DE29618077U1

DE29618077U1 - Pendulum suspension for magnetic rail brakes

Info

Publication number: DE29618077U1
Application number: DE29618077U
Authority: DE
Original assignee: Hanning and Kahl GmbH and Co KG
Current assignee: Hanning and Kahl GmbH and Co KG
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1998-02-12
Anticipated expiration: 2006-10-19

Description

TER MEER - MÖQ±R ^VeINMEISTER & PARTNERTER MEER - MÖQ±R ^VeINMEISTER & PARTNER

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYSPATENT ATTORNEYS - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Helmut Steinmeister, Dipl.-Ing.Dr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Helmut Steinmeister, Dipl.-Ing.

Frlthjof E. Müller, DIpI.-Ing. Manfred WiebuschFrlthjof E. Müller, DIpI.-Ing. Manfred Wiebusch

Peter Urner, Dipi.-Phys.Peter Urner, Dipi.-Phys.

Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH)Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH)

Mauerkircherstrasse 45 Artur-Ladebeck-Strasse 51Mauerkircherstrasse 45 Artur-Ladebeck-Strasse 51

D-81679 MÜNCHEN D-33617 BIELEFELDD-81679 MUNICH D-33617 BIELEFELD

HAKP03/96/G 16.10.1996 Wi/kiHAKP03/96/G 16.10.1996 Wi/ki

Hanning & Kahl GmbH & Co. Hanning & Kahl GmbH & Co.

Rudolf-Diesel-Str. 6 33813 OerlinghausenRudolf-Diesel-Str. 6 33813 Oerlinghausen

PENDELAUFHÄNGUNG FÜR MAGNETSCHIENENBREMSENPENDULUM SUSPENSION FOR MAGNETIC RAIL BRAKES

TER MEER - MÜLLER ,£T£fl\JMEISir&FV& PARTWÖS HAK P03/96/GTER MEER - MÜLLER ,£T£fl\JMEISir&FV& PARTWÖS HAK P03/96/G

» * »—i » * »—i

BESCHREIBUNGDESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine Pendelaufhängung für Magnetschienenbremsen, mit einer pendelnd aufgehängten Haltestange, die im unteren Bereich ein Stützglied trägt, und mit einer am Gehäuse der Magnetschienenbremse angebrachten Halterung, die sich über eine Gelenk auf dem Stützglied abstützt.The invention relates to a pendulum suspension for magnetic rail brakes, with a pendulum-suspended support rod, which carries a support member in the lower area, and with a bracket attached to the housing of the magnetic rail brake, which is supported on the support member via a joint.

Bei Schienenfahrzeugen, beispielsweise bei Straßenbahnen, ist als Notbremse häufig eine Magnetschienenbremse vorgesehen, die federnd am Fahrgestell aufgehängt ist, so daß sie sich in gelöstem Zustand in geringem Abstand oberhalb der Lauffläche der Schiene befindet. Bei einem Bremsvorgang werden Polschuhe der Magnetschienenbremse mit Hilfe eines Elektromagneten magnetisiert, so daj3 sich die Magnetschienenbremse durch magnetische Anziehung fest an den Schienenkopf zieht und als Reibungsbremse wirken kann, Die Haltestange kann aufgrund der federnden Aufhängung leichte Pendelbewegungen ausführen. Durch ein Gelenk wird sichergestellt, daj3 sich die Magnetschienenbremse im Auslösungsfall auch bei einer beispielsweise seitlichen Auslenkung der Haltestange flächig an den Schienenkopf anlegen kann.In rail vehicles, such as trams, a magnetic rail brake is often provided as an emergency brake. This is suspended on the chassis by springs, so that when released it is located a short distance above the running surface of the rail. During braking, the pole shoes of the magnetic rail brake are magnetized using an electromagnet, so that the magnetic rail brake is pulled firmly to the rail head by magnetic attraction and can act as a friction brake. The holding rod can perform slight pendulum movements due to the spring suspension. A joint ensures that the magnetic rail brake can lie flat against the rail head when triggered, even if the holding rod is deflected sideways, for example.

Bei herkömmlichen Aufhängungen trägt das an der Haltestange sitzende Stützglied einen nach oben konvexen Gelenkkopf, auf dem sich die Halterung der Magnetschienenbremse mit einer nach unten konkaven Gelenkpfanne abstützt, so daJ3 die Magnetschienenbremse relativ zu der Haltestange um den Krümmungsmittelpunkt des konvexen Gelenkkopfes pendeln kann. Aufgrund ihres Eigengewichts wird die Magnetschienenbremse in der Gleichgewichtslage zentriert, in der sie vertikal orientiert ist, so daJ3 die Polschuhe parallel zur Schienenoberfläche ausgerichtet sind. Wenn jedoch die mit der Gelenkpfanne verbundene Halterung konstruktionsbedingt in einer relativ niedrigen Position am Körper der Magnetschienenbremse angebracht werden muß, kann der Abstand zwischen dem Schwerpunkt der Magnetschienenbremse und der durch das Gelenk definierten Schwenkachse so klein werden, daJ3 das durch das Eigengewicht der Magnetschienenbremse bedingte Drehmoment nicht ausreicht, die Reibungskräfte des Gelenks zu überwinden, so dajß keine einwandfreie Selbstzentrierung der Magnetschienenbremse mehr gewährleistet ist. Hierdurch kann es zu einer Verzögerung beim Auslösen der Bremse kommen, weil die Geometrie des Luftspaltes zwischen den Polschuhen und der Schienenoberfläche in unerwünschter Weise verändert und da-In conventional suspensions, the support member on the support rod has an upwardly convex joint head on which the bracket of the magnetic rail brake is supported with a downwardly concave joint socket, so that the magnetic rail brake can oscillate relative to the support rod around the center of curvature of the convex joint head. Due to its own weight, the magnetic rail brake is centered in the equilibrium position in which it is oriented vertically so that the pole shoes are aligned parallel to the rail surface. However, if the bracket connected to the joint socket has to be attached to the body of the magnetic rail brake in a relatively low position due to the design, the distance between the center of gravity of the magnetic rail brake and the pivot axis defined by the joint can become so small that the torque caused by the magnetic rail brake's own weight is not sufficient to overcome the frictional forces of the joint, so that perfect self-centering of the magnetic rail brake is no longer guaranteed. This can lead to a delay in the release of the brake because the geometry of the air gap between the pole shoes and the rail surface is changed in an undesirable way and

TER MEER - MÜLLER -.feTÖNMEIS3"Ef? %, PAftf NÖ3 HAK P03/96/G TER MEER - MÜLLER -.feTÖNMEIS3"Ef? %, PAftf NÖ3 HAK P03/96/G

durch die magnetische Anziehungskraft herabgesetzt wird. Um diesen Effekt zu vermeiden, müßte das Gelenk in einer höheren Position an der Haltestange angebracht werden. Hierdurch würde sich jedoch die Bauhöhe der Aufhängung insgesamt vergrößern, so daß die konstruktive Freiheit erheblich eingeschränkt würde.is reduced by the magnetic attraction. To avoid this effect, the joint would have to be mounted at a higher position on the support rod. However, this would increase the overall height of the suspension, which would significantly limit the design freedom.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pendelaufhängung der oben genannten Art zu schaffen, die bei geringer Gesamt-Bauhöhe eine einwandfreie Selbstzentrierung der Magnetschienenbremse gewährleistet.
10The object of the invention is to provide a pendulum suspension of the above-mentioned type, which ensures perfect self-centering of the magnetic rail brake with a low overall height.
10

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daj3 das Gelenk einen an der Halterung sitzenden, nach unten konvexen Gelenkkopf und eine an dem Stützglied sitzende, nach oben konkave Gelenkpfanne aufweist.This object is achieved according to the invention in that the joint has a concave joint head seated on the holder and convex downwards and a concave joint socket seated on the support member.

Da die Lage der virtuellen Gelenkachse, um welche die Magnetschienenbremse in bezug auf die Haltestange ausschwenkt, durch den Krümmungsmittelpunkt der Gelenkpfanne definiert ist, wird durch die erfindungsgemäße Anordnung mit nach oben weisender Gelenkpfanne erreicht, daß sich die virtuelle Gelenkachse oberhalb der tatsächlichen Position des Gelenks an der Haltestange befindet. Dadurch wird auch bei verhältnismäßig tief am Körper der Magnetschienenbremse angesetzter Halterung ein großer Abstand zwischen dem Schwerpunkt der Magnetschienenbremse und der Gelenkachse erreicht, so daß sich die Magnetschienenbremse aufgrund ihres Eigengewichts zentrieren kann.Since the position of the virtual joint axis around which the magnetic rail brake pivots in relation to the support rod is defined by the center of curvature of the joint socket, the arrangement according to the invention with the joint socket pointing upwards ensures that the virtual joint axis is located above the actual position of the joint on the support rod. This means that even when the bracket is attached relatively low to the body of the magnetic rail brake, a large distance is achieved between the center of gravity of the magnetic rail brake and the joint axis, so that the magnetic rail brake can center itself due to its own weight.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following, a preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing.

Die einzige Zeichnungsfigur zeigt eine teilweise aufgeschnittene Frontansicht einer Aufhängung einer Magnetschienenbremse.The only drawing shows a partially cutaway front view of a suspension of a magnetic rail brake.

Die Magnetschienenbremse 10 hat ein annähernd quaderförmiges langgestrecktes Gehäuse 12, das in der Zeichnung in einer Stirnansicht dargestellt ist und dessen Höhe größer ist als die Breite. An der Unterseite weist die Magnetschienenbremse zwei Polschuhe 14 auf, die parallel zueinander in geringem Abstand oberhalb eines Schienenkörpers 16 verlaufen, dessen Querschnitt in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet ist.The magnetic rail brake 10 has an almost cuboid-shaped, elongated housing 12, which is shown in the drawing in a front view and whose height is greater than its width. On the underside, the magnetic rail brake has two pole shoes 14, which run parallel to one another at a short distance above a rail body 16, the cross section of which is indicated in the drawing in dash-dotted lines.

TER MEER - MÜLLER ,BTß*4MEIS3"Ef?&PAiiTN£tt HAKP03/96/GTER MEER - MÜLLER ,BTß*4MEIS3"Ef?&PAiiTN£tt HAKP03/96/G

An jeder Stirnseite des Gehäuses 12 ist eine gabelförmige oder ringförmige Halterung 18 angebracht, die sich über ein Gelenk 20 auf einem höhenverstellbar an einer Haltestange 22 befestigten Stützglied 24 abstützt.A fork-shaped or ring-shaped holder 18 is attached to each end face of the housing 12 and is supported via a joint 20 on a support member 24 which is attached to a support rod 22 in a height-adjustable manner.

Die Haltestange 22 ist an ihrem oberen Ende mit Hilfe einer nicht gezeigten Schraubenfeder elastisch am Fahrgestell des Schienenfahrzeugs aufgehängt. Wenn bei Betätigung der Magnetschienenbremse eine in dem Gehäuse 12 untergebrachte Magnetspule erregt wird, so werden die Polschuhe 14 magnetisch durch den Schienenkörper 16 angezogen, und die Magnetschienenbremse einschließlich ihrer Aufhängung wird entgegen der Kraft der Schraubenfeder nach unten gezogen, so daJ3 die Polschuhe 14 mit dem Schienenkörper 16 in Reibberührung kommen. Die Bremskraft wird dann durch in der Zeichnung nicht dargestellte Kupplungsglieder vom Gehäuse 12 der Magnetschienenbremse auf das Fahrgestell des Schienenfahrzeugs übertragen. The support rod 22 is elastically suspended at its upper end from the chassis of the rail vehicle by means of a coil spring (not shown). When a magnetic coil housed in the housing 12 is excited when the magnetic rail brake is actuated, the pole shoes 14 are magnetically attracted by the rail body 16 and the magnetic rail brake, including its suspension, is pulled downwards against the force of the coil spring so that the pole shoes 14 come into frictional contact with the rail body 16. The braking force is then transmitted from the housing 12 of the magnetic rail brake to the chassis of the rail vehicle by coupling members (not shown in the drawing).

Aufgrund ihrer elastischen Aufhängung kann sich die Haltestange 22 jedoch nicht nur in vertikaler Richtung bewegen, sondern auch leichte Pendelbewegungen um ihr oberes Ende ausführen, beispielsweise infolge von Fliehkräften bei Kurvenfahrten. Wenn die Magnetschienenbremse starr an der Haltestange 22 befestigt wäre, so könnten die Polschuhe 14 nicht auf ganzer Fläche mit dem Schienenkopf in Reibberührung kommen, wenn die Haltestange 22 in dem Augenblick, in dem die Bremse anzieht, seitlich ausgelenkt ist. Aus diesem Grund ist zwischen der Halterung 18 und dem Stützglied 24 das Gelenk 20 vorgesehen, das es in einem solchen Fall gestattet, die Schrägstellung der Haltestange 22 auszugleichen.Due to its elastic suspension, the support rod 22 can not only move in a vertical direction, but can also perform slight pendulum movements around its upper end, for example as a result of centrifugal forces when cornering. If the magnetic rail brake were rigidly attached to the support rod 22, the pole shoes 14 could not come into frictional contact with the rail head over their entire surface if the support rod 22 is deflected sideways at the moment the brake is applied. For this reason, the joint 20 is provided between the bracket 18 and the support member 24, which in such a case allows the inclination of the support rod 22 to be compensated.

Das Gelenk 20 weist einen kugelkalottenförmigen (oder ggf. auch zylindrischen), nach unten konvex gewölbten Gelenkkopf 26 auf, auf dem sich das Gehäuse 12 der Magnetschienenbremse mit der Halterung 18 abstützt. Weiterhin gehört zu dem Gelenk eine zu dem Gelenkkopf 26 komplementäre Gelenkpfanne 28, die starr an dem Stützglied 24 befestigt oder ausgebildet ist und auf der Oberseite eine konkave Lagerfläche für den Gelenkkopf 26 bildet. Das Stützglied 24 ist mit einer Schelle 30 auf der Haltestange 22 befestigt und mit Hilfe einer Spannschraube 32 in einstellbarer Höhe festspannbar, so daJ3 die Höhe des Gehäuses 12 über dem Schienenkörper 16 je nach Abnutzungsgrad der Polschuhe 14 und der Räder des Schienenfahrzeugs pas-The joint 20 has a spherical cap-shaped (or possibly cylindrical) joint head 26 that is convexly curved downwards, on which the housing 12 of the magnetic rail brake is supported with the bracket 18. Furthermore, the joint has a joint socket 28 that is complementary to the joint head 26 and that is rigidly attached or formed on the support member 24 and forms a concave bearing surface for the joint head 26 on the upper side. The support member 24 is attached to the support rod 22 with a clamp 30 and can be tightened at an adjustable height using a clamping screw 32, so that the height of the housing 12 above the rail body 16 can be adjusted depending on the degree of wear of the pole shoes 14 and the wheels of the rail vehicle.

TER MEER - MÜLLER ,feTÖflMEISSTEff& PAfff MEtf HAK P03/96/GTER MEER - MÜLLER ,feTÖflMEISSTEff& PAfff MEtf HAK P03/96/G

—&eegr;—a &ngr;—&igr; »&tgr;&pgr;&ggr;-* <—&eegr;—a&ngr;—&igr;»&tgr;&pgr;&ggr;-*<

send eingestellt werden kann.send can be set.

Die Haltestange 22 erstreckt sich durch eine Mittelbohrung der Gelenkpfanne 28 und, mit größerem Spiel, durch eine Mittelöffnung 34 des Gelenkkopfes 26. Die Mittelöffnung 34 ist im gezeigten Beispiel in der Form eines Doppelkegels nach oben und unten erweitert, so daß die Haltestange 22 die Ausgleichsbewegungen des Gelenks nicht behindert.The support rod 22 extends through a central bore of the joint socket 28 and, with greater play, through a central opening 34 of the joint head 26. In the example shown, the central opening 34 is expanded upwards and downwards in the form of a double cone, so that the support rod 22 does not hinder the compensating movements of the joint.

Der Krümmungsmittelpunkt der miteinander in Gleitberührung stehenden sphärischen Oberflächen des Gelenkkopfes 26 und der Gelenkpfanne 28 definiert ein Drehzentrum oder eine virtuelle Gelenkachse 36, um die das Gehäuse 12 ausschwenken kann, wie in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt ist. Aufgrund der gezeigten Anordnung des Gelenks 20 liegt diese Schwenkachse 36 in beträchtlichem Abstand oberhalb des Gelenkkopfes 26 und damit beträchtlich höher als der Schwerpunkt der Magnetschienenbremse. Das Gehäuse 12 der Magnetschienenbremse übt deshalb aufgrund seines Eigengewichts ein hinreichend hohes Drehmoment auf das Gelenk 26 aus, so daJ3 sich das Gehäuse 12 auch dann, wenn es einmal aus der vertikalen Position ausgelenkt wurde, stets von selbst wieder in diese vertikale Position zentriert. Im Normalfall, wenn die Haltestange 22 vertikal orientiert ist, hat deshalb der Luftspalt zwischen den Polschuhen 14 und dem Schienenkörper 16 überall dieselbe Breite, so daJ3 bei Betätigung der Bremse sofort eine hohe magnetische Kraft zur Verfugung steht.The center of curvature of the spherical surfaces of the joint head 26 and the joint socket 28, which are in sliding contact with one another, defines a center of rotation or a virtual joint axis 36 about which the housing 12 can pivot, as shown in the drawing in dash-dotted lines. Due to the arrangement of the joint 20 shown, this pivot axis 36 is located a considerable distance above the joint head 26 and thus considerably higher than the center of gravity of the magnetic rail brake. The housing 12 of the magnetic rail brake therefore exerts a sufficiently high torque on the joint 26 due to its own weight, so that the housing 12 always centers itself back in this vertical position even if it has been deflected from the vertical position. In the normal case, when the holding rod 22 is oriented vertically, the air gap between the pole shoes 14 and the rail body 16 has the same width everywhere, so that a high magnetic force is immediately available when the brake is actuated.

Wenn im Augenblick der Betätigung der Bremse die Haltestange 22 seitlich ausgelenkt ist, ergibt sich ein zusätzliches zentrierendes Drehmoment durch die anziehenden Kräfte zwischen dem Schienenkopf und den Polschuhen. Auch dieses Drehmoment wirkt aufgrund der hohen Lage der Schwenkachse 36 über einen langen Hebelarm, so daß entsprechend hohe Rückstellkräfte für eine rasche Parallelausrichtung der Polschuhe in bezug auf die Oberfläche des Schienenkörpers 16 sorgen.If the holding rod 22 is deflected sideways at the moment the brake is actuated, an additional centering torque is produced by the attractive forces between the rail head and the pole shoes. This torque also acts via a long lever arm due to the high position of the pivot axis 36, so that correspondingly high restoring forces ensure rapid parallel alignment of the pole shoes with respect to the surface of the rail body 16.

Claims

TER MEER - MÜLLER -.BTEINMEISfEa & PMiTWCR HAK P03/96/G ·—· ·—* ·—» ·—· t • > 4 *·· * t t CLAIM FOR PROTECTION

1. Pendulum suspension for magnetic rail brakes, with a pendulum-suspended support rod (22) which carries a support member (24) in the lower region, and with a holder (18) attached to the housing (12) of the magnetic rail brake (10) which is supported on the support member via a joint (20), characterized in that the joint (20) has a downwardly convex joint head (26) seated on the holder (18) and an upwardly concave joint socket (28) seated on the support member (24).