der Bremsfläche zum Schienenrad 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.

Vorzugsweise ist der Verbindungssteg im Radialschnitt bogenförmig ausgebildet, wobei der Krümmungsradius der zur Radachse gewandten konvexen Außenseite des Steges 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 ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 einen Teil eines klotzgebremsten Radsatzes im axialen Halbschnitt und

Fig. 2 einen Laufkranz mit Bremsfläche des klotzgebremsten Radsatzes gemäß Fig. 1 im Axialschnitt.

Gemäß Fig. 1 ist auf einer Radsatzwelle 1 ein Schienenrad 5 aufgeschrumpft. 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. 2 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 (6)

1. Klotzgebremster Radsatz für Schienenfahrzeuge mit mindestens einem neben den Schienenrädern (5) angeordneten Laufkranz (6), dessen Lauffläche als Bremsfläche (6a) für einen Bremsklotz (7) der Klotzbremse ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufkranz (6) von einem seitlich am benachbarten Schienenrad (5) drehfest befestigten Verbindungssteg (6b) getragen ist, der mit größtmöglichem radialen Abstand von der Bremsfläche (6a) angeordnet ist und um ein Vielfaches dünner ist als der Laufkranz (6) dick ist.

2. Schienenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufkranz (6) mindestens an einem Seitenrand neben der Bremsfläche (6a) einen Führungskranz für den Bremsklotz aufweist.

3. Schienenrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Verbindungssteges (6b) 1/10 bis 1/3 des Durchmessers der Bremsfläche (6a) beträgt.

4. Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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.

5. Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg (6b) einen Anschraubflansch (6c) aufweist.

6. Schienenrad nach Anspruch 4 oder 5, 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.