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Gleisbremselement
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleisbremselement mit zwei einen
Schienenkopf umgreifenden Klemmplatten, die durch Spannbolzen miteinander verbindbar
sind, zwei Reibungsstücken, die von den Klemmplatten gegen den Schienenkopf gepreßt
werden, und einem mit den Klemmplatten verbundenen, auf der Oberseite:des Schienenkopfs
angreifenden Abstützelement.
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Ein derartiges Bremselement ist bekannt (DE-PS 24 53 223).
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Zwei im Querschnitt C-förmige Klemmplatten pressen zwei winklige Reibungsstücke
gegen die Seiten und die Unterseite des Schienenkopfes. Von oben gegen den Schienenkopf
wird
ein Futterstück aus Grauguß von den Klemmplatten angepreßt, das von den Klemmbolzen
durchsetzt ist. Derartige Bremsorgane sind verhältnismäßig lang, so daß sie vier,
fünf oder mehr Spannbolzen aufnehmen.
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Derartige Bremsorgane werden unmittelbar an den Stoßdreiecken angeordnet
oder hinter den Stoßdreiecken, um einen in Bewegung gesetzten Gleisbremsprellbock
zusätzlich abzubremsen.
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Das bekannte Bremsorgan ist jedoch nicht besonders geeignet bei wachsenden
Geschwindigkeiten und leichter werdenden Zuggarnituren. Die höheren Geschwindigkeiten
machen längere Bremswege notwendig. Auch die Auslegung der leichter gebauten Wagenrahmen
und die Festigkeit der Kupplungen erfordern, daß der Energieverzehr über eine längere
Strecke stattfindet.
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In Verbindung mit dem eingangs genannten Bremsorgan ist auch bekannt
geworden, einzelne Stoßdreiecke frei gleitend auf den Fahrschienen anzuordnen. Bei
einem Aufprall werden die Stoßdreiecke zunächst auf die Geschwindigkeit des auffahrenden
Fahrzeugs gebracht werden, bevor sie mit den auf den Schienen angeordneten Bremsorganen
in Eingriff treten. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die bekannten Bremsorgane bei
höheren Geschwindigkeiten
zum Schlingern neigen und dadurch keine
gleichmäßige Bremswirkung entfalten. Es hat sich ferner gezeigt, daß die Art und
Weise des Eingriffs am Schienenkopf bei höheren Geschwindigkeiten die Berechenbarkeit
des Bremseingriffs schwierig macht, wenn nicht unmöglich. Durch Keilwirkung können
insbesondere bei grosser Hitzeentwicklung übergroße Bremskräfte entstehen, welche
entweder zur Zerstörung des Bremsorgans führen oder dem auffahrenden Fahrzeug unerwünschte
Stöße vermitteln. Das Graugußfutterstück ist naturgemäß unelastisch und höheren
Geschwindigkeiten nicht gewachsen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gleisbremselement
zu schaffen, das insbesondere zur Abbremsung bei hohen Fahrgeschwindigkeiten über
einen längeren Bremsweg verwendet werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reibungsstücke
nur an den gegenüberliegenden Seiten des Schienenkopfs anliegen und jeweils ein
Abstützelement mit den Klemmplatten verbunden ist und ohne Vorspannung auf der Oberseite
des Schienenkopfes aufliegt.
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Beim erfindungsgemäßen Bremselement greifen die Reibungsstücke nur
an gegenüberliegenden Seiten des Schienenkopfes an. Da der Querschnitt des Schienenkopfes
zur
Oberseite etwas abnimmt, sind die Reibungsstücke so angeordnet
oder geformt, daß sie über ihre der Schienenseite zugekehrte Fläche satt an dieser
anliegen. An den Klemmplatten sind lediglich Abstützelemente angebracht, die ausschließlich
Führungszwecken dienen. Sie sorgen dafür, daß die Reibungsstücke eine definierte
Höhe relatjv zu clen Schiencnkopfseiten aufweisen und diese Relativlage über ihre
Länge beim Bremsvorgang beibehalten. Zur Erzeugung einer Reibungskraft werden die
Abstützelemente hingegen nicht eingesetzt.
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Da beim erfindungsgemäßen Bremselement nur die einander gegenüberliegenden
Reibungsstücke durch Reibung an den Schienenkopfseiten eine Bremswirkung entfalten,
treten unerwünschte Bremseffekte durch Keilwirkung nicht auf.
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Die Schienenkopfseiten sorgen zusammen mit den Stützelementen für
eine einwandfreie Führung am Schienenkopf und damit für die Entwicklung einer gleichmäßigen
Bremskraft. Eine ausgeprägte Hitzeentwicklung kann eine stetig zunehmende Bremskraft
erzeugen und sollte vor eintretender Verformung des Bremselementes rechtzeitig wieder
abgebaut werden.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Klemmplatten in
an sich bekannter Weise im Querschnitt C-förmig sind und am oberen Schenkel ein
Abstützelement
angebracht ist, vorzugsweise durch Schweißung. Um
nachteilige Effekte infolge Korrosion zu vermeiden, können die Abstützelemente aus
rostfreiem Stahl hergestellt werden. Von Vorteil ist ferner, wenn nach einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung an der Außenseite eines Abstützelementes ein Abstandsstück
angebracht ist. Das Abstandsstück kann von einer verhältnismäßig schmalen länglichen
Platte gebildet sein, die mit der Außenseite eines Abstützelemente verschweißt ist.
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Um einen einwandfreien Sitz der Reibungsstücke zu gewährleisten, sieht
eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß an der Innenseite der Klemmplatten
Anschläge angebracht sind, die die Reibungsstücke in beiden Richtungen parallel
zur Schienenkopfachse begrenzen. Zusätzlich können die Reibungsstücke mit Hilfe
eines Nietes an den Klemmplatten festgelegt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Reibungsstücke
in an sich bekannter Weise winklig geformt und der untere Schenkel des Reibungsstücks
weist einen Abstand zur Unterseite des Schienenkopfes auf. Die winklige Ausbildung
der Reibungsstücke dient nur dazu, eine Abstützung nach unten auf den Klemmplatten
zu erhalten.
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Zur Bremsarbeit trägt der untere Schenkel der Reibungsstücke nicht
bei.
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Bei niedrigen Auffahrgeschwindigkeiten können die Bremselemente verhältnismäßig
lang gewählt werden, so daß vier oder fünf Spannbolzen eingesetzt werden können.
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Bei höheren Auffahrgeschwindigkeiten ist es hingegen vorteilhaft,
die Länge des Bremselements zu reduzieren derart, daß höchstens drei, vorzugsweise
zwei Spannbolzen vorgesehen sind. Eine typische Länge des Bremselements ist z.B.
250 mm.
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Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Bremselemente
in Verbindung mit frei auf Fahrschienen angebrachten Prellböcken.
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Es wurde bereits erwähnt, daß bei höheren Fahrgeschwindigkeiten eine
erhebliche Hitzeentwicklung beim Bremsvorgang zu verzeichnen ist. Diese führt naturgemäß
zu einer ansteigenden Bremskraft. Um eine derartig ansteigende Bremskraft zu begrenzen
oder zum Teil wieder abzubauen, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor,
daß das Bremselement auf parallel zu den Fahrschienen verlaufenden Hilfsschienen
angeordnet ist, deren Schienenkopf nach einer vorgegebenen Strecke ein sich allmählich
und stetig verringerndes Querschnittsprofil aufweist. Den Fahrschienen kann naturgemäß
kein schwächeres Querschnittsprofil gegeben werden. Aus diesem Grunde sieht die
Erfindung parallel verlaufende Hilfsschienen vor, auf denen die Bremselemente angeordnet
sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von
Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein komplettes Bremselement nach
der Erfindung.
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Fig. 2 zeigt die Stirnansicht eines einzelnen Bremselements nach Fig.
1.
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Fig. 3 zeigt die Seitenansicht des Bremselements in Richtung des Pfeils
3 nach Fig. 2.
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Fig. 4 zeigt in Seitenansicht ein Bauteil des Bremselements nach Fig.
1.
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Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher
eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der beschriebenen Merkmale für sich
oder in Verbindung mit Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesentlicher Bedeutung
ist.
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In Fig. 1 ist im Querschnitt eine Fahrschiene 10 dargestellt mit einem
Schienenkopf 11. Auf dem Schienenkopf sitzt ein Bremselement, das insgesamt mit
12 bezeichnet ist. Das Bremselement 12 weist zwei im Querschnitt C-förmige Klemmplatten
13, 14 auf, die z.B. eine Länge
von 250 mm haben. An den freien
Enden der oberen Schenkel der Klemmplatten 13, 14 sind durch Schweißung Abstützelemente
15, 16 angebracht, die sich mit der Unterseite auf der Oberseite des Schienenkopfes
11 abstützen. An dem Abstützelement 15 ist eine Abstandsplatte 17 angeschweißt,
die, wie in Fig. 1 gezeigt ist, einen Abstand zwischen den Abstützelementen 15,
16 herstellt. Die Dicke der Abstandsplatte 17 richtet sich jeweils nach der Breite
des Schienenkopfes 11.
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Auf der Innenseite des Stegs der Klemmplatten 13, 14 sind Anschläge
angeschweißt, von denen bei 18 bzw. 19 jeweils eine zu sehen ist. Zwischen den Anschlägen
18 bzw. 19, die in erheblichem Abstand voneinander angeordnet si.nd, sind winklige
Reibungsstücke 20, 21 angeordnet. Die Reibungsstücke 20, 21, die z.B. aus einer
geeigneten Messinglegierung bestehen, sind mit Hilfe von gestrichelt gezeigten Senknieten
22, 23 mit den Klemmplatten 13, 14 verbunden. Eine seitliche Bewegung wird durch
die Anschläge 18, 19 begrenzt. Die unteren Schenkel der Reibungsstücke 20, 21 liegen
auf der Oberseite der unteren Schenkel der Klemmplatten 13, 14 auf und haben einen
Abstand zur Unterseite des Schienenkopfs 11. Die aufrechten Schenkel der Reibungsstücke
20, 21 liegen dagegen satt an die nach oben konvergierenden Seiten des Schienenkopfs
11 an.
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Spannbolzen 24 weisen einen Kopf 25, einen Schaft 26 und eine Mutter
27 auf. Der Schaft 26 erstreckt sich durch Bohrungen in den Klemmplatten 13, 14
und durch Bohrungen in den Abstützelementen 15, 16. Zwischen Mutter 27 und Klemmplatte
13 ist ein Doppelfederring 28 angeordnet.
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Mit Hilfe der Spannbolzen 24, von denen vorzugsweise zwei vorgesehen
sind, werden die Klemmplatten 13, 14 gegeneinander gepreßt. Sie liegen oben im Bereich
der Abstandsplatte 17 gegeneinander. Im unteren Bereich pressen sie die aufrechten
Schenkel der Reibungsstücke 20, 21 gegen die Seiten des Schienenkopfes 11. Bei einer
Auffahrt gegen das Bremselement 12 findet mithin eine Bremsreibung nur im Bereich
der Schienenkopfseiten statt.
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Ein Verklemmen, Verkeilen oder Verkanten mit unerwünschten Auswirkungen
auf einen gleichmäßigen Bremsvorgang findet nicht statt. Durch Hitzeentwicklung
wird die Bremskraft mit zunehmendem Bremsweg erhöht. Die steigende Bremskraft kann
verringert werden dadurch, daß das Querschnittsprofil des Schienenkopfs 11 nach
einer gewissen Bremsstrecke in seinen Abmessungen allmählich reduziert wird oder
plötzlich durch den Einbau einer Schiene mit in seinen Abmessungen verringertem
Querschnittprofil des Schienenkopfes. Eine solche Reduzierung des Querschnittsprofils
läßt sich jedoch nur dann durchführen, wenn die Schiene 10 keine Fahrschiene ist,
sondern eine Hilfsschiene, die
parallel zur Fahrschiene verlegt
wird. Diese reduzierte selbsttätig außer Kraft gesetzte aufgestaute höhere Bremskraft
kann durch den Einbau neuer Bremselemente auf dem in seinen Abmessungen verringerten
Querschnittsprofil des Schienenkopfes 11 wieder aufgebaut werden.
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Die Schäfte der Spannbolzen 24 erstrecken sich auch durch Öffnungen
29 einer im Querschnitt L-förmigen Sicherungsplatte 30, die mit der Rückseite an
der Außenseite der Klemmplatte 14 anliegt (siehe Figur 4). Der untere Schenkel der
Sicherungsplatte 30 verhindert ein Mitdrehen des Bolzenkopfs 25 beim Anziehen der
Spannbolzen.