DE19503381A1 - Aufhängung einer Schienenbremse an einem Drehgestell eines Schienenfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufhängung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1, welcher mit dem Begriff Schienenbremsen sowohl Wirbelstrombremsen als auch Magnetschienenbremsen umfaßt.

Bei Aufhängungen der gattungsgemäßen Art (DE-OS 26 14 298) ist am Drehgestell d. h. an den zu beiden Seiten der Radsätze des Schienenfahrzeuges sich erstreckenden Drehgestellrahmen ein Bremsträger einer Wirbelstrombremse mit Hilfe von Hubzylindern höhenverstellbar angeordnet. Die stirnseitigen Enden des Bremsträgers sind in Führungen gehaltert, welche sich von den Rad­ bzw. Achslagern der Radsätze nach unten gerichtet erstrecken. Auf diese Weise ist der Bremsträger zwischen Bremsstellung und Lösestellung absenk- bzw. anhebbar geführt. Bei Aufhängungen der gattungsgemäßen Art sind im allgemeinen zwischen Bremsträger und Drehgestellrahmen wirkende Anschläge vorgesehen, welche in der Bremsstellung d. h. bei abgesenkter Stellung der Wirbelstrombremse die auf die Magnete wirkende Bremskraft auf den Drehgestellrahmen übertragen. Eine derartige Kraftübertragung ist infolge des Anschlagprinzips mit einem sehr rauhen Betrieb verbunden; auch ist es nicht möglich, eine ausreichende Endkoppelung zwischen Bremsträger und Drehgestellrahmen horizontal in Querrichtung d. h. quer zur Ebene der Laufräder des Schienenfahrzeuges, vorzunehmen. Dies gilt um so mehr, als die stirnseitigen Enden des Bremsträgers in der Bremsstellung in sehr engen Führungen im Bereich der Achslager aufgenommen sind. Durch die Anlage der Bremse an den Mitnehmeranschlägen existiert infolge der Reibkraft eine Koppelung zwischen Bremse und Drehgestellrahmen in Vertikalrichtung.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Aufhängung der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß bei Schienenbremsen die Bremskraft vom Bremsträger auf den Drehgestellrahmen in der Art übertragen werden kann, daß die Masse der Schienenbremse in Vertikal- und Querrichtung, also quer zur Ebene der Laufräder gegenüber dem Drehgestell entkoppelt ist; die angehobene Lösestellung des Bremsträgers soll zudem frei von zusätzlichen Zentrierungen in Schienenrichtung gehalten werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.

Bei Verwendung der Bremsstützen, welche zu beiden Längsseiten jeweils unter schwenkbarer Anlenkung zwischen Drehgestell und Bremsträger wirken, ist in der Bremsstellung der Schienenbremse eine gute Übertragung der Bremskraft auf das Drehgestell ermöglicht. Die Anlenkung bei Verschwenkbarkeit der Bremsstützen vermittelt eine Entkoppelung zwischen Drehgestellrahmen und Bremsträger in der Vertikalen; durch die im Bereich der Schwenkzapfen zwischengeschalteten, stark progressiven Federelemente sind die Schienenbremsmasse und die Drehgestellmasse in Lösestellung in Längsrichtung d. h. parallel zur Schiene bei kleinen Schwingungsamplituden sehr weich gefedert, können aber trotzdem große Bremskräfte bei begrenzter Auslenkung übertragen. Die zwischengeschalteten Federelemente ermöglichen auch eine kardanische Beweglichkeit der Bremsstützen d. h. in Querrichtung zur Ebene der Laufräder des Schienenfahrzeuges ist eine Entkoppelung zwischen Bremsträger und Drehgestellrahmen gewährleistet; durch die ständige Anbindung mit Hilfe der Bremsstützen entfällt in jedem Fall die Zentrierung in Schienenrichtung am Drehgestellrahmen in Hochlage des Bremsträgers.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht zweier Radsätze eines Schienenfahrzeugs mit einer zwischen diesen mittels der erfindungsgemäßen Aufhängung in Bremsstellung befindlich dargestellten Schienenbremse in Form einer Wirbelstrombremse;

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 vergleichbare Darstellung in der Lösestellung der Wirbelstrombremse;

Fig. 3 ist eine gegenüber der Darstellung nach Fig. 1 stark vergrößerte Einzeldarstellung der Anlenkung des Bremsträgers an dem am Achslager gehalterten Pendel in Bremsstellung der Wirbelstrombremse;

Fig. 4 ist eine der Fig. 3 vergleichbare Darstellung in der Lösestellung der Wirbelstrombremse. Die senkrecht zueinander stehenden Bewegungsrichtungen x, y und z sind anhand einer Pfeildarstellung aufgezeigt;

Fig. 5 ist eine senkrecht zur Anordnung nach Fig. 1-4 verlaufende Schnittansicht durch ein Schienenfahrzeugrad mit Achslageranordnung und an dieser geführten Pendelaufhängung für den mit dem Bremsträger verbundenen Arm;

Fig. 6 ist eine vergrößerte Einzelansicht der Bremsstütze in ihrer Anlenkung am Drehgestellrahmen und am Bremsträger; und

Fig. 7 ist eine Teilschnitt-Ansicht der Anordnung nach Fig. 6 unter Darstellung der kardanischen Anlenkung der stirnseitigen Enden der Bremsstütze mit Hilfe von Federelementen.

In Fig. 1 der Zeichnung ist in Seitenansicht ein Drehgestellrahmen 1 eines Schienenfahrzeuges dargestellt, an welchem eine Wirbelstrombremse 3 in nachfolgend beschriebener Weise angeordnet ist. Der Drehgestellrahmen 1 einer Fahrzeugseite ist federnd an Achslagern 5 zweier Radsätze abgestützt, wobei mit dem Drehgestellrahmen 1 verbundene Hebebälge 7 auf den Bremsträger 9 der Wirbelstrombremse 3 einwirken und diesen aus der in Fig. 1 dargestellten Bremsstellung in die in Fig. 2 dargestellte Lösestellung anzuheben vermögen, wie nachfolgend erläutert ist.

An der Unterseite des Bremsträgers 9 der Wirbelstrombremse befinden sich an sich bekannte Bremsmagnete 11, welche in Bremsstellung unter einem vorbestimmten Abstand zur schematisch wiedergegebenen Schiene 13 zu halten sind, so z. B. unter einem Abstand von 7 mm. Für den Höhenausgleich der Verlagerung der Wirbelstrombremse 3 zwischen den in Fig. 1 und 2 dargestellten Funktionsstellungen als auch zur Führung der Wirbelstrombremse gegenüber den Achslagern sind an den beiden Stirnseiten des Bremsträgers 9 jeweils Arme 15 angelenkt. Jeder der Arme 15 ist zwischen seinen Enden um eine am Bremsträger vorgesehene Achse 17 schwenkbar, wobei die sich nach außen erstreckenden Enden der Arme 15 jeweils an einem Pendel 19 am Achslager 5 angelenkt sind. Auf diese Weise sind die Arme 15 jeweils mit dem Pendel 19 um eine senkrecht zur Bildebene verlaufende Achse drehbar; am entgegengesetzten Ende wirken die Arme 15 gemäß Fig. 3 und 4 mit einem bremsträgerfesten Anschlag 21 zusammen. Fig. 3 gibt die Bremsstellung der Wirbelstrombremse wieder, in welcher die Anschlagposition des Arms 15 gegenüber dem Anschlag 21 dargestellt ist. Der Anschlag 21 ist als ein um seine Achse drehbares Exzenter-Teil ausgeführt; es sind auch andere Anschlagelemente möglich, auf denen sich die Bremse in Bremsstellung abstützt und welche außerdem verstellbar sind, um die Anschlagposition höhenveränderlich festzulegen. Es kann eine Gabel 23 vorgesehen sein, welche als seitliche Führung für die Schwenkbewegungen des Armes 15 dessen Ende umgreift, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, um die Achse 17 zu entlasten. Durch die vorstehend beschriebene drehbare Ausführung des Arms 15 vollführt der Arm zwischen der in Fig. 1 dargestellten Bremsstellung und der in Fig. 2 wiedergegebenen Lösestellung relative Winkelbewegungen bezüglich des Pendels, wie aus den genannten Figuren ersichtlich ist; die dadurch entstandene Verschiebung der Anlenkpunkte 11 wird ebenfalls durch das Pendel 19 ausgeglichen.

Gemäß Fig. 5 der Zeichnung ist das schwenkbar mit dem Arm verbundene Pendel 19 in Y- Richtung (Fig. 4) d. h. senkrecht zur Bildebene in Fig. 1 und 2, also horizontal bezüglich der Bildebene in Fig. 5, gegen eine Feder 25 verschiebbar. Querbewegungen des Pendels 19 in Y- Richtung werden also durch die Feder 25 elastisch aufgenommen, wobei die Feder 25 beispielsweise als doppelt wirkende Feder, d. h. in beiden Bewegungsrichtungen wirkende Feder, ausgebildet sein kann. Anschläge 26 (Fig. 5) begrenzen die Verschiebebewegungen des Pendels 19. Hierbei wird nach einem vorher eingestellten Federweg die Anschlagposition erreicht, derart, daß das Fahrzeugbegrenzungsprofil bei größtmöglicher Baubreite der Magnete von den Bremsmagneten im Betrieb eingehalten wird.

In Fig. 3 der Zeichnung sind für die Anlenkung des Arms 15 am Träger, für die Anlenkung des Arms 15 am Pendel und für die Anlenkung des Pendels am Achslager die Positionen I, II und III aufgezeigt. Für die Anschlagposition des Arms 15 gegenüber dem Anschlag 21 ist die Position IV wiedergegeben. Wenigstens eine dieser Positionen I-IV ist verstellbar ausgeführt, um den Radreifenverschleiß ausgleichen zu können; vorzugsweise geschieht dies an den Positionen I oder IV, da bei Einstellungen dieser Positionen eine Wegübersetzung für die Einstellung des Magnetniveaus, also der Höhenlage gegenüber der Schiene bewirkt wird. Zum Radsatzwechsel kann der Arm 15 um die Position I geschwenkt werden, wodurch der Radsatzwechsel bei demontierter Pendelanordnung kaum behindert wird.

Das Pendel 19 ermöglicht in beiden Stellungen (Brems- und Lösestellung) die freie Beweglichkeit der Radsätze in X-Richtung. Durch die Schwenkbarkeit der Arme 15 um die Achse 17 ist in Lösestellung die freie Einfederung der Radsätze gewährleistet. Trotzdem werden die Bremsmagnete in Y-Richtung ständig (Brems- und Lösestellung) am Achslager nach der o.a. Weise geführt.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, ist eine Bremsstütze 27 sowohl am Drehgestellrahmen 1 als auch am Bremsträger 9 der Wirbelstrombremse angelenkt; die Bremsstütze überträgt in der Bremsstellung die auf die Bremsmagnete wirkende Bremskraft auf den Drehgestellrahmen. In der Bremsstellung ist die Bremsstütze möglichst horizontal am Drehgestell angeordnet. Die Bremsstütze ist in nachfolgend erläuterter Weise kardanisch angelenkt und relativ zur Bildebene verlagerbar, d. h. es ist eine Entkoppelung der Wirbelstrombremsmasse gegenüber dem Drehgestellrahmen in Y-Richtung (Pfeildarstellung nach Fig. 4) gegeben.

Die in Fig. 6 in vergrößerter Einzelansicht wiedergegebene Bremsstütze 27 ist gemäß Teilschnitt- Ansicht nach Fig. 7 unter Zwischenschaltung von Federelementen 29 an Schwenkzapfen 31 und 33 des Drehgestellrahmens 1 und des Bremsträgers 9 gehaltert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schwenkzapfen durch zylindrische Schichten der Federelemente 29 umgeben, wobei das zwischen den Schichten bestehende, in der Schnittdarstellung nach Fig. 7 ersichtliche Spiel das erforderliche Ausmaß kardanischer Beweglichkeit der Bremsstütze zuläßt.

Die Bremsstütze ist also im Bereich der Schwenkzapfen 31 und 33 kardanisch geführt, derart, daß eine relative Beweglichkeit zwischen Bremsträger 9 und Drehgestellrahmen 1, d. h. in der Blattebene nach Fig. 7, gewährleistet ist (Y-Richtung gemäß Pfeildarstellung in Fig. 4). Dies stellt die erwünschte Entkoppelung dar, welche vor allem in der Bremsstellung des Bremsträgers der Schienenbremse zu gewährleisten ist. Anstelle der in Fig. 7 wiedergegebenen Federelemente 29 können auch andere Federmittel verwendet werden, so Kugel-Federkörper, welche das erwünschte Ausmaß der Beweglichkeit in Y-Richtung (Pfeildarstellung nach Fig. 4) gewährleisten.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Bremsstütze in Lösestellung d. h. bei angehobenem Bremsträger, parallel am Drehgestellrahmen angeordnet, während sie bei abgesenktem Bremsträger die aus Fig. 1 ersichtliche Lage einnimmt. In dieser überträgt sie die Bremskraft und ist hierbei in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges entweder auf Zug oder auf Druck belastet. Es ist natürlich auch möglich, mehrere derartige Bremsstützen, parallel wirkend, zwischen Drehgestellrahmen und Bremsträger gelenkig anzubinden.

Ein Vorteil der stark progressiven Federelemente der in Fig. 7 wiedergegebenen Ausführungsform besteht darin, daß die Masse der Schienenbremse d. h. der Wirbel- oder Magnetschienenbremse und die Drehgestellmasse in Lösestellung in X-Richtung (Pfeildarstellung nach Fig. 4) bei kleinen Schwingungsamplituden sehr weich gefedert sind, trotz Entkoppelung in Querrichtung können jedoch große Bremskräfte übertragen werden.

Die erfindungsgemäße Aufhängung mit den erläuterten Freiheitsgraden der Entkoppelung unter Bremskraftabstützung durch die Bremsstützen ist grundsätzlich bei Schienenbremsen anwendbar, unabhängig von deren Ausbildung als Wirbelstrom- oder Magnetschienenbremse.

Bezugszeichenliste

1 Drehgestellrahmen
3 Wirbelstrombremse
5 Achslager
7 Hebebalg
9 Bremsträger
11 Bremsmagnet
13 Schiene
15 Arm
17 Achse
19 Pendel
21 Anschlag
23 Gabel
25 Feder
26 Anschlag
27 Bremsstütze
29 Federelement
31 Schwenkzapfen
33 Schwenkzapfen

Claims (10)

1. Aufhängung einer Schienenbremse an einem Drehgestell eines Schienenfahrzeuges, mit zu beiden Längsseiten des Drehgestells von diesem sich erstreckenden Drehgestellrahmen, an welchen Hebeeinrichtungen wirken, welche die Schienenbremse zwischen abgesenkter Bremsstellung und angehobener Lösestellung verlagern, und mit an den Achslagern jeweils zweier Radsätze angeordneten Führungen für die Enden der längsseitigen Bremsträger der Schienenbremse, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Bremskraftabstützung jeweils zwischen dem Drehgestellrahmen (1) und dem Bremsträger (9) wenigsten eine Bremsstütze (27) vorgesehen ist.

2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsstütze (27) verschwenkbar sowohl am Drehgestellrahmen (1) als auch am Bremsträger (9) angelenkt ist.

3. Aufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die Bremsstütze (27) erstreckt sich in Bremsstellung vorzugsweise horizontal; und
• b) an ihren beiden Enden ist die Bremsstütze (27) unter Zwischenschaltung von Federelementen (29) schwenkbar an Lagerzapfen (31, 33) des Drehgestellrahmens (1) bzw. des Bremsträgers (9) geführt.

4. Aufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (29) eine kardanische Aufhängung für die Bremsstütze bilden, derart, daß der Bremsträger im Rahmen der kardänischen Beweglichkeit quer zum Drehgestellrahmen verlagerbar ist.

5. Aufhängung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (29) stark progressiv wirkend ausgebildet sind.

6. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Führungen für den Bremsträger (9) an den Achslagern (5) angelenkte Pendel (19) vorgesehen sind.

7. Aufhängung nach Anspruch 6 ,gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) von den stirnseitigen Enden des Bremsträgers (9) erstrecken sich Arme (15) und sind an den Pendeln (19) schwenkbar angelenkt;
• b) die Arme sind schwenkbar am Bremsträger (9) angelenkt; und
• c) es sind am Bremsträger Anschläge (21) für die Arme (15) bei abgesenkter Lage des Bremsträgers vorgesehen.

8. Aufhängung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
die Pendel (19) sind parallel zu ihrer Anlenkung am Achslager (5) zwischen zwei Anschlägen gegen eine Feder (25) verschiebbar.

9. Aufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
einer der Punkte der Anlenkung des Hebels (15) am Bremsträger oder am Pendel (19) ist verstellbar ausgeführt, um den Radreifenverschleiß auf dem Wege des Höhenausgleichs kompensieren zu können.

10. Aufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Punkt der Anlenkung des Pendels (19) am Achslager (5) und/oder der für den Hebel (15) am Bremsträger ausgebildete Anschlag verstellbar ausgeführt sind, um den Radreifenverschleiß ausgleichen zu können.