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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Befestigung von Bremsklötzen.
Insbesondere ist das Verfahren anwendbar auf das Anbringen von Bremsklötzen von
Schienenfahrzeugen.
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In vielen Fällen sind Bremsklötze für Schienenfahrzeuge
angeordnet, um in ein Rad des Fahrzeugs einzugreifen. Mit anderen
Worten, die Klötze werden
in Eingriff mit einem peripheren Abschnitt des Rads gedrückt, um
eine Reibkraft auf das Rad aufzubringen, um es und damit das Fahrzeug
zu bremsen. Entsprechend ist die Kontaktoberfläche zwischen den Bremsklötzen und
dem Rad gekrümmt.
Weil es normalerweise sehr schwierig ist, Zugang zu dem Bereich
zu erlangen, wo solche Bremsklötze
befestigt sind, ist es normalerweise der Fall, dass es unpraktisch
ist, einen einzelnen kontinuierlichen Klotz zu verwenden, der aufgrund
des Zugangsproblems schwierig zu ersetzen wäre. Es ist übliche Praxis für solche
Klötze,
in Paaren in einem einzelnen Halter befestigt zu werden, wobei die
beiden Klötze
mit Zwischenraum umfänglich
des Rads angeordnet sind. Mit anderen Worten, die Klötze folgen
dicht aufeinander in einer Richtung parallel zu dem peripheren Rand
des Rads. Solche Paare von Klötzen
können dann
einer nach dem anderen ersetzt werden, wobei der Zugang von verschiedenen
Seiten erlangt wird. Weil es selten ist, dass der Halter auf den
Durchmesser des Rads, mit dem er in Zusammenhang steht, zugeschnitten
ist, und weil es unpraktisch ist, die Bremsklötze individuell zuzuschneiden,
ist die Passform zwischen den Oberflächen von neu eingebauten Bremsklötzen und
der peripheren Oberfläche
des Rads häufig
sehr schlecht. Jedoch wird die Passform verbessert, wenn sich die
Klötze
im Kontakt mit dem Rad während
des Bremsens abnutzen, bis die Oberflächen der Bremsklötze komplementär zu der
Oberfläche
des Rads werden. Dies hat Nachteile darin, dass während der
anfänglichen "Einschleif"-Periode, in der
sich die Klötze
wie vorstehend genannt abnutzen, eine schlechte Bremsleistung erfahren
werden kann und die Abnutzung übermäßig ist.
Der Nachteil der vorstehend genannten schlechten Bremsleistung ist
da nicht akut, wo die Bremsklötze
aus herkömmlichem
Gusseisen hergestellt sind, weil die Einschleifperiode sehr kurz
ist, da solche Bremsklötze
sich schnell abnutzen und die Einschleifperiode möglicherweise
nur ein paar Bremsbetätigungen
betragen kann. Jedoch ist übermäßiger Verschleiss
bei diesem Material ein Problem und sogar ein paar Bremsbetätigungen
mit schlechter Bremsleistung können
zu gefährlichen
Situationen führen.
Mit moderneren Bremsklotz-Materialien könnten jedoch viele Betätigungen
erforderlich sein, bevor genügende
Abnutzung aufgetreten ist, und als ein Ergebnis wird das Potential
bzw. die Wahrscheinlichkeit gefährlicher
Situationen proportional erhöht.
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Es ist herausgefunden worden, dass
das Problem von langen Einschleifperioden reduziert werden kann,
indem die Klötze
so hergestellt werden, dass sie sich verjüngen, so dass die Dicke der
Klötze in
der Mitte des Halters am größten ist,
wo die Klötze einander
benachbart sind, und die Dicke sich in Richtung der umfänglich mit
Zwischenraum angeordneten Ränder
des Halters verringert, d. h. die Klötze variieren in der Dicke,
so dass sie an ihren Rändern
am dünnsten
sind, die von dem benachbarten Klotz entfernt sind. Diese Verjüngung stellt
sicher, dass während
des Einschleifens beide Klötze
in der Mitte des Halters in die periphere Oberfläche des Rads eingreifen, wodurch
eine im wesentlichen kontinuierliche Bremsoberfläche bereitgestellt wird, von
der herausgefunden wurde, dass sie die Einschleifperiode reduziert
und die Bremsleistung während
des Einschleifens verbessert. Da die Halter jedoch entworfen sind, um
allgemein rechteckige und sich nicht verjüngende Klötze unterzubringen, die symmetrisch
sind, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass einer oder beide derartige
Bremsklötze
in der falschen Orientierung angebracht werden, d. h. mit ihren
dicksten Abschnitten an den umfänglichen
Rändern
des Halters. Das Anbringen der Klötze in exakt der falschen Orientierung würde die
Bremsleistung verschlechtern anstatt sie zu verbessern. Dementsprechend
ist es wünschenswert,
dass ein Verfahren existiert, solche Bremsklötze zu befestigen, welches
sicherstellt, dass die Klötze
nicht in der falschen Orientierung befestigt werden können, wobei
das Verfahren keine Veränderungen der
Halter erfordert.
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Die Erfindung stellt ein Verfahren
zur Verfügung,
um eine Vielzahl von Bremsklötzen
in umfänglicher
Ausrichtung miteinander und in entgegengesetzter Beziehung zu einer
peripheren Oberfläche
eines Elements zu befestigen, welches drehbar um eine Achse ist,
so dass die Klötze
gleichzeitig in Eingriff mit der peripheren Oberfläche bewegt
werden können,
um eine Bremskraft auf das Element aufzubringen, wobei das Verfahren
umfasst, die Klötze
auf einem gemeinsamen Halter zu befestigen, der in entgegengesetzter
Beziehung zu der peripheren Oberfläche befestigt ist, und der
hin zu und weg von der peripheren Oberfläche bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren ebenso umfasst, mindestens einen der Bremsklötze mit
einem oder mehreren Vorsprüngen
zu versehen, die angeordnet sind, um das Befestigen von einem oder
mehreren der Klötze
auf dem Halter zu verhindern, wenn die Klötze nicht in einer gewünschten
Orientierung angeordnet sind.
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In einem Verfahren gemäß der Erfindung verhindern
der Vorsprung oder die Vorsprünge
des Klotzes, dass der benachbarte Klotz auf dem Halter befestigt
wird, wenn ein erster Klotz in einer nicht korrekten Orientierung
auf dem Halter befestigt ist, z. B. mit einer Verjüngung, auf
die vorstehend Bezug genommen wurde, die sich in die falsche Richtung
erstreckt. Oder aber auch wenn ein erster Klotz in der korrekten
Orientierung befestigt ist, aber ein Versuch gemacht wird, den nächsten benachbarten
Klotz in einer nicht korrekten Orientierung zu befestigen, verhindern
der Vorsprung oder die Vorsprünge
das Befestigen des zweiten Klotzes. In jedem Fall wird die Person,
die einen Klotz in der nicht korrekten Orientierung befestigt hat
oder zu befestigen versucht, auf ihren Fehler aufmerksam gemacht,
indem sie daran gehindert wird, den nächsten Klotz zu befestigen.
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Der Bremsklotz kann, wie herkömmlicherweise,
eine Einheit aus einer Verstärkungsplatte
und Reibmaterial aufweisen, dass an der Verstärkungsplatte befestigt ist.
In diesem Fall können
der oder mindestens einer der Vorsprünge aus Reibmaterial gebildet
werden, oder können
einstückig
mit der Verstärkungsplatte
der Vorsprünge
gebildet werden, oder können
teils durch die Verstärkungsplatte
und teils durch das Reibmaterial gebildet werden.
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Bevorzugterweise ist das Reibmaterial
jedes Bremsklotzes an einem Endabschnitt des Bremsklotzes dicker,
welcher am weitesten von dem oder jedem Vorsprung entfernt ist.
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Bevorzugterweise erstrecken sich
die oder mindestens einer der Vorsprünge von einem Endabschnitt
des Klotzes in eine Richtung, welche, wenn der Klotz an dem Halter
befestigt ist, generell umfänglich
in Bezug auf das drehbare Element ist und, falls der Klotz in seiner
korrekten Orientierung ist, sich von dem anderen Klotz weg erstreckt.
Zum Beispiel kann der Vorsprung sich in einer Richtung axial des
Rads erstrecken, über
mindestens die halbe Breite des Bremsklotzes. Der Vorsprung kann eine
Seitenoberfläche
haben, die in Bezug auf eine longitudinale Ebene des Klotzes geneigt
ist.
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Die Erfindung stellt ebenso einen
Bremsklotz bereit, der für
die Verwendung in einem Verfahren gemäß der Erfindung geeignet ist,
wobei der Bremsklotz mindestens einen Vorsprung aufweist, der angeordnet
ist, um die Befestigung des Klotzes oder eines angrenzenden Klotzes
auf dem Halter zu verhindern, wenn die Klötze nicht in einer gewünschten
Orientierung angeordnet sind.
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Es folgt nun eine detaillierte Beschreibung, die
mit Bezug auf die begleitende Zeichnung eines Verfahrens zur Befestigung
einer Vielzahl von Bremsklötzen
gelesen werden soll, die beispielhaft für die Erfindung ist.
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In der Zeichung:
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ist 1 eine
diagrammatische Seitenansicht eines Abschnitts eines Rads und von
Bremsklötzen,
die in die periphere Oberfläche
des Rads eingreifen;
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ist 2 eine
Planansicht von einem der in 1 gezeigten
Bremsklötze;
und
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sind die 3 und 4 perspektivische
Ansichten des in 2 gezeigten
Bremsklotzes aus verschiedenen Winkeln.
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Das erläuternde Verfahren ist ein Verfahren, zwei
Bremsklötze 10 und 12 in
umfänglicher
Ausrichtung miteinander und in entgegengesetzter Beziehung zu einer
peripheren Oberfläche 14 eines
Elements 16, das um eine Achse 18 drehbar ist,
zu befestigen. Insbesondere ist das Element 16 ein Rad
eines Schienenfahrzeugs. Die Klötze 10 und 12 sind
so befestigt, dass sie gleichzeitig in Eingriff mit der peripheren
Oberfläche 14 des
Rads 16 bewegt werden können,
um eine Bremskraft auf das Rad aufzubringen.
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Die Klötze 10 und 12 sind
Spiegelbilder voneinander, so dass nur einer im Detail beschrieben werden
wird, wobei equivalente Bezugszeichen für equivalente Teile der zwei
Klötze
verwendet werden, so dass zum Beispiel Teil 10a des Klotzes 10 dem Teil 12a des
Klotzes 12 entspricht. Der Klotz 10 weist eine
Einheit einer Verstärkungsplatte 10a,
welche allgemein rechteckig und aus Stahlblech hergestellt ist, und
Reibmaterial 10b, dass an der Verstärkungsplatte 10a befestigt
ist, auf.
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Insbesondere ist das Reibmaterial 10b ein Phenolharz-gebundenes
Material, das in situ gegen eine Oberfläche der Verstärkungsplatte 10a geformt wird
und daran durch ein Klebemittel und durch Vorsprünge 10c der Verstärkungsplatte 10a,
welche in das Material eingebettet sind, befestigt ist. Jedoch können andere
Arten von Reibmaterial, so wie gesintertes oder gegossenes Metall,
verwendet werden. Das Reibmaterial 10b zeigt der peripheren
Oberfläche 14 des
Rads eine facettierte Oberfläche 10d.
Wie am deutlichsten in 4 gesehen werden
kann, besitzt die facettierte Oberfläche 10d fünf allgemein
planare Abschnitte, welche gegeneinander geneigt sind, um allgemein
der Krümmung
eines Abschnitts der Oberfläche 14 des
Rads 16 zu folgen. Anstatt facettiert zu sein, könnte die
Oberfläche 10d einer
kontinuierlichen Kurve oder einer Reihe von Kurven folgen. Das Reibmaterial 10b
ist so geformt, dass es in Aufsicht allgemein rechteckig ist (siehe 2), ausgenommen dass es
einen Vorsprung 10e besitzt, welcher hiernach weiter beschrieben
werden wird. Das Reibmaterial 10b ist ebenfalls so geformt,
dass seine Dicke (in einer Richtung radial des Rads 16 und senkrecht
zu der Verstärkungsplatte 10a)
variiert. Insbesondere ist die Dicke des Materials 10b nahe einem
Endabschnitt 10f des Klotzes 10 am größten und über den
Rest des Klotzes 10 annähernd
konstant.
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Die Verstärkungsplatte 10a weist
einen Vorsprung 10g auf, welcher sich von einem mittleren
Abschnitt der Platte 10a in eine Richtung weg von dem Reibmaterial 10b erstreckt.
Der Vorsprung 10g wird benutzt, um den Klotz 10 in
einem Halter 20 zu befestigen, wobei der Vorsprung 10g ausgerichtete
Löcher 10h besitzt,
in denen ein Stift (nicht gezeigt) aufgenommen werden kann, um den
Klotz 10 an dem Halter zu befestigen. Die Verstärkungsplatte 10a weist ebenso
Vorsprünge
in der Form von Ansätzen 10j auf,
welche in Schlitzen (nicht gezeigt) des Halters 20 platziert
sind, um zu verhindern, dass sich der Klotz 10 in Bezug
auf den Halter 20 dreht.
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Der Halter 20 ist von einer
herkömmlichen Konstruktion
und ist allgemein um die Achse 18 gekrümmt, und für die Bewegung in Richtung
der Achse 18 befestigt, um die Oberfläche 10d des Klotzes 10 in
Eingriff mit der peripheren Oberfläche 14 des Rads 16 zu
bringen, oder in die entgegengesetzte Richtung, um die Oberflächen 10d und 14 aus
dem Eingriff zu bringen. Insbesondere ist der Halter 20 angeordnet,
um zwei Klötze 10 und 12 in
umfänglicher Ausrichtung
miteinander und enger Nähe
zueinander zu halten. Daher erstrecken sich die Oberflächen 10d und 12d der
Klötze
allgemein tangential zu der Oberfläche 14, und die Verstärkungsplatten 10a und 12a sind
gegeneinander in einem Winkel geneigt, der von dem Radius der Oberfläche 14 und
der Breite des Spalts 22 zwischen den Oberflächen 10d und 12d abhängt (wobei
diese Breite schmal ausgeführt
wird, im Interesse einer verbesserten Bremsleistung).
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Der Vorsprung 10e des Reibmaterials 10b ist einstückig mit
dem Rest des Materials 10b ausgeführt und erstreckt sich von
einem gegenüberliegenden
Endabschnitt 10k des Reibmaterials 10b zu dem Endabschnitt 10f.
Der Vorsprung 10e erstreckt sich über die ganze Dicke des Reibmaterials 10b,
aber nur über
einen Teil von dessen Breite. Insbesondere, wie in 2 gesehen werden kann, ist der Vorsprung 10e durch
eine Endoberfläche 10m begrenzt,
die zu der longitudinalen Ebene des Klotzes 10 über einen Abschnitt
ihrer Länge
geneigt und für
den Rest ihrer Länge
parallel dazu ist.
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In dem erläuternden Verfahren werden die Klötze 10 und 12 auf
einem gemeinsamen Halter 20 befestigt, und wie vorstehend
beschrieben, sind die Klötze 10 und 12 mit
Vorsprüngen 10e versehen.
Diese Vorsprünge 10e sind
angeordnet, um das Befestigen des Klötze auf dem Halter zu verhindern,
wenn die Klötze
nicht in einer gewünschten
Orientierung angeordnet sind. Bei der gewünschten Orientierung sind die
Endabschnitte 10f und 12f die das dickste Reibmaterial 10b und 12b besitzen,
einander benachbart. Diese Orientierungen führen dazu, dass sich die Vorsprünge 10e und 12e an
gegenüberliegenden
Enden des Halters 20 befinden. Wenn vorausgesetzt wird,
dass der Klotz 10 zuerst in der korrekten Orientierung
an dem Halter 20 befestigt wird, d. h. mit dem Vorsprung 10e an
dem linken Ende von 1 (wie
gezeigt), ist es nur möglich,
den Klotz 12 in der korrekten Orientierung an dem Halter 20 zu
befestigen, d. h. mit dem Vorsprung 12e an dem rechten Ende
von 1. Jeder Versuch,
den Klotz 12 in der inkorrekten Orientierung zu befestigen,
d. h. mit dem Vorsprung 12e in der Mitte von 1, wird durch die Störung zwischen
dem Vorsprung 12e und der Kante des Endabschnitts 10f des
Klotzes 10 verhindert. Der Bereich der Störung ist
durch 24 in 1 angedeutet.
Wenn andererseits der Klotz 10 in der inkorrekten Orientierung
befestigt worden ist, d. h. mit dem Vorsprung 10e in der
Mitte von 1, wird die
Störung zwischen
den Klötzen 10 und 12 das
Befestigen des Klotzes 12 in dem Halter 20 in
jeder der möglichen Orientierungen
verhindern. Wenn sich der Klotz 12 in seiner korrekten
Orientierung befindet, wird die Störung über den bei 26 angedeuteten
Bereich in 1 auftreten,
und wenn der Klotz 12 sich in seiner inkorrekten Orientierung
befindet, wird die Störung über einen
viel größeren Bereich
auftreten, angedeutet durch 28.