DE29618468U1 - Elastic suspension for magnetic rail brakes - Google Patents
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HAKP02/96/G 30.9.1996HAKP02/96/E 30.9.1996
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Die Erfindung betrifft eine elastische Aufhängung für eine Magnetschienenbremse, mit einer elastisch an einem gestellfesten Teil aufgehängten Haltestange, an der die Magnetschienenbremse gehalten ist und die entgegen der elastischen Rückstellkraft aus einer Ruheposition abwärts in eine Bremsposition bewegbar ist.The invention relates to an elastic suspension for a magnetic rail brake, with a support rod which is elastically suspended from a part fixed to the frame, on which the magnetic rail brake is held and which can be moved downwards from a rest position into a braking position against the elastic restoring force.
Bei Schienenfahrzeugen, insbesondere bei Straßenbahnen, ist als Notbremse zumeist eine Magnetschienenbremse vorgesehen, die durch die elastische Aufhängung in einem Abstand von nur wenigen Millimeter über der Lauffläche der Schiene gehalten wird und sich bei Betätigung der Notbremse magnetisch an den Schienenkopf anzieht, so daß sie als Reibungsbremse wirkt. Da der Abstand zwischen der Magnetschienenbremse und der Lauffläehe infolge von Abnutzung an den Polschuhen der Magnetschienenbremse und auch an den Rädern des Schienenfahrzeugs beträchtlich variieren kann, ist die Magnetschienenbremse höhenverstellbar an der Haltestange gehalten, so daß der Abstand zum Schienenkopf präzise eingestellt werden kann. Damit ein ausreichender Verstellbereich gegeben ist, muß die Haltestange eine gewisse Mindestlänge aufweisen.In rail vehicles, especially trams, a magnetic rail brake is usually provided as an emergency brake. This is held at a distance of just a few millimeters above the running surface of the rail by the elastic suspension and is magnetically attracted to the rail head when the emergency brake is activated, so that it acts as a friction brake. Since the distance between the magnetic rail brake and the running surface can vary considerably due to wear on the pole shoes of the magnetic rail brake and also on the wheels of the rail vehicle, the magnetic rail brake is held on the support rod in a height-adjustable manner so that the distance to the rail head can be precisely adjusted. In order to ensure a sufficient adjustment range, the support rod must have a certain minimum length.
Zur elastischen Aufhängung der Haltestange an dem gestellfesten Teil des Schienenfahrzeugs ist üblicherweise eine Schraubenfeder vorgesehen, die den oberen Bereich der Haltestange umgibt, sich mit ihrem unteren Ende auf dem gestellfesten Teil abstützt und am oberen Ende über einen Federteller mit der Haltestange verbunden ist. Diese elastische Aufhängung ermöglicht jedoch nicht nur die für die Betätigung der Bremse notwendige vertikale Bewegung der Haltestange, sondern auch ein Ausschwenken der Haltestange in seitlicher Richtung. Bei herkömmlichen Aufhängungen ist die Anordnung so getroffen, daß die Haltestange in ihrer Ruheposition allein durch die Feder gehalten wird, so daß sie unter elastischer Verformung der Feder frei ausschwingen kann.To elastically suspend the support rod from the frame-fixed part of the rail vehicle, a coil spring is usually provided that surrounds the upper part of the support rod, rests with its lower end on the frame-fixed part and is connected to the support rod at the upper end via a spring plate. However, this elastic suspension not only enables the vertical movement of the support rod required to operate the brake, but also allows the support rod to swing out in a lateral direction. In conventional suspensions, the arrangement is such that the support rod is held in its rest position by the spring alone, so that it can swing out freely with elastic deformation of the spring.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Laufruhe von Schienenfahrzeugen mit Magnetschienenbremse zu verbessern.The object of the invention is to improve the smooth running of rail vehicles with magnetic rail brakes.
Diese Aufgabe wird mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen ge-This object is achieved with the features specified in claim 1.
TER MEER - MÜLLER - STEINMEI£TER.&.PART«NEP, .. ^ HAKP02/96/G !—.-? **—¥—* ·—« . TER MEER - MÜLLER - STEINMEI£TER.&.PART«NEP, .. ^ HAKP02/96/G !—.-? ** —¥—* ·—« .
löst.solves.
Die Erfinder haben erkannt, daJ3 die herkömmlichen Aufhängungen für Magnetschienenbremsen der oben beschriebenen Art eine nicht unbeträchtliehe Geräuschquelle darstellen, da während der Fahrt, wenn sich die Haltestange in der Ruheposition befindet, Vibrationen auftreten, die über das gestellfeste Teil auf den Aufbau des Schienenfahrzeugs übertragen werden. Erfindungsgemäß ist deshalb auf der Haltestange ein Zentrierglied befestigt, das in der Ruheposition mit einem die Haltestange umgebenden Gegenzentrierglied an dem gestellfesten Teil in Eingriff steht. Bei gelöster Bremse ist somit die Haltestange durch die ineinandergreifenden Zentrierglieder am Fahrgestell festgelegt, so daß die Magnetschienenbremse und die Aufhängung nicht mehr als Schwingmasse wirken. Hierdurch kann die Geräuschbildung beträchtlich reduziert werden. Wenn die Magnetschienenbremse betätigt wird, treten bei der Abwärtsbewegung der Haltestange die Zentrierglieder schon nach kurzem Hubweg auseinander, so daj3 dem Anziehen der Magnetschienenbremse kein Reibungswiderstand entgegengesetzt wird und die Haltestange während ihrer Abwärtsbewegung seitlich ausschwingen kann, um etwaige Fehlzentrierungen der Magnetschienenbremse in bezug auf den Schienenkopf auszugleichen.The inventors have recognized that the conventional suspensions for magnetic rail brakes of the type described above represent a not insignificant source of noise, since during travel, when the support rod is in the rest position, vibrations occur which are transmitted to the structure of the rail vehicle via the part fixed to the frame. According to the invention, a centering member is therefore attached to the support rod, which in the rest position engages with a counter-centering member surrounding the support rod on the part fixed to the frame. When the brake is released, the support rod is thus fixed to the chassis by the interlocking centering members, so that the magnetic rail brake and the suspension no longer act as an oscillating mass. This can significantly reduce the noise generation. When the magnetic rail brake is activated, the centering elements move apart after a short stroke during the downward movement of the holding rod, so that there is no frictional resistance to the application of the magnetic rail brake and the holding rod can swing out to the side during its downward movement in order to compensate for any miscentering of the magnetic rail brake in relation to the rail head.
Die erfindungsgemäße Lösung hat zugleich den Vorteil, daß die Höhe der Magnetschienenbremse in der Ruheposition genau definiert ist und die Magnetschienenbremse folglich keine vertikalen Schwingungen ausführen kann. Dadurch läßt sich auch bei relativ schwacher Auslegung der Feder die Höhe des Luftspaltes zwischen den Polschuhen der Magnetschienenbremse und dem Schienenkopf zuverlässig begrenzen, so daß die Magnetschienenbremse im Auslösungsfall zuverlässig anzieht.The solution according to the invention also has the advantage that the height of the magnetic rail brake is precisely defined in the rest position and the magnetic rail brake is therefore unable to perform vertical oscillations. This means that even with a relatively weak spring design, the height of the air gap between the pole shoes of the magnetic rail brake and the rail head can be reliably limited, so that the magnetic rail brake reliably engages when triggered.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Bevorzugt ist das Zentrierglied höhenverstellbar an der Haltestange angebracht, so daß die Vorspannung der Feder präzise eingestellt werden kann. Hierdurch läßt sich ein fester, vibrationsfreier Eingriff zwischen Zentrierglied und Gegenzentrierglied sicherstellen. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Luftspalt zu verringern und parallel dazu die Vorspannung der FederPreferably, the centering element is attached to the support rod in a height-adjustable manner, so that the preload of the spring can be precisely adjusted. This ensures a firm, vibration-free engagement between the centering element and the counter-centering element. It is also possible to reduce the air gap and, at the same time, to reduce the preload of the spring.
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so zu erhöhen, daß in der Bremsposition dennoch eine ausreichende Rückstellkraft zum Überwinden der magnetischen Remanenz erreicht wird.so that in the braking position a sufficient restoring force is still achieved to overcome the magnetic remanence.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following, a preferred embodiment is explained in more detail using the drawing.
Die einzige Zeichnungsfigur zeigt eine teilweise aufgeschnittene Frontansicht einer Magnetschienenbremse mit einer erfindungsgemäßen Aufhängung.The only drawing figure shows a partially cutaway front view of a magnetic rail brake with a suspension according to the invention.
Die Magnetschienenbremse 10 ist in der Zeichnung in ihrer Bremsposition dargestellt, in der ihre Polschuhe 12 magnetisch gegen die Lauffläche einer Schiene 14 angezogen sind. Die auf diese Weise durch Reibung erzeugte Bremskraft wird durch nicht gezeigte Mitnehmer auf das Fahrgestell des Schienenfahrzeugs übertragen.The magnetic rail brake 10 is shown in the drawing in its braking position, in which its pole shoes 12 are magnetically attracted to the running surface of a rail 14. The braking force generated in this way by friction is transmitted to the chassis of the rail vehicle by carriers (not shown).
Die Magnetschienenbremse 10 weist ein langgestrecktes, annähernd quaderförmiges Gehäuse 16 auf, das eine nicht gezeigte Magnetspule aufnimmt und an jeder Stirnseite mit Hilfe einer Aufhängung 18 elastisch an einem Teil 20 des Fahrgestells aufgehängt ist. Eine an der Stirnseite des Gehäuses 16 angebrachte Halterung 22 stützt sich über ein Ausgleichsgelenk 24 an einem Feststeller 26 ab, der höhenverstellbar auf dem unteren Endabschnitt einer vertikalen Haltestange 28 befestigt ist.The magnetic rail brake 10 has an elongated, almost cuboid-shaped housing 16, which accommodates a magnetic coil (not shown) and is elastically suspended on a part 20 of the chassis at each end by means of a suspension 18. A bracket 22 attached to the end of the housing 16 is supported via a compensating joint 24 on a locking device 26, which is attached in a height-adjustable manner to the lower end section of a vertical support rod 28.
Am oberen Ende der Haltestange 28 ist ein Federteller 30 befestigt, der sich auf dem oberen Ende einer Schraubenfeder 32 abstützt. Die Schraubenfeder 32 umgibt den oberen Endabschnitt der Haltestange 28 und ist mit ihrem unteren Ende auf einem Federteller 34 zentriert, der sich auf dem gestellfesten Teil 20 abstützt und mit Hilfe eines Sprengrings 36 in einer Bohrung dieses Teils 20 fixiert ist. An einem nach unten über das Teil 20 hinaus vorspringenden buchsenartigen Teil des Federtellers 34 ist ein sich nach unten verjüngender Außenkonus 38 ausgebildet.A spring plate 30 is attached to the upper end of the support rod 28, which rests on the upper end of a coil spring 32. The coil spring 32 surrounds the upper end section of the support rod 28 and is centered with its lower end on a spring plate 34, which rests on the part 20 fixed to the frame and is fixed in a hole in this part 20 with the aid of a snap ring 36. A downwardly tapering outer cone 38 is formed on a bushing-like part of the spring plate 34 that projects downwards beyond the part 20.
Auf dem Abschnitt der Haltestange 28 zwischen dem gestellfesten Teil 20 und der Halterung 22 ist höhenverstellbar ein Zentrierglied 40 befestigt, das einen zu dem Außenkonus 38 komplementären Innenkonus 42 aufweist. Das Zentrierglied 40 ist als eine die Haltestange 28 umgreifende Schelle ausgebildet und weist eine Bohrung 44 für eine nicht gezeigte Stellschraube 44 auf,A centering member 40 is attached in a height-adjustable manner to the section of the support rod 28 between the part 20 fixed to the frame and the holder 22, which has an inner cone 42 complementary to the outer cone 38. The centering member 40 is designed as a clamp that surrounds the support rod 28 and has a bore 44 for an adjusting screw 44 (not shown).
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mit der das Zentrierglied in variabler Höhe an der Haltestange fixierbar ist. Der Abschnitt der Haltestange 28 zwischen dem Zentrierglied 40 und der Halterung 22 ist von einer flexiblen Manschette 46 zum Schutz gegen Staub und Spritzwasser umgeben.with which the centering member can be fixed to the support rod at a variable height. The section of the support rod 28 between the centering member 40 and the bracket 22 is surrounded by a flexible sleeve 46 to protect against dust and splash water.
Wenn sich die Magnetschienenbremse 10 und damit auch die Haltestange 28 in der in der Zeichnung dargestellten Bremsposition befindet, ist die Schraubenfeder 32 elastisch komprimiert. Wenn die Bremse gelöst wird, indem der Stromfluß durch die Magnetspule in dem Gehäuse 16 unterbrochen wird, überwindet die elastische Rückstellkraft der Schraubenfeder 32 das Eigengewicht der Magnetschienenbremse sowie die durch Remanenz bedingten magnetischen Anziehungskräfte zwischen den Polschuhen und der Schiene, so daß die Magnetschienenbremse an der Haltestange 28 nach oben gezogen wird. Das fest auf der Haltestange 28 sitzende Zentrierglied 40 bewegt sich mit nach oben und gleitet mit seinem Innenkonus 42 auf den als Gegenzentrierglied dienenden Außenkonus 38 auf. Auf diese Weise wird der Hub der Haltestange 28 begrenzt und die Haltestange 28 in Höhe des Zentrierglieds 40 formschlüssig an dem Federteller 34 festgelegt, wie in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt ist. Die Höhe des Zentrierglieds 40 an der Haltestange 28 ist so gewählt, daß die Schraubenfeder 32 in der Ruheposition, also in der oberen Endlage der Haltestange 28 noch eine gewisse Vorspannung aufweist, so daß das Zentrierglied 40 fest mit dem Außenkonus 38 in Eingriff gehalten wird. Die Konusflächen des Innenkonus und des Außenkonus bilden mit der Vertikalen jeweils einen Winkel von etwa 20°, so daß sie am Ende der Hubbewegung verkantungsfrei ineinandergreifen können und dann die Haltestange 28 relativ kippstabil in ihrer Position halten. Auf diese Weise werden die Pendelbewegungen oder Vibrationen der Haltestange 28 und der daran gehaltenen Magnetschienenbremse wirksam unterdrückt.When the magnetic rail brake 10 and thus also the holding rod 28 are in the braking position shown in the drawing, the coil spring 32 is elastically compressed. When the brake is released by interrupting the flow of current through the magnetic coil in the housing 16, the elastic restoring force of the coil spring 32 overcomes the dead weight of the magnetic rail brake as well as the magnetic attraction forces caused by remanence between the pole shoes and the rail, so that the magnetic rail brake is pulled upwards on the holding rod 28. The centering member 40, which is firmly seated on the holding rod 28, moves upwards and slides with its inner cone 42 onto the outer cone 38, which serves as a counter-centering member. In this way, the stroke of the holding rod 28 is limited and the holding rod 28 is positively secured to the spring plate 34 at the height of the centering member 40, as shown in the drawing in dash-dotted lines. The height of the centering member 40 on the holding rod 28 is selected so that the coil spring 32 still has a certain pre-tension in the rest position, i.e. in the upper end position of the holding rod 28, so that the centering member 40 is held firmly in engagement with the outer cone 38. The conical surfaces of the inner cone and the outer cone each form an angle of approximately 20° with the vertical, so that at the end of the lifting movement they can engage with one another without jamming and then hold the holding rod 28 in its position with relative stability. In this way, the pendulum movements or vibrations of the holding rod 28 and the magnetic rail brake held on it are effectively suppressed.
Die Höhe der ineinandergreifenden Konusflächen beträgt etwa ein bis drei Viertel des gesamten Hubweges der Haltestange 28. Wenn die Magnetschienenbremse erneut betätigt wird, treten die Konusflächen aufgrund ihrer Verjüngung sofort auseinander, so daß der Abwärtshub nicht durch Reibung zwischen den Konusflächen behindert wird. Nach weniger als der Hälfte des Gesamthubweges kommt dann das Zentrierglied 40 vollständig von dem Außenkonus 38 frei, so daß die dann allein durch die Schraubenfeder 32 abgestützte Haltestange 28 seitlich ausschwingen kann, um einen etwaigen VersatzThe height of the interlocking conical surfaces is approximately one to three quarters of the total stroke of the holding rod 28. When the magnetic rail brake is actuated again, the conical surfaces immediately move apart due to their tapering, so that the downward stroke is not hindered by friction between the conical surfaces. After less than half of the total stroke, the centering member 40 is then completely released from the outer cone 38, so that the holding rod 28, which is then supported solely by the coil spring 32, can swing out to the side in order to compensate for any offset.
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zwischen den Polschuhen 12 und der Schiene 14 auszugleichen. Das Ausgleichsgelenk 24 gewährleistet, daß auch bei einer leichten Winkelauslenkung der Haltestange 28 die Polschuhe 12 ganzflächig an der Lauffläche der Schiene anliegen.between the pole shoes 12 and the rail 14. The compensating joint 24 ensures that even with a slight angular deflection of the support rod 28, the pole shoes 12 rest completely against the running surface of the rail.
Wenn die Höhe des Zentriergliedes 40 an der Haltestange 28 variiert wird, so ändert sich die Höhe der Magnetschienenbremse 10 relativ zu dem gestellfesten Teil 20 in der Ruhestellung, und gleichzeitig ändert sich die Vorspannung der Schraubenfeder 32. Wenn dagegen der Feststeller 26 in der Höhe verstellt wird, ändert sich nur die Höhe der Magnetschienenbremse, während die Vorspannung der Schraubenfeder unverändert bleibt. Auf diese Weise ist es möglich, die Vorspannung der Schraubenfeder und die Breite des Luftspaltes zwischen den Polschuhen 12 und der Lauffläche der Schiene 14 unabhängig voneinander einzustellen. Wenn das Zentrierglied 40 an der HaI-testange fixiert ist und mit dem Außenkonus 38 in Eingriff gehalten wird, bildet der Außenkonus 38 einen festen Referenzpunkt für die Höhenverstellung der Magnetschienenbremse 10 mit Hilfe des Feststellers 26. Auf diese Weise läßt sich die für die magnetische Anziehung der Magnetschienenbremse sehr kritische Breite des Luftspaltes präzise einstellen. In der Ruhestellung wird durch das Zentrierglied 40 jegliche Aufwärtsbewegung der Haltestange 28 verhindert, so daß die Breite des Luftspaltes nicht über das eingestellte MaJB hinaus zunehmen kann.If the height of the centering member 40 on the support rod 28 is varied, the height of the magnetic rail brake 10 changes relative to the frame-fixed part 20 in the rest position, and at the same time the preload of the coil spring 32 changes. If, on the other hand, the height of the locking device 26 is adjusted, only the height of the magnetic rail brake changes, while the preload of the coil spring remains unchanged. In this way, it is possible to adjust the preload of the coil spring and the width of the air gap between the pole shoes 12 and the running surface of the rail 14 independently of one another. When the centering member 40 is fixed to the holding rod and is held in engagement with the outer cone 38, the outer cone 38 forms a fixed reference point for the height adjustment of the magnetic rail brake 10 with the aid of the locking device 26. In this way, the width of the air gap, which is very critical for the magnetic attraction of the magnetic rail brake, can be set precisely. In the rest position, the centering member 40 prevents any upward movement of the holding rod 28, so that the width of the air gap cannot increase beyond the set dimension.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann auf vielfältige Weise abgewandelt werden. Beispielsweise ist es möglich, das Zentrierglied 40 mit einem Außenkonus und den Federteller 34 mit einem dazu komplementären Innenkonus zu versehen. Wahlweise kann das Gegenzentrierglied auch direkt durch das gestellfeste Teil 20 gebildet werden. Die ineinandergreifenden Flächen des Zentrierglieds und des Gegenzentrierglieds brauchen nicht unbedingt konisch zu sein, sondern können beispielsweise auch sphärisch, zylindrisch oder prismenförmig sein, wobei in den beiden letztgenannten Fällen vorzugsweise eine Einführungsschräge vorgesehen ist. Im Hinblick auf eine Minimierung des Reibungswiderstands ist eine sich in Axialrichtung verjüngende Form der Eingriffsflächen, beispielsweise eine konische oder sphärische Form jedoch vorzuziehen. Es ist auch denkbar, das Zentrierglied und/oder das Gegenzentrierglied ganz oder teilweise aus einem gummielastischen Material herzustellen, das beim Rückstellen der Magnetschienenbremse in dieThe described embodiment can be modified in many ways. For example, it is possible to provide the centering member 40 with an outer cone and the spring plate 34 with a complementary inner cone. Alternatively, the counter-centering member can also be formed directly by the frame-fixed part 20. The interlocking surfaces of the centering member and the counter-centering member do not necessarily have to be conical, but can also be spherical, cylindrical or prism-shaped, for example, with an insertion bevel preferably being provided in the latter two cases. With a view to minimizing frictional resistance, however, a shape of the engagement surfaces that tapers in the axial direction, for example a conical or spherical shape, is preferable. It is also conceivable to manufacture the centering member and/or the counter-centering member entirely or partially from a rubber-elastic material that, when the magnetic rail brake is returned to the
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Ruhestellung als Puffer wirkt und dann in der Ruhestellung eine noch weitergehendere Vibrationsdämpfung ermöglicht.The resting position acts as a buffer and then enables even greater vibration damping in the resting position.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980409 |
|
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20000801 |