DE202011050872U1 - Switching device for controlling a magnetic rail brake - Google Patents
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Abstract
Pneumatische Schalteinrichtung (100) zur Steuerung einer Magnetschienenbremse umfassend einen Zylinder (10), in dem ein Kolbenelement (12) verschiebbar geführt ist, wobei das Kolbenelement (12) mit einer Kolbenstange (13) verbunden ist, die an einem freien Ende (14) ein höhenverstellbares Verbindungselement (15) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich der Kolbenstange (13) außerhalb des Zylinders (10) an der Kolbenstange (13) wenigstens ein Klemmelement (17) eingesetzt wird, welches durch eine Gewindeverbindung derart verspannt wird, dass ein Formschluss gegeben ist, wobei eine Spielfreiheit der höhenverstellbaren Kolbenstange (13) durch eine überlagerte kraftschlüssige Verbindung gesichert ist.Pneumatic switching device (100) for controlling a magnetic rail brake, comprising a cylinder (10) in which a piston element (12) is displaceably guided, the piston element (12) being connected to a piston rod (13) which has a free end (14) comprises a height-adjustable connecting element (15), characterized in that at least one clamping element (17) is used in an area of the piston rod (13) outside the cylinder (10) on the piston rod (13), which is clamped by a threaded connection such that a form fit is given, the freedom of play of the height-adjustable piston rod (13) being ensured by a superimposed non-positive connection.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft eine pneumatische Schalteinrichtung zur Steuerung einer Magnetschienenbremse umfassend einen Zylinder, in dem ein Kolbenelement verschiebbar geführt ist, wobei das Kolbenelement mit einer Kolbenstange verbunden ist, die an einem freien Ende ein höhenverstellbares Verbindungselement umfasst.The invention relates to a pneumatic switching device for controlling a magnetic rail brake comprising a cylinder in which a piston element is displaceably guided, wherein the piston element is connected to a piston rod which comprises a height-adjustable connecting element at a free end.
Derartige Schalteinrichtungen werden zum pneumatischen oder elektropneumatischen Betätigen einer Magnetschienenbremse für Schienenfahrzeuge mittels Druckluft eingesetzt. Eine Kolbenstange führt eine Vertikalbewegung aus, mit der die Magnetschienenbremse betätigt werden soll.Such switching devices are used for pneumatic or electropneumatic actuation of a magnetic rail brake for rail vehicles by means of compressed air. A piston rod carries out a vertical movement with which the magnetic rail brake is to be actuated.
Diese Schalteinrichtungen können bei Hochleistungsbremsen von Schienenfahrzeugen eingesetzt werden, die eine zusätzliche Magnetschienenbremse verwenden. Diese Magnetschienenbremse soll insbesondere bei Schnellbremsungen und hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten wirksam werden.These switching devices can be used in high-performance brakes of rail vehicles that use an additional magnetic rail brake. This magnetic rail brake is intended to be effective in particular during rapid braking and high vehicle speeds.
Eine Höhenverstellung der genannten Schalteinrichtung dient dem Ausgleich von Verschleiß an Laufrädern und von Magnetschienenpolschuhen. Durch diese Höhenverstellung kann, im Rahmen von plan- oder unplanmäßigen Serviceintervallen, ein Luftspalt der Magnetschienenbremse, der eine maßgebliche Größe für die Einstellung der Bremskraft ist, justiert werden.A height adjustment of said switching device is used to compensate for wear on wheels and magnetic rail pole pieces. As a result of this height adjustment, within the framework of planned or unscheduled service intervals, an air gap of the magnetic rail brake, which is a decisive variable for adjusting the braking force, can be adjusted.
Bei höhenverstellbaren Schalteinrichtungen ist eine Spielfreiheit einer verstellbaren Kolbenstange gewünscht. Außerdem muss bei der Verstelllösung sichergestellt werden, dass kein Lösen oder unbeabsichtigtes Verstellen eines Funktionsbauteiles entsteht.For height-adjustable switching devices a backlash of an adjustable piston rod is desired. In addition, it must be ensured with the adjustment solution that no loosening or unintentional adjustment of a functional component arises.
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Eine andere Anordnung zur elektropneumatischen Steuerung einer Magnetschienenbremse ist in der
Eine elektropneumatische Bremseinrichtung eines Schienenfahrzeuges ist in der
Eine Permanent-Magnetschienenbremse gemäß der Druckschrift
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, VorteileDESCRIPTION OF THE INVENTION: Problem, Solution, Advantages
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine stufenlose, spielfreie Höhen- bzw. Vertikalverstellung erlaubt, wobei ein Lösen oder unbeabsichtigtes Verstellen eines Funktionsbauteiles verhindert werden soll.The invention has for its object to provide a switching device of the type mentioned, which allows a continuous, play-free height or vertical adjustment, with a loosening or unintentional adjustment of a functional component to be prevented.
Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.This object is achieved by a device having the features specified in the characterizing part of claim 1 in conjunction with its preamble features.
Durch die Erfindung wird in einfacher Weise eine spielfreie Verbindung der höhenverstellbaren Kolbenstange bzw. dem Verbindungselement mit dem Kolben geschaffen. Außerdem wird ein ungewolltes Lösen von Funktionselementen durch die erfindungsgemäße Kraft- und Formschlussverbindung geschaffen. Mit dieser Verbindungstechnologie ist praktisch eine stufenlose Höhenverstellung mittels Formschluss realisiert, die gleichzeitig eine Spielfreiheit durch die überlagerte, kraftschlüssige Klemmverbindung erzeugt.The invention provides a backlash-free connection of the height-adjustable piston rod or the connecting element to the piston in a simple manner. In addition, an unwanted release of functional elements is created by the force and form-locking connection according to the invention. With this connection technology is practically a stepless height adjustment realized by positive engagement, which also creates a backlash by the superimposed, non-positive clamping connection.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist vorgesehen, dass das Kolbenelement (Zylinder) mit einer Hohlwelle verbunden ist, insbesondere einstückig verbunden ist, in die die Kolbenstange einsetzbar ist, so dass die Kolbenstange durch ein Gewinde hinein- und herausgeschraubt werden kann und dadurch verdrehbar ausgeführt ist, so dass die Kolbenstange höhenverstellbar ist, wobei zumindest ein Abschnitt der Kolbenstange ein Außengewinde trägt und zumindest ein Abschnitt der Hohlwelle ein Innengewinde aufweist. Der Zylinder besteht dann quasi aus einer Kolbenstange und einer Hohlwelle. Die Kolbenstange kann gegenüber der Hohlwelle verdreht werden und damit über das Gewinde hinein- oder herausgeschraubt werden. Dieses führt zu einer Höheneinstellung der an der Kolbenstange angeschlossenen Magnetschienenbremse.In an advantageous development of the device according to the invention it is provided that the piston element (cylinder) is connected to a hollow shaft, in particular integrally connected, in which the piston rod is inserted, so that the piston rod can be screwed in and out by a thread and thereby rotatable is executed, so that the piston rod is height adjustable, wherein at least a portion of the piston rod carries an external thread and at least a portion of the hollow shaft has an internal thread. The cylinder then consists of a piston rod and a hollow shaft. The piston rod can be rotated relative to the hollow shaft and thus screwed in or out via the thread. This leads to a height adjustment of the magnetic rail brake connected to the piston rod.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist vorgesehen, dass die Hohlwelle im Bereich außerhalb des Zylinders mit einem Außengewinde versehen ist, wobei eine Überwurfmutter über das Außengewinde der Hohlwelle verschraubbar ist, dass ein Klemmring in axialer Richtung der Kolbenstange zwischen dem Außengewinde der Hohlwelle und der Überwurfmutter angeordnet ist, und dass die Überwurfmutter den Klemmring durch das Verschrauben der Überwurfmutter spannt. Durch diese Klemmringverbindung wird die Kolbenstange gegen ein ungewolltes Verdrehen gesichert.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention it is provided that the hollow shaft is provided in the region outside the cylinder with an external thread, wherein a union nut on the external thread of the hollow shaft is screwed, that a clamping ring in the axial direction of the piston rod between the external thread of the hollow shaft and the union nut is arranged, and that the union nut clamps the clamping ring by screwing the union nut. Through this clamping ring connection, the piston rod is secured against accidental rotation.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind in axialer Richtung der Kolbenstange zwischen dem Klemmring und der Hohlwelle Formschlusselemente und/oder Beschichtungen vorhanden, die derart ausgeführt sind, dass diese sich beim Verschrauben der Überwurfmutter in radiale Funktionsflächen der Hohlwelle eingraben. Jedes Formschlusselement kann als ein Bauteil, insbesondere als ein gehärterter Stahlstift, ausgeführt sein. Alternativ kann jedes Formschlusselement eine Mikrostruktur umfassen, insbesondere als eine beschichtete Zwischenlage ausgeführt sein. Es kann auch eine Beschichtung einer Funktionsfläche vorhanden sein. Hierzu können Mikrohartkörper, zum Beispiel insbesondere Diamanten oder Karbiden (SiC, WC) oder dergleichen vorhanden sein.In a further advantageous embodiment of the invention, positive locking elements and / or coatings are provided in the axial direction of the piston rod between the clamping ring and the hollow shaft, which are designed such that they dig when screwing the nut into radial functional surfaces of the hollow shaft. Each form-fitting element can be designed as a component, in particular as a hardened steel pin. Alternatively, each form-fitting element may comprise a microstructure, in particular be designed as a coated intermediate layer. There may also be a coating of a functional surface. For this purpose, micro hard, for example, in particular diamonds or carbides (SiC, WC) or the like may be present.
Um eine Verspannung in tangentialer Richtung zu gewährleisten, weist der Klemmring bevorzugterweise einen radialen Schlitz auf.In order to ensure a tension in the tangential direction, the clamping ring preferably has a radial slot.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Klemmring mit einer Innenform versehen ist, die mit einer Außenform der Kolbenstange korrespondiert, um ein Verdrehen des Klemmringes relativ zur Kolbenstange zu verhindern. Der Klemmring weist an einer Innenfläche nicht konzentrische Formelemente auf, die mit äquivalenten, nicht konzentrischen Formelementen der Kolbenstange korrespondieren, wobei der Klemmring insbesondere mit zwei um 180° versetzten Abflachungen ausgeführt ist, die mit zwei um 180° versetzten Abflachungen der Kolbenstange korrespondieren, um das Verdrehen des Klemmringes zu verhindern.A particularly preferred development of the invention is characterized in that the clamping ring is provided with an inner mold which corresponds to an outer shape of the piston rod to prevent rotation of the clamping ring relative to the piston rod. The clamping ring has on an inner surface non-concentric form elements which correspond with equivalent, non-concentric form elements of the piston rod, wherein the clamping ring is designed in particular with two flattened by 180 ° flattening, which correspond to two offset by 180 ° flattening of the piston rod to the Prevent twisting of the clamping ring.
Bester Weg zur Ausführung der ErfindungBest way to carry out the invention
Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung und Vorteile derselben beschrieben sind.An embodiment will be explained in more detail with reference to the drawings, wherein further advantageous developments of the invention and advantages thereof are described.
Es zeigen:Show it:
In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, like parts are given the same reference numerals.
Das Kolbenelement
Das Verbindungselement
In einem Bereich der Kolbenstange wird außerhalb des Zylinders
Wie die
In der
Wie in der Vergrößerung gemäß
Alternativ oder zusätzlich können Beschichtungen vorhanden sein, die ebenfalls derart ausgeführt bzw. angeordnet sind, dass diese sich beim Verschrauben der Überwurfmutter
Der Klemmring
Die Einrichtung
Durch die Erfindung kommt es nicht zum Lösen oder unbeabsichtigten Verstellen eines Funktionsbauteils. Die vorliegende Erfindung beseitigt durch die beschriebene Kombination von Form- und Kraftschluss bekannte Versagensmechanismen, bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Vorteile einer spielfreien Klemmverbindung.By the invention, it does not come to loosening or unintentional adjustment of a Functional component. The present invention eliminates known failure mechanisms by the described combination of positive and non-positive locking, while maintaining the advantages of a play-free clamping connection.
Die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt, so kann der in den Figuren gezeigte pneumatische Antrieb auch als elektropneumatischer Antrieb ausgeführt sein. Die beschriebene Schalteinrichtung wird also zum pneumatischen oder elektropneumatischen Betätigen der Magnetschienenbremse für Schienenfahrzeuge mittels Druckluft eingesetzt. Ein anderes Medium als Druckluft ist jedoch auch möglich.The invention is not limited to this example, so the pneumatic drive shown in the figures can also be designed as an electropneumatic drive. The switching device described is thus used for pneumatic or electropneumatic actuation of the magnetic rail brake for rail vehicles by means of compressed air. However, a medium other than compressed air is also possible.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Schalteinrichtungswitching device
- 1010
- Zylindercylinder
- 1111
- Gehäusecasing
- 1212
- Kolbenelementpiston element
- 1313
- Kolbenstangepiston rod
- 1414
- EndeThe End
- 1515
- Verbindungselementconnecting element
- 1616
- Befestigungsbohrungmounting hole
- 1717
- Klemmelementclamping element
- 1818
- Hohlwellehollow shaft
- 1919
- 2020
- Außengewinde (Kolbenstange)External thread (piston rod)
- 2121
- Innengewinde (Hohlwelle)Internal thread (hollow shaft)
- 2222
- Außengewindeexternal thread
- 2323
- ÜberwurfmutterNut
- 2424
- Klemmringclamping ring
- 2525
- Stahlstiftesteel pins
- 2626
- Schlitzslot
- 2727
- Abflachung (Ring)Flattening (ring)
- 2828
- Abflachungen (Stange)Flattening (rod)
- 30, 3130, 31
- Funktionsflächenfunctional surfaces
- 3232
- MagnetschienenbremseMagnetic brake
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 4128403 A1 [0007] DE 4128403 A1 [0007]
- WO 2005/110830 A1 [0008] WO 2005/110830 A1 [0008]
- DE 19943091 C2 [0009] DE 19943091 C2 [0009]
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