CH689386A5 - Klotzbremse mit Rad- und Zusatzbremskloetzen fuer Schienenfahrzeuge. - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung bezieht sich auf eine Klotzbremse für Schienenfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1, die aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 789 263 bekannt sind. Zur Entlastung der Lauffläche eines Spurkranzrades von mechanischen und thermischen Belastungen beim Bremsen des Schienenfahrzeugs werden dort zusätzliche Bremsflächen in Gestalt von direkt an der Radscheibe befestigten Trommeln beschrieben, auf deren zylindrische Umfangsflächen jeweils ein Bremsklotz aufgedrückt werden kann. Die insgesamt drei Bremsklötze pro Rad sind über kurze Ausgleichhebel miteinander und mit dem Radbremsgestänge verbunden, das jeweils zwei gegenüberliegende Bremsklotzgruppen an einem Radsatz betätigt. 



  Eine weitere Klotzbremse mit Rad- und Zusatzbremsklötzen wird in US 3 017 961 beschrieben. Dort ist an jedem Rad für den Rad- und den Zusatzbremsklotz ein eigener Druckluftzylinder vorgesehen. Die Verteilung der Bremskräfte und ungleichmässiger Verschleiss werden durch ein das Spurkranzprofil übergreifendes kurzes Parallelogrammgetriebe ausgeglichen. 



  Schon bei geringfügig unterschiedlichem Verschleiss der Bremsklötze stellen sich bei den bekannten Lösungen grössere Winkeländerungen der relativ kurzen Ausgleichhebel gegenüber dem Antriebsgestänge ein. Hieraus kann in ungünstigen Fällen ein Verkanten des gesamten Gestänges resultieren, dem allenfalls durch eine ballige Verbindung zwischen den Ausgleichhebelenden und den Bremsklotzschuhen begegnet werden kann. 



  Aus US 2 194 745 ist es für sich bekannt, anstelle von Rad-Klotzbremsen Bremsscheiben oder  -trommeln auf der Radsatzwelle anzuordnen, auf deren zylindrische Umfangsflächen Bremsklötze in radialer Richtung aufpressbar sind. 



  Gegenüber den insbesondere bei Personenwagen-Drehgestellen verwendeten Scheibenbremsen mit Wellenbremsscheiben und axial anlegbaren Belägen werden Klotzbremsen der vorstehend erörterten Art für den Einsatz auch in schnellauffähigen Eisenbahn-Güterwagen bevorzugt, weil sie in Anschaffung und Unterhalt wesentlich billiger sind. Ferner ist der Verschleisszustand eines Bremsklotzes wesentlich einfacher durch eine Sichtkontrolle zu erfassen als der eines grossenteils durch die Bremszange verdeckten Scheibenbremsbelags. 



  Die Erfindung hat daher die Aufgabe, eine gattungsgemässe Klotzbremse so weiterzubilden, dass auch ungleichmässiger Verschleiss von Rad- und Zusatzbremsklötzen nur zu minimalen Winkeländerungen der Ausgleichhebel führen kann und somit eine gleichbleibende Krafteinleitung ermöglicht. 



  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die kennzeichnenden Merkmale der abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an. 



  Die Ausgleichhebel werden gemäss der Erfindung so lang ausgeführt, dass jeder von ihnen jeweils einen Radbremsklotz und den von diesem weiter entfernt liegenden Zusatzbremsklotz miteinander verbindet. Da die beiden Bremsscheiben symmetrisch zur Radsatzmitte angeordnet sind, erstreckt sich nun jeder Ausgleichhebel über die Radsatzmitte hinweg. Die beiden Ausgleichhebel überkreuzen sich in der Radsatzmitte und bilden so ein geteiltes Bremsdreieck, in das die Bremskraft des Mittenbremsgestänges über gelenkige Verbindungen nach wie vor zentral eingeleitet werden kann. Ein bedeutender Vorteil dieser Anordnung ist ferner, dass man auf eine sphärische oder ballige Anlenkung der Bremsklotzschuhe an die Enden der Ausgleichhebel verzichten kann, da diese sich aufgrund ihrer Länge auch bei ungleichmässigem Verschleiss nicht verkanten können. 



  Die beiden erfindungsgemässen Ausgleichhebel werden - über die Bremsklotzschuhe - an Bremsklotzhängeeisen aufgehängt und führen somit bei ihrer Betätigung eine Pendelbewegung aus. 



  Bevorzugt werden die Zusatzbremsklötze den höheren Anteil an der Bremsleistung zu erbringen haben, indem sie mit höherer Kraft angepresst werden als die Radbremsklötze oder indem die Abmessungen der Bremsflächen entsprechend unterschiedlich ausgebildet werden. 



  Sie können auch aus einem anderen Material hergestellt sein, z.B. aus Kunststoff oder Sintermetall, als die üblicherweise aus Gussmaterial bestehenden Radbremsklötze. Hiermit wird u.a. auch ein besseres Bremsverhalten bei Nässe erzielt. 



  Wenn in einer besonders bevorzugten Ausführungsform auch die Radbremsklötze aus Kunststoff hergestellt werden, so wird eine bedeutende Geräuschreduzierung und damit eine höhere Umweltverträglichkeit erreicht. Derartige Klotzsohlen sind unter dem Handelsnamen Becorit L 217 erhältlich, sie bestehen aus einem Kunststoffpressling mit 40 Gewichtsprozenten Grauguss-Spänen. 



  Die auf der Radsatzwelle angeordneten Bremsscheiben können zur Montagevereinfachung aus mehreren Segmenten zusammensetzbar und/oder zwecks guter Wärmeabgabe mit seitlichen Kühlrippen oder ähnlichen, eine gute Wärmeabführung erlaubenden Mitteln versehen werden. 



  Trotz höherer maximaler Radsatzlasten und höherer Fahrgeschwindigkeiten als bisher können durch diese Massnahmen die von den Rädern aufzunehmenden Bremskräfte gegenüber herkömmlichen Klotzbremsen noch reduziert werden, so dass Radschäden vermieden werden. 



  Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands ergeben sich aus der Zeichnung von Ausführungsbeispielen und deren folgender detaillierter Beschreibung. 



  Es zeigen in schematischer Darstellung 
 
   Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform, bei der zusätzliche Bremsscheiben an Radscheiben befestigt sind, 
   Fig. 2 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform, bei der die zusätzlichen Bremsscheiben auf der Radsatzwelle befestigt sind, 
   Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 um 90 DEG  (Blickrichtung III-III) geklappte Ansicht des geteilten Bremsdreiecks und der für die Krafteinleitung verwendeten Bauteile 
   Fig. 4 eine Schnittansicht des geteilten Bremsdreiecks entlang Linie IV-IV in Fig. 3, 
   Fig. 5 eine Schnittansicht in der Mitte des geteilten Bremsdreiecks entlang Linie V-V in Fig. 3 und 
   Fig. 6 eine Schnittansicht des geteilten Bremsdreiecks entlang Linie VI-VI in Fig. 3. 
 



  An jedem Rad 1 eines durch seine Rotationsachse A angedeuteten Schienenfahrzeug-Radsatzes ist gemäss Fig. 1 in an sich bekannter und daher nicht näher gezeigter Weise je eine Bremsscheibe 2 befestigt. Eine Klotzbremse für diesen Radsatz umfasst Radbremsklötze 3L und 3R sowie Zusatzbremsklötze 4L und 4R, die jeweils paarweise symmetrisch zur Radsatzmitte angeordnet sind. Der Radbremsklotz 3R ist mittels eines ersten Ausgleichhebels 5 mit dem entfernter von ihm jenseits der Radsatzmitte- angeordneten Zusatzbremsklotz 4L verbunden, während der Radbremsklotz 3L in gleicher Weise durch einen zweiten Ausgleichhebel 6 mit dem Zusatzbremsklotz 4R verbunden ist. 



  In der Ausführungsvariante nach Fig. 2 sind bei ansonsten gleicher Konfiguration wie in Fig. 1 die zwei Bremsscheiben 2 min  nicht an den Rädern 1, sondern auf eigenen Sitzen auf der Radsatzwelle befestigt. 



  In weiterer, hier nicht gezeigter Abwandlung könnten die Bremsscheiben an den Aussenseiten der Radscheiben befestigt werden. Hierbei müssen zwar die Ausgleichhebel länger als der Abstand zwischen den beiden Rädern sein, um ausgehend von einem Radbremsklotz das gegenüberliegende Rad übergreifen und an dem diesem benachbarten Zusatzbremsklotz angelenkt werden zu können. Diese Variante hat aber den Vorteil einer besseren Sichtbarkeit auch der - darin aussenliegenden - Zusatzbremsklötze für die Überwachung des Bremsklotzverschleisses. 



  Zwischen den Enden der Ausgleichhebel und den Bremsklotzschuhen sind Scharniergelenke vorgesehen, deren strichpunktiert angedeutete Schwenkachsen mit G bezeichnet sind. Sphärische Gelenke sind wegen der grossen Längen der Ausgleichhebel nicht notwendig, da sich letztere auch bei eventuell ungleichmässigem Verschleiss von Rad- und Zusatzbremsklötzen nicht stark schräg stellen können. Ein geringfügig schräger Verschleiss von Bremsklotzsohlen ist dabei tolerierbar. 



  Es versteht sich, dass die Radbremsklötze 3R und 3L sowie die Zusätzbremsklötze 4R und 4L vorzugsweise jeweils doppelt zu beiden Seiten der Radsatzwelle A vorhanden sein werden und beim Bremsen mittels eines insoweit konventionellen Mittenbremsgestänges gegeneinander verspannt werden. Die Aufhängung der Ausgleichhebel am Fahrzeug ist hier nicht gezeigt. Sie werden analog zu konventionellen Klotzbremsen über die üblichen Bremshängeeisen angelenkt, wobei vorzugsweise für jeden Bremsklotzschuh ein eigenes Hängeeisen vorzusehen ist. 



  Soll nur je ein Paar Rad- und Zusatzbremsklötze pro Radsatz vorgesehen werden, so können diese auch von oben an die Räder bzw. Bremsscheiben angepresst werden, wenn dort genügend Einbauraum zur Verfügung steht. 



  In allen genannten Varianten überkreuzen sich die beiden langen Ausgleichhebel 5 und 6 in der sich in der Rollrichtung erstreckenden vertikalen Radsatzmittenebene, die durch eine strichpunktierte Linie M repräsentiert ist, und bilden ein geteiltes Bremsdreieck 7. Zumindest in diesem Bereich liegen die Ausgleichhebel folglich in verschiedenen Ebenen parallel übereinander. 



  In der Mittenebene M wird die Bremskraft vom Mittenbremsgestänge, das hier nicht weiter gezeigt ist, zentrisch zum Radsatz über ein Gelenk 8 und Laschen in das geteilte Bremsdreieck 7 eingeleitet. 



  Anhand einer um 90 DEG  geklappten Ansicht zeigt Fig. 3, dass die beiden leicht gekröpften Ausgleichhebel 5 und 6 von einem durchgesteckten Gelenkbolzen 9 durchdrungen sind, der in den Fig. 1 und 2 nur in der Draufsicht erkennbar ist. In den zentrischen Bohrungen beider Ausgleichhebel hat der Gelenkbolzen 9 radiale Luft. Fig. 3 zeigt auch, dass die Gelenkachsen G der Bremsklotzschuhe in einer gemeinsamen (horizontalen) Ebene liegen. 



  Der Gelenkbolzen 9 durchdringt ferner mittig einen zweiarmigen, zwischen den beiden übereinanderliegenden, leicht gekröpften Ausgleichhebeln 5 und 6 angeordneten Zwischenhebel 10, in dem er möglichst spielarm drehbar gelagert ist. 



  Aus seiner Oberseite und seiner Unterseite kragt je ein Gelenkzapfen 11 bzw. 12 aus, der in eine Passbohrung des jeweils angrenzenden Ausgleichhebels 5 bzw. 6 spielarm drehbar eingesetzt ist. Die Gelenkzapfen 11 und 12 auf den beiden Armen des Zwischenhebeis 10 haben beide den gleichen Abstand von der Mittenebene M bzw. dem Gelenkbolzen 9. 



  In Querrichtung werden die überkreuz gelagerten, sich über die Gelenkzapfen 11, 12 und den Zwischenhebel 10 aneinander abstützenden Ausgleichhebel und deren Bremsklötze 3R, 3L, 4R und 4L durch die Spurkränze der Räder 1 hinreichend sicher geführt. Eine zusätzliche Querführung durch Spurkränze an den Bremsscheiben 2, 2 min  ist möglich, aber nicht unbedingt erforderlich. 



  Die Bremskraft wird über das in Fig. 1 und 2 sichtbare Gelenk 8 mittels zweier Laschen 13 und 14 beidseits des Zwischenhebels 10 zunächst in den auf Biegung beanspruchten Gelenkbolzen 9 eingeleitet, um ein Auftreten von Kippmomenten in den Ausgleichhebeln 5 und 6 zu minimieren. 



  Die beiden Laschen 13 und 14 sind Schenkel eines GabeIstücks 15, das die Ausgleichhebel 5 und 6 in vertikaler Richtung zusammenhält und dessen prinzipielle Form noch besser durch die Schnittansichten in Fig. 4 und 5 verdeutlicht wird. Fig. 4 zeigt die Einbausituation im Bereich des Gelenkzapfens 12, während Fig. 5 ein Schnitt in der Mittenebene M ist. Das Gelenk 8 ist im Stegteil des Gabelstücks 15 angeordnet; hier ist ein nur strichpunktiert angedeuteter Bremshebel 16 als Verbindung zu einem Mittenbremsgestänge angelenkt. Vom Gelenkbolzen 9 bzw. den Gelenkzapfen 11 und 12 zentrierte dünne Zwischenlagen 17 verhindern einen direkten, reibungs- und verschleissbehafteten Kontakt zwischen den jeweils benachbarten Laschen, Ausgleichhebeln und dem Zwischenhebel des Bremsgestänges. 



  Der Gelenkbolzen 9 kann zur Demontage des geteilten Bremsdreiecks bzw. zum Abnehmen des Gabelstücks 15 herausgezogen werden. Fig. 5 verdeutlicht, dass er wegen der grossen radialen Luft mit den Ausgleichhebeln 5 und 6 nicht in direkten Kontakt kommt. Er ist in geeigneter Weise, z.B. durch einen Stift oder Splint 18, gegen Herausfallen zu sichern. 



  Schliesslich sieht man in Fig. 6 analog zu Fig. 4 die Einbausituation im Bereich des Gelenkzapfens 11. 



  Die Passbohrungen für den Gelenkbolzen und die Gelenkzapfen werden je nach Werkstoff (St 37 oder 52) ausgebuchst; bei Verwendung von legiertem Stahl (C 45) für die Ausgleichhebel, den Zwischenhebel und das Gabelstück kann auf Buchsen auch verzichtet werden. 



  Zur Funktionsweise des geteilten Bremsdreiecks: Der Zwischenhebel 10 stellt sich unter Last bei anliegender Bremskraft um die vom Gelenkbolzen 9 gebildete Achse zwanglos so ein, dass er sich über die auf Biegung und Scherung beanspruchten Gelenkzapfen 11 und 12 gleichmässig auf beide Ausgleichhebel 5 und 6 abstützt. Diese wiederum stellen sich - mit den Gelenkzapfen als Achsen - jeweils zwanglos so ein, dass die an ihren beiden Enden befestigten Bremsklötze gleichmässig an die Räder 1 bzw. Bremsscheiben 2 angepresst werden. Jeder Ausgleichhebel wird dann mit der halben im Gelenk 8 anliegenden Bremskraft beaufschlagt. 



  Die Abstände zwischen dem Gelenkbolzen 9 und den beiden Gelenkzapfen 11 bzw. 12 sind die für die Aufteilung der Bremskraft zwischen Radbremsklotz und Zusatzbremsklotz und damit für die gewünschte Entlastung der Radlaufflächen massgeblichen Hebelarme. Je näher der jeweilige Gelenkzapfen dem Zusatzbremsklotz ist, desto höher ist dessen Anpresskraft und umgekehrt. 

Claims (14)

1. Klotzbremse für Schienenfahrzeuge, - mit mindestens zwei mittels eines Achsbremsgestänges synchron auf zugeordnete Laufflächen von Rädern eines Radsatzes aufpressbaren Radbremsklötzen, - mit mindestens zwei mittels desselben Achsbremsgestänges auf Umfangsflächen zweier an dem Radsatz symmetrisch zu dessen Mitte befestigter Bremsscheiben aufpressbaren Zusatzbremsklötzen, wobei jeweils ein Radbremsklotz und ein Zusatzbremsklotz durch einen winkeleinstellbaren Ausgleichhebel des Achsbremsgestänges miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Ausgleichhebel (5, 6) über die Radsatzmitte hinweg erstrecken, so dass jeder Ausgleichhebel (5, 6) einen Radbremsklotz (3R, 3L) mit dem jeweils jenseits der Radsatzmitte angeordneten Zusatzbremsklotz (4L, 4R) verbindet.

2.

Klotzbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ausgleichhebel (5, 6) gelenkig miteinander und mit einer gemeinsamen Krafteinleitung (8, 16) verbunden sind, wobei die beiden sich im Bereich der Radsatzmitte (M) kreuzenden Ausgleichhebel (5, 6) ein geteiltes Bremsdreieck (7) bilden.

3. Klotzbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Bremskräfte an einer zentralen Achse (Bolzen 9) der Ausgleichhebel (5, 6) zunächst in einen Zwischenhebel (10) und vom Zwischenhebel (10) über von dieser Achse beidseits gleich beabstandete Gelenkzapfen (11, 12) in die Ausgleichhebel (5, 6) einleitbar sind.

4. Klotzbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Achse durch einen Bolzen (9) gebildet ist, der die beiden Ausgleichhebel (5, 6) mit radialer Luft und den Zwischenhebel (10) spielarm durchdringt.

5.

Klotzbremse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenhebel (10) im Bereich der Radsatzmitte (M) zwischen den beiden Ausgleichhebeln (5, 6) angeordnet ist und dass die Bremskräfte über Laschen (13, 14) eines Gabelstücks (15) beidseits des Zwischenhebels in die zentrale Achse einleitbar sind.

6. Klotzbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ausgleichhebel (5, 6) so gekröpft sind, dass sie im Bereich der Radsatzmitte (M) in unterschiedlichen Ebenen übereinander parallel laufen, jedoch an ihren Enden angeordnete Gelenkachsen (G) zur Anlenkung der Rad- und Zusatzbremsklötze in einer gemeinsamen Ebene liegen.

7. Klotzbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bremsscheiben (2) an den Rädern (1) des Radsatzes befestigt sind.

8.

Klotzbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bremsscheiben (2 min ) auf der Radsatzwelle (A) des Radsatzes befestigt sind.

9. Klotzbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bremsscheibe (2, 2 min ) und jedem Rad (1) einer Radsatzwelle (A) jeweils zwei einander gegenüberliegende Bremsklötze zugeordnet sind.

10. Klotzbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbremsklötze (4R, 4L) und die Radbremsklötze (3R, 3L) aus einem lärmmindernden Material bestehen.

11. Klotzbremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsklötze als Kunststoffpresslinge mit 40 Gewichtsprozenten an Graugussspänen hergestellt sind.

12.

Klotzbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsflächen für die Zusatzbremsklötze (4R, 4L) abweichend von den Bremsflächen für die Radbremsklötze (3R, 3L) dimensioniert sind,

13. Klotzbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheiben (2, 2 min ) aus mehreren Segmenten zusammensetzbar sind.

14. Klotzbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheiben (2, 2 min ) mit seitlichen Kühlrippen versehen sind.