DE2457712C3 - Gleisbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleisbremse mit entlang der Schienen in Vorbestimmten Abständen angeordneten Bremskörpern aus elastischem Material mit hoher Eigendämpfung.

Bei Güterumschlagplätzen und in Lagerhäusern kommt es häufig vor, daß nicht oder nicht dauernd angetriebene Schienenfahrzeuge Verwendung finden, die sich auf einer Schienenfahrbahn fortbewegen, welche ein gewisses Gefälle aufweist Es ist dabei erforderlich, die Geschwindigkeit dieser Fahrzeuge in bestimmten Grenzen zu halten. Das Gefälle der Fahrbahn muß mindestens so groß gewählt werde.;, daß unter allen Umständen ein sicheres, selbsttätiges Anrollen aus dem Stand gewährleistet ist, unabhängig davon, ob ein Fahrzeug schwer, leicht oder gar nicht beladen ist Ein solch starkes Gefälle bewirkt aber andererseits eine Beschleunigung der Fahrzeuge auf eine solche Geschwindigkeit, die über der tolerierbaren Grenze liegt so daß die Fahrzeuge von Zeit zu Zeit abgebremst werden müssen.

Um dies zu erreichen, hat man neben den aufwendigen, teuren und relativ störanfälligen Reibungsbremsen oder elektrischen bzw. hydraulischen Bremsen, auf die an dieser Stelle gar nicht näher eingegangen werden soll, schon vorgeschlagen, an einer Stelle, wo die Fahrzeuge abgebremst werden sollen, das Gleis zu unterbrechen und durch ein entsprechend profiliertes Stück aus elastischem Material, z. B. Kautschuk, zu ersetzen. Es wurde auch erkannt, daß das elastische Material ew? hohe Eigendämpiung besitzen muß, um ein hohes Maß an Energie absorbieren zu können. Andere Vorschläge sind dahin gegangen, neben dem Gleis einen elastisch verformbaren Bremskörper anzuordnen, der danii z. B. vom Spurkranz des Rades überrollt und so deformiert wird, wobei dem Fahrzeug Bewegungsenergie entzogen wird.

Diese Lösungen konnten jedoch nicht ganz befriedigen, da einerseits die Bremswirkung beim Überrollen der Bremskörper sehr abrupt einsetzt und andererseits der Anfahrwiderstand sehr groß ist, d. h. daß bei auf der Bremse stillstehendem Fahrzeug eine große Kraft erforderlich ist, dieses wieder in Bewegung zu setzen. Gerade bei Verwendung einer Gleisbremse in einem Lagerhaus sind diese Nachteile aber von nicht zu unterschätzender Bedeutung, bringt doch eine abrupte Bremsung die Gefahr des Verrutschens oder Herabfallens der Ladung mit sich, während der hohe Anfahrwiderstand ?n höchst unerwünschten Stauungen auf dem Gleis führen kann.

Bei der Suche nach neuen Lösungen wurde deshalb auch vorgeschlagen, unterhalb der Lauffläche der Schienenfahrbahn elastisch verformbare Bremskörper anzuordnen, die einen oberen, durch einen Schlitz teilweise in die Fahrbahn ragenden Aufsatz besitzen. Dieser Aufsatz wird von den Fahrzeugen überfahren und so der Bremskörper verformt, wodurch die Fahrzeuge abgebt ernst werden. Dieses Prinzip der Bremsung hat sich sehr gut bewährt und es ist Aufgabe der Erfindung, die dabei gewonnenen Erkenntnisse weiterzuentwickeln und eine nochmals verbesserte Ausführung einer solchen Gleisbremse zu schaffen, die noch billiger und einfacher im Aufbau ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Gleisbremse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Bremskörper durch Wülste gebildet sind, die paarweise nebeneinander in zwei parallel verlaufende, nutartige Kanäle in der Schienenlauffläche eingelassen sind. Dadurch läßt sich erreichen, daß das Rad immer auf der Metallschiene stehen bleibt, wobei die Wülste nur einen sehr bescheidenen Anfahrwiderstand

leisten. Dazu kommt, daß durch die Zweiteilung und bei Benutzung eines bombierten Rades eher eine Schneepflugwirkung eintritt als nur ein einfaches, vertikales Zusammendrücken. Daraus ergibt sich gegenüber den bekannten Bremsen eine bessere Anpassung an die verschiedenen Gewichte und Geschwindigkeiten.

Dabei arbeiten diese Bremseinrichtungen völlig wartungsfrei und zuverlässig und sind mit geringstem Aufwand zu realisieren. Die hohe Eigendämpfung, die mit einem ausgeprägten, elastischen Hystereseverhalten gekoppelt ist, ermöglicht auf einfachste Art, den Entzug von kinetischer Energie aus einem die Bremseinrichtung überrollenden Fahrzeug in genau vorausbestimmbarem Maß.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung soll auch noch die Möglichkeit geschaffen werden, unter Verwendung derselben Bremskörper die Bremswirkung variieren zu können. Dies kann dadurch erreicht werden, deS der zumindest teilweise über die Oberfläche der Fahrbahn herausragende Oberteil jedes Bremskörpers entlang seiner ganzen Länge in bezug auf eine durch den Bremskörper gelegte Längsmittelebene asymmetrisch ausgebildet ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schienenfahrbahn an einer mit Bremseinrichtung versehenen Stelle, in unbelastetem Zustand,

Fig.2 einen Querschnitt wie in Fig. 1, aber in belastetem Zustand,

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Schienenfahrbahn nach F i g. 1 und 2, an einer Stelle ohne Bremseinrichtung,

Fig.4 einen Längsschnitt durch einen TtI der Schienenfahrbahn nach F i g. 1,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Bremskörpers,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht von zwei spiegelbildlich ausgebildeten Bremskörpern als zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 u. 8 Querschnitte durch eine Schiene einer Schienenfahrbahn mit Bremskörpern nach F i g. 6,

F i g. 9 einen schematischen Längsschnitt durch eine Schiene der Schienenfahrbahn gemäß F i g. 7 u. 8,

Fig. 10 eine perspektivische Drau^fsieht auf einen Ausschnitt einer Schiene bei einer Schienenfahrbahn gemäß F i g. 7 u. 8,

F i g. 11 ein Diagramm des Geschwindigkeitsverlaufes eines Schienenfahrzeuges und

Fig. 12 ein Diagramm des Verhaltens der Bremskörper unter Druckbehstung.

Wie insbesondere aus F i g. 1 — 3 ersichtlich ist, besitzt die Schienenfahrbahn 5 eine linke Schiene 1 und eine rechte Schiene 2, die auf einer geeigneten Unterlage 3 mit Hilfe nicht näher dargestellter Befestigungsmittel montiert sind. Die linke Schiene 1 besitzt zwei längs ihrer Kanten verlaufende, seitliche Borde 4, die der Führung eines auf der Oberfläche der Fahrbahn laufenden Rades 6 dienen. Die rechte Schiene 2 besitzt zwei längsverlaufende, nutartige Kanäle 7, die in die Fahrbahn 5, symmetrisch zu ihrer Mittellinie, eingelassen sind. In diese Kanäle 7 sind in gewissen Abständen Wülste 8 als Bremskörper eingelegt. Wie deutlich aus Fig. 1 hervorgeht, ragen diese etwas über die Fahrbahnoberfläche hinaus.

Wenn ein Fahrzeug mit seinen Rädern 6 über eine solche Stelle hinwegrollt, werden die Wülste 8 deformiert und in die Kanäle 7 hineingeprellt. Dieser Zustand ist in F i g. 2 dargestellt

An den Stellen der Fahrbahn, wo keine Bremskörper in die Kanäle 7 eingelegt sind, können letztere mit Profilen 9 verschlossen werden, um den Rädern 6 der Fahrzeuge eine größere Auflagefläche zu bieten.

Aus Fig.4 und 5 geht die Form der Bremskörper bzw. Wülste 8 hervor. Währenddem ihre Breite b an jeder Stelle entlang ihrer ganzen Länge stets konstant ist, nimmt ihre Höhe von einem Minimalwert /j_m,_n der z. B. gleich wie b sein kann, zunächst stetig über h\ bis 2U einem Maximalwert h_max an der Stelle A zu, bleibt konstant bis zur Stelle B und nimmt dann entlang des letzten, kleinen Stücks des Bremskörpers rasch ab auf den Minimalwert /;„,/„.

Es ist zweckmäßig, wenn h_mm etwa der Tiefe der Kanäle 7 entspricht wie es in F i g. 4 dargestellt ist In dieser F i g. 4 zeigt die gestrichelte Linie die Oberfläche der Fahrbahn an und man sieht deutlich, daß der Bremskörper in der Fahrbahn, in Pfeilrichtung gesehen, eine Rampe bildet, die vom Rad 6 dci Fahrzeuges zu überwinden ist

Ein arideres Ausführungsbeispiel ist aus Fig. 6—8 ersichtlich. Jeder der Bremskörper ist hier in einen Oberteil 11 und einen Unterteil 12 gegliedert. Der Unterteil i2 besitzt im wesentlichen einen rechteckförmigen Querschnitt, wobei entlang der unteren Kanten beider Seitenflächen längs verlaufende Fortsätze 13 angeordnet sind. An der unteren Fläche ist in der Mitte eine ebenfalls längs verlaufende nutartige Vertiefung 14 angebracht Auf den Unterteil 12 aufgesetzt, jedoch einstückig mit diesem ausgebildet ist der Oberteil 11, der soviel kürzer bemessen ist daß an beiden Enden des Bremskörpers Absätze 15 gebildet werden. Der Oberteil 11 hat grundsätzlich ebenfalls rechteckigen Querschnitt, doch sind die beiden oberen Ecken 16 und 17 mit unterschiedlichem Radius abgerundet. Während die Höhe des Unterteils 12 an jeder Stelle des Bremskörpers etwa gleich ist, besitzt der Oberteil 11 einen sanft ansteigenden Abschnitt I, einen Abschnitt II mit konstanter Höhe und einen steil abfallenden Abscnnitt III. Der Pfeil P in Fig.6 deutet dabei die Bewegungsrichtung eines den Bremskörper überrollenden Fahrzeuges an.

In F i g. 7 und 8 sind zwei Varianten des Einbau? von einem Bremskörperpaar in eine Schiene einer Schienenfahrbahn gezeigt. Die Schiene ist insgesamt mit 18 bezeichnet und besitzt zwei nutartige Kanäle 19 und 20, welche die Bremskörper aufnehmen. Die Unterteile 12 derselben werden dabei völlig von der Schiene umschlossen, wobei die seitlichen Fortsätze 13 jedes Unterteils 12 in entsprechenden Rillen unten in den nutartigen Kanälen 19 und 20 Aufnahme finden. Auf diese V,'eiie ist ein fester Sitz der Bremskörper in der Schiene gewährleistet, und die Vertiefung 14 erlaubt e^:n Zusammenpressen aes Unterteils 12, so άαΰ das Einsetzen der Bremskörper erleichtert wird.

Beidseitig des Oberteils 11 der Bremskörper sind Aussparungen 21 vorhanden, die ein Ausweichen des beim Überfahren des Bremskörpers elastisch verformten Oberteils 11 erlauben. Gleichzeitig dienen diese Aussparungen dazu, eingelegte Profile 22 für die Kanäle 19 und 20 abzustützen, und zwar an den Stellen, wo keine Bremskörper eingebaut sind.

Aus F i g, 7 und 8 vst deutlich zu sehen, daß der Oberteil 11 jedes Bremskörpers asymmetrisch ausgebildet ist, Die Grundform dieses Oberteils 11 ist im

Querschnitt ein Rechteck, dessen obere beiden Ecken mit unterschiedlichem Radius abgerundet sind. Das Verhältnis def Verrundungsrädien liegt etwa bei 1 :3. Ein nebeneinander in die Schiene 18 eingebautes Paar von Bremskörpern besteht jeweils aus zwei spiegelbildlich gestalteten Körpern. In F i g. 7 liegen die stärker abgerundeten oberen Ecken 17 benachbart, d. h. gegen das Zentrum der Schiene, während in Fig.8 eine umgekehrte Anordnung getroffen ist. Da im wesentlichen nur etwas mehr als die halbe Breite der Bremskörper vom Rad 23 eines Wagens überfahren wird, ist offensichtlich, daß sich bei einer Anordnung gemäß F i g. 7 eine geringere Bremswirkung einstellt als bei einer Anordnung gemäß Fig.8. Dadurch ist erreicht, daß mit einem einzigen Paar von spiegelbildlich geformten Bremskörpern, je nach Einbau, eine stärkere oder eine schwächere Bremswirkung erzielt werden kann.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn etwa 10—30% der Bremskörperhöhe über die Oberfläche der Schienenfahrbahn hinausragt, dies an der höchsten Stelle, nämlich im Abschnitt II gemessen.

Aus Fig.9 und 10 wird deutlich, wie die eingelegten Profile 22 zusätzlich noch zur Fixierung der Bremskörper in der Schiene 18 dienen. Die Absätze 15 haben den Zweck, eine Auflage für die Enden der Abdeckplatten bzw. Profile 22 zu schaffen, so daß die Bremskörper sowohl in horizontaler Richtung längs der Schiene, nämlich durch Anliegen an die Stirnflächen der Oberteile 11, als auch in vertikaler Richtung fixiert sind. In Fig. 10 ist zum besseren Verständnis eine der Abdeckplatten bzw. eines der Profile 22 etwas verschoben gezeichnet, damit man ihre relative Lage zu den Absätzen 15 an den Bremskörpern erkennen kann.

Die Bremskörper können zum Beispiel aus synthetischem Kautschuk, z. B. aus Butylkautschuk bestehen. Dieses Material besitzt eine sehr große Eigendämpfung mit ausgeprägtem Hysterese-Verhalten und ermöglicht so, bei der Vorbeifahrt eines Fahrzeuges diesem eine gewisse Menge kinetischer Energie zu entziehen. Durch die hohe Eigendämpfung wird diese entzogene Energie praktisch vollständig in Wärme umgesetzt,
Das Verhalten dieses Materials unter Einwirkung einer Druckkraft ist in F i g. 12 dargestellt.

Währenddem auf der vertikalen Achse des Diagrafnmes die Druckkraft G aufgetragen ist, die durch die Räder eines darüberrollenden Fahrzeuges ausgeübt wird, gibt die horizontale Achse ein Maß für die Verformung Sd unter Einwirkung von G. Die Kurve u zeigt das Verhalten des Bremskörpers beim Ansteigen der Druckkraft von 0 bis Gi, wo eine maximale Verformung sj ι erreicht ist. Die Kurve ν hingegen zeigt das Verhalten bei abnehmender Druckkraft von G\ bis 0.

Die durch die beiden Kurven u und ν eingeschlossene schraffierte Fläche gibt dabei ein Maß für die vom Bremskörper aufgenommene Energiemenge an.

In Fig. 11 ist ein Geschwindigkeitsdiagramm dargestellt. Die vertikale Achse zeigt die Geschwindigkeit ν eines auf einer solchen geneigten Schienenfahrbahn sich bewegenden Fahrzeuges an, während die horizontale Achse der zurückgelegten Wegstrecke s/zugeordnet ist. Die Kurve χ gilt für ein frei rollendes Fahrzeug. Man sieht, die Geschwindigkeit nimmt immer weiter zu, bis zu einem Wert, wo Entgleisungsgefahr oder Gefahr für die aufgeladenen Güter besteht Die Kurve y hingegen zeigt den Geschwindigkeitsverlauf eines Fahrzeuges auf einer Schienenfahrbahn gemäß der Erfindung.

So Diese ist an den Stellen s\, s* S3, s* usw. mit je einer Bremseinrichtung ausgerüstet, so daß die Geschwindigkeit des darauf rollenden Fahrzeuges immer zwischen einer Maximalgeschwindigkeit vi und einer Minimalgeschwindigkeit Vi pendelt. Diese beiden Grenzgeschwindigkeiten müssen natürlich den individuellen Gegebenheiten angepaßt werden, was durch zweckmäßige Wahl der Lage innerhalb der Fahrbahn, durch die Länge der Bremskörper und durch deren Höhe geschieht.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Gleisbremse mit entlang der Schienen in vorbestimmten Abständen angeordneten Bremskörpern aus elastischem Material mit hoher Eigendämpfung, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskörper durch Wülste (8) gebildet sind, die paarweise nebeneinander in zwei parallel verlaufende, nutartige Kanäle (7, 19 und 20) in der Schienenlauffläche eingelassen sind.

2. Gleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wülste (8) bei konstanter Breite einen langen, ansteigenden Abschnitt (I)₁ einen kurzen Abschnitt (II) konstanter Höhe und einen kurzen, abfallenden Abschnitt (III) besitzen.

3. Gleisbremse nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest teilweise über die Oberfläche der Schienenfahrbahn (5) herausragende Oberteil (11) jedes Wulstes (8) entlang seiner ganzen Länge in bezug auf eine durch den Bremskörper gelegte vertikale Längsmittelebene asymmetrisch ausgebildet ist

4. Gleisbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberteil (11) des Bremskörpers im Querschnitt im wesentlichen die Form eines Rechtecks besitzt, bei dem die oberen beiden Ecken (16,17) mit ungleichem Radius abgerundet sind.

5. Gleisbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der asymmetrisch ausgebildete Oberteil (11) jedes Bremskörpers kürzer als der Unterteil (12) ist, so daß an beiden Enden jedes Bremskörpers ein Ansatz (15) gebildet ist

6. Gleisbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den beide> Kanälen (7) in vorbestimmten Abständer nebeneinander je zwei spiegelbildlich verschiedene Bren körper angeordnet sind.

7. Gleisbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer starken Bremswirkung die Bremskörper so nebeneinander angeordnet sind, daß ihre oberen Ecken (16) mit kleinerem Verrundungsradius einander benachbart liegen (F ig. 8).

8. Gleisbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer geringen Bremswirkung die Bremskörper so nebeneinander angeordnet sind, daß ihre oberen Ecken (17) mit größerem Verrundungsradius einander benachbart liegen (F i g. 7).

9. Gleisbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Höhe des über die Fahrbahnoberfläche hinausragenden Anteils
Oberteils (11) 10--30% der Maximalhöhe
Bremskörper beträgt.

10. Gleisbremse nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der beiden Verrundungsradien zumindest annähernd 1 :3 beträgt.

11. Gleisbremse nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (7) an den Stellen ohne Bremskörper durch ein eingelegtes Profil (9, 22) verschlossen sind.

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