EP0589865A1 - Bremsanordnung für Schienenfahrzeuge - Google Patents

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EP0589865A1
EP0589865A1 EP93890168A EP93890168A EP0589865A1 EP 0589865 A1 EP0589865 A1 EP 0589865A1 EP 93890168 A EP93890168 A EP 93890168A EP 93890168 A EP93890168 A EP 93890168A EP 0589865 A1 EP0589865 A1 EP 0589865A1
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brake
wheel axle
shaft
motor
hollow shaft
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Hans Dipl.-Ing. Hödl
Gerhard Dipl.-Ing. Neurohr
Martin Teichmann
Gottfried Dipl.-Ing. Kubata
Peter Veidl
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Siemens AG Oesterreich
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/48—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension
    • B61C9/50—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension in bogies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
    • B61H5/00—Applications or arrangements of brakes with substantially radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes

Definitions

  • the invention relates to a brake arrangement for rail vehicles with at least one wheel axle driven by a coupled motor-transmission unit, in which the unit is drivingly connected to the wheel axle while avoiding an intermediate wheel, preferably via a hollow shaft concentrically surrounding this wheel axle, and the wheel axle or the hollow shaft is drivingly connected to a disc brake arranged on the side of the wheel axle opposite the unit.
  • a construction is known for commuter cars with relatively low power and low weight, in which a pinion of the drive motor drives a large wheel directly on the axle shaft, whereby an intermediate wheel which increases the loss of motor power can be avoided.
  • a separate output is provided on the large wheel, on which a brake disc is overhung.
  • this type of attachment of a brake disc is not suitable for higher engine outputs or larger vehicle weights due to the higher required brake output and the associated load on the attachment of the brake devices.
  • the brake disks were mounted on the wheel axle or the hollow shaft surrounding it, but this has the disadvantage that the distance between the motor and the wheel axle must be increased in order to make space for the brake disks, so that now an idler gear is required in the transmission, which leads to an additional loss of performance. There is also only a relatively limited space available for attaching the brake discs.
  • the object of the present invention was therefore to specify a brake arrangement which is also suitable for high engine outputs and high vehicle weights and has sufficient brake output, at the same time keeping the loss of engine output as low as possible and making good use of the space available in the area of the wheel axle.
  • the brake disc is mounted on a brake shaft arranged parallel to the wheelset axis and the motor axis and mounted on both sides of the motor-gear unit.
  • the two-sided mounting of the brake shaft results in a mechanically much more stable construction that can absorb much more braking power.
  • the increase in braking power possible through the construction according to the invention also leads to a reduction in the thermal and mechanical load on the wheels, since the use of the block brakes acting on the wheels can be avoided.
  • a bearing of the brake shaft preferably the bearing opposite the drive connection to the wheel axle or the hollow shaft, is advantageously detachable. As a result, one shaft end can easily be exposed in order to change the brake disc or, if need be, to remove the entire shaft in a simple manner.
  • brake discs can be attached to the brake shaft.
  • a modular structure is also appropriate the intended use of the variable number of brake discs on the brake shaft is conceivable.
  • the rail vehicle equipped according to the invention can be provided with the appropriate braking power for any purpose, this being limited only by the space available on the brake shaft.
  • the entire brake shaft could be replaced on the one hand and replaced by another brake shaft with a different number of brake discs fixedly mounted thereon.
  • the brake disks are releasably attached to the brake shaft according to a further feature of the invention, so that only the desired number of brake disks is additionally attached or removed in a less complex manner for the assembly or disassembly of the braking power.
  • the brake calipers are also mounted on the motor-transmission unit. Relative movements between the brake disks and the brake calipers are thus avoided, so that a uniform application of the braking power and a structurally simple structure are avoided while avoiding floating components.
  • the drive motor is designated 1 and typically delivers a continuous output of about 1.6 MW in modern high-performance locomotives.
  • a gearbox 2 flanged to it drives on the one hand a hollow shaft 3 which drives with the axle of the wheelset (not shown) connected is.
  • an output is also provided on the side of the hollow shaft 3 opposite the motor 1, to which a brake shaft 4 is connected in terms of drive.
  • the brake shaft 4 is now rotatably mounted on the one hand at 5 in the housing of the transmission 2 and at the opposite end in the front area 6 of a carrier extending from the engine 1.
  • the front part 6 of the carrier and thus the bearing opposite the drive connection of the brake shaft to the hollow shaft 3 can be detached and removed.
  • the brake disks 8 provided on the brake shaft 4 can be easily removed in the event of their detachable attachment or be re-installed on the brake shaft 4, or at most the entire brake shaft 4 with the brake disks 8 located thereon can be removed.
  • the brake calipers 9 acting on the brake disks 8 are advantageously also attached to the motor-gear unit 1, 2 in order to avoid relative movements, but can also be mounted on the bogie frame (not shown).
  • a powered bogie using the brake arrangement according to the invention combines the advantages of a reduced power loss, increased braking power and a short distance between the wheel sets with improved cornering.
  • the sections of the housing for the transmission 2 or the front part 6 of the carrier provided for receiving the bearings of the brake shaft 4 on the side opposite the housing of the transmission 2 can advantageously be provided with attachment points 10 for components for suspending the motor-transmission unit 1, 2 can be used together with the brake arrangement on the bogie frame or on the vehicle frame.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsenanordnung für Schienenfahrzeuge mit zumindest einer von einer gekoppelten Motor-Getriebe-Einheit angetriebenen Radachse, bei welcher die Einheit unter Vermeidung eines Zwischenrades mit der Radachse, vorzugsweise über eine diese Radachse konzentrisch umgebende Hohlwelle, antriebsmäßig verbunden ist und die Radachse oder die Hohlwelle antriebsmäßig mit einer auf der der Einheit gegenüberliegenden Seite der Radachse angeordneten Scheibenbremse verbunden ist, wobei die Bremsscheibe (8) auf einer parallel zur Radsatzachse und zur Motorachse angeordneten und zweiseitig an der Motor-Getriebe-Einheit (1,2) gelagerten Bremswelle (4) angebracht ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bremsanordnung für Schienenfahrzeuge mit zumindest einer von einer gekoppelten Motor-Getriebe-Einheit angetriebenen Radachse, bei welcher die Einheit unter Vermeidung eines Zwischenrades mit der Radachse, vorzugsweise über eine diese Radachse konzentrisch umgebende Hohlwelle, antriebsmäßig verbunden ist, und die Radachse oder die Hohlwelle antriebsmäßig mit einer auf der der Einheit gegenüberliegenden Seite der Radachse angeordneten Scheibenbremse verbunden ist.
  • Für Nahverkehrswagen mit relativ geringer Leistung und geringem Gewicht ist eine Konstruktion bekannt, bei welcher ein Ritzel des Antriebsmotors direkt ein Großrad auf der Radsatzwelle antreibt, wodurch ein den Verlust an Motorleistung erhöhendes Zwischenrad vermieden werden kann. Auf der dem Motor gegenüberliegenden Seite des Radsatzes ist ein eigener Abtrieb am Großrad vorgesehen, an dem fliegend eine Bremsscheibe montiert ist. Diese Anbringungsart einer Bremsscheibe ist jedoch für höhere Motorleistungen bzw. größere Fahrzeuggewichte aufgrund der höheren erforderlichen Bremsleistung und der damit verbundenen Belastung der Anbringung der Bremseinrichtungen nicht geeignet.
  • Daher wurden bei Schienenfahrzeugen mit hoher Motorleistung und großem Gewicht die Bremsscheiben auf die Radachse bzw. die diese umgebende Hohlwelle angebaut, was jedoch den Nachteil aufweist, daß der Abstand zwischen dem Motor und der Radachse vergrößert werden muß, um für die Bremsscheiben Platz zu schaffen, sodaß nunmehr ein Zwischenrad im Getriebe erforderlich ist, welches zu einem zusätzlichen Leistungsverlust führt. Auch steht dabei nur ein relativ begrenzter Platz zur Anbringung der Bremsscheiben zur Verfügung.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, eine auch für hohe Motorleistungen und hohe Fahrzeuggewichte geeignete Bremsanordnung mit ausreichender Bremsleistung anzugeben, bei der gleichzeitig der Verlust an Motorleistung möglichst gering gehalten werden kann und wobei das Platzangebot im Bereich der Radachse gut ausgenützt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bremsscheibe auf einer parallel zur Radsatzachse und zur Motorachse angeordneten und zweiseitig an der Motor-Getriebe-Einheit gelagerten Bremswelle angebracht ist. Durch die zweiseitige Lagerung der Bremswelle ergibt sich eine mechanisch wesentlich stabilere Konstruktion, die wesentlich mehr Bremsleistung aufnehmen kann. Gleichzeitig bleibt aber die Möglichkeit erhalten, den Motor möglichst nahe der Radachse anzuordnen und damit ein den Leistungsverlust steigendes Zwischenrad im Getriebe zu vermeiden. Dies ist insbesondere bei Motoren mit über 1 MW Dauerleistung von Bedeutung, wo bereits Leistungsverluste oder -gewinne im Prozentbereich ausschlaggebend sind.
  • Die durch die erfindungsgemäße Konstruktion mögliche Anhebung der Bremsleistung führt auch zu einer Verringerung der thermischen und mechanischen Belastung der Räder, da der Einsatz der auf die Räder wirkenden Klotzbremsen vermieden werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorteilhafterweise ein Lager der Bremswelle, vorzugsweise das der antriebsmäßigen Verbindung mit der Radachse oder der Hohlwelle gegenüberliegende Lager, lösbar. Dadurch kann leicht ein Wellenende freigelegt werden, um einen Bremsscheibenwechsel vorzunehmen oder allenfalls die ganze Welle in einfacher Weise ausbauen zu können.
  • Auf der Bremswelle können mehrere Bremsscheiben angebracht sein. In Verbindung mit dem zuvor genannten Merkmal des lösbaren Lagers ist auch ein modularer Aufbau mit entsprechend dem geplanten Einsatzzweck veränderlicher Anzahl der Bremsscheiben auf der Bremswelle denkbar. Das erfindungsgemäß ausgerüstete Schienenfahrzeug kann für jeden Zweck mit der passenden Bremsleistung versehen werden, wobei dies lediglich vom Platzangebot auf der Bremswelle nach oben hin begrenzt ist.
  • Dazu könnte einerseits die gesamte Bremswelle ausgetauscht und durch eine andere Bremswelle mit einer anderen Anzahl von darauf fest montierten Bremsscheiben ersetzt werden. Vorteilhafterweise sind aber die Bremsscheiben gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung auf der Bremswelle lösbar angebracht, sodaß in weniger aufwendiger Weise zum Auf- oder Abbau der Bremsleistung lediglich die gewünschte Anzahl an Bremsscheiben zusätzlich angebracht oder abgebaut wird.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind auch die Bremssättel an der Motor-Getriebe-Einheit gelagert. Damit sind Relativbewegungen zwischen den Bremsscheiben und den Bremssätteln vermieden, sodaß eine gleichmäßige Aufbringung der Bremsleistung und ein konstruktiv einfacher Aufbau unter Vermeidung schwimmend gelagerter Bauteile gewährleistet ist.
  • Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel soll in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht einer Motor-Getriebe-Einheit mit erfindungsgemäßer Bremsanordnung und
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf die Bauteilgruppe der Fig. 1.
  • Der Antriebsmotor ist mit 1 bezeichnet und liefert typischerweise bei modernen Hochleistungslokomotiven eine Dauerleistung von etwa 1,6 MW. Ein daran angeflanschtes Getriebe 2 treibt einerseits eine Hohlwelle 3 an, welche antriebsmäßig mit der Radsatzachse (nicht dargestellt) verbunden ist. Gleichzeitig ist aber auch an der dem Motor 1 entgegengesetzten Seite der Hohlwelle 3 ein Abtrieb vorgesehen, mit dem eine Bremswelle 4 antriebsmäßig verbunden ist.
  • Die Bremswelle 4 ist nun einerseits bei 5 im Gehäuse des Getriebes 2 und am gegenüberliegenden Ende im vorderen Bereich 6 eines vom Motor 1 ausgehenden Trägers drehbar gelagert.
  • Wie bei 7 durch eine Flanschverbindung angedeutet ist, ist der vordere Teil 6 des Trägers und damit das der antriebsmäßigen Verbindung der Bremswelle mit der Hohlwelle 3 gegenüberliegende Lager lösbar und entfernbar. Damit sind die auf der Bremswelle 4 vorgesehenen Bremsscheiben 8 im Falle ihrer lösbaren Anbringung leicht abnehmbar bzw. wieder auf der Bremswelle 4 montierbar oder es ist allenfalls die gesamte Bremswelle 4 mit den darauf befindlichen Bremsscheiben 8 abnehmbar.
  • Die auf die Bremsscheiben 8 wirkenden Bremssättel 9 sind zur Vermeidung von Relativbewegungen vorteilhafterweise ebenso an der Motor-Getriebe-Einheit 1,2 angebracht, können aber auch am Drehgestellrahmen (nicht dargestellt) montiert sein.
  • Obwohl in der Zeichnung beispielhaft zwei Bremsscheiben 8 dargestellt sind, ist deren Höchstanzahl nur durch die Länge der Bremswelle 4 nach oben hin begrenzt, während selbst bei lediglich einer Bremsscheibe durch die mechanisch wesentlich stabilere zweiseitige Lagerung der Bremswelle 4 die Bremsleistung gegenüber herkömmlichen Konstruktionen mit einer Bremsscheibe deutlich erhöht ist.
  • Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich bei der Verwendung der dargestellten Baugruppe in einem zweiachsigen Triebdrehgestell, da aufgrund des geringen Abstandes zwischen Motor 1 und der Hohlwelle 3, innerhalb derer die Radsatzachse verläuft, ein Drehgestell mit deutlich kürzerem Achsstand erzielbar ist, welches durch diesen engen Radstand eine deutlich verbesserte Kurvengängigkeit aufweist. Ein Triebdrehgestell unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bremsenanordnung vereint in sich die Vorteile eines verminderten Leistungsverlustes, erhöhter Bremsleistung und kurzem Abstand der Radsätze mit damit verbesserter Kurvengängigkeit.
  • Die Vergrößerung des Platzbedarfes auf der dem Motor 1 gegenüberliegenden Seite der Hohlwelle 3 ist nicht von Bedeutung, da dieser Platz in herkömmlichen Drehgestellen größtenteils ungenutzt ist.
  • Die zur Aufnahme der Lager der Bremswelle 4 vorgesehenen Abschnitte des Gehäuses für das Getriebe 2 bzw. des vorderen Teiles 6 des Trägers auf der dem Gehäuse des Getriebes 2 gegenüberliegenden Seite können vorteilhafterweise gleich mit Anbringungsstellen 10 für Bauteile zur Aufhängung der MotorGetriebe-Einheit 1,2 zusammen mit der Bremsenanordnung am Drehgestellrahmen oder auch am Fahrzeugrahmen genutzt werden.

Claims (6)

  1. Bremsenanordnung für Schienenfahrzeuge mit zumindest einer von einer gekoppelten Motor-Getriebe-Einheit angetriebenen Radachse, bei welcher die Einheit unter Vermeidung eines Zwischenrades mit der Radachse, vorzugsweise über eine diese Radachse konzentrisch umgebende Hohlwelle, antriebsmäßig verbunden ist und die Radachse oder die Hohlwelle antriebsmäßig mit zumindest einer auf der der Einheit gegenüberliegenden Seite der Radachse oder Hohlwelle angeordneten Scheibenbremse verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die oder jede Bremsscheibe (8) auf einer parallel zur Radachse bzw. Hohlwelle (3) und zur Motorachse angeordneten Bremswelle (4) angebracht ist, wobei die Bremswelle (4) auf beiden Seiten einer Bremsscheibe (8), vorzugsweise auf beiden Seiten aller Bremsscheiben (8), an der Motor-Getriebe-Einheit (1,2) gelagert ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager der Bremswelle lösbar ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das der antriebsmäßigen Verbindung mit der Radachse oder Hohlwelle (3) gegenüberliegende Lager (6) lösbar ist.
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Bremswelle (4) mehrere Bremsscheiben (8) angebracht sind.
  5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheiben (8) lösbar auf der Bremswelle (4) angebracht sind.
  6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Bremssättel (9) an der MotorGetriebe-Einheit (1,2) gelagert sind.
EP93890168A 1992-09-21 1993-09-01 Bremsanordnung für Schienenfahrzeuge Expired - Lifetime EP0589865B1 (de)

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