CH647468A5 - Einrichtung zur selbsttaetigen regelung der bremskraft einer fahrzeugbremse. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Bremskraft einer durch verschieb-oder verdrehbare Dauermagnete stufenlos schaltbaren Fahrzeugbremse, die auf die Schiene absenkbar ist.

Es sind bereits verschleissfreie, elektromagnetische und dauermagnetische Wirbelstrom- und Hysteresebremsen mit vorzugsweise in Fahrtrichtung wechselnder Polfolge zur Ver-langsamungs- bzw. Verzögerungs-Bremsung von schnellfahrenden Schienenfahrzeugen bekannt. Bei den vorstehend benannten Bremsen entstehen durch die in der Schiene erzeugten Wirbelströme Magnetfelder, die den Magnetfeldern der Bremse entgegenwirken und hierdurch besonders bei hohen Geschwindigkeiten eine beachtliche Bremsleistung erzeugen. Hierbei wird die Anziehungskraft zwischen Schiene und Bremse verkleinert. Mit abnehmender Geschwindigkeit wird die Bildung von Wirbelströmen in der Schiene geringer, so dass deren Wirkung in bezug auf die Abbremsung nachlässt. Bei niedrigen Geschwindigkeiten entstehen durch das Schwinden der magnetischen Gegenfelder beachtliche Anziehungskräfte zwischen Schiene und Bremse. Diese sind bestrebt, die Wirbelstrombremse auf die Schiene zu pressen.

Seit langer Zeit sind auch magnetisch wirkende Friktionsbremsen bekannt. Bei derartigen Bremsen wird ein Brems- oder Verschleisskörper durch magnetische Anziehungskräfte gegen die ferromagnetische Schiene gepresst. Durch die hierbei entstehende Reibung wird eine gute Abbremsung erzielt. Derartige Bremsen sind wegen des hohen Verschleisses weniger für Dauer-Bremsungen bei hohen Geschwindigkeiten geeignet.

Man kann aber eine schaltbare, dauermagnetische Bremse mit vorzugsweise in Fahrtrichtung wechselnder Polfolge so ausbilden, dass bei hohen Geschwindigkeiten als ver-schleissarme Wirbelstrom- oder Hysteresebremse und bei niedrigen Geschwindigkeiten als Friktionsbremse wirkt. Der Übergang von Wirbelstrom- auf Friktionsbremsung bereitet jedoch Schwierigkeiten, weil durch die Friktionsbremsung vielfach plötzlich ein hohes Verzögerungsmoment einsetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu beheben und eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Bremskraft einer durch verschieb- oder verdrehbare Dauermagnete stufenlos schaltbaren Fahrzeugbremse zu schaffen, deren Bremsmoment durch Absenken auf die Schiene festlegbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Bremse der eingangs genannten Art gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Erfindung gelingt es, bereits bei einsetzendem Friktionsbremsvorgang automatisch und ohne Verzögerung das zulässige Bremsmoment einzuregeln. Damit werden die durch ein plötzliches bzw. ruckartiges Bremsen entstehenden Nachteile vermieden. Insgesamt zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass eine längere Lebensdauer der Bremskörper durch verminderten Verschleiss und eine Schonung der Schiene erreicht wird.

In einer besonders einfachen Ausführung sind als Regelelemente Druckfedern vorgesehen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist die Bremse innerhalb eines am Fahrzeug befestigten und in vertikaler Richtung geführten Tragkörpers mit Hilfe von Führungs- und Federbolzen in Fahrtrichtung verschiebbar angeordnet und durch unter Vorspannung stehende Druckfedern in Mittelstellung gehalten. Durch diese Ausbildung wird auf einfache Weise erreicht, dass die selbsttätige Regelung der Bremskraft in jeder Fahrtrichtung wirksam ist. Darüber hinaus kann durch den Grad der Vorspannkraft der Federn bestimmt werden, bei welcher Bremskraft die Regelung einsetzen soll.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Bremse in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch die Bremse nach der Linie I-I der Fig. 1.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Bremse handelt es sich um eine von der Ein- in die Ausschaltstellung und umgekehrt stufenlos regelbare, dauermagnetische Schienenbremse mit in Fahrtrichtung angeordneten Dauermagneten wechselnder Polfolge. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Dauermagnete um eine Achse drehbar, die senkrecht zur Schienenlauffläche steht. Eine derartige Bremse ist in der deutschen Patentanmeldung P 26 38 133.9 beschrieben. Die Regeleinrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung ist auch bei einer dauermagnetischen Bremse vorteilhaft anwendbar, bei der die Dauermagnete zum Zwecke der stufenlosen Ein- und Ausschaltung in Fahrtrichtung verschiebbar angeordnet sind.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird die Bremse 1 mit ihrem Tragkörper 2 durch Führungsteile 3, die am in der Zeichnung nicht dargestellten Fahrzeuggestell befestigt sind, ge5

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führt, so dass sie in vertikaler Richtung, wie durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet ist, zur Schiene 4 hin abgesenkt werden kann. Innerhalb des Tragkörpers 2 ist die Bremse 1 in Fahrtrichtung, wie aus den waagerechten Pfeilen hervorgeht, verschiebbar angeordnet. Zu diesem Zweck sind Führungsbolzen 5 am Tragkörper 2 befestigt, die in Bohrungen 6 der Bremse eingreifen. Ausserdem sind Federbolzen 7 vorgesehen, die mit ihrem Ansatz 8 ebenfalls in Bohrungen 9 der Bremse eingreifen. Auf den Federbolzen sind Druckfedern 10 und 11 angeordnet. Durch die beiden Drackfedern, die als Schrauben- oder Tellerfedern ausgebildet sein können, wird die Bremse in der Mittelstellung unter einer bestimmten Vorspannung gehalten, deren Grösse von der Bremskraft abhängt, bei der die Regelung einsetzen soll. Die durch die Federn 10, 11 erzeugte Vorspannungskraft soll grösser sein als die zur Ein- und Ausschaltung der Magnete benötigte Verschiebekraft. Zur Erzeugung der Vorspannung stützen sich die Druckfedern 10, 11 mit ihrem einen Ende am Tragkörper 2 und an ihrem anderen Ende an der Scheibe 24 ab, die am Ansatz 8 bzw. den Stirnseiten 12, 13 der Bremse anliegt. Im abgesenkten Zustand wird die Bremse gegen den Druck der Federn 10, 11 in Fahrtrichtung verschoben, sobald eine Bremskraft vorhanden ist, die grösser ist als die Kraft der. vorgespannten Federn. In diesem Augenblick setzt die automatische Regelung der Bremskraft ein.

Die Ein- und Ausschaltung der Bremse sowie deren automatische Regelung kann besser anhand der Fig. 2 erläutert werden. Wie eingangs der Beschreibung bereits erwähnt, handelt es sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine dauermagnetische Schienenbremse, bei der verdrehbare Dauermagnete 14, deren Drehachse senkrecht zur Schienenlauffläche verläuft, in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet sind. Zwischen den verdrehbaren Dauermagneten können feststehende Dauermagnete angebracht sein. An den oberen Stirnseiten der Dauermagnete sind Zahnräder 15 angebracht, in die zum Zwecke der Ein- und Ausschaltung eine Zahnstange 16 eingreift. An wenigstens einem Ende der Zahnstange 16 ist eine Kolbenstange 17 mit einem Kolben 18 befestigt, der in einem Zylinder 19 verschiebbar angeordnet ist und gegen die Federspannung einer Druckfeder 20 mittels Druckluft über die Druckluftleitung 21 bewegt werden kann. Wird auf den Kolben 18 Druckluft gegeben, so bewegt sich die Kolbenstange 17 und die mit ihr verbundene Zahnstange 16 in der eingezeichneten Pfeilrichtung nach links, so dass die Dauermagnete 14 in die Ausschaltstellung verdreht werden.

In der Darstellung gemäss Fig. 2 befindet sich die Bremse im eingeschalteten Zustand. In diesem Falle ist die Druckluft abgelassen und der Kolben 18 durch die Druckfeder 20 in die rechte Endstellung verschoben. Wird nun in diesem Zustand die Bremse in vertikaler Richtung auf die Schiene abgesenkt, so setzt die Friktionsbremsung ein. In diesem 5 Augenblick wird die selbsttätige Regelung gemäss der Erfindung wirksam, um ein plötzliches bzw. ruckartiges Abbremsen des Schienenfahrzeuges zu vermeiden.

Durch das Aufsetzen der Bremsschuhe 22 oder -klotze auf die Schiene wird die Bremse in entgegengesetzter Ridilo tung zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs verschoben, wie dies aus dem in Fig. 2 eingezeichneten Pfeil 23 ersichtlich ist. Diese Verschiebung tritt jedoch erst dann ein, wenn die Bremskraft grösser ist als die Vorspannkraft der Feder 11. Da die Zahnstange 16 feststeht, werden durch den Verls schiebevorgang der Bremse 1 die Dauermagnete 14 über die Zahnräder 15 in der eingezeichneten Pfeilrichtung nach der • Ausschaltstellung hin verdreht. Auf diese Weise wird die Bremskraft vermindert; und es stellt sich ein Mittelwert der Bremskraft bzw. der Verzögerung ein, der abhängig ist vom 20 Druck der Bremse auf die Feder ,11 und der von der Feder entwickelten Gegenkraft. Dadurch setzt der Bremsvorgang weich ein. Durch mehr oder weniger Zugabe von Druckluft in den Zylinder 19 kann das Bremsmoment noch weiter geschwächt werden.

25 Im Stillstand der Fahrzeugs wird der Zylinder 19 voll mit Druckluft beaufschlagt, so dass durch die Verschiebung der Zahnstange 16 nach links eine vollkommene Abschaltung der Bremse erfolgt, indem sich die Kraftlinien je nach der Konstruktion der Bremse über Eisenleitstücke kurz-30 schliessen oder eine Kompensation des magnetischen Flusses erfolgt. Die Bremse kann sodann in bekannter Weise pneumatisch oder hydraulisch von der Schiene gehoben werden, wobei sie durch die am Fahrzeug befestigten Führungsteile 3 geführt ist.

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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Anstelle von Druck- oder Zugfedern können auch andere druckabhängige Regelelemente, wie Druckdosen oder elektrische, pneumatische oder hy-40 draulische Regelelemente Anwendung finden. Die erfin-dungsgemäss vorgeschlagene Regeleinrichtung ist nicht nur für dauermagnetische Schienenbremsen mit in Fahrtrichtung senkrecht zur Schienenebene stehenden, drehbaren Dauermagneten anwendbar. Beispielsweise kann die Regeleinrich-45 tung auch für Schienenbremsen Anwendung finden, bei denen die Drehachse der Dauermagnete parallel zur Schiene in Fahrtrichtung liegt, oder bei Reibungsbremsen mit in Längsrichtung der Schiene verlaufenden Polen unterschiedlicher Polarität.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

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1. Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Bremskraft einer durch verschieb- oder verdrehbare Dauermagnete stufenlos schaltbaren Fahrzeugbremse, die auf die Schiene absenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (1) am Fahrzeug in Fahrtrichtung entsprechend der Länge des erforderlichen Regelbereiches verschiebbar angebracht ist und dass zwischen wenigstens einer Stirnseite (12, 13) derselben und am Fahrzeug befestigten Teilen ein druck-oder zugabhängiges Regelelement angeordnet ist und dass ein Betätigungsmittel mit den der Verschiebung bzw. Verdrehung der beweglichen Dauermagnete (14) dienenden Teilen in Verbindung steht, so dass durch den während der Friktionsbremsung entstehenden Druck oder Zug der Bremse auf das Regelelement eine Verminderung der Bremskraft durch Verschiebung oder Verdrehung der Dauermagnete soweit erfolgt, dass das zulässige Verzögerungsmoment nicht überschritten wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Regelelement Druckfedern (10, 11) vorgesehen sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (1) innerhalb eines am Fahrzeug befestigten und in vertikaler Richtung geführten Trägerkörpers (2) mit Hilfe von Führungs- (5) und Federbolzen (7) in Fahrtrichtung verschiebbar angeordnet und durch unter Vorspannung stehende Druckfedern (10, 11) in Mittelstellung gehalten ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel mit einem elektrischen Antrieb verbunden ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel mit einem pneumatischen Antrieb verbunden ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel mit einem hydraulischen Antrieb verbunden ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel als Zahnstange (16) ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauermagnete (14) mit in Fahrtrichtung wechselnder Polfolge angeordnet sind.