DE19921649C2 - Bremsvorrichtung für Eisenbahnfahrzeuge mit einer Führungsfläche am äußeren Bremsbalken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für Eisenbahnfahrzeuge mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.

Bremsvorrichtungen der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Diese als soge­ nannte Balkengleisbremsen bezeichneten Bremsvorrichtungen umfassen zwei, im wesentlichen parallel zu einer Fahrschiene angeordnete Bremsbalken. Die Bremsbalken sind hierbei beabstandet zueinander auf den gegenüberliegenden Seiten der Fahrschiene angeordnet. Mittels eines Bremsantriebes sind die Bremsbalken von einer Lösestellung in eine Bremsstellung und umgekehrt ü­ berführbar. Hierzu werden die Bremsbalken aufeinanderzubewegt, so dass sich eine zwischen den Bremsbalken ausbildende Fahrrille verringert. Eine Weite dieser Fahrrille wird so weit verringert, dass diese geringer ist als die Dicke einer Radscheibe des abzubremsenden Eisenbahnfahrzeugs. Eine Betätigung des Bremsantriebes kann pneumatisch, hydraulisch, elektromotorisch oder me­ chanisch erfolgen. Es ist bekannt, derartige Bremsvorrichtungen als einseitige Balkengleisbremse, das heißt, einer der zwei Fährschienen ist eine derartige Bremsvorrichtung zugeordnet, oder als zweiseitige Balkengleisbremse, das heißt, beiden Fahrschienen eines Gleises ist eine derartige Bremsvorrichtung zugeordnet, auszubilden.

Die Funktion einer derartigen Balkengleisbremse erfolgt dadurch, dass bei sich in Bremsstellung befindenden Bremsbalken ein in die Fahrrille einlaufendes Rad die Bremsbalken entgegen der wirkenden Anpresskraft auseinanderdrückt. Die hierbei zu überwindenden Kräfte sind einerseits abhängig von den An­ presskräften der Bremsbalken und den momentanen Reibwerten zwischen dem einlaufenden Rad und den Bremsbalken. Da die Bremsbalken üblicherweise - in Fahrtrichtung des abzubremsenden Eisenbahnfahrzeuges - länger ausgebildet sind als ein Durchmesser der Räder, kommt es zu einem Aufbiegen (Aufweiten) der Bremsbalken im Bereich des Rades. Die Bremsbalken liegen somit im we­ sentlichen nur in Umfangsnähe des Rades an der Radscheibe an. Somit ergibt sich in Fahrtrichtung des Eisenbahnfahrzeuges eine vorneliegende Reibfläche und eine hintenliegende Reibfläche. Durch Überlagerung der Bremskräfte mit den Reibkräften kommt es im Bereich der vorderen Reibfläche zu einer resultie­ renden Kraft, die in Richtung der Achse des Wagens gerichtet ist. An der hinte­ ren Reibfläche kommt es zu einer resultierenden Kraft, die von der Achse des Rades weggerichtet ist. ist nun die resultierende Kraft an der vorderen Reibflä­ che größer als an der hinteren Reibfläche, was insbesondere beim Einfahren des Rades in die Bremsvorrichtung gegeben ist, da die hintere Reibfläche noch nicht in Kontakt mit den Bremsbalken ist, besteht die Gefahr eines sogenannten Aufkletterns des Rades. Da durch das Aufklettern die Führung des Rades verlo­ rengeht, besteht die Gefahr eines Entgleisens des abzubremsenden Eisen­ bahnfahrzeuges.

Um ein derartiges Aufklettern zu vermeiden, ist bekannt, die Bremsvorrichtun­ gen mit einer Bremssteuerung zu versehen. Mittels der Bremssteuerung wird vor Einlaufen des Eisenbahnfahrzeuges in die Bremsvorrichtung die Masse der einzelnen Radsätze bestimmt und eine auf diese Masse abgestimmte Anpress­ kraft der Bremsbalken eingestellt. Ferner ist bekannt, bei einseitigen Balken­ gleisbremsen die andere Fahrschiene mit einem sogenannten Radlenker zu versehen, der die Führung des Radsatzes beim Aufklettern übernimmt. Bei der­ artigen Bremsvorrichtungen ist nachteilig, dass durch den Einbau des Radlen­ kers der Oberbau des Gleises zusätzlich auch an der an sich freien Fahrschie­ ne verändert werden muss. Der Einbau des Radlenkers ist somit sehr aufwen­ dig und kostenintensiv. Ferner ist nachteilig, dass durch den Radlenker ein Freiraum zwischen den Fahrschienen, insbesondere in Zugbildungsanlagen, eingeschränkt wird. Hierdurch ergeben sich zusätzliche Behinderungen, gege­ benenfalls Unfallgefahren, für Züge zusammenstellendes Personal. Ferner wird der Einbau weiterer Automatisierungshilfen, wie beispielsweise einseitiger För­ deranlagen, durch die vorhandenen Radlenker verhindert.

Eine Bremsvorrichtung mit Spurrillen zur Führung aufgekletterter Eisenbahnrä­ der ist aus US 1 906 359 bekannt. Bei dieser Bremsvorrichtung sind sowohl der äußere als auch der innere Bremsbalken mit einer Spurrille versehen, die eine Führungsfläche für ein aufgeklettertes Eisenbahnrad bilden. Der äußere Bremsbalken ist hierbei aufgrund der konischen Geometrie des Radkranzes des Eisenbahnrades geringfügig höher angeordnet als der innere Bremsbalken. Nachteil dieser Bremsvorrichtung ist, dass beide Bremsbalken eine Spurrille aufweisen müssen. Das Eisenbahnrad und damit das gesamte Fahrzeug kann somit große Bewegungen in Querrichtung durchführen, was insbesondere zu einer Einschränkung des Sicherheitsraumes im Gleisbereich führt. Ein weiterer Nachteil ist die Rückführung des aufgekletterten und in der Spurrille laufenden Eisenbahnrades auf die Schiene. Dies geschieht bei der genannten Erfindung entweder durch eigenständiges Zurücklaufen des Eisenbahnrades zurück auf die Schiene oder durch Überleitung auf die Schiene am horizontal abge­ schrägten Ende der Bremsbalken, wobei sich hierbei durch die Abschrägung die Läuffläche auf dem Bremsbalken von der Schiene weg verschmälert. In bei­ den Fällen geschieht der Übergang der Rollbewegung des Eisenbahnrades von der Spurrille des Bremsbalkens zurück auf die Schiene stoßartig, da eine be­ stimmte Höhendifferenz zwischen Bremsbalken und Schiene überwunden wer­ den muss. Dies bedeutet eine erhebliche Materialbelastung für Ladung, Fahr­ zeug und Schiene.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsvorrichtung der gattungs­ gemäßen Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und die eine zuverlässige Führung gestattet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Bremsvorrichtung für Eisen­ bahnfahrzeuge mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass ein äußerer Bremsbalken der Bremsvorrichtung gleichzeitig einen Radlen­ ker bildet, wird vorteilhaft erreicht, dass durch die Bremsvorrichtung selber im Falle eines Aufkletterns eines Rades das Eisenbahnfahrzeug in der Spur gehalten wird. Die zusätzliche Anordnung eines weiteren Radlenkers ist somit nicht erforderlich. Der äußere Bremsbalken umfasst hierbei eine Führungsein­ richtung für ein aufgeklettertes Rad, die von einer Spurrille gebildet wird. Diese am äußeren Bremsbalken vorgesehene Führungseinrichtung übernimmt, die Spurführung eines aufgekletterten Rades für die eigentliche Fahrschiene. Hier­ durch wird ebenfalls sicher vermieden, dass ein aufgeklettertes Rad zum Ent­ gleisen des zu bremsenden Eisenbahnfahrzeugs führt. Insbesondere ist bevor­ zugt, wenn die zusätzliche Führungseinrichtung durch einen auf den äußeren Bremsbalken angeordneten Führungswinkel oder eine in Längsrichtung des Bremsbalkens verlaufende, nach oben und in Richtung des Rades offene Aus­ nehmung gebildet ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass entweder durch den zusätzlichen Führungswinkel oder die Ausnehmung analog einer eigentli­ chen Fahrschiene am äußeren Bremsbalken die Spurrinne ausgebildet ist, die zu einer spurgerechten Führung eines aufgekletterten Rades führt.

Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung zeichnet sich insbesondere durch ei­ nen sehr kompakten und somit einfach handzuhabenden Aufbau aus. Aufwen­ dige zusätzliche Investitionen zur Realisierung der erfindungsgemäßen Brems­ vorrichtung sind nicht notwendig. Aufgrund des einfachen und robusten Auf­ baus ist eine sichere Funktion der Bremsvorrichtung gewährleistet.

Insbesondere wenn in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, dass im Bremsauslaufbereich die Spurrille in Laufrichtung des Rades zur Ober­ kante der Fahrschiene hin abfällt und/oder in Laufrichtung des Rades zur Fahr­ schiene hin verläuft, wird vorteilhaft erreicht, dass nach erfolgter Führung des aufgekletterten Rades diese quasi selbsttätig sicher wieder auf die eigentliche Fahrschiene zurückgeführt wird. Somit wird insbesondere ein Entgleisen des Eisenbahnfahrzeuges nach Verlassen der Bremsvorrichtung mit aufgeklettertem Rad vermieden.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übri­ gen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehöri­ gen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Balkengleisbremse;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Bremsvor­ richtung.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Bremsvorrichtung 10 in einer Seitenansicht. Die. Bremsvorrichtung 10 umfasst einen ersten Bremsbalken 12 und einen - in Fig. 1 nicht sichtbaren - zweiten Bremsbalken 14. Die Bremsbalken 12 und 14 sind im wesentliche parallel zueinander angeordnet und erstrecken sich über eine Länge L parallel zu einer nicht dargestellten Fahrschiene eines Gleises. Die Bremseinrichtung 10 bildet einen Bremseinlaufbereich zum Einfahren des Ra­ des und einen Bremsauslaufbereich zum Ausfahren des Rades aus. Die Bremsvorrichtung 10 dient zum Abbremsen von in Laufrichtung 16 einlaufenden Eisenbahnfahrzeugen. Hier ist schematisch lediglich ein Rad 18 eines Radsat­ zes des Eisenbahnfahrzeuges dargestellt. Das dargestellte Rad läuft auf der Fahrschiene, der die Bremsvorrichtung zugeordnet ist. Das zweite Rad des Radsatzes läuft auf der zweiten, nicht dargestellten Fahrschiene.

Anhand der Fig. 1 soll die prinzipielle Wirkungsweise der Bremsvorrichtung 10 kurz erläutert werden. Bei einem in die Bremsvorrichtung 10 einlaufenden Rad 18 werden die Bremsbalken 12 und 14 entgegen einer auf diese wirkenden An­ presskraft durch das Rad 18 auseinandergedrückt. Der Abstand der Bremsbal­ ken 12 und 14 ist in Bremsstellung geringer als eine Dicke des Rades 18. Da die Länge L der Bremsbalken 12 und 14 größer als ein Durchmesser d des Ra­ des 18 ist, kommt es in Abhängigkeit der Steifigkeit der Bremsbalken 12 und 14 und der Größe der wirkenden Anpresskraft sowie der Lage und dem Abstand der Punkte zum Aufbringen der Anpresskraft zu einer Durchbiegung der Brems­ balken 12 und 14. Diese liegen somit im wesentlichen an einer ersten in Lauf­ richtung 16 vorneliegenden Reibfläche 20 und einer zweiten in Laufrichtung 16 hintenliegenden Reibfläche 22 an dem Rad 18 an. Infolge der sich überlagern­ den Bremskräfte, Reibkräfte sowie Schubkräfte infolge der Fahrt des Eisen­ bahnfahrzeuges kommt es an den Reibflächen 20 und 22 zu resultierenden Kräften 24 beziehungsweise 26. Die resultierende Kraft 24 ist hierbei in Rich­ tung der Achse des Rades 18 gerichtet, während die resultierende Kraft 26 an der Reibfläche 22 von der Achse des Rades 18 weggerichtet ist. Ist die resultie­ rende Kraft 24 größer als die resultierende Kraft 26 kann es zu einem soge­ nannten Aufklettern des Rades 18 auf die Bremsvorrichtung, insbesondere auf einen der Bremsbalken 12 und 14 kommen.

In den Fig. 2 bis 2c ist eine Ausführung der Bremsvorrichtung 10 gezeigt. Die Darstellung erfolgt hierbei in Laufrichtung 16. Die Bremsbalken 12 und 14 drücken mit einer konstanten Anpresskraft F_B gegen das Rad 18. Die Brems­ balken 12 und 14 sind in Bezug auf die Oberkante der Fahrschiene in gleicher Höhe angeordnet, wobei nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Ab­ stand e des inneren Bremsbalken 12 geringfügig größer gewählt ist, als ein Ab­ stand d des äußeren Bremsbalken 14 zur Oberkante der Laufschiene. Der Ab­ stand d beträgt beispielsweise kleiner 115 mm während der Abstand e bei­ spielsweise kleiner 125 mm beträgt.

Der äußere Bremsbalken 14 bildet an seiner Oberseite eine Spurrille 28 aus. Diese Spurrille 28 kann entweder, wie Fig. 2a zeigt, durch eine nach oben in Richtung des Rades 18 offene Ausnehmung 30 oder durch eine, wie Fig. 2b zeigt, auf den Bremsbalken 14 aufgesetzten Führungswinkel 32 oder derglei­ chen gebildet sein. Durch die Ausnehmung 30 oder dem Führungswinkel 32 kommt es an dem Bremsbalken 14 zur Ausbildung einer in Laufrichtung 16 verlaufenden Lauffläche 34 und einer ebenfalls in Laufrichtung 16 verlaufenden Führungsfläche 36. Die Führungsfläche 36 verläuft hierbei unter einem Winkel zu der Lauffläche 34, der vorzugsweise geringfügig größer als 90° ist. Die Lauf­ fläche 34 besitzt eine Breite a, während die Führungsfläche 36 eine Höhe h besitzt. Die Breite a und die Höhe h sind in Abhängigkeit der Bauart der Bremseinrichtung 10 so gewählt, dass - wie Fig. 3c zeigt - bei einem aufge­ kletterten Rad 18 der Radreifen in der Ausnehmung 30 beziehungsweise durch den Führungswinkel 32 geführt ist. Die Breite a beträgt beispielsweise 25 mm, während die Höhe h beispielsweise 15 mm beträgt. Hierdurch wird sicherge­ stellt, dass auch ein aufgeklettertes Rad 18 noch durch die beiden Bremsbalken 12 und 14 geführt ist. Durch das Aufklettern des Rades kommt es zu einer Ver­ ringerung der auf das Rad 18 wirkenden Anpresskräfte F_B - und somit einer Verringerung der resultierenden Kraft 24 - so dass ein weiteres Aufklettern auf die Oberkante einer der Bremsbalken 12 und 14 vermieden ist.

Um ein sicheres Einspuren eines aufkletternden Rades 18 auf die Fahrschiene zu unterstützen, kann vorgesehen sein, dass die Lauffläche 34 in Laufrichtung 16 in Richtung der Fahrschiene im Bremsenauslaufbereich unter einem Winkel abfällt. Hierdurch wird ein aufgeklettertes Rad 18 wieder in Richtung der Fahr­ schiene geführt. Dies kann unterstützt werden, wenn zusätzlich oder gegebe­ nenfalls ausschließlich die Führungsfläche 36 unter einem Winkel in Laufrich­ tung 16 in Richtung der Fahrschiene im Bremsenauslaufbereich verläuft. Hier­ durch wird ein aufgeklettertes Rad 18 im Bremsenauslaufbereich noch inner­ halb der Bremsvorrichtung 10 wieder in Richtung der Fahrschiene geführt, so dass nach Verlassen der Bremsvorrichtung 10 ein sicheres Einspuren gewähr­ leistet ist.

Die anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Bremsvorrichtungen 10 zeichnen sich durch einen einfachen und kompakten Aufbau aus und können somit relativ kleinbauend und kostengünstig an Gleisanlagen, insbesondere an Richtungs­ gleisen von Zugbildungsanlagen angeordnet werden. Neben einer aktiven Ab­ bremsung einlaufender Eisenbahnwaggons können derartige Bremsvorrichtun­ gen 10 insbesondere auch dazu eingesetzt werden, auf Gefällestrecken eine Geschwindigkeitsreduktion von freilaufender Eisenbahnwaggons bei einer Zug­ bildung zu realisieren (sogenannte Gefälleausgleichsbremsen).

Claims (9)

1. Bremsvorrichtung für Eisenbahnfahrzeuge, mit zwei ortsfest angeordneten, sich jeweils im Wesentlichen parallel zu einer Fahrschiene erstreckenden Bremsbalken, die von einem Bremsantrieb in eine Lösestellung und eine Bremsstellung verlagerbar sind, wobei zum Erreichen der Bremsstellung die Bremsbalken aufeinanderzu bewegbar sind, so dass ein Abstand der Bremsbalken kleiner wird als eine Dicke einer Radscheibe eines Eisen­ bahnfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Bremsbalken (14) zur Ausbildung eines Radlenkers eine Führungseinrichtung in Form ei­ ner Führungsfläche (36) für ein aufgeklettertes Rad (18) umfasst und die Oberkannte des äußeren Bremsbalkens auf der gleichen oder geringeren Höhe wie die Oberkannte des inneren Bremsbalkens angebracht ist.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (36) von einer Spurrille (28) gebildet wird.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (36) durch einen auf eine Oberseite der äußeren Bremsbal­ ken (14) angeordneten Führungswinkel (32) gebildet wird.

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurrille (28) von einer in Längsrichtung des Bremsbalken (14) verlaufende nach oben und in Richtung des Rades (18) offenen Ausnehmung (30) gebil­ det ist.

5. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lauffläche (34) der Ausnehmung (30) oder des Führungswinkels (32) in Laufrichtung (16) des Rades (18) im Bremsenaus­ laufbereich zur Oberkante der Fahrschiene hin abfällt.

6. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Führungsfläche (36) der Ausnehmung (30) be­ ziehungsweise des Führungswinkels (32) in Laufrichtung (16) des Rades (18) im Bremsenauslaufbereich zur Fahrschiene hin verläuft.

7. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Winkel zwischen der Führungsfläche (36) und der Lauffläche (34) zwischen 90° und 100° beträgt.

8. Bremsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, dass ein Abstand d, um den der äußere Bremsbal­ ken über der Schienenoberkante angeordnet ist, gleich oder kleiner 115 mm beträgt.

9. Bremsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, dass ein Abstand e, um den der innere Bremsbal­ ken über der Schienenoberkante angeordnet ist, gleich oder kleiner 125 mm beträgt.