DE2655695C2

DE2655695C2 - Gleisbremse für Eisenbahnfahrzeuge

Info

Publication number: DE2655695C2
Application number: DE19762655695
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Morges Löliger; Wolfgang Dr.-Ing. Lousanne Simm; René Dr. Echichens Wasserman
Original assignee: Castolin Sa Lausanne St Sulpice Vaud Ch
Current assignee: Castolin Sa Lausanne St Sulpice Vaud Ch
Priority date: 1975-12-08
Filing date: 1976-12-08
Publication date: 1986-04-03
Also published as: BE849127A; ES454049A1; NL185236B; AT383554B; IT1072129B; NL7613667A; GB1563514A; DE2655695A1; FR2334887A1; ATA906676A; NL185236C; FR2334887B1; CH606857A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleisbremse für Eisenbahnfahrzeuge mit auf die Bandagen der Eisenbahnräder wirkenden, aus mehreren aufeinanderfolgenden Teilflächen bestehenden Bremsbalken, wobei die Radbandagen pus unlegiertem oder niedrig legiertem Stahl bestehen und die Teilflächen der Bremsbalken aus Metallen bestehen, die von denen des Stahls der Randbandagen verschiedene Gleit- und Verschleißeigenschaften besit-

Bei derartigen Bremsen wird die kinetische Energie eines bewegten Teils durch Reibung in Wärme umgewandelt wobei die Reibung durch den auf die Reibungsflächen ausgeübten Druck und die Oberflächeneigenschaften der Reibungspartner bestimmt wird. In Anwendungsgebieten, in denen große mechanische Kräfte sowie insbesondere Schläge und schockartige Beanspruchungen auftreten, sind metallische Reibungsflächen erforderlich, da beim Bremsvorgang gerade in diesen Fällen nicht nur sehr starke Verschleißerscheinungen auftreten, sondern vor allem auch der Aufbau von Resonanzschwingungen im hörbaren und im Ultraschallbereich erfolgt, die außerordentlich störend sind und infolge ihrer Intensität auch gesundheitsschädigend wirken können.

Bei Gleisbremsanlagen in Rangierbahnhöfen wird durch beidseitig an den Radbandagen angreifende Bremsbalken die Geschwindigkeit der durch die Anlagen laufenden Waggons vermindert. Dabei werden durch Unregelmäßigkeiten im Gleiten der Reibungsflächen, die zu einer Aufeinanderfolge von Haft- und Gleitzuständen führen, sehr rasch mechanische Schwingungen aufgebaut, die durch Räder und Achsen abgestrahlt werden und zu einem ohrenbetäubenden Lärm führen.

Aus dem DE-GM 73 44 474 ist ein Bremsbalken für Balkengleisbremsen bekannt, bei dem die Verschleißleiste von einer Vielzahl von Verschleißstücken geringer Länge gebildet ist, welche mit gegenseifjgem Abstand nebeneinander am Bremsbalken befestigt sind. Zur Vermeidung der quietschenden Geräusche beim Bremsen ist zwischen den Bremsbalken und den Verschleißstücken eiii2 Schicht aus schwingungsdämpfenden Material angeordnet, wie z. B. Gummi, Kunst- oder Schaumstoff oder aber auch PreDspan.

Aus einem von der Firma Habegger AG in Thun am 10. Oktober 1974 herausgegebenen Prospekt »Entwicklungen im Seilbahnbau« ist auf Seiten 21 und 22 eine Sicherheitsbremsbacke aus Wotan-Bronze für Seilbahnbremsen beschrieben, in die in bestimmten Abständen Aussparungen eingefräst und Plättchen aus Sinter-Graphitbronze eingesetzt sind, um so zu einer Stabilisierung des Reibvorganges und zu einer Erhöhung der Bremswirkung zu gelangen.

In der US-PS 37 91 493 ist eine Scheibenbremse beschrieben, bei der die Bremsscheibe einen Bremsschuh aus Kupfer und einen weiteren aus einer Aluminiumlegierung aufweist, um dergestalt die Bremswirkung bei feuchten Reibungsflächen durch Ausbildung eines Aluminium-Hydroxyd-Films auf den Reibungsflächen zu verbessern.

Ferner ist noch aus der GB-PS 5 68 409 eine elektromagnetisch betätigbare Kupplungs- bzw. Bremsvorrichtung mit einer Reibungsfläche bekannt, in die Teilflächen aus einem Material mit erhöhter Haltbarkeit eingelegt sind, um so die Widerstandsfähigkeit der Reibungsfläche zu erhöhen.

Die bisher üblichen Reibungsflächen der bekannten Bremsvorrichtungen bestehen im allgemeinen aus gleichen oder sehr ähnlichen Werkstoffen. Beispielsweise sind die Bremsbalken von Gleisbremsen aus unlegiertem oder niedrig legiertem Kohlenstoffstahl hergestellt und reiben gegen die aus ähnlichem Werkstoff gefertigten Bandagen der Räder, wodurch beide Reibflächen ähnliche Gleit- und Verschleißeigenschaften aufweisen. Für die

Gleiteigenschaften ist insbesondere der auf die Reibungspartner und vorhandenes Schmiermittel bezogene Reibungskoeffizient maßgeblich, sowie das Verhalten bei hohen lokalen Drücken, das Verhalten bei Nichtvorhandensein von Schmiermittel und das Verhalten bei höheren Temperaturen, insbesondere bei den durch die Reibungsvorgänge auftretenden Temperaturspitzen (Materialwandung, Anfressen der Reibungsflächen).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftliche herstellbare Gleisbremse für Eisenbahnfahrzeuge mit langer Lebensdauer zu schaffen, bei der die Erzeugung störender mechanischer Schwingungen auf einfache Art vermieden wird und dadurch eine Lärmentwicklung verhindert ist.

Ausgehend von einer Gleisbremse der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung und Ausführung von Gleisbremsen für Eisenbahnfahrzeuge wird also insbesondere der Vorteil erzielt, daß die Lärmentstehung während des Bremsvorgangs völlig verhindert wird, wobei zusätzlich ein geringerer Verschleiß auftritt, so daß die Lebensdauer der Vorrichtung beträchtlich erhöht wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer Beispiele näher erläutert

Bei einer Gleisbremse, bei der eine der Reibungsflächen aus unlegiertem oder niedrig legiertem Stahl besteht, wie dies bei den Radbandagen von Eisenbahnrädern der Fall ist, werden die Teilflächen der anderen Reibungsfläche, die auf den Bremsbalken gebildet werden, z. B. aus Legierungen der folgenden Art hergestellt:

— nichtrostejijle Chrom-Fisenlegierungen, beispielsweise mit 12 bis 17 Gewichtsprozent Chrom

— nichtrostende Chrom-Nickel-Eisenlegierungen, beispielsweise mit Anteilen von (immer in Gewichtsprozent)

18% Chrom 8% Nickel oder
23% Chrom
12% Nickel.

— Legierungen der obengenannten Arten mit Zusätzen von mindestens einer» der Elemente Mangan, Molybdän, Vanadin, Niob, Cobalt, Wolfram, Silizium und Titan, mit einer Gesamtmenge an Zusätzen von weniger als 15 Gewichtsprozent beispielsweise:

18% Cr, 8% Ni, 6% Mn, R üt Fe

17% Cr, 12% Ni, 3% Mo, 2% Mn, Rest Fe 26% Cr, i2%Ni, 1% Mo, i% Mn, i%Si, Rest Fe

29% Cr, 9% Ni, 1,5% Mn, l%Si, Rest Fe.

— Legierungen auf Nickelbasis, insbesondere

15 bis 20% Cr, 80 bis 85% Ni

15 bis 20% Cr, 1 bis 3% Nb, Rest Ni

15 bis 25% Cr, 1 bis 3% Nb, 5 bis 10% Mn,

bis maximal 10% Fe, Rest Ni

10 bis 20% Cr, 10 bis 20% Mo, 3 bis 6% V, bis maximal 5% Fe, Rest Ni

10% Cr, 3% Si, 3% B, bis maximal 3% Fe, Rest Ni.

— Legierungen auf Cobaltbasis, insbesondere

15 bis 30% Cr, 5 bis 10% Mo, 1 bis 3% Si,

bis maximal 5% Ni, bis maximal 3% Fe, Rest Co.

— Legierungen auf Kupferbasis, insbesondere

8% Sn, Rest Cu
8% Al, Rest Cu
8% AI, 5% Ni, Rest Cu
8% Al, 12% Mn, Rest Cu
10% Al, 2% Fe, 2% Co. Rest Cu.

Es hat sich zur Geräuschverminderung als besonders nützlich erwiesen, die aufeinanderfolgenden Teilflächen alternierend aus der Legierung von 8% Al, 12% Mn, Rest Cu und einer Nickel-basischen Nickel-Chrom-Legierung herzustellen. Auch andere Kombinationen können mit Vorteil verwendet werden. Beispielsweise können die Teilflächen abwechselnd aus nichtrostendem ferritisch-austenitischem Chrom-Nickelstahl mit Zusätzen von maximal 10 Gewichtsprozent Molybdän, Mangan und/oder Silizium und einer Nickel-basischen Nickel-Chrom-Legierung mit Zusätzen von maximal 10 Gewichtsprozent Mangan, Niob und/oder Molybdän und/oder maximal 10 Gewichtsprozent Eisen, oder einer Cobalt-basischen Legierung bestehen. Insbesondere können die beiden

Jv folgenden Legierungen verwendet werden:

^ 25% Cr, 11% Ni, 1% Mo, 1% Si, 1% Mn, Rest Fe

ff 5 alternierend mit

§ 18% Cr, 6% Mn, 5% Fe, 2% Nb, Rest NL

H Es ist zu bemerken, daß die Anzahl der alternierenden Metalle auch größer als zwei sein kann, beispielsweise

<p ίο drei, vier oder noch größer.

φ Die Teilflächen der einen Reibungsfläche können von den Oberflächen von Teilstücken des einen Teils der

v|; Gleisbremse gebildet werden, wobei diese Teilstücke vorzugsweise mit Hilfe eines schweißtechnischen. Verfah-

5',' rens auf einem metallischen Träger angebracht werden. Teilstücke aus den genannten Legierungen werden also

h- beispielsweise mit Hilfe von Handelektroden, durch kontinuierliche Drahtschweißung mit Inert- oder Aktivgas,

Xi 15 gegebenenfalls mit Fülldraht, auf einem Stahlträger aufgeschweißt Die Teilflächen können jedoch auch durch

|j Puiverauftragsschweißen erzeugt werden, sowie unter Anwendung von Plasmaverfahren oder ähnlicher, in den

ff: Bereich der Schweißtechnik fallender Verfahren, die zu einer metallurgischen Bindung der Teilstücke mit dem

P Träger führen.

ψ Im Fall von Gleisbremsen, bei denen die Bremsbalken eine Länge von 10 bis 20 Meter haben, werden

Il 20 vorzugsweise Teilstücke von 5 bis 50 r-n Länge in Längsrichtung angebracht Neben der genannten schweiß-

|s technischen Befestigungsmethode können auch andere übliche Befestigungsarten wie Schrauben, Nieten etc.

H verwendet werden.

M Ferner kann die Form der Teilflächen den besonderen Anforderungen eines Anwendungsfalles entsprechend

|s: gewählt werden. Beispielsweise kommt neben einer rechteckigen oder quadratischen Form eine Rautenform für

f\ 25 die Teilflächen in Betracht

ti·' Jf-

Claims

Patentansprüche:

1. Gleisbremse für Eisenbahnfahrzeuge mit auf die Bandagen der Eisenbahnräder wirkenden, aus mehreren aufeinanderfolgenden Teilflächen bestehenden Bremsbalken, wobei die Radbandagen aus unlegiertem

5 oder niedrig legiertem Stahl bestehen und die Teilflächen der Bremsbalken aus Metallen bestehen, die von denen des Stahls der Radbandagen verschiedene Gleit- und Verschleißeigenschaften besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß Je zwei aufeinanderfolgende Teilflächen der Bremsbalken aus voneinander verschiedenen Legierungen der folgenden Arten bestehen: nicht rostende Chrom-Eisen-Legierungen, nicht rostende Chrom-Nickel-Eisen-Legierungen, Legierungen auf Nickelbasis, Legierungen auf Kobaltbasis und to Legierungen auf Kupferbasis.

2. Gleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten nichtrostenden Chrom-Eisen-Legierungen oder Chrom-Nickel-Eisen-Legierungen einen Zusatz von mindestens einem der Elemente Mangan, Molybdän, Vanadin, Niob, Kobalt, Wolfram, Silizium und Titan enthalten, wobei die Gesamtmenge der Zusätze weniger als 15 Gewichtsprozent der Legierung beträgt.

3. Gleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte nichtrostende Chrom-Eisen-Legierung aus nichtrostendem ferritisch-austenitischem Chrom-Nickel-Stahl mit Zusätzen von maximal 10 Gewichtsprozent Molybdän, Mangan und/oder Silizium besteht und daß die genannte Legierung «'iNickelbasis aus einer Nickel-basischen Nickel-Chrom-Legierung mit Zusätzen von maximal 10 Gewichtsprozent Mangan, Niob, und/oder Molybdän und/oder maximal 10 Gewichtsprozent Eisen besteht und daß die Teilflächen der Bremsbalken alternierend aus diesen beiden Legierungen bestehen.

4. Gieisbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Teilflächen des Bremsbalkens alternierend aus einer Legierung mit ca. 8% Aluminium, 12% Mangan und dem Rest Kupfer und einer Nickel-basischen Nickel-Chrom-Legierung bestehen.

5. Gleisbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilflächen von den Oberflächen von Teils'ücken gebildet werden, die auf einem Träger mit Hilfe eines schweißtechnischen Verfahrens aufgebracht sind.