PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3604520C2 08.05.1991
Titel Gleisbremse
Anmelder Dowty Hydraulic Units Ltd., Cheltenham, Gloucestershire, GB
Erfinder Bick, David Ewart, Newent, Gloucestershire, GB
Vertreter Hauck, H., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing., 8000 München; Graalfs, E., Dipl.-Ing., 2000 Hamburg; Wehnert, W., Dipl.-Ing., 8000 München; Döring, W., Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anwälte, 4000 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 13.02.1986
DE-Aktenzeichen 3604520
Offenlegungstag 28.08.1986
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 08.05.1991
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.05.1991
IPC-Hauptklasse B61K 7/02

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleisbremse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Gleisbremse dieser Gattung ist aus der GB-PS 13 28 086 der Patentinhaberin bekannt. Diese Gleisbremse, die sich in der Praxis als sehr erfolgreich erwiesen hat, wurde insbesondere in Rangierbahnhöfen eingesetzt, beispielsweise um Eisenbahnwagen zu verzögern, die in Ausweich- oder Abstellgleise rangiert werden sollen. Diese Gleisbremse wurde so dimensioniert, daß das Verhältnis des Durchmessers des Kolbens zum Durchmessers der Kolbenstange verhältnismäßig gering ist und das Verhältnis 2,5 : 1 nicht wesentlich übersteigt, und zwar hauptsächlich aufgrund baulicher Einschränkungen, aus Gründen der notwendigen Kompaktheit und aus wirtschaftlichen Erwägungen hinsichtlich der Materialkosten. Das Verhältnis des Durchmessers des Kolbens zur Länge des Hubes der Hydraulikeinheit ist bei dieser vorbekannten Gleisbremse ebenfalls verhältnismäßig niedrig und übersteigt normalerweise das Verhältnis 0,5 : 1 nicht wesentlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleisbremse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß in möglichst einfacher Weise die von ihr aufnehmbare Dämpfungsarbeit erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Aus der DE 31 20 016 A1 ist eine Gleisbremse bekannt, bei der nach Fig. 1 die Kolbenstange relativ dünn im Vergleich zum Zylinderdurchmesser ist. In der DD-PS 1 53 783 ist eine Gleisbremse gezeigt, bei der das Verhältnis des Durchmessers des Kolbens zur Länge des Hubes der Hydraulikeinheit im Bereich von ungefähr 1 : 1 liegt. Abgesehen davon, daß diese Druckschriften jedoch keinerlei Angaben zur Dimensionierung der hier interessierenden Größenverhältnisse enthalten, besitzen die dort gezeigten Gleisbremsen keine Gasdruckfeder, sondern eine mechanische Ausschubfeder.

Im Gegensatz hierzu arbeitet die erfindungsgemäß ausgebildete Gleisbremse mit einer Gasdruckfeder. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß bei einer Gleisbremse dieser Gattung die beanspruchte Dimensionierung der beiden Größenverhältnisse eine beträchtliche Verbesserung im Betriebsverhalten der Gleisbremse ergibt. Insbesondere ergibt sich bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Gleisbremse ein beträchtlicher Anstieg der von der Bremse aufnehmbaren Dämpfungsarbeit (Bremsarbeit). Außerdem spricht die erfindungsgemäß ausgebildete Gleisbremse bei einem wesentlich kleineren Kolbenhub als im Stand der Technik auf Last an, was eine entsprechende Verringerung der Ansprechzeit zur Folge hat. Diese nicht vorhersehbare Verbesserung im Betriebsverhalten der Gleisbremse wurde von der Patentinhaberin durch eingehende Versuche bestätigt.

Trotz dieses erheblich verbesserten Betriebsverhaltens zeichnet sich die erfindungsgemäß ausgebildete Gleisbremse durch Wirtschaftlichkeit hinsichtlich Kosten und Herstellung, ausreichende Kompaktheit und angemessene Festigkeit aus.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der eine Gleisbremse im Längsschnitt, angebracht an einem Gleis, dargestellt ist.

Die Gleisbremse 1 weist einen Halter 2 auf mit einer Bohrung 3, die an ihrem oberen Ende offen und an ihrem unteren Ende durch den Boden 4 des Halters geschlossen ist. Die Längsachse 5 der Bohrung 3 ist zur Vertikalebene 6 einer Schiene 7 eines Nebengleises in einem Rangierbahnhof schräggestellt. Der Halter 2 ist an der inneren Seitenfläche der Schiene 7 durch zwei Schraubenbolzen 8 und zwei Muttern 9 befestigt, von denen jeweils nur eine sichtbar ist. Ein Hohlkörper in Form eines Zylinders 10 bildet einen Teil einer Hydraulikeinheit 11 der Gleisbremse. Dieser Zylinder 10, der an seinem oberen Ende 12 geschlossen und kuppelförmig ausgebildet ist, ist in Lagerbüchsen 13 und 14 in der Bohrung 3 verschiebbar und drehbar. Das kuppelförmige Ende 12 kann, wie in strichpunktierten Linien angedeutet, vom Radkranz 15 eines teilweise sichtbaren Wagenrades 16 erfaßt werden, wenn dieses auf der Schiene 7 und über die Gleisbremse 1 rollt.

Ein Kolben 18 mit kreisförmigem Querschnitt ist im Zylinder 10 angeordnet. Dieser Kolben ist einstückig mit einer Kolbenstange 19, ebenfalls mit kreisförmigem Querschnitt, deren Querschnittsfläche jedoch klein ist verglichen mit der Querschnittsfläche des Kolbens 18. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis des Durchmessers des Kolbens 18 zum Durchmesser der Kolbenstange 3,18 : 1. Das freie Ende der Kolbenstange 19 stützt sich auf den Boden 4 des Halters 2 ab. Der Kolben 18 teilt den Innenraum 20 des Zylinders 10in zwei Kammern 21 und 22. Der Zylinder 10 enthält in der Kammer 21 Hydraulikflüssigkeit 23 bis zu einem gewünschten Niveau 24. Oberhalb des Niveaus 24 enthält der Zylinder Gas 25, beispielsweise Stickstoff, das zusammengedrückt wird, um als Feder zu wirken und eine teleskopartige Verschiebung des Zylinders 10 relativ zur Bohrung 3 zu bewirken. In diesem Fall beträgt das Volumen der in den Zylinder 10 eingeführten Hydraulikflüssigkeit 470 cm3 und das Volumen des Stickstoffs 67 cm3.

Der Kolben 18 ist mit einer ringförmigen Platte 26 versehen, die durch eine Schraubenfeder 27 in der Zeichnung nach oben gedrückt wird und mit einem zylindrischen Kernabschnitt 28 des Kolbens 18 zusammenwirken kann, wodurch ein strömungsabhängiges Ventil 29 gebildet wird. Im Kolben 18 und in der Kolbenstange 19 ist ein Entlastungsventil 30 angeordnet, das einen kegelstumpfförmigen Ventilkörper 31 aufweist, der durch eine Schraubenfeder 32 auf einen Sitz 33 gedrückt wird. Ein eingeschraubter Einsatz 34 wirkt auf einen Federteller 35, an dem sich die Schraubenfeder 32 abstützt. Durch Drehen des Einsatzes 34, der durch eine kleine Bohrung 36 zugänglich ist, kann die Spannung der Feder 32 eingestellt werden. Ein Klappventil 37 zur Steuerung des Rücklaufes der Einheit 11 weist eine ringförmige Platte 38 auf, die auf einem im Durchmesser vergrößerten Abschnitt der Kolbenstange 19 unmittelbar dem Kolben 18 benachbart angeordnet ist und mit Steuerkanälen 39 im Kolben 18 zusammenwirken kann.

Die Kolbenstange 19 erstreckt sich durch eine Längsbohrung 42 in einem Verschlußteil 40, das in das untere Ende des Zylinders 10 eingeschraubt ist. In der Wand der Längsbohrung 42 ist eine geeignete Flüssigkeitsdichtung 41 zum Abdichten der Kolbenstange 19 vorgesehen.

Das Verhältnis des Durchmessers des Kolbens 18 zum Hub der Hydraulikeinheit 11 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 0,7 : 1.

Im Betrieb kommt der Radkranz 15 des Rades 16, welches mit geringer Geschwindigkeit auf der Schiene 7 rollt, in Berührung mit dem kuppelförmigen Ende 12 des Zylinders 10, so daß dieser nach unten bewegt wird, bis die Drehachse des Rades sich einer Lage senkrecht oberhalb des kuppelförmigen Endes 12 nähert. Der Kolben 18 und die Kolbenstange 19 bewegen sich nicht, so daß Hydraulikflüssigkeit 23 von der sich verkleinernden Kammer 21 durch die Steuerkanäle 39 im Kolben in die sich vergrößernde Kammer 22 fließen kann. Das strömungs- und geschwindigkeitsabhängige Ventil 29 kommt bei einer geringen Radgeschwindigkeit nicht in seine geschlossene Stellung auf den Kernabschnitt 28 des Kolbens 18. Daher wird eine relativ geringe Widerstandskraft gegen eine Abwärtsbewegung des Zylinders 10 durch den mäßigen Druck des Stickstoffes (Gas 25) im oberen Teil der Kammer 21 bewirkt. Der unter Druck stehende Stickstoff dient als Feder, um die Hydraulikeinheit 11 auszufahren, sobald sich die Radachse von der Stellung senkrecht über dem kuppelförmigen Ende 12 wegbewegt. Dann strömt Hydraulikflüssigkeit von der Kammer 22 zur Kammer 21 mit einer Geschwindigkeit, die durch das teilweise Verschließen der Kanäle 39 durch die Platte 38 des Klappenventils 37 bestimmt wird.

Bei Radgeschwindigkeiten oberhalb eines vorbestimmten Wertes kommt die Platte 26 des Ventils 29 in ihre Schließstellung auf dem Kernabschnitt 28, so daß die aus der Kammer 21 ausgeschobene Flüssigkeit nun durch das Entlastungsventil 30 strömen muß. Dieses Ventil ist so eingestellt, daß in der Kammer 21 ein Druck erzeugt wird, welcher einer Abwärtsbewegung des Zylinders 10 widersteht und somit bewirkt, daß das kuppelförmige Ende 12 eine verzögernde Kraft auf das Rad ausübt.

Das Volumen des komprimierten Stickstoffes (Gas 25) oberhalb des Niveaus 24 ist verglichen mit der Gesamtverdrängung der Flüssigkeit 23 aus der Kammer 21 klein, weil es nur das von der Kolbenstange 19 verdrängte Gesamt-Flüssigkeitsvolumen aufzunehmen und eine thermische Dehnung der Flüssigkeit zuzulassen hat. Das kleine Volumen an komprimiertem Stickstoff oberhalb des Niveaus 24 dient außerdem dazu, den ersten Anschlag eines Wagenrades auf die Gleisbremse zu dämpfen.

Durch die Anordnung einer Hydraulikeinheit 11, bei welcher der Durchmesser des Kolbens 18 und die Bohrung des Zylinders 10 verhältnismäßig groß sind, während der Durchmesser der Kolbenstange 19 so klein wie praktikabel im Hinblick auf die erforderliche Festigkeit gehalten ist, wird die Funktion der Bremse beträchtlich verbessert. Da ein großes Verhältnis von Flüssigkeit zu Stickstoff vorliegt, ist ein verhältnismäßig geringeres verdrängtes Volumen der Kolbenstange zu berücksichtigen als in bekannten Gleisbremsen, und das höhere Flüssigkeitsniveau in der Hydraulikeinheit bewirkt, daß sich der hydraulische Druck in der Einheit früher aufbaut als bisher, so daß eine wesentlich bessere Energieaufnahme durch die Einheit beim Auftreffen eines Wagenrades erreicht wird.

Da der Zylinder 10 einen größeren Durchmesser als bisher hat, besteht keine Notwendigkeit, einen pilzförmigen Kopf zur Berührung mit dem Wagenrad vorzusehen, wodurch eine Verringerung der Herstellungskosten erreicht wird. Da mit dem vorgenannten Verhältnis vom Kolbendurchmesser zum Hut der Einheit 11 die Länge des Zylinders und somit die Länge des Halters kürzer ist als bei bekannten Gleisbremsen, wird eine weitere Einsparung an Herstellungskosten erreicht, und der Halter erstreckt sich weniger tief in das Bettungsmaterial entlang der Schiene. Weiterhin bewirkt das größere Flüssigkeitsvolumen, das durch den größeren Kolbendurchmesser erhalten wird, einen geringeren Temperaturanstieg beim Arbeiten der Gleisbremse und eine schnellere Abkühlung. Da die in der Gleisbremse erreichten internen Drücke niedriger sind als bisher, wird eine längere Lebensdauer der Dichtungen in der Gleisbremse sowie eine niedrigere Lagerbelastung erreicht, und es ist weniger wahrscheinlich, daß die Gleisbremsen in der Lage sind, ein Wagenrad anzuheben, so daß die Gefahr eines Entgleisens in der Bremszone des Rangierbahnhofes beträchtlich verringert ist.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Verhältnisse von Kolbendurchmesser zu Kolbenstangendurchmesser und von Kolbendurchmesser zu dem Hub der Hydraulikeinheit, die in der vorstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung angegeben sind, weil in weiteren Ausführungsbeispielen die vorstehend aufgeführten Vorteile auch bei anderen als den vorgenannten Verhältnissen erreicht werden, vorausgesetzt, daß das Verhältnis von Kolbendurchmesser zu Kolbenstangendurchmesser im Bereich von 2,8 : 1 bis 6 : 1 und das Verhältnis des Kolbendurchmessers zum Hub der Hydraulikeinheit im Bereich von 0,53 : 1 bis 1,2 : 1 liegt.

Obgleich in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Kolben 10 der Hydraulikeinheit 11 oben ist, kann auch die umgekehrte Anordnung vorgesehen werden, bei welcher die Kolbenstange der Hydraulikeinheit oben ist und das Rad auf die Hydraulikeinheit durch ein Zwischenglied wirken kann, beispielsweise ein zylindrisches Teil, das selbst verschiebbar im Halter angeordnet ist und ein kuppelförmiges oberes Ende aufweist, das mit dem Rad in Wirkverbindung kommt.

Wenn auch im eben erwähnten Ausführungsbeispiel die Hydraulikeinheit 11 in einem Halter angeordnet ist, der seinerseits an einer Gleisschiene angebracht ist, so ist es auch möglich, die Hydraulikeinheit nicht derart in einem Halter anzuordnen, sondern stattdessen auf andere Weise in Verbindung mit der Gleisschiene zu bringen, beispielsweise durch direktes Anbringen an einer Schwelle des Gleises entlang der Schiene.

Obgleich im Ausführungsbeispiel der Kolben, die Kolbenstange und die Zylinderbohrung der Hydraulikeinheit einen kreisförmigen Querschnitt haben, ist es auch möglich, daß der Kolben und die Kolbenbohrung bzw. die Kolbenstange einen anderen als einen kreisförmigen Querschnitt, beispielsweise einen mehreckigen, ovalen, gewellten Querschnitt oder dgl. haben, mit mittleren Durchmessern, auf welche die vorgenannten Verhältnisbereiche bezogen werden können.


Anspruch[de]
  1. 1. Gleisbremse mit einer Hydraulikeinheit, die einen Hohlkörper aufweist, in welchem ein Kolben mit einer Kolbenstange verschiebbar angeordnet ist, wobei die Hydraulikeinheit zum Teil mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist und ein komprimiertes Gas enthält, welches als Feder zum teleskopartigen Ausfahren der Hydraulikeinheit wirkt, und wobei ein Teil der Hydraulikeinheit zwecks Verzögerung eines auf dem Gleis rollenden Eisenbahnwagens in den Weg eines Wagenrades ragt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Durchmessers des Kolbens (18) zum Durchmesser der Kolbenstange (19) im Bereich von 2,8 : 1 bis 6,0 : 1 und das Verhältnis des Durchmessers des Kolbens (18) zur Länge des Hubs der Hydraulikeinheit (11) im Bereich von 1,53 : 1 bis 1,20 : 1 liegt.
  2. 2. Gleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) mit Ventilen (29) versehen ist, welche die Flüssigkeitsströmung von einer Seite des Kolbens zur anderen Seite während einer teleskopartigen Bewegung der Hydraulikeinheit (11) drosseln.
  3. 3. Gleisbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Halter (2) aufweist, der an der Gleisschiene (7) angebracht ist und in welcher die Hydraulikeinheit (11) eingesetzt ist, wobei der Teil (Zylinder 10) der Einheit, der normalerweise in den Weg des Wagenrades (16) hineinragt, aus dem Halter (2) vorragt und durch ein mit ihm in Berührung kommendes Wagenrad in den Halter (2) zurückschiebbar ist.
  4. 4. Gleisbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Kolbenstange (19) am Boden (4) des Halters (2) anliegt.
  5. 5. Gleisbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikeinheit (11) ein Klappenventil (37) zur Steuerung des Rücklaufes der Hydraulikeinheit (11) aufweist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com