EP3363709B1

EP3363709B1 - Elektrodynamische gleisbremse

Info

Publication number: EP3363709B1
Application number: EP18150074.5A
Authority: EP
Inventors: Martin Drescher
Original assignee: Deutsche Bahn AG
Current assignee: Deutsche Bahn AG
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2018-01-02
Publication date: 2020-05-20
Anticipated expiration: 2038-01-02
Also published as: PL3363709T3; EP3363709A1; DE102017200811B3

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrodynamische Gleisbremse zum Festhalten stehender oder zum Abbremsen laufender Räder von Schienenfahrzeugen, wobei die Gleisbremse pro Schiene aus zwei gegenüberliegenden, in Längsrichtung zur Schiene befindlichen Bremsbalken besteht.
Im Schienengüterverkehr ist es bekannt, Eisenbahnwaggons über einen Ablaufberg in unterschiedliche Richtungs- und Sortiergleise einzuordnen und nachfolgend abzubremsen. Das Abbremsen erfolgt über hierfür verwendete Gleisbremsen, die ortsfest am oder im Gleis angeordnet sind und bevorzugt in elektrodynamischer Bauart ausgeführt sind. Sie arbeiten einerseits nach dem Prinzip einer Strom durchflossenen Spule (Magnetfeld), wobei die Schiene der Eisenkern der Spule ist und andererseits nach der bekannten Wirbelstrom-Gleisbremse, wobei ein U-förmiger Trog aus ferromagnetischem Material jedes Gleis umgreift.
Sobald ein metallenes Rad des Schienenfahrzeuges die Gleisbremse durchläuft, werden die Bremsbalken durch die Einwirkung magnetischer Kräfte, das erregte magnetisches Feld der Spule an das Rad des Schienenfahrzeugs angepresst und bewirken über die eingestellte Stromstärke ein geregeltes Abbremsen desselben.
In der DE 10 2009 012 791 B4 wird eine elektrodynamische Gleisbremse zum Festhalten stehender oder zum Abbremsen laufender Räder von Eisenbahnfahrzeugen beschrieben, wobei eine oder mehrere nutförmige Ausnehmungen in einer Gleitleiste oder in die eine Gleitfläche bildende Stirnfläche des Trogkörpers eingearbeitet sind, wobei die nutförmige Ausnehmungen diese in horizontaler Ebene vollständig durchdringen und deren Längsachsen jeweils parallel zur Längsachse des Führungselementes ausgerichtet sind, um ein Hebel-Werkzeug einführen zu können, durch dessen Ankippen der Bremsbalken von der Gleisleiste abhebbar ist.
Ein ähnliches Element beschreibt die DE 10 2009 012 790 A1 , wobei auf den Stirnflächen der vertikalen Seitenschenkel des Trogkörpers jeweils eine Gleitleiste aufgesetzt und mit dem Trogkörper zerstörungsfrei lösbar verbunden ist.
In der DE 10 2006 043 664 A1 wird eine elektrodynamische Gleisbremse beschrieben, wobei die Kontaktfläche zwischen einem Bremsbalken und dem diesen Bremsbalken tragenden Körper eine schiefe Ebene bildet und die dem jeweils gegenüberliegenden Bremsbalken zugewandte Innenkante dieser Kontaktfläche höher in Bezug auf die Grundplatte des U-förmigen Körpers als die Außenkante dieser Kontaktfläche ist.
Die DE 10 2013 005 582 B3 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung verschleißfester Wirkflächen von miteinander in Wirkverbindung stehenden metallischen Bauteilen, wobei die miteinander in Wirkbeziehung stehenden Bauteile unter Einhaltung eines definierten Abstandes mit ihren Wirkflächen zueinander positioniert werden, der durch die Beabstandung entstandene Zwischenraum zumindest beidseitig mittels thermisch stabiler Begrenzungen eingehaust und mit einem flüssigen höherfesten Material ausgegossen wird, so dass die beiden Bauteile miteinander verschweißen und nach dem Erkalten des höherfesten Materials die nunmehr fest miteinander verbundenen Bauteile im Bereich des eingegossenen höherwertigen Materials getrennt werden und in die in dieser Weise neu entstandenen Stirnflächen der Bauteile eine gewünschte Form eingearbeitet wird.
In der DE 10 2014 015 334 A1 wird ein schallemissionsgeminderter Bremsbalken für elektrodynamische Gleisbremsen beschrieben, bei dem die sich in Längsrichtung des Bremsbalkens erstreckenden schalldämmenden Materialien aus einer Einlage, die zurückgesetzt von der Bremsfläche innerhalb des Grundkörpers des Bremsbalkens angeordnet ist, zusammensetzen. Die schalldämmende Einlage berührt dabei das abzubremsende Rad nicht.
Ein Bremsbalken für Balkengleisbremsen mit segmentierten Verschleißelementen benennt die DE 39 30 332 A1 , wobei die schwingungsdämmenden Materialien auf den Bremsbalken aufliegen und dort über Bolzen mit Spiel festgelegt sind.
Ebenfalls bekannt ist eine Gleisbremse für Schienenfahrzeuge, welche eine Mehrzahl von länglichen mit Abstand hintereinander auf einem durchgehenden Bremsbalken befestigten Bremsklötze umfasst, wobei die Bremsklötze in ihre Bremsflächen eingefügte Einsätze aus unter der Bremslast temperaturfestem, Abrieb erzeugendem Werkstoff aufweist ( DE 10 2011 115 089 A1 ).
Alle vorgenannten Lösungen weisen folgende Nachteile auf:

kein wirksamer Schutz gegen einen hohen Verschleiß (Abrieb) gegeben ist,
erhöhte Lärmbelastung durch das Anlegen der Bremsbalken trotz verschiedener Dämmmaterialien verbleibt,
kein wirksamer Schutz gegen ein Aufklettern der Güterwagen an der Bremse gegeben ist,
keine leicht austauschbaren Bremsleisten vorhanden sind,
geringere Bremsarbeit kJ/Achse,
hoher Stromverbrauch,
lange Lieferzeiten für die Ersatzteile,
hohe Entstörungszeiten, da Ersatzteil nicht immer vorrätig,
Nutzer ist angewiesen auf Fremdhersteller,
die Hersteller sind Monopolisten, d. h. es gibt oftmals nur einen Lieferanten,
hohe LCC-Kosten sowie höherer Wartungsaufwand für die Instandhaltung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrodynamische Gleisbremse mit schallemissionsreduzierten Bremsbalken zu entwickeln, die einfach herzustellen, über einen längeren Zeitraum störungsfrei zu betreiben und kostengünstig Instand zu halten ist, wobei ein kompletter Austausch eines verschlissenen Bremsbalkens vermieden werden soll.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass

zwischen dem Bremsbalken und der Bremsleiste eine Dämmplatte angeordnet ist,
an der Einlauf- und der Auslaufschräge des Bremsbalkens sowie einer Übergangsfläche zwischen Einlaufschräge und Bremsleiste in vertikaler Richtung eine Auftragsschweißung aufgebracht ist.

Um ein Aufklettern an der Bremse durch Güterwagen zu verhindern, wurde die Ein- und Auslaufschräge in ihrer Konstruktion und Form geändert. Die Einlaufschräge des Bremsbalkens wurde aus diesem Grunde langsam ansteigend in einer Kantenlänge von 700 bis 740 mm ausgeführt.
Zugleich wurde die Trägerbreite auf 60 bis 65 mm verbreitert.
Der Auslauf des Bremsbalkens wird nunmehr in einer Länge von 80 bis 120 mm ausgeführt.
Auch der Stützbock wurde konstruktiv verändert. Er ist jetzt vollumfänglich und von beiden Seiten am Trogkörper verschweißt und weist eine lochartige Öffnung zur Aufnahme einer Gleithülse aufweist.
Diese Gleithülse hat ein Auflager im Distanzring am Trogkörper und andererseits fungiert die lochartige Öffnung am Stützbock zum Fixieren der Gleithülse in ihrer Lage. Entlang der Gleithülse hat der entsprechende Träger mit Hilfe der Lasche die Möglichkeit sich in Querrichtung zu bewegen und wird durch Anschläge an Stützbock und am Trogkörper begrenzt (Öffnen/ Schließen).
Die Befestigungsart der Gleithülse wird dadurch so verändert, dass sie Scherkräfte besser aufnehmen kann und Risse an Schweißverbindungen vermieden werden. Die Gleithülse ist dabei durch eine Halteklammer mit Sicherungsstift und Klappstecker gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert.
Die zwischen Bremsleiste und Bremsbalken angeordnete Dämmplatte weist eine Dicke von mindestens 4 mm auf, wobei diese als Dämmplatte aus Fasern aufweisenden, harzgebundenem Elastomer besteht.
Sie besteht aus einem höherwertigen Stahl und ist durch Spannstifte in ihrer Position am Grundträger fixiert sowie mittels Verschraubungen an diesem befestigt.
Am jeweiligen Bremsbalken ist die Dämmplatte mittels Klebstoff befestigt.
Die Bremsbalken sind in Längsrichtung über einen Gelenkbolzen mittels passgenauer halbkreisförmiger Ausschnitte aneinandergereiht.
Sie sind an ihren Enden jeweils abgeschrägt, so dass sich beim Zusammenfügen zweier Bremsleisten zwei V-förmige Aussparungen ergeben.
Die am Bremsbalken aufgebrachte Auftragsschweißung wird in einer Dicke von mindestens 4 mm aufgebracht.

Vorteile der Erfindung:

die Gleisbremse weist aufgrund der speziellen Anordnung des Dämmstoffes zwischen dem Grundträger und dem Bremsträger eine deutlich geminderte Lärmemission laut Lärmemissionsgesetz (Schall 03) auf,
durch die konstruktive Veränderung der Ein- und Auslaufschrägen werden ein Aufklettern der Räder eines zu bremsenden Güterwagens verhindert,
die spezielle Art des Aufbringens der Auftragsschweißung in vertikaler Richtung (bislang beim Stand der Technik immer in Längsrichtung aufgebracht) sichert eine deutliche Verbesserung des Verschleißverhaltens (weniger Abrieb, keine Ausbrüche),
die Veränderung der Konstruktion des Stützbockes durch die Aufnahme eines Auflagers im Stützbock und durch die Anordnung einer Halteklammer mit Sicherheitsstift und Klappstecker gegen unbeabsichtigtes Lösen sowie die allseitige Rundumverschweißung des Stützbockes an den Trog, führt zu einer deutlichen Verbesserung der Festigkeit der Verbindungen und zur besseren Aufnahme von Scherkräften,
die lösbare Anordnung der Bremsleisten in segmentartigen Schalen und deren Befestigung am Bremsbalken führt zu einem einfacheren Wechsel der Bremsleisten ohne dem Einsatz von Maschinentechnik,
die Bremsträger müssen nicht mehr komplett gewechselt werden, wenn das Betriebsgrenzmaß erreicht wird,
die gesamte Konstruktion ist kostengünstiger und erfordert einen geringeren Instandhaltungsaufwand,
die LCC-Kosten sinken deutlich,
geringe Lieferzeiten der Ersatzteile, Eigenproduktion,
hohe Verfügbarkeit, da es ein eigenes Produkt ist,
geringer Stromverbrauch (umweltfreundlich),
geringe Entstörungszeiten,
Sicherung des Kow-hows innerhalb des Unternehmens.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1 -: Bremsbalken
2 -: Bremsbalken
3 -: Einlaufschräge
4 -: Einlaufschräge
5 -: Auftragsschweißung
6 -: Auftragsschweißung
7 -: segmentartige Aussparung
8 -: Dämmplatte
9 -: Bremsleiste
10 -: Spannstift
11 -: Verschraubung
12 -: Lasche
13 -: Lasche
14 -: lochartige Aussparung
15 -: halbkreisförmige Ausschnitte
16 -: Gelenkbolzen
17 -: abgeschrägte Enden
18 -: U- förmiger Stützbock
19 -: U- förmiger Stützbock
20 -: Ausschnitt Trogkörper
21 -: Anschlag für die Lasche im Stützbock

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend soll anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert werden.
Dabei zeigen:

Figur 1 - den Bremsbalken mit Einlaufschräge in der Seitenansicht - linke Seite
Figur 2 - den Bremsbalken mit Einlaufschräge in der Draufsicht
Figur 3 - den Bremsbalken mit Einlaufschräge im Querschnitt
Figur 4 - den Bremsbalken mit Einlaufschräge in der Seitenansicht - rechte Seite
Figur 5 - den Bremsbalken als Mittelteil in der Draufsicht - linke Seite
Figur 6 - den Bremsbalken als Mittelteil in der Seitenansicht
Figur 7 - den Bremsbalken als Mittelteil im Querschnitt
Figur 8 - den Bremsbalken als Mittelteil in der Draufsicht - rechte Seite
Figur 9 - den Stützbock als Draufsicht und Vorderansicht am Trogkörper

Die elektrodynamische Gleisbremse weist beidseitig zu jeder Schiene jeweils einen Bremsbalken 1 und 2 auf. Jeder Bremsbalken 1; 2 besitzt eine Einlaufschräge 3; 4. Auf jeder Einlaufschräge 3; 4 ist in vertikaler Richtung eine Auftragsschweißung 5; 6 aufgebracht, die eine erhöhte Abriebfestigkeit beim Einlaufen eines Rades des Schienenfahrzeugs bewirken soll.
In den Bremsbalken 1; 2 sind segmentartige Aussparungen 7 eingearbeitet, in die jeweils eine Dämmplatte 8 und eine Bremsleiste 9 aus einem höherwertigen Stahl eingepasst sind. Die Bremsleisten 9 weisen Spannstifte 10 auf, die eine Fixierung in den Bremsbalken 1; 2 gewährleisten. Darüber hinaus sind die Bremsleisten 9 über Verschraubungen 11 an den Bremsbalken 1; 2 befestigt. Die Dämmplatten 8 sind in den segmentartigen Aussparungen 7 der Bremsbalken 1; 2 mittels Verklebung befestigt.
An den Bremsbalken 1; 2 sind die Stützböcke 18; 19 mittels vollumfänglicher Verschweißungen angebracht. Die Stützböcke 18; 19 weisen eine lochartige Aussparung 14 auf, in der eine Gleithülse geführt ist, die an einer rechteckigen Lasche befestigt ist. Die Gleithülse wird durch eine nicht dargestellte Halteklammer mit Sicherungsstift und Klappstecker gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert.
Die Bremsbalken 1; 2 sind in Längsrichtung der Balkenbremse über einen Gelenkbolzen 16 mittels passgenauer halbkreisförmiger Ausschnitte 15 aneinandergereiht. Sie sind an ihren Enden 17 jeweils abgeschrägt ausgebildet.
Die Bremsbalken 1; 2 sind in Querrichtung der Balkenbremse über eine Lasche 12; 14 und durch die Führung der Gleithülse im Stützbock 18; 19 fixiert und wird durch die Anschläge am Stützbock 21 und Distanzring am Trogkörper in der Lage begrenzt (Anschlag Stützbock = offene Bremse; Anschlag Distanzring = geschlossene Bremse).

Claims

Elektrodynamische Gleisbremse zum Festhalten stehender oder zum Abbremsen laufender Räder von Schienenfahrzeugen, wobei die Gleisbremse pro Schiene aus zwei gegenüberliegenden, in Längsrichtung zur Schiene befindlichen Bremsbalken besteht, die auf den beiden Schenkeln eines querverschiebbaren, U-förmigen, Trogkörpers befestigt sind, indem sich die Fahrschiene als Ferromagnet sich befindet, wobei jeder Bremsbalken eine Einlauf- und Auslaufschräge, mindestens einen Stützbock und mindestens eine segmentartige Aussparung aufweist, in denen austauschbare Bremsleisten befestigt sind, die in Längsrichtung durch Gelenkschalen und Gelenkbolzen voneinander getrennt sind, gekennzeichnet dadurch, dass
• zwischen dem Bremsbalken (1; 2) und der Bremsleiste (9) eine Dämmplatte (8) angeordnet ist,

• an der Einlauf- (3; 4) und der Auslaufschräge des Bremsbalkens (1; 2) sowie einer Übergangsfläche zwischen Einlaufschräge (3; 4) und Bremsleiste (9) in vertikaler Richtung eine Auftragsschweißung (5; 6) aufgebracht ist.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Einlaufschräge (3; 4) des Bremsbalkens (1; 2) langsam ansteigend in einer Kantenlänge von 700 bis 740 mm ausgeführt ist.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Auslauf des Bremsbalkens (1; 2) in einer Länge von 80 bis 120 mm ausgeführt ist.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass eine Lasche (12; 13) vollumfänglich am Grundträger verschweißt ist und eine lochartige Öffnung (14) zur Aufnahme eines an einer U-förmigen Stützbock befestigten Gleithülse aufweist.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, dass der Stützbock (18; 19) vollumfänglich am Trogkörper verschweißt ist (20) und eine lochartige Öffnung (14) zur Aufnahme eines an einer Lasche steckbaren Gleithülse aufweist.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, dass die Gleithülse durch eine Halteklammer mit Sicherungsstift und Klappstecker gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert ist.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Dämmplatte (8) eine Dicke von mindestens 4 mm aufweist und als Dämmstoff aus Fasern aufweisenden, harzgebundenem Elastomer besteht.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Bremsleiste (9) aus einem höherwertigen Stahl besteht und durch Spannstifte (10) in ihrer Position am Bremsbalken (1; 2) fixiert sowie mittels Verschraubungen (11) an diesem befestigt ist.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Dämmplatte (8) mittels Klebstoff am jeweiligen Bremsbalken (1; 2) befestigt ist.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Breite der Eingangsschräge zwischen 60 und 65 mm beträgt.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Bremsbalken (1; 2) in Längsrichtung über einen Gelenkbolzen (16) mittels passgenauer halbkreisförmiger Ausschnitte (15) aneinandergereiht sind.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Bremsbalken (1; 2) an ihren Enden jeweils abgeschrägt sind, so dass sich beim Zusammenfügen zweier Bremsbalken (1; 2) zwei V-förmige Aussparungen ergeben.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 1 und 10, gekennzeichnet dadurch, dass die Auftragsschweißung (5; 6) in einer Dicke von mindestens 4 mm aufgebracht ist.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Befestigung der Bremsleiste mit Pass- Schrauben erfolgt.
Elektrodynamische Gleisbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Grundträger eine Demontageöffnung aufweist, in die eine Demontagehilfe für das Lösen der Bremsleisten nach beseitigen der entsprechenden Verschraubung eingreift.