EP2029910A1 - Bremsvorrichtung für ein schienenfahrzeug - Google Patents

Bremsvorrichtung für ein schienenfahrzeug

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Publication number
EP2029910A1
EP2029910A1 EP07728070A EP07728070A EP2029910A1 EP 2029910 A1 EP2029910 A1 EP 2029910A1 EP 07728070 A EP07728070 A EP 07728070A EP 07728070 A EP07728070 A EP 07728070A EP 2029910 A1 EP2029910 A1 EP 2029910A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brake
housing
punch
spring
force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07728070A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Fuchs
Lars Löwenstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2029910A1 publication Critical patent/EP2029910A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/38—Slack adjusters
    • F16D2065/386—Slack adjusters driven electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/20—Electric or magnetic using electromagnets
    • F16D2121/22—Electric or magnetic using electromagnets for releasing a normally applied brake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2129/00—Type of operation source for auxiliary mechanisms
    • F16D2129/06—Electric or magnetic
    • F16D2129/065—Permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/121—Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position
    • H01F7/123—Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position by ancillary coil
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607—Armatures entering the winding
    • H01F7/1623—Armatures having T-form

Definitions

  • the invention relates to a braking device, in particular for a rail vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
  • the spring ⁇ pressure brake consists essentially of a magnetic body, a brake disc and an armature disc.
  • the anchor ⁇ disc springs act and press it against the disc.
  • the armature disc is tightened by the magnetic body.
  • the magnetic body is inserted over the transmission input shaft and connected via bolts with the Ge ⁇ gear housing for the purpose of supporting the braking torque.
  • the brake disc is rotatably mounted on the transmission input shaft. Due to the installation location of the spring-applied brakes in the transmission input shaft can satisfactory He deliver ⁇ results of despite their lower brake torque, the brake, in particular as a parking brake.
  • the Brem ⁇ se has smaller dimensions than pneumatic or hydrau ⁇ metallic braking systems, working with less loss and has WE niger failure-prone components on. The problem of the low
  • Braking torque is achieved in that the brake can be installed only in Be ⁇ rich the transmission input shaft and is preferably used as a parking brake.
  • the brake is too weak to act directly on the braked wheel of the rail vehicle without intervening transmission. This would be desirable for braking at high speeds Ge ⁇ with short reaction times under direct close to the wheel deceleration of the moving parts to enable.
  • the invention has for its object to provide a Bremsvorrich ⁇ tion, which is characterized by the achievement of a large braking force, short reaction time and small dimensions.
  • This object is achieved according to the invention with the features of claim 1, in a brake assembly for rail vehicles, with an electromagnetic Federtik- brake, wherein the braking force is applied to the part to be braked by spring force and to cancel the braking force, a magnet assembly is provided, the acts against the spring force and consists of a coil assembly with anchor plate, which are movable relative to each other, wherein the movable part thereof with the acting on the part to be braked
  • Braking means is connected, characterized in that the movable part is connected to an axially displaceable punch, which is acted on the one hand by the spring force and on the other hand connected to the braking means.
  • brake means is to be understood here as meaning that part of the brake assembly which comes into contact with the part to be braked.
  • the braking means according to the principle of a pad, jaw or disc brake act on the part to be braked.
  • a Füh ⁇ tion may be provided for the stamp.
  • the spring presses the stamp with or via the braking means against the part to be braked.
  • the spring can the stamp against the inner surface of a wheel to be braked drü ⁇ CKEN.
  • the brake assembly is closed in this state.
  • the magnet assembly is provided. This consists of a coil arrangement with Ankerplat- te, which are movable relative to each other, wherein the movable part is connected to the stamp.
  • the movable part can be located at the end of the punch, which also acts on the spring force.
  • the non-movable part of the magnet assembly is fixed to a fixed part, for example to a fixed part of the spring-applied brake.
  • the coil assembly To open the brake assembly, the coil assembly must be subjected to a corresponding voltage. The resulting magnetic field pulls the anchor plate At and the movable part moves together with the Stem ⁇ pel against the spring force, so that the braking means located at the other end of the punch is moved from the part to be braked ⁇ .
  • the brake assembly is now open. In the event of a power failure, the brake assembly closes automatically due to the collapsing magnetic field and the relaxing spring. This is important for safety reasons, so that the rail vehicle can be brought to a standstill in case of failure of the electrical equipment.
  • the stamp enables direct introduction of forces ⁇ tung in a line of action on the part to be braked. If necessary, the stamp can transmit an increased braking force to the part of the rail vehicle to be braked.
  • the off ⁇ design of the stamp and its dimensions in the card contacts to the part to be braked are independent thereof.
  • the movable part is the anchor plate.
  • the movable part is connected to the stamp.
  • movable armature plate for example, with a ih ⁇ rer narrow sides fixed to the punch to be. Since the armature plate requires no power, the punch can be moved axially free of line connections.
  • the Bremsanordung is formed as actuator being ⁇ , meaning that the magnet assembly is located in a housing having both a compression spring as well as the compression spring facing part of the plunger and the armature plate receives ⁇ , wherein the side facing away from the compression spring portion of the Stem- pels sticking out of the housing.
  • the housing can serve as an abutment both for the compression spring and for the immovable part of the magnet arrangement.
  • the stamp which protrudes only partially from the housing, can be guided through the housing.
  • the Bremsanord ⁇ tion obtained by the housing a compact design.
  • the Ge ⁇ housing additionally has a protective function for the components in the interior. The alignment of the components to each other can already be done during the manufacturing process of the brake assembly and not only during installation on the rail vehicle. This reduces the number of errors that can lead to conclusions Massivstö ⁇ .
  • the housing may for example be formed as a hollow cylinder which is closed at its one end by a bottom and the other end is open.
  • the compression spring may be fixed at one end to the ground and be supported against this and bear on its other end the stamp.
  • the magnet assembly is located in the housing, for example at the level of the stamp end, which is in communication with the compression spring.
  • the movable part of the magnet assembly is connected to the punch.
  • the fixed part of the magnet assembly may be attached to the housing.
  • the movable part can be formed both by the anchor plate and by the coil arrangement.
  • the magnet arrangement has an electromagnet designed as a U-yoke with an internal winding.
  • the winding may be a coil wound around the yoke or the winding is in the groove of the U-yoke.
  • the winding is formed as a separate winding over a U-yoke.
  • the magnet arrangement may have more than one coil arrangement.
  • a number of U-yokes pre ⁇ can be seen. Is the winding as a separate winding over one U-yoke is formed, the electromagnet can individually be angespro ⁇ chen. Due to the individual response of the electromagnets, the braking force can be cascaded. The windings can be connected in parallel. Both the number of addressed electromagnet and the current can be varied. The windings can also be connected in series. There are a lot of possibilities imaginable. By an electrical device, such as a control comparable to the control structures of magnetic levitation, the braking force can be adjusted continuously. As a result, a gentle braking can be achieved. Unnecessary loud switching ⁇ noises when closing or opening the brake can be avoided.
  • An advantageous embodiment of the invention can provide that the winding is designed as a ring winding on both U-yokes ⁇ forms.
  • the U-yokes are arranged symmetrically and symmetrically accessible due to the ring winding. This allows a symmetrical force on the punch and prevents tilting of the punch. This increases the reliability of the brake assembly. Any existing leadership of the stamp is less heavily loaded. This saves on repair costs.
  • a further advantageous embodiment of the invention can provide that the coil assembly and the anchor plate surround the punch annular.
  • the coil assembly and the anchor plates may be formed, for example, as circular plates with a central passage for the punch. This shaping of the Spu ⁇ lena order and anchor plate reaches optimum power density for a given volume of the assembly.
  • the movable part of the magnet assembly is fixed to the punch.
  • the movable part may be, for example, the coil arrangement. This consists of a yoke in the form of the circular plate te, which has a circular groove in which the coil is located.
  • the power supply of the coil can be done via the stamp. For example, in the interior of the stamp Lei ⁇ lines may be laid, which are guided through a hole on the punch to the coil. In order not to disturb the magnetic field by the punch when a voltage is applied to the coil, this may consist of non-magnetizable material. With appropriate external geometrical conditions, the shape of the magnet arrangement can also be selected oval.
  • the coil arrangement and the anchor plate are rectangular.
  • the rectangular coil arrangement is formed by a yoke in the form of a rectangular plate, which centrally a in
  • the groove could also have a different course.
  • the first-mentioned variant has the advantage that when voltage is applied to a coil located in the interior of the groove, the rectangular armature plate is tightened with a maximum force density for a given volume.
  • the coil arrangement is additionally provided on the surface facing the armature plate with a permanent magnet, wherein the latter
  • Magnetic force is chosen so that it is smaller than the Fe ⁇ derkraft.
  • the permanent magnet can completely or partially cover the armature-side end face of the yoke. Such attached Per ⁇ manentmagnete can be very easily connected to the yoke.
  • the permanent magnet could also be mounted with a similar effect inside the yoke.
  • the Permanentmag ⁇ net pulls the anchor plate in the direction of the coil assembly. Since the brake with the coil arrangement switched off, for example in the case of a power failure, with a prescribed braking force must act, the brake is equipped with a restoring force out ⁇ which is greater than the magnetic force of the Neten Permanentmag ⁇ and produces a sufficient safety prescribed braking pressure beyond. When the brake is open, the power consumption of the coil assembly can be reduced due to the permanent magnet. This saves costs.
  • the design of the brake device with pure electromagnets is sufficient for the metro area in conjunction with a permanent magnet synchronous drive.
  • hybrid magnets can used to ⁇ .
  • An advantageous embodiment of the invention can provide that the protruding out of the housing portion of the punch is formed he ⁇ belartig.
  • the force of the spring pressure brake which is transmitted by means of the punch on the part to be braked, can be further increased by the lever-like design of the punch.
  • a plurality of coil arrangements and associated anchor plates are arranged one behind the other on the die.
  • the magnet arrangements are arranged along the punch, the respective movable part of which is fixedly connected to the punch and the immovable part thereof is connected to a stationary part.
  • the effect of the magnet arrangements arranged along the punch add up to it.
  • the number of magnet arrangements must be dimensioned according to the required braking force. Brake assemblies with different demands on their braking force can be assembled from identical components by only varying the number of magnet assemblies. This simplifies the manufacturing process and saves costs.
  • the Bremsanord ⁇ can calculations at a later date also easily converted to be equipped.
  • the arrangement allows to apply individually to the magnet assemblies with voltage and thereby allows a continuous adjustment of the braking force.
  • the diameter of the brake assembly can be reduced by the location of the Magnetan- orders.
  • the housing - relative to the direction of movement of the stamp - is mounted longitudinally displaceable.
  • the longitudinally displaceable mounting of the housing allows readjustment of the braking device. Due to the wear-related decrease of the brake fluid increases in closed ⁇ sene brake the length of the compression spring. This leads to a decrease in the braking force. In order to keep the braking force constant, the housing on which the compression spring is supported, can be readjusted. When the brake is open, the then force-free housing for adjustment can be particularly easily and ge ⁇ exactly moved longitudinally on the storage and fixed in the new position.
  • the housing is longitudinally displaceable by means of a drive.
  • the drive moves the housing with the brake open to a new position, which is determined beforehand by means of closed brake parameters.
  • closed brake ⁇ ser distance is a measure of the remaining thickness of Bremsmit ⁇ means of.
  • the distance can be true by means of an encoder or sensorless be ⁇ .
  • the distance can be determined, for example, by an inductance measurement.
  • an additional coil in the yoke of the coil arrangement can be subjected to a sinusoidal voltage and conclusions about the distance to the armature plate can be obtained by a current measurement. be pulled. This can be done by a mathematical model or a comparison with a setpoint.
  • the drive can move the housing to the new position after opening the brake.
  • the housing can be fixed in this new position by a latching mechanism or the drive supports the housing. Since forces act on the housing when the brake is closed, it is advantageous to secure it by means of an end stop. Since ⁇ a safe operation of the braking device can be ensured by the event of failure of the supporting or drive the latch.
  • the Ge ⁇ housing by means of a toothed pinion is longitudinally displaceable.
  • the toothed drive may for example be part of a Getriebestu ⁇ fe.
  • the drive can generate the required linear movement for displacement of the housing by means of this transmission.
  • any embodiments may be used, for example, linear, self-locking screw or direk ⁇ te spindle drives.
  • the transmission transmits the rotation of a drive motor to the pinion, which shifts a rod linearly, for example. This rod can connect to the back of the housing of the spring pressure brake and push this ver ⁇ .
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section of a brake arrangement according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal section of a rectangularly formed magnet arrangement
  • FIG. 3 shows a schematic longitudinal section of a magnet arrangement with hybrid magnet
  • Figure 4 is a schematic longitudinal section of a braking device according to the invention with adjusting device
  • Figure 5 is a schematic longitudinal section of a detail of a
  • Are 1 shows a schematic longitudinal section of an example of the invention From ⁇ management brake assembly 1.
  • devices shown which are identical or have the same effect, these devices are provided with the same reference numerals.
  • the housing 3 of the spring-loaded brake is formed by a hollow cylinder, which is closed at its one end by a bottom 4 and open at its other end.
  • a in the interior of the housing 3 extending in the longitudinal direction Fe ⁇ 5 lies with its one end to the bottom 4 and with its other end to a stamp 2.
  • the punch 2 protrudes partially out of the open end of the housing 3 and has to be ⁇ ner tip a braking means 8 on.
  • a magnet arrangement is arranged in the housing 3, wherein in this embodiment a multiple arrangement is shown. Also possible is a variant with one or more such magnet arrangements.
  • the magnet arrangement in this case consists of armature plates 7, which are fixed to the punch 2 and a coil assembly 6, which is fixedly connected to the wall of the housing.
  • the braking means 8 is provided at one end of the punch 2 and can be pressed against the running surface of a wheel 9 indicated in FIG. 1 by the extension, ie the pressure of the spring 5.
  • the extension ie the pressure of the spring 5.
  • the punch 2 and thus the braking means 8 can be released from the wheel 9 against the pressure force of the spring 5.
  • the brake is then open.
  • the embodiment shown in FIG. 1 can also be modified to the effect that the coil arrangement 6 on the punch 2 and the anchor plates 7 on the housing 3 are fastened.
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal section of a rectangularly formed magnet arrangement on a stamp 2.
  • the magnet arrangement consists of two coil arrangements 6 arranged symmetrically on the stamp 2, whose associated anchor plates 7 are each connected to a fixing element 10 extending parallel to the stamp 2.
  • the coil assembly 6 consists of a U-shaped yoke 11 with internal winding 12. The end faces of the U-shaped yoke 11 point to the associated armature plate 7.
  • the winding 12 is indicated as a single conductor cross-section in the groove of the U-shaped yoke 11. However, the winding 12 can also be guided, for example, by each of the two grooves of the U-shaped yokes 11 annularly around the punch 2 around.
  • both the anchor plates 7 and the U-shaped yokes 11 consist of annular discs with a central hole through which the punch 2 passes.
  • the U-shaped yokes 11 are connected to the stamp 2.
  • the anchor plates 7 are fixed to two opposite fixing elements 10 extending parallel to the punch 2.
  • In each of the two yoke discs extends an annular groove in which a winding 12 is arranged. The leads to this winding 12 can be done through a hole in the stamp 2.
  • FIG. 3 shows a schematic longitudinal section of a magnet arrangement with a hybrid magnet.
  • the magnet arrangement consists of an anchor plate 7 and a hybrid magnet.
  • the hybrid magnet consists of a U-shaped yoke 11, on whose end faces a permanent magnet 13 is arranged, and a winding 12.
  • the permanent magnet 13 may for example also be arranged in the interior of the yoke or the Stirnflä ⁇ Chen only partially cover.
  • the winding 12 is indicated by a conductor cross section in the groove of the U-shaped yoke 11 tet.
  • the arranged opposite the end faces anchor plate 7 is attracted by the permanent magnet 13. By appropriate voltage application of the winding 12, the attraction to the anchor plate can be further enhanced.
  • the brake assembly 1 can housing at the Ge ⁇ of the direct drive to be mounted, the plunger 2 passes the brake assembly 1 parallel to the wheel axle and the brake is applied to the inner surfaces of the fixed to the wheel axle wheels 9 presses.
  • FIG. 4 shows a schematic longitudinal section of a brake arrangement 1 according to the invention according to a variant with an adjuster device 16.
  • the embodiment of a brake arrangement 1 shown in FIG. 1 is supplemented by the adjuster device 16.
  • the adjusting device 16 is located backwards on a line with the housing 3 of the spring-loaded brake and the stamp 2 pointing in the direction of the wheel 9, which carries the braking means 8 at its end.
  • the bottom 4 of the housing 3 is connected by a rod 17 to the adjusting device 16.
  • the housing 3 rests on bearings 18 and can be displaced along the line when the brake assembly 1 is open on these bearings 18.
  • the adjusting device 16 can move the spring pressure brake by means of the rod 17 to a suitable position.
  • the adjusting device 16 fixes the position of the spring pressure brake until a new shift.
  • the spring 5 located inside the housing 3 is pressed against the then fixed base 4 and moves the punch 2 in the direction of the wheel 9 until the brake means 8 abuts against this.
  • the spring 5 has a certain length.
  • the length of the spring 5 determines the braking force with which the brake means 8 is pressed against the wheel 9.
  • the adjustment device 16 shifts the stored spring pressure brake in direction of the wheel 9.
  • the Stre ⁇ blocks, around which the spring pressure brake is to be shifted, can be determined in the closed brake arrangement. 1
  • a device (not shown) that controls the readjustment A ⁇ direction 17, the distance between a voltage Spulenanord ⁇ 6 and the associated anchor plate 7 determined.
  • This measured quantity provides a measure of the wear of the braking means 8 and can be determined by means of a sensor or sensorless, for example by means of an inductance measurement of a coil located in the coil arrangement 6 in addition to this purpose (not shown).
  • an end stop 19 is provided for the rod 17.
  • the end stop 19 may be secured together with the adjusting device 16 on a base plate 20, which also carries the bearings 18 of the spring-loaded brake.
  • the base plate 20 (not shown) at ⁇ play fixed to the bogie of a railway vehicle to be connected.
  • the gear stage 21 has a drive 22 with a rotating output shaft.
  • the output shaft can be designed as a rotatable, self-inhibited spindle drive 23. This one linearly shifts one
  • the illustrated gear stage 21 can be used for the readjustment mechanism of the adjusting device 16 (see FIG. 8). Any other embodiments, such as linear, self-propelled screw or di ⁇ rect spindle drives (not shown) may alternatively be provided as an adjustment mechanism of the adjusting device 16 (see FIG. 8).

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsanordnung (1) für Schienenfahrzeuge, mit einer elektromagnetischen Federdruckbremse, wobei die Bremskraft auf das zu bremsende Teil durch Federkraft aufgebracht wird und zum Aufheben der Bremskraft eine Magnetanordnung vorgesehen ist, die gegen die Federkraft wirkt und aus einer Spulenanordnung (6) mit Ankerplatte (7) besteht, die relativ zueinander beweglich sind, wobei der bewegliche Teil davon mit dem auf das zu bremsende Teil einwirkenden Bremsmittel (8) verbunden ist. Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung für ein Schienenfahrzeug ermöglicht die Erzielung einer großen Bremskraft und einer kurzen Reaktionszeit und zeichnet sich durch geringe Abmessungen aus. Hierzu ist der bewegliche Teil mit einem axial verschiebbaren Stempel (2) verbunden, der einerseits von der Federkraft beaufschlagbar ist und andererseits mit dem Bremsmittel (8) verbunden ist.

Description

Beschreibung
Bremsvorrichtung für ein Schienenfahrzeug
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 103 03 874 ist eine elektromagnetisch lüftbare Fe- derdruckbremse für ein Schienenfahrzeug bekannt. Die Feder¬ druckbremse besteht im Wesentlichen aus einem Magnetkörper, einer Bremsscheibe und einer Ankerscheibe. Auf die Anker¬ scheibe wirken Druckfedern ein und drücken diese gegen die Bremsscheibe. Zum Öffnen der Bremse wird die Ankerscheibe vom Magnetkörper angezogen. Der Magnetkörper ist über die Getriebeeingangswelle gesteckt und über Schraubbolzen mit dem Ge¬ triebegehäuse zwecks Abstützung des Bremsmomentes verbunden. Die Bremsscheibe ist drehfest auf der Getriebeeingangswelle befestigt. Aufgrund des Installationsortes der Federdruck- bremse im Bereich der Getriebeeingangswelle kann die Bremse trotz ihres geringeren Bremsmomentes zufrieden stellende Er¬ gebnisse liefern, insbesondere als Feststellbremse. Die Brem¬ se weist geringere Abmessungen als pneumatische oder hydrau¬ lische Bremssysteme auf, arbeitet verlustärmer und weist we- niger störanfällige Bauteile auf. Das Problem des geringen
Bremsmomentes wird dadurch gelöst, dass die Bremse nur im Be¬ reich der Getriebeeingangswelle installiert werden kann und vorzugsweise als Feststellbremse eingesetzt wird. Die Bremse ist zu schwach, um direkt ohne zwischengeschaltetes Getriebe auf das abzubremsende Rad des Schienenfahrzeuges zu wirken. Dies wäre aber wünschenswert, um Bremsvorgänge bei hohen Ge¬ schwindigkeiten mit kurzen Reaktionszeiten unter direkter Abbremsung der radnahen bewegten Teile zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsvorrich¬ tung zu schaffen, die sich durch die Erzielung einer großen Bremskraft, kurzen Reaktionszeit und geringen Abmessungen auszeichnet . Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, und zwar bei einer Bremsanordnung für Schienenfahrzeuge, mit einer elektromagnetischen Federdruck- bremse, wobei die Bremskraft auf das zu bremsende Teil durch Federkraft aufgebracht wird und zum Aufheben der Bremskraft eine Magnetanordnung vorgesehen ist, die gegen die Federkraft wirkt und aus einer Spulenanordnung mit Ankerplatte besteht, die relativ zueinander beweglich sind, wobei der bewegliche Teil davon mit dem auf das zu bremsende Teil einwirkenden
Bremsmittel verbunden ist, dadurch dass der bewegliche Teil mit einem axial verschiebbaren Stempel verbunden ist, der einerseits von der Federkraft beaufschlagbar ist und andererseits mit dem Bremsmittel verbunden ist.
Der Begriff Bremsmittel ist hier so zu verstehen, dass damit der Teil der Bremsanordnung bezeichnet wird, der mit dem abzubremsenden Teil in Berührung kommt. So kann das Bremsmittel nach dem Prinzip einer Klotz-, Backen- oder Scheibenbremse auf den zu bremsenden Teil wirken.
Damit der Stempel sich nur axial verschiebt, kann eine Füh¬ rung für den Stempel vorgesehen sein. Die Feder drückt beim Entspannen den Stempel mit dem oder über das Bremsmittel ge- gen das zu bremsende Teil. Beispielsweise kann die Feder den Stempel gegen die Innenfläche eines abzubremsenden Rades drü¬ cken. Die Bremsanordnung ist in diesem Zustand geschlossen. Zum Öffnen der Bremsanordnung ist die Magnetanordnung vorgesehen. Diese besteht aus einer Spulenanordnung mit Ankerplat- te, die relativ zueinander beweglich sind, wobei der bewegliche Teil mit dem Stempel verbunden ist. Beispielsweise kann der bewegliche Teil sich an dem Ende des Stempels befinden, auf das auch die Federkraft einwirkt. Der nicht bewegliche Teil der Magnetanordnung ist an einem feststehenden Teil fi- xiert, beispielsweise an einem feststehenden Teil der Federdruckbremse. Zum Öffnen der Bremsanordnung muss die Spulenanordnung mit einer entsprechenden Spannung beaufschlagt werden. Das dadurch entstehende Magnetfeld zieht die Ankerplatte an und der bewegliche Teil bewegt sich zusammen mit dem Stem¬ pel entgegen der Federkraft, so dass das am anderen Ende des Stempels befindliche Bremsmittel vom abzubremsenden Teil ab¬ gerückt wird. Die Bremsanordnung ist nun geöffnet. Bei einem Stromausfall schließt sich die Bremsanordnung automatisch aufgrund des zusammenbrechenden Magnetfeldes und der sich entspannenden Feder. Dies ist aus sicherheitstechnischen Gründen wichtig, damit das Schienenfahrzeug auch bei einem Versagen der elektrischen Einrichtungen zum Stehen gebracht werden kann. Der Stempel ermöglicht eine direkte Krafteinlei¬ tung in einer Wirkungslinie auf den zu bremsenden Teil. Der Stempel kann bei Bedarf eine erhöhte Bremskraft auf den zu bremsenden Teil des Schienenfahrzeuges übertragen. Die Aus¬ gestaltung des Stempels sowie seine Abmessungen im Kontaktbe- reich zum zu bremsenden Teil sind hiervon unabhängig.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Bremsanordnung nach der Erfindung sind jeweils den Merkmalskombinationen der einzelnen Unteransprüche zu entnehmen.
Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der bewegliche Teil die Ankerplatte ist.
Der bewegliche Teil ist mit dem Stempel verbunden. Als beweg- licher Teil kann die Ankerplatte beispielsweise mit einer ih¬ rer Schmalseiten an dem Stempel fixiert sein. Da die Ankerplatte keine Stromversorgung benötigt, kann der Stempel frei von Leitungsanschlüssen axial bewegt werden.
Vorzugsweise ist die Bremsanordung als Aktuatoreinheit ausge¬ bildet, d.h. dass die Magnetanordnung sich in einem Gehäuse befindet, das sowohl eine Druckfeder wie auch den der Druckfeder zugewandten Teil des Stempels und die Ankerplatte auf¬ nimmt, wobei der von der Druckfeder abgewandte Teil des Stem- pels aus dem Gehäuse herausragt.
Das Gehäuse kann sowohl für die Druckfeder als auch für den unbeweglichen Teil der Magnetanordnung als Widerlager dienen. Der Stempel, der nur teilweise aus dem Gehäuse herausragt, kann durch das Gehäuse eine Führung erfahren. Die Bremsanord¬ nung erhält durch das Gehäuse eine kompakte Bauweise. Das Ge¬ häuse hat zusätzlich eine Schutzfunktion für die Bauteile im Inneren. Die Ausrichtung der Bauteile zueinander kann schon während des Herstellungsprozesses der Bremsanordnung erfolgen und nicht erst bei der Installation am Schienenfahrzeug. Dies verringert die Anzahl von Fehlerquellen, die zu Betriebsstö¬ rungen führen können. Das Gehäuse kann beispielsweise als Hohlzylinder ausgebildet sein, der an seinem einen Ende durch einen Boden geschlossen ist und dessen anderes Ende offen ist. Die Druckfeder kann mit ihrem einen Ende an dem Boden fixiert sein und sich gegen diesen abstützen und auf ihrem anderen Ende den Stempel tragen. Die Magnetanordnung befindet sich im Gehäuse, beispielsweise auf Höhe des Stempelendes, welches mit der Druckfeder in Verbindung steht. Der bewegliche Teil der Magnetanordnung ist mit dem Stempel verbunden. Der feststehende Teil der Magnetanordnung kann am Gehäuse befestigt sein. Der bewegliche Teil kann sowohl durch die An- kerplatte als auch durch die Spulenanordnung gebildet werden.
Vorteilhafter Weise kann weiter vorgesehen sein, dass die Magnetanordnung einen als U-Joch mit innen liegender Wicklung ausgebildeten Elektromagneten aufweist.
Das U-Joch führt durch seine Form zusammen mit einer Ankerplatte den durch Spannungsbeaufschlagung der Wicklung entstehenden Magnetfluss optimal. Dies erhöht die auftretenden mag¬ netischen Anziehungskräfte. Die Wicklung kann eine um das Joch gewickelte Spule sein oder die Wicklung liegt in der Nut des U-Jochs .
Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Wicklung als separate Wicklung über einem U-Joch ausgebildet ist.
Die Magnetanordnung kann mehr als eine Spulenanordnung aufweisen. Beispielsweise können eine Vielzahl an U-Joche vorge¬ sehen sein. Ist die Wicklung als separate Wicklung über einem U-Joch ausgebildet, kann der Elektromagnet einzeln angespro¬ chen werden. Durch das einzelne Ansprechen der Elektromagneten ist die Bremskraft kaskadierbar . Die Wicklungen können parallel geschaltet sein. Sowohl die Anzahl der angesprochen Elektromagneten als auch die Stromstärke kann variiert werden. Die Wicklungen können aber auch in Reihe geschaltet sein. Es ist eine Vielzahl an Möglichkeiten denkbar. Durch eine elektrische Einrichtung, beispielsweise eine Regelung vergleichbar den Regelstrukturen der Magnetschwebetechnik, kann die Bremskraft stufenlos verstellt werden. Dadurch kann ein sanftes Abbremsen erreicht werden. Unnötig laute Schalt¬ geräusche beim Schließen oder Öffnen der Bremse können vermieden werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die Wicklung als Ringwicklung über beide U-Joche ausge¬ bildet ist.
Die U-Joche sind symmetrisch angeordnet und aufgrund der Ringwicklung symmetrisch ansprechbar. Dies ermöglicht eine symmetrische Krafteinleitung auf den Stempel und beugt einem Verkanten des Stempels vor. Dies erhöht die Betriebssicherheit der Bremsanordnung. Eine eventuell vorhandene Führung des Stempels wird weniger stark belastet. Dies spart Repara- turkosten ein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die Spulenanordnung und die Ankerplatte den Stempel ringförmig umgeben.
Die Spulenanordnung und die Ankerplatten können beispielsweise als kreisförmige Platten mit einer zentralen Durchführung für den Stempel ausgebildet sein. Diese Ausformung der Spu¬ lenanordnung und der Ankerplatte erreicht eine optimale Kraftdichte bei vorgegebenem Volumen der Anordnung. Der bewegliche Teil der Magnetanordnung ist am Stempel fixiert. Der bewegliche Teil kann beispielsweise die Spulenanordnung sein. Diese besteht aus einem Joch in Form der kreisförmigen Plat- te, das eine kreisförmige Nut aufweist, in der sich die Spule befindet. Die Stromversorgung der Spule kann über den Stempel erfolgen. Beispielsweise können im Inneren des Stempels Lei¬ tungen verlegt sein, die durch eine Bohrung am Stempel zur Spule geführt sind. Um bei einer Spannungsbeaufschlagung der Spule das Magnetfeld nicht durch den Stempel zu stören, kann dieser aus nicht magnetisierbarem Material bestehen. Bei entsprechenden äußeren geometrischen Verhältnissen kann die Ausformung der Magnetanordnung auch oval gewählt werden.
Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Spulenanordnung und die Ankerplatte rechteckig ausgebildet sind.
Die rechteckige Spulenanordnung wird durch ein Joch in Form einer rechteckigen Platte gebildet, welche mittig eine in
Längsrichtung verlaufende Nut aufweist. Die Nut könnte auch einen anderen Verlauf aufweisen. Die zuerst genannte Variante hat aber den Vorteil, das bei Spannungsbeaufschlagung einer sich im Inneren der Nut befindlichen Spule die rechteckige Ankerplatte mit einer maximalen Kraftdichte bei vorgegebenem Volumen angezogen wird.
Es kann weiter vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Spulenanordnung zusätzlich auf der der Ankerplatte zugewandten Flä- che mit einem Permanentmagneten versehen ist, wobei dessen
Magnetkraft so gewählt ist, dass sie kleiner ist als die Fe¬ derkraft .
Der Permanentmagnet kann die ankerseitige Stirnfläche des Jo- ches ganz oder teilweise bedecken. Derartig angebrachte Per¬ manentmagnete können besonders einfach mit dem Joch verbunden werden .
Der Permanentmagnet könnte aber auch mit einer ähnlichen Wir- kung im Inneren des Jochs angebracht sein. Der Permanentmag¬ net zieht die Ankerplatte in Richtung der Spulenanordnung. Da die Bremse bei abgeschalteter Spulenanordnung, beispielsweise bei einem Stromausfall, mit einer vorgeschriebenen Bremskraft wirken muss, ist die Bremse mit einer Rückstellkraft ausge¬ rüstet, die größer ist als die Magnetkraft des Permanentmag¬ neten und die darüber hinaus einen ausreichenden sicherheitstechnisch vorgeschriebenem Bremsdruck erzeugt. Bei geöffneter Bremse kann aufgrund des Permanentmagneten der Stromverbrauch der Spulenanordnung reduziert werden. Dies spart Kosten ein.
Die Ausführung der Bremsvorrichtung mit reinen Elektromagneten ist für den Metrobereich in Verbindung mit einem perma- nenterregten Synchronantrieb ausreichend. Für höhere Brems¬ kräfte, zum Beispiel im Vollbahnbereich, können die in diesem Ausführungsbeispiel offenbarten Hybridmagnete eingesetzt wer¬ den .
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass der aus dem Gehäuse herausragende Teil des Stempels he¬ belartig ausgebildet ist.
Die Kraft der Federdruckbremse, welche mittels des Stempels auf den zu bremsenden Teil übertragen wird, kann durch die hebelartige Ausführung des Stempels weiter erhöht werden.
Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass mehrere Spulenanordnungen und zugehörige Ankerplatten hintereinander am Stempel angeordnet sind.
Die Magnetanordnungen sind entlang des Stempels angeordnet, wobei der jeweils bewegliche Teil hiervon mit dem Stempel fest verbunden ist und der unbewegliche Teil hiervon mit ei- nem feststehenden Teil verbunden ist. Die Wirkung der entlang des Stempels angeordneten Magnetanordnungen addieren sich auf diesen. Die Anzahl der Magnetanordnungen ist entsprechend der benötigten Bremskraft zu dimensionieren. Bremsanordnungen mit unterschiedlichen Anforderungen an ihre Bremskraft können aus identischen Bauteilen zusammengesetzt werden, indem nur die Anzahl der Magnetanordnungen variiert wird. Dies vereinfacht den Herstellungsprozess und spart Kosten ein. Die Bremsanord¬ nungen können zu einem späteren Zeitpunkt auch leicht umge- rüstet werden. Die Anordnung erlaubt es, die Magnetanordnungen einzeln mit Spannung zu beaufschlagen und ermöglicht dadurch eine stufenlose Einstellung der Bremskraft. Der Durchmesser der Bremsanordnung kann durch die Lage der Magnetan- Ordnungen verringert werden.
Es kann weiter vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Gehäuse - bezogen auf die Bewegungsrichtung des Stempels - längsverschiebbar gelagert ist.
Die längsverschiebbare Lagerung des Gehäuses ermöglicht eine Nachstellung der Bremsvorrichtung. Durch die verschleißbedingte Abnahme des Bremsmittels vergrößert sich bei geschlos¬ sener Bremse die Länge der Druckfeder. Dies führt zu einer Abnahme der Bremskraft. Um die Bremskraft konstant zu halten, kann das Gehäuse, an welchem sich die Druckfeder abstützt, nachgestellt werden. Bei geöffneter Bremse kann das dann kräftefreie Gehäuse zur Nachstellung besonders leicht und ge¬ nau auf der Lagerung längs verschoben und in der neuen Posi- tion fixiert werden.
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Gehäuse mittels eines Antriebes längsverschiebbar ist.
Es ist kostengünstiger und sicherer, die Längsverschiebung des Gehäuses mittels eines Antriebes zu automatisieren. Der Antrieb verschiebt das Gehäuse bei geöffneter Bremse auf eine neue Position, die zuvor anhand von Parametern der geschlossenen Bremse bestimmt wird. Hierzu kann beispielsweise elek- tronisch der Abstand zwischen der Spulenanordnung und der Ankerplatte bestimmt werden. Bei geschlossener Bremse ist die¬ ser Abstand ein Maß für die verbleibende Dicke des Bremsmit¬ tels. Der Abstand kann mittels eines Gebers oder geberlos be¬ stimmt werden. Der Abstand kann beispielsweise durch eine In- duktivitätsmessung ermittelt werden. Hierzu kann beispielsweise eine zusätzliche Spule im Joch der Spulenanordnung mit einer sinusförmigen Spannung beaufschlagt werden und durch eine Strommessung Rückschlüsse auf den Abstand zur Ankerplat- te gezogen werden. Dies kann durch ein mathematisches Modell oder einen Vergleich mit einem Sollwert erfolgen.
Muss aufgrund des Messergebnisses die Bremsanordnung nachge- stellt werden, kann nach dem Öffnen der Bremse der Antrieb das Gehäuse auf die neue Position verschieben. Das Gehäuse kann an dieser neuen Position durch einen Einrastmechanismus fixiert werden oder der Antrieb stützt das Gehäuse ab. Da bei geschlossener Bremse auf das Gehäuse Kräfte einwirken, ist es vorteilhaft, dieses durch einen Endanschlag zu sichern. Da¬ durch kann bei einem Versagen des abstützenden Antriebs oder der Einrastvorrichtung ein sicherer Betrieb der Bremsvorrichtung gewährleistet werden.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass das Ge¬ häuse mittels eines Zahntriebes längsverschiebbar ist.
Der Zahntrieb kann beispielsweise ein Teil einer Getriebestu¬ fe sein. Der Antrieb kann die benötigte lineare Bewegung zur Verschiebung des Gehäuses mittels dieses Getriebes erzeugen. Hierzu können beliebige Ausführungsformen genutzt werden, beispielsweise lineare, selbstgehemmte Schnecken- oder direk¬ te Spindeltriebe. Das Getriebe überträgt die Drehung eines Antriebsmotors auf den Zahntrieb, der beispielsweise eine Stange linear verschiebt. Diese Stange kann sich rücklings an das Gehäuse der Federdruckbremse anschließen und dieses ver¬ schieben .
Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung erläutert.
Dabei zeigt die
Figur 1 einen schematischen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Bremsanordnung, Figur 2 einen schematischen Längsschnitt einer rechteckig ausgebildeten Magnetanordnung,
Figur 3 einen schematischen Längsschnitt einer Magnetanordnung mit Hybridmagnet, Figur 4 einen schematischen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung mit Nachstell-Einrichtung, und Figur 5 einen schematischen Längsschnitt eines Details einer
NächsteilVorrichtung.
Die Figur 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines Aus¬ führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Bremsanordnung 1. Sofern in den Figuren Vorrichtungen dargestellt sind, die gleichartig sind oder gleich wirken, sind diese Vorrichtungen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Das Gehäuse 3 der Federdruckbremse wird durch einen Hohlzy- linder gebildet, der an seinem einen Ende durch einen Boden 4 abgeschlossen und an seinem anderen Ende offen ist. Eine im Inneren des Gehäuses 3 sich in Längsrichtung erstreckende Fe¬ der 5 liegt mit ihrem einen Ende am Boden 4 an und mit ihrem anderen Ende an einem Stempel 2. Der Stempel 2 ragt teilweise aus dem offenen Ende des Gehäuses 3 heraus und weist an sei¬ ner Spitze ein Bremsmittel 8 auf. Eine Magnetanordnung ist im Gehäuse 3 angeordnet, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel eine Mehrfachanordnung dargestellt ist. Möglich ist auch eine Variante mit einer oder weiteren derartigen Magnetanordnungen .
Die Magnetanordnung besteht hierbei aus Ankerplatten 7, die am Stempel 2 fixiert sind und einer Spulenanordnung 6, die fest mit der Wand des Gehäuses verbunden ist. Das Bremsmittel 8 ist an einem Ende des Stempels 2 vorgesehen und kann durch die Ausdehnung, d.h. den Druck der Feder 5 gegen die Laufflä- che eines in der Figur 1 angedeuteten Rades 9 gepresst werden. Durch Spannungsbeaufschlagung der Spulenanordnung 6 werden magnetische Anziehungskräfte zwischen der Spulenanordnung 6 und den am Stempel 2 befestigten Ankerplatten 7 erzeugt. Hierdurch kann der Stempel 2 und damit das Bremsmittel 8 ge- gen die Druckkraft der Feder 5 vom Rad 9 gelöst werden. Die Bremse ist dann geöffnet. Die in der Figur 1 dargestellte Ausführungsform kann auch dahingehend abgeändert werden, dass die Spulenanordnung 6 am Stempel 2 und die Ankerplatten 7 am Gehäuse 3 befestigt sind.
Die Figur 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt einer rechteckig ausgebildeten Magnetanordnung an einem Stempel 2. Die Magnetanordnung besteht aus zwei symmetrisch am Stempel 2 angeordneten Spulenanordnungen 6, deren zugehörige Ankerplatten 7 jeweils mit einem parallel zum Stempel 2 verlaufenden Befestigungselement 10 verbunden sind. Die Spulenanordnung 6 besteht aus einem U-förmigen Joch 11 mit innen liegender Wicklung 12. Die Stirnseiten des U-förmigen Jochs 11 weisen zu der zugehörigen Ankerplatte 7. Die Wicklung 12 ist als einzelner Leiterquerschnitt in der Nut des U-förmigen Jochs 11 angedeutet. Die Wicklung 12 kann aber beispielsweise auch durch jede der beiden Nuten der U-förmigen Joche 11 ringförmig um den Stempel 2 herum geführt sein.
Bei einer ringförmigen Magnetanordnung bestehen sowohl die Ankerplatten 7 als auch die U-förmigen Joche 11 aus ringförmigen Scheiben mit einem zentralen Loch, durch das der Stempel 2 verläuft. Die U-förmigen Joche 11 sind mit dem Stempel 2 verbunden. Die Ankerplatten 7 sind an zwei gegenüberliegenden, parallel zum Stempel 2 verlaufenden Befestigungselemen- ten 10 fixiert. In jeder der beiden Joch-Scheiben verläuft eine ringförmige Nut, in welcher eine Wicklung 12 angeordnet ist. Die Zuleitungen zu dieser Wicklung 12 kann durch eine Bohrung im Stempel 2 erfolgen.
Die Figur 3 zeigt einen schematischen Längsschnitt einer Magnetanordnung mit Hybridmagnet. Die Magnetanordnung besteht dabei aus einer Ankerplatte 7 und einem Hybridmagnet. Der Hybridmagnet besteht aus einem U-förmigen Joch 11, auf dessen Stirnflächen ein Permanentmagnet 13 angeordnet ist, und einer Wicklung 12. Der Permanentmagnet 13 kann aber beispielsweise auch im Inneren des Jochs angeordnet sein oder die Stirnflä¬ chen nur teilweise bedecken. Die Wicklung 12 ist durch einen Leiterquerschnitt in der Nut des U-förmigen Jochs 11 angedeu- tet . Die gegenüber den Stirnflächen angeordnete Ankerplatte 7 wird durch den Permanentmagneten 13 angezogen. Durch entsprechende Spannungsbeaufschlagung der Wicklung 12 kann die Anziehungskraft auf die Ankerplatte weiter verstärkt werden.
Falls um eine Radachse ein Direktantrieb mit quaderförmigem Gehäuse angeordnet ist, kann die Bremsanordnung 1 an dem Ge¬ häuse des Direktantriebs befestigt sein, wobei der Stempel 2 der Bremsanordnung 1 parallel zur Radachse verläuft und bei geschlossener Bremse auf die Innenflächen der an der Radachse befestigten Räder 9 drückt.
Die Figur 4 zeigt einen schematischen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Bremsanordnung 1 nach einer Variante mit ei- ner Nachstell-Einrichtung 16. Das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Bremsanordnung 1 ist durch die Nachstell-Einrichtung 16 ergänzt. Die Nachstell-Einrichtung 16 befindet sich rücklings auf einer Linie mit dem Gehäuse 3 der Federdruckbremse und dem in Richtung des Rades 9 weisen- den Stempel 2, welcher an seinem Ende das Bremsmittel 8 trägt. In dieser Linie ist der Boden 4 des Gehäuses 3 durch eine Stange 17 mit der Nachstell-Einrichtung 16 verbunden. Das Gehäuse 3 liegt auf Lagern 18 auf und kann bei geöffneter Bremsanordnung 1 auf diesen Lagern 18 entlang der Linie ver- schoben werden. Die Nachstell-Einrichtung 16 kann die Federdruckbremse mittels der Stange 17 auf eine geeignete Position verschieben. Auf dieser Position kann eine Rastvorrichtung (nicht dargestellt) die Lage der Federdruckbremse fixieren. Es ist aber auch möglich, dass die Nachstell-Einrichtung 16 die Position der Federdruckbremse bis zu einer erneuten Verschiebung fixiert. Die im Inneren des Gehäuses 3 befindliche Feder 5 drückt sich gegen den dann fixierten Boden 4 ab und verschiebt den Stempel 2 in Richtung des Rades 9, bis das Bremsmittel 8 an diesem anliegt. In dieser Position hat die Feder 5 eine bestimmte Länge. Die Länge der Feder 5 bestimmt die Bremskraft, mit der das Bremsmittel 8 an das Rad 9 ge- presst wird. Um bei einer Abnutzung des Bremsmittels 8 die Bremskraft konstant zu halten, muss die Feder 5 nachgeführt werden. Die Nachstell-Einrichtung 16 verschiebt hierzu die gelagerte Federdruckbremse in Richtung des Rades 9. Die Stre¬ cke, um die die Federdruckbremse zu verschieben ist, kann bei geschlossener Bremsanordnung 1 bestimmt werden. Hierzu kann eine Einrichtung (nicht dargestellt), die die Nachstell-Ein¬ richtung 17 steuert, den Abstand zwischen einer Spulenanord¬ nung 6 und der zugehörigen Ankerplatte 7 bestimmen. Diese Messgröße liefert ein Maß für die Abnutzung des Bremsmittels 8 und kann mittels eines Gebers oder geberlos bestimmt wer- den, beispielsweise mittels einer Induktivitätsmessung einer in der Spulenanordnung 6 sich zusätzlich zu diesem Zweck befindlichen Spule (nicht dargestellt) . Die Kräfte, die beim Anpressen des Bremsmittels 8 entstehen, werden bei der dargestellten Bremsanordnung 1 über die sich am Gehäuseboden 4 ab- stützenden Feder 5 auf die Stange 17 und damit auf die Nach¬ stell-Einrichtung 16 übertragen. Da bei einem Versagen der Stangenhalterung innerhalb der Nachstell-Einrichtung 16 die Sicherheit der Bremsanordnung 1 nicht mehr gewährleistet wä¬ re, ist für die Stange 17 ein Endanschlag 19 vorgesehen. Der Endanschlag 19 kann zusammen mit der Nachstell-Einrichtung 16 auf einer Grundplatte 20 befestigt sein, die auch die Lager 18 der Federdruckbremse trägt. Die Grundplatte 20 kann bei¬ spielsweise fest mit dem Drehgestell eines Schienenfahrzeugs (nicht dargestellt) verbunden sein.
Die Figur 5 zeigt einen schematischen Längsschnitt einer Getriebestufe 21 für die Nachstellung. Die Getriebestufe 21 weist einen Antrieb 22 mit rotierender Abtriebswelle auf. Die Abtriebswelle kann als verdrehbarer, selbstgehemmter Spindel- trieb 23 ausgebildet sein. Dieser verschiebt linear einen
Stützkeil 24, der an der Kante eines gelagerten Kreissegmentes 25 anliegt. Durch ein Verschieben des Stützkeils 24 wird das gelagerte Kreissegment 25 um seinen Kreismittelpunkt, der mit einer Lagerachse 26 zusammenfällt, entweder mit oder ge- gen den Uhrzeigersinn gedreht. Die Umfangskante des Kreisseg¬ mentes 25 trägt sägezahnförmige Vertiefungen, die in gegen¬ gleiche sägezahnförmig Vertiefungen der angrenzenden Längsseite der Stange 17 greifen. Durch Drehen des Kreissegmentes 25 um die Lagerachse 26 wird die Stange 17 in eine lineare Bewegung versetzt. Die dargestellte Getriebestufe 21 kann für den Nachstell-Mechanismus der Nachstell-Einrichtung 16 (siehe Fig. 8) genutzt werden. Beliebige andere Ausführungsformen, wie zum Beispiel lineare, selbstgehemmte Schnecken- oder di¬ rekte Spindeltriebe (nicht dargestellt ) können alternativ als Nachstell-Mechanismus der Nachstell-Einrichtung 16 (siehe Fig. 8) vorgesehen sein.

Claims

Patentansprüche
1. Bremsanordnung (1) für Schienenfahrzeuge, mit einer elekt¬ romagnetischen Federdruckbremse, wobei die Bremskraft auf das zu bremsende Teil durch Federkraft aufgebracht wird und zum Aufheben der Bremskraft eine Magnetanordnung vorgesehen ist, die gegen die Federkraft wirkt und aus einer Spulenanordnung (6) mit Ankerplatte (7) besteht, die relativ zueinander be¬ weglich sind, wobei der bewegliche Teil davon mit dem auf das zu bremsende Teil einwirkenden Bremsmittel (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil mit einem axial verschiebbaren Stempel (2) verbunden ist, der einerseits von der Federkraft beaufschlagbar ist und andererseits mit dem Bremsmittel (8) verbunden ist.
2. Bremsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil die Ankerplatte (7) ist.
3. Bremsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung sich in einem Gehäuse (3) befindet, das sowohl die Feder (5) für die Federkraft wie auch den der Feder (5) zugewandten Teil des Stempels (2) und die Ankerplatte (7) aufnimmt, wobei der von der Feder (5) abgewandte Teil des Stempels (2) aus dem Gehäuse (3) herausragt.
4. Bremsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung einen als U-förmiges Joch (11) mit innen liegender Wicklung (12) ausge¬ bildeten Elektromagneten aufweist.
5. Bremsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (12) als separate Wicklung über einem U-förmigen Joch (11) ausgebildet ist.
6. Bremsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (12) als Ringwicklung über beide U-förmige Joche (11) ausgebildet ist.
7. Bremsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnung (6) und die Ankerplatte (7) den Stempel (2) ringförmig umgeben.
8. Bremsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnung (6) und die Ankerplatte (7) rechteckig ausgebildet sind.
9. Bremsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnung (6) zusätzlich auf der der Ankerplatte (7) zugewandten Fläche mit einem Permanentmagneten (13) versehen ist, wobei dessen Magnetkraft so gewählt ist, dass sie kleiner ist als die Federkraft.
10. Bremsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Gehäuse (3) herausra¬ gende Teil des Stempels (2) hebelartig ausgebildet ist.
11. Bremsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass mehrere Spulenanordungen (6) und zugehörige Ankerplatten (7) hintereinander auf dem Stempel (2) angeordnet sind.
12. Bremsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) bezogen auf die
Bewegungsrichtung des Stempels (2) längsverschiebbar gelagert ist .
13. Bremsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) mittels eines Antriebes längsverschieb¬ bar ist.
14. Bremsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) mittels eines Zahntriebes längsver- schiebbar ist.
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