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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bremskraftermittlung an
einem Schienenfahrzeug mit einer Messeinrichtung, die mit einem
Bremsmittel einer Bremseinrichtung und einem drehbewegten Fahrzeugteil
korrespondiert.
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Die
Erfindung ist anwendbar beispielsweise in Prüfständen
für Schienenfahrzeuge, wobei die von der jeweiligen Bremse
der entsprechenden Bremseinrichtung eines im Wesentlichen ruhenden
Fahrzeugs auf das drehbewegte Fahrzeugteil, beispielsweise auf einen
Radkörper des Schienenfahrzeugs wirkende Bremskraft F ermittelt
wird.
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Sowohl
bei Neubauten als auch bei im Betrieb befindlichen Fahrzeugen der
vorgenannten Art ist es erforderlich, die Funktion und Wirkung der Bremseinrichtung
beziehungsweise Bremsen und die auf die jeweilige Bremseinrichtung
wirkenden Bremskräfte regelmäßig bestimmten
Prüfungen zu unterziehen, um Funktionsstörungen,
Beschädigungen oder dergleichen Fehler an entsprechenden
Sicherheitseinrichtungen oder/und sicherheitsrelevanten Bauteilen
beziehungsweise Baugruppen rechtzeitig feststellen und beheben zu
können.
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Darüber
hinaus ist es erforderlich, die realen und durch die Bremseinrichtungen
wirkenden Kräfte zu dokumentieren und im Interesse der
Sicherheit zur Einstellung beziehungsweise Korrektur vorgegebener
Richtwerte für die Bremseinrichtung und jeweilige Bremsen
zu verwenden.
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Aus
der
DE 44 18 791 C1 ist
beispielsweise eine Vorrichtung zur Messung der Bremskraft an Bremsscheiben
von Schienenfahrzeugen bekannt.
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Bei
dieser Vorrichtung werden einzeln oder mehrfach an dem Schienenfahrzeug
angeordnete Bremsscheiben mittels eines am Wagenrahmen gelagerten
und an einem Bremszylinder angeschlossenen Bremsgestänges
eingesetzt, das mittels einer Bremszange die Bremskraft auf die
Bremsscheibe überträgt, wobei in dem Bremsgestänge
ein Bremsmomentaufnehmer die tatsächliche Bremskraft misst und
der Messwert zur Korrektur des Bremskraft-Sollwerts im Bremszylinder über
eine Bremskraftsteuerung zugrunde gelegt wird, wobei die Bremszange mittels
einer Verbindung jeweils gelenkig am Wagenrahmen oder Drehgestell
und am Zangenkörper gelagert ist, und wobei in der unter
Zug- oder Druckspannung stehenden Verbindung ein entsprechendes Messglied
eingesetzt ist, dessen Messsignal elektrische Spannungen als Messwert
zur Korrektur des Bremskraftsollwerts im Bremszylinder über
die Bremskraftsteuerung dient.
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Ein
Nachteil bei der vorgenannten Lösung besteht insbesondere
in einem hohen gerätetechnischen beziehungsweise mechanischen
Aufwand für die Anordnung der entsprechenden Messwertaufnehmer.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messeinrichtung zu schaffen,
die kostengünstig herstellbar ist und mit der in einfacher
Weise die von einer Bremseinrichtung auf jeweilige Bremsen eines Schienenfahrzeugs
einwirkenden Bremskräfte ermittelt, übertragen
und ausgewertet werden können. Die Aufgabe wird gemäß der
Erfindung mit den Merkmalen nach dem Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Unteransprüchen beschrieben.
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Mit
der Erfindung ist es in einfacher Weise möglich, an einem
beispielsweise auf einem Prüfstand befindlichen oder auch
beim Halt eines im Dienst befindlichen Schienenfahrzeugs beziehungsweise
Zuges oder Waggons die Funktion jeweiliger Bremse und die auf diese
wirkende Bremskraft direkt an einem Rad beziehungsweise Radsatz
des jeweiligen Waggons einzusetzen.
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Dadurch
können einerseits Störungen und Fehler der genannten
Art festgestellt und sofort behoben werden oder andererseits können
die entsprechenden Daten und Werte der jeweiligen Bremseinrichtung
für Reparatur- oder Wartungsarbeiten erfasst, dokumentiert
und ausgewertet werden (?).
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
und anhand einer Zeichnung näher erläutert. In
der zugehörigen Zeichnung zeigen
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1:
eine schematische Darstellung einer Messeinrichtung gemäß der
Erfindung in Seitenansicht,
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2:
die Unteransicht auf die Einrichtung,
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3:
die Einrichtung gemäß der 1 in Mess-/Arbeitsposition
und
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4:
eine perspektivische Darstellung der Einrichtung.
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In
der 1 ist eine als Messeinrichtung bezeichnete Einrichtung
zur Bremskraftermittlung gemäß der Erfindung mit
dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet.
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Wie
in der 1 dargestellt ist, besteht die Messeinrichtung 1 im
Wesentlichen aus einem hier flächenförmig dargestellten
Grundkörper 2, an dem an der zeichnungsgemäß linken
Seite eine annähernd der Geometrie des Grundkörpers 2 angepasste,
erste Aufnahme 3 angeordnet ist.
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Die
Aufnahme 3 weist an ihrer hier als Rückseite dargestellten
Fläche Fixierpunkte 3.1 und 3.2 auf.
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An
der zeichnungsgemäß rechten Seite des Grundkörpers 2 ist
eine vorzugsweise der ersten Aufnahme 3 identisch ausgebildete
zweite Aufnahme 4 angeordnet, an deren Rückseite
in analoger Weise zu der Aufnahme 3 Fixierpunkte 4.1 und 4.2 angeordnet
sind.
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Die
Fixierpunkte 3.1, 3.2 und 4.1, 4.2 sind gemäß dieser
Ausführung an der jeweiligen Aufnahme 3; 4 voneinander
beabstandet und in einer etwa dreieckförmigen Lage zueinander
angeordnet (2), deren jeweils punkt- oder
linienförmige Oberflächen in einer möglichst
exakt gleichen Ebene angeordnet sind, um eine homogene Kraftverteilung und
Kraftübertragung zu gewährleisten.
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Die
Aufnahmen 3; 4 sind zeichnungsgemäß seitlich
am Grundkörper 2 in der Ebene zu den Flächen
der jeweiligen Teile beweglich angeordnet, wozu an entsprechenden
Verbindungsstellen eine jeweilige Gelenkanordnung 5 vorgesehen
ist.
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Die
Gelenkanordnungen 5 können beispielsweise, wie
zeichnerisch in 2 dargestellt, durch Stifte
oder auch Bolzen oder dergleichen gelenkige Verbindungsmittel ausgebildet
sein, wodurch die Aufnahmen 3; 4 in der entsprechend
der Gelenkanordnung 5 ausgebildeten Weise um einen Betrag
aus der gegenüber dem Grundkörper 2 gebildeten
Ebene heraus bewegbar sind.
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Alternativ
zu den dargestellten Gelenkanordnungen 5 ist es auch möglich
und gegenüber der beschriebenen Ausführung kostengünstig,
einen mit integrierten Aufnahmen versehenen Grundkörper
einstückig und entsprechend einer vorgegebenen Abmessung
aus einem beispielsweise elastischen oder biegsamen Werkstoff/Material
herzustellen.
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Gemäß der 1 ist
an den Aufnahmen 3; 4 an der den Fixierpunkten 3.1; 3.2 und 4.1; 4.2 gegenüber
liegenden Fläche und vorzugsweise mittig, jeweils wenigstens
ein Sensor 6 und 7 mit zeichnungsgemäß oben
liegend angeordneten Druckpunkten 6.1; 7.1 vorgesehen,
wobei die den Sensoren 6; 7 zugeordneten Sensorgehäuse
in einer entsprechenden Ausnehmung 8; 9 in der
jeweiligen Aufnahme 3; 4 lagefixiert angeordnet
sind.
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Die
Sensoren 6 und 7 sind in vorliegendem Ausführungsbeispiel
als Kraftmess-Sensoren ausgebildet, die über eine jeweilige
an oder in der Messeinrichtung 1 verlegte und nicht näher
dargestellte, elektrische Kabelanordnung 10 mit einer entsprechenden Einrichtung
zur Datenbearbeitung, beispielsweise mit einem Verstärker 11,
in Verbindung stehen (2).
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Der
Verstärker 11 kann beispielsweise eine entsprechende
Sendeeinrichtung aufweisen, wobei eine Antenne 12 vorgesehen
ist, die eine drahtlose und beispielsweise per Funksignale oder
in anderer, geeigneter Weise erfolgende Übertragung der
von den Sensoren 6; 7 ermittelten Daten beziehungsweise
Wertegrößen ermöglicht.
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Alternativ
zu einer drahtlosen Datenübertragung von dem Verstärker 11 ist
auch eine an ein entsprechendes elektrisches Kabel gebundene Datenübertragung
möglich (nicht dargestellt).
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Wie
des Weiteren aus der 1 ersichtlich ist, weist der
Grundkörper 2 in seiner zeichnungsgemäß oben
liegenden Fläche eine Halteeinrichtung 13 auf,
die in geeigneter Weise mit dem Grundkörper 2 verbunden
ist.
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Die
Halteeinrichtung 13 besteht gemäß dieser
Ausführung aus wenigstens einer Magneteinrichtung, die
beispielsweise ein zylinderförmiger Permanentmagnet 13.1 sein
kann (4), der in einer entsprechenden Ausnehmung 13.2 im
Grundkörper 2 fixiert oder in anderer geeigneter
Weise mit dem Grundkörper 2 beziehungsweise der
Messeinrichtung 1 verbunden ist.
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Der
wenigstens eine Permanentmagnet 13.1 ist im oder am Grundkörper 2 vorzugsweise
mittig in der entsprechenden Fläche und derart angeordnet, dass
sich seine wirksame, magnetische Oberfläche in möglichst
derselben Ebene befindet, die von den hier als Druckpunkte 6.1; 7.1 bezeichneten,
höchsten Erhebungen der an den Aufnahmen 3; 4 angeordneten
Sensoren 6 und 7 vorgegeben sind.
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Vorzugweise
am Grundkörper 2 ist außerdem ein Anschlag 14 in
möglichst zentraler Position und eine mit dem Verstärker 11 verbundene
und nicht näher dargestellte Halterung angeordnet, die
als Griffstück 15 ausgebildet sein kann und beispielsweise
einer entsprechenden Handhabung der Messeinrichtung 1 sowie
der Durchleitung der Kabelanordnung 10 dient, die von den
Sensoren 6; 7 und durch den Grundkörper 2 hindurch,
bis zu einem entsprechenden Anschluss am Verstärker 11 vorgesehen
ist.
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Der
Anschlag 14 kann alternativ zu vorstehender Ausführung
auch zusätzlich oder separat an einer anderen Position
der Messeinrichtung 1 angeordnet sein, wie beispielsweise
an einer entsprechenden Seite an einem Anschlag 3 oder 4 oder
an beiden Anschlägen 3; 4.
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In
der 3 ist eine Anordnung der Messeinrichtung 1 dargestellt,
die zwischen einem hier seitlich und von außen vereinfacht
dargestellten Ausschnitt eines Radkörpers 16 mit
einer Lauffläche 16.1 und einem dieser gegenüber
beabstandeten Bremsbelag als Bremsmittel 17 mit einer an
die Wölbung der Lauffläche 16.1 angepassten,
wirksamen Bremsfläche 17.1 eingesetzt ist.
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Das
Bremsmittel 17 ist in üblicher Weise mit einem
entsprechenden Radbremskörper 18 verbunden, der
mit einer nicht näher dargestellten Bremseinrichtung 19 eines
entsprechenden und ebenfalls nicht dargestellten Schienenfahrzeugs
beziehungsweise Waggons in Verbindung steht.
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Der
Verstärker 11 steht schließlich, wie
hier dargestellt, drahtlos oder über eine entsprechende, nicht
dargestellte Kabelverbindung mit einem beispielsweise extern angeordneten
Rechner 20 beziehungsweise einer entsprechenden Auswerteeinheit in
Verbindung.
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Wie
aus der 3 weiterhin erkennbar ist, ist die
Messeinrichtung 1 zwischen dem Radkörper 16 und
dem Bremsmittel 17 derart eingefügt, dass einerseits
der Anschlag 14 am Radkörper 16 exakt
bündig anliegt und der Grundkörper 2 mit
dem hier einen Permanentmagneten 13.1 auf die Lauffläche 16.1 aufgesetzt
beziehungsweise auf dieser positioniert wird, während andererseits
die Aufnahmen 3 und 4 zwischen der Lauffläche 16.1 und
der wirksamen Bremsfläche 16.1 zunächst
nur lose eingesetzt sind.
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Durch
den Permanentmagneten 13.1 wird auf Grund seiner entsprechenden
Magnetkraft hierbei zunächst der Grundkörper 2 der
Messeinrichtung 1 an die Lauffläche 16.1 des
Radkörpers 16 angedrückt, wo er durch
den zusätzlichen Anschlag 14 entsprechend fixiert
ist und für den Zeitraum der Messwerterfassung verbleibt.
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Die
seitlich an dem Grundkörper 2 befindlichen Aufnahmen 3 und 4 legen
sich dabei entsprechend der Umfangskrümmung des Radkörpers 16 an die
Lauffläche 16.1 an, wobei die gegenüber
dem Permanentmagneten 13.1 rückseitige Fläche
des Grundkörpers 2 gegenüber der wirksamen
Bremsfläche 17.1 druckfrei bleiben muss.
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Wenn
die nicht dargestellte Bremseinrichtung 19 mit einer Bremskraft
F betätigt wird, bewegt sich der Radbremskörper 18 mit
dem Bremsmittel 17 in Richtung der Lauffläche 16.1 des
Radkörpers 16, so dass dazwischen die Messeinrichtung 1 im
Wesentlichen fest geklemmt wird.
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Dabei
werden bei lagerichtig fixiertem Grundkörper 2 die
seitlichen Aufnahmen 3 und 4 entsprechend dem
bestehenden Abstand zwischen der Lauffläche 16.1 und
der Bremsfläche 17.1 so bewegt, dass eine der
Bremskraft F entsprechende Druckkraft D über die Fixierpunkte 3.1; 3.2 und 4.1; 4.2 an die
Druckpunkte 6.1 und 7.1 übertragen wird
und die Sensoren 6 und 7 exakt gegen die Lauffläche 16.1 gepresst
werden.
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Die
somit zwischen der wirksamen Bremsfläche 17.1 des
Bremsmittels 17 und der Lauffläche 16.1 des
Radkörpers 16 auf die Sensoren 6 und 7 wirkende
Bremskraft F wird von den Sensoren 6 und 7 aufgenommen,
von wo aus entsprechende Wertegrößen beziehungsweise
Daten über die Kabelanordnung 10 zur Auswertung
an den Verstärker 11 und von dort auf die Sensoren 6 und 7 wirkende
Bremskraft wird von den Sensoren 6 und 7 aufgenommen, von
wo aus entsprechende Wertegrößen beziehungsweise
Daten über die Kabelanordnung 10 zur Auswertung
an den Verstärker 11 und von dort kabellos oder
entsprechend drahtgebunden, an die Auswerteeinheit 20 beziehungsweise
eine entsprechenden Rechner übertragen werden.
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Die 4 zeigt
eine Einrichtung 1 gemäß der Erfindung
in einer perspektivischen Ansicht, wobei an dem in der 4 im
vorderen Bereich dargestellten Grundkörper mittig der Permanentmagnet und
der Anschlag, zeichnerisch dahinter das Griffstück mit
dem Verstärker und der Antenne sowie jeweils die seitlich
am Grundkörper beweglich angeordneten Aufnahmen, hier mit
jeweils einem Sensor, dargestellt sind.
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Alternativ
zu der beschriebenen Ausführung können mehr als
eine Magnetanordnung und mehrere Sensoren als hier dargestellt,
entsprechend einer anderen jeweils zu berücksichtigenden
Messposition und der zu ermittelnden Daten eingesetzt werden.
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Ebenso
kann der Grundkörper mit den Aufnahmen für die
Sensoren einstückig ausgebildet sein, wobei ein elastischer
Werkstoff geeignet ist, an welchem die jeweilige Magnetanordnung
und die jeweiligen Sensoren in geeigneter Weise angeordnet sind.
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- 1
- Messeinrichtung
- 2
- Grundkörper
- 3
- Erste
Aufnahme
- 3.1
- Fixierpunkt
- 3.2
- Fixierpunkt
- 4
- Zweite
Aufnahme
- 4.1
- Fixierpunkt
- 4.2
- Fixierpunkt
- 5
- Gelenkanordnung
- 6
- Erster
Sensor
- 6.1
- Druckpunkt
- 7
- Zweiter
Sensor
- 7.1
- Druckpunkt
- 8
- Erste
Ausnehmung
- 9
- Zweite
Ausnehmung
- 10
- Elektrische
Kabelanordnung (verdeckt)
- 11
- Verstärker/Sender
- 12
- Antenne
- 13
- Halteeinrichtung
- 13.1
- Permanentmagnet
- 13.2
- Ausnehmung
- 14
- Anschlag
- 15
- Griffstück,
Handgriff
- 16
- Radkörper
- 16.1
- Lauffläche
- 17
- Bremsmittel
- 17.1
- (wirksame)
Bremsfläche
- 18
- Radbremskörper
- 19
- Bremseinrichtung
- 20
- Auswerteeinheit,
Rechner
- F
- Bremskraft
- D
- Druckkraft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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