DE631193C - Vorrichtung zur Bewegung hochhubiger elektrischer Schienebremsen - Google Patents

Description

Im Gegensatz zum Straßenbahnbetriebe ist es bei Vollbahnen aus Gründen der Betriebssicherheit vielfach nötig, elektromagnetische Schienenbremsen in ihrer Ruhestellung in einem erheblichen, meist mehrere Zentimeter betragenden Mindestabstande über Schienenoberkante zu halten. Da es ferner insbesondere bei Schnellfahrzeugen erwünscht ist, die Schienenbremsen am abgefederten Laufwerksrahmen aufzuhängen, vergrößert sich der genannte Mindestabstand noch um den Betrag des jeweiligen Federweges. Die Abwärtsbewegung des Magneten geschieht bei solchen hochhubigen Schienenbremsen meistens durch die Schwerkraft, während für das Anheben Druckluftkolben oder Hubmagnete verwendet werden. Die für das Anheben nötigen Kräfte lassen sich durch Drucklufteinrichtungen zwar verhältnismäßig leicht aufbringen; die

ao gesamte Anlage wird hierbei jedoch¹ uneinheitlich und verwickelt, zumal die Druckluftkolben wieder einer besonderen Steuerung zu ihrer Betätigung bedürfen. Die Verwendung elektromagnetischer Hubeinrichtungen vereinfacht die Anlage zwar wesentlich, erfordert aber viel Raum und Gewicht, da die Hubmagnete für die in Frage kommenden Kräfte groß und schwer werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bewegung hochhubiger Schienenbremsen macht derartige vielteilige bzw. schwere und sperrige Einrichtungen entbehrlich. Sie beruht darauf, daß man den Bremsmagneten durch Verbindung mit einer sein Gewicht etwa in Hubmitte ausgleichenden Federung zu einer schwingfähigen Masse macht und ihn seine Auf-und Abwärtsbewegung als Sehwingbewegung um die genannte Gleichgewichtslage ausführen läßt. Die einzige Zusatzeinrichtung bildet die den Magneten in seiner oberen Endstellung (Ruhelage) haltende Verriegelung, die unter Vermeidung von Druckluft durch einen kleinen und leichten Elektromagneten ausgelöst werden kann.

In den Fig. 1 und 2 ist die Vorrichtung schematisch dargestellt.

Fig. 3 zeigt die Kennlinie der Aufhängefeder des Bremsmagneten.

Fig. 4 und 5 stellen im Querschnitt (Mittelschnitt bzw. Schnitt V-V der Fig. 6) eine erfindungsgemäß ausgebildete, besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Bewegung hochhubiger Schienenbremsmagnete dar, wobei sich die Schienenbremse einmal in Ruhestellung (Fig. 4), das andere Mal in Brems-Stellung (Fig. 5) befindet.

Fig. 6 zeigt die Draufsicht auf die genannte Einrichtung, wobei Bremsstellung der Magnete entsprechend Fig. 5 angenommen ist.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ein-richtung ist der Bremsmagnet 1 r in Längsmitte mit einem senkrechten Führungsschaft 12 versehen, der in den am Laufwerksrahmen 15 befestigten Führungen 13 und 14 gleitet. Der Bremsmagnet 11 kann sich also in senkrechter Richtung parallel zu sich selbst auf und ab bewegen, wobei er durch beliebig ge-

staltete, an seinen Enden vorgesehene Hilfsführungen gegen, Drehung um die Längsachse des Schaftes 12" gesichert sein muß. B Bremsstellung .des- Magneten (Fig. 2) werdef die von ihm ausgeübten Bremskräfte duf den Schaft 12 auf die Führungen 13 und"^ und somit auf den Laufwerksrahmen 15 bzw auf das Fahrzeug übertragen. Zwischen dem Führungswinkel 14 und dem Bunde 16 des Schaftes 12 liegt eine Druckfeder 17, deren Kennlinie in Fig. 3 dargestellt ist. Aus dieser geht hervor, daß die Feder 17 bei Ruhelage des Bremsmagneten 11 unter einer Vorspannung P' (Vorspannweg /) steht. Bei Abwärtsbewegung des Magneten 11 erreicht die Federkraft etwa in Hubmitte (Weg ¹Us) den Betrag P, der gleich dem Gewicht G des Magneten und der mit ihm fest verbundenen Teile ist. Nach Zurücklegung des -vollen Hubes s, d. h. bei Anlage des Magneten 11 an den Kopf der Schiene 18, ist die Federkraft auf den Betrag P" gestiegen. Der Bremsmagnet 11 stellt bei dieser Anordnung also eine um die etwa in Hubmitte liegende Gleichgewichtslage schwingfähige Masse dar. Seine Ruhelage (obere Endstellung) ist gesichert durch die in einer waagerecht geführten Spindel 21 gelagerte Rolle 20, die von einer vorgespannten Feder 22 in die Aussparung 19 des Schaftes 12 gedruckt wird.

Zum Senken des Magneten Ii wird gleichzeitig mit dem Bremsstrom die elektrisch oder durch Druckluft betätigte Einrichtung 23 eingeschaltet, welche die Spindel 21 mit der Rolle 20 so weit zurückzieht, daß sich der Schaft 12 frei abwärts bewegen kann. Die Abwärtsbewegung erfolgt unter Wirkung der Schwerkraft G, die in der oberen Endstellung die Vorspannkraft P' der Feder 17 übertrifft, 4Q und setzt sich als Schwingbewegung über die etwa in Hubmitte befindliche Gleichgewichtslage hinaus fort. Der Anstieg der Federkraft ist nun so gewählt, daß der Bremsmagnet 11 bei seiner weiteren Abwärtsbewegung in jeder Stellung des Laufwerkes 15 der Schiene 18 genügend nahe kommt, um die elektromagnetische Anziehung wirksam werden zu lassen. Unter ihrem Einfluß vollzieht sich dann die völlige Anlegung des Magneten 11 an die Schiene 18.

Nach Beendigung der Bremsung wird wieder gleichzeitig mit dem Magnetstrom die Einrichtung 23 ausgeschaltet. Die Rolle wird dann durch die Feder 22 gegen den Schaft 20 gedrückt, wobei ihre Druckkraft zur Vermeidung starker Reibung in den Führungen 13 und 14 von einer gegenüberliegenden Rolle 24 aufgenommen wird. Da gleichzeitig die Anziehungskraft zwischen Schiene und Magnet aufhört, drückt die ^unter der Spannung P" stehende Feder 17 diesen nach oben, und es wiederholt sich der umgekehrte Schwingvorgang wie bei der Abwärtsbewegung. Die Rückkehr des Magneten 11 \ !yjjseine Ruhelage kann erfindungsgemäß da-' * ||ch besonders gesichert werden, daß min- :ens der letzte Teil seines Anhubes durch ie Bewegung der Verriegelung in ihre Ausgangsstellung unterstützt wird. Bei der dargestellten Anordnung ist zu diesem Zwecke übet der Aussparung 19 des Schaftes 12 eine schräge Fläche 25 vorgesehen worden. Sobald die Rolle 20 bei der Aufwärtsbewegung des Schaftes 12 auf diese Fläche gerät, wird durch den Druck der Feder 22 eine nach oben gerichtete Teilkraft auf den Schaft 12 ausgeübt, die so lange anhält, bis die Rolle 20 wieder in die Rast 19 hineinspringt, und dann den Magneten 11 in seiner Ruhelage festhält.

Da das beschriebene Verfahren auf der Wirkung verhältnismäßig· kleiner Kraftunterschiede (P-P', P"-P) beruht, ist für seine Betriebssicherheit neben sorgfältiger Auswahl und Einstellung der Feder 17 auch eine dauernd möglichst reibungsfreie Beweglichkeit des Bremsmagneten von ausschlagt gebender Bedeutung. Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen weisen deshalb, sehr zum Unterschiede von entsprechenden, bisher gebräuchlichen Bewegungseinrichtungen, als lebenswichtiges Kennzeichen den sorgfältigsten Schutz aller Schmierstellen gegen Verunreinigung auf. In Fig. 1 und 2 ist dieser Schutz gegeben durch die Verkleidungen 26 und 27 sowie den in Fig. 2 dargestellten, zwischen Magnet 11 und Führung 14 angebrachten Lederbalg 28.

Am vorteilhaftesten aber ist es, die ganze Einrichtung so zu gestalten, daß bei der Bewegung des Bremsmagneten möglichst wenig Reibung entsteht und daß die auf eine Mindestzahl zu beschränkenden Schmierstellen bei guter Einkapselung nur ganz geringer Wartung im Betriebe bedürfen. Dies ist bei der erfindungsgemäßen, in Fig. 4, 5 -und 6 dargestellten Bauart der Bewegungseinrichtung geschehen.

Aus Fig. 6, in der die Ziffern 29 und 30 die Längs- bzw. Quermittellinie des Laufwerkes bezeichnen, geht hervor, daß dieses an jeder Seite mit zwei getrennten Einzelmagneten 31 und 32 versehen ist. Der Laufwerks rahmen, in Fig. 4 und 5 mit 33 bezeichnet, ist hier der besseren Übersicht halber fortgelassen worden. Er trägt an seiner Unterseite die Lager 34, 35, in denen die längs liegenden waagerechten Wellen 36, 37 drehbar gelagert sind. An den Querarmen 38, 39 der Wellen 36, 37 sind die Bremsmagnete 31, 32 befestigt, deren Gewicht durch je zwei am Rahmen 33 befestigte Zugfedern 40 in der oben beschriebenen Weise ausgeglichen wird. Es ist ohne weiteres

ersichtlich, daß der Auf- und Abwärtsbewegung der Magnete bei der dargestellten Anbringungsart ein Mindestmaß an Reibung entgegensteht, zumal sich die Lager 34, 35 leicht staubdicht abschließen und mit einer Dauerschmierung versehen lassen.

Diese Anordnung erfüllt aber auch alle sonstigen Forderungen, die an eine insbesondere für Schnellfahrzeuge brauchbare Bremsmagnetbefestigung zu stellen sind. Die Welle 37 mit den Querarmen 38, 39 und den Stegblechen 41, 42, 43 stellt bei geringem Gewicht (Verwendung von Rohren!) einen in waagerechter Richtung festen Körper dar, der für die Übertragung der Bremskräfte auf die Lager 34, 35 bestimmt ist. Die Lagerungselbst ist leicht mit der besonders bei Schnellfahrzeugen erwünschten Genauigkeit herstellbar. Ferner ist bei dieser Einrichtung die

ao genaue Spurhaltung der Magnete vollkommen gesichert. Um eine gewisse Einstellbarkeit des Magneten auf die Ungenauigkeit der Gleislage zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, ihn nicht ganz starr an den Querarmen 38, 39 zu befestigen. Er erhält ihnen gegenüber gemäß der Erfindung eine gewisse Beweglichkeit, die nach Fig. 5 durch eine zwischen dem Zapfen 44 des Querarmes 38 und dem Magnetkörper 31 vorgesehene nachgiebige Zwi-* schenschicht 45 aus Gummi .oder Gewebe erzielt ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet auch weitestgehende Ausnutzung des z.B. bei Drehgestellen zwischen den Rädern verfügbaren Platzes zur Ausbildung der Bremsmagnete.

Die Verriegelung greift an leichten, nach innen gerichteten Hebeln 46, 47 der Wellen 36, 37 an. Sie besteht für jeden Magneten aus einem an der Welle 48 befestigten Winkelhebel 49, der einerseits mit einem Zapfen 50 in den Schlitz 51 des Hebels 46 bzw. 47 eingreift. Am anderen Hebelarm greift eine schwach vorgespannte Zugfeder 52 an, die also auf den Winkelhebel 49 ein rechtsdrehendes Moment ausübt und dadurch den Zapfen 50 gegen das Ende des Schlitzes 51 legt. Die Welle 48 trägt einen weiteren Hebel 53, dessen freies Ende mit einem Zapfen 54 versehen ist. Zum Auslösen der Verriegelung wird gleichzeitig mit dem Magnetstrom der Hubmagnet 55 eingeschaltet, dessen aufwärts gehender Kern 56 mittels eines Querarmes 57 den Zapfen 54 des Hebels 53 mitnimmt und so die Welle 48 und den Winkelhebel 49 linksherum dreht. Gleichzeitig setzt die sich in oben beschriebener Weise vollziehende Abwärtsbewegung des Bremsmagneten 31 ein, und der Hubmagnet braucht nur so viel Kraft aufzubringen, wie zur Spannung der am Hebel 49 angreifenden Feder 52 nötig ist. Durch zweckmäßige Gestaltung des Winkelhebels 49 kann erreicht werden, daß dieser Kraftbedarf sich trotz der ansteigenden Spannung der Feder 52 während der Hubbewegung nur unwesentlich ändert. Gegebenenfalls kann aber auch ein stärkerer Hubmagnet 55 verwendet werden, der durch seine auf das Verriegelungsgestänge ausgeübte Kraftwirkung die Abwärtsbewegung des Bremsmagneten 31 fühlbar unterstützt. Dieser Arbeitsbeitrag erreicht seinen Höchstwert gegen Ende der Hubbewegung, da hier die Anzugskraft des Magneten 55 am stärksten ist. Man erhält auf diese Weise also nötigenfalls eine zusätzliche Sicherung für das Erreichen der Bremsstellung des Magneten 31. Im letzten Teil der Linksdrehung der Welle 48 legt sich bei dem .dargestellten Ausführungsbeispiel das zwischen der Feder 52 und dem Hebel 49 befindliche Bindeglied 58 gegen den Rücken des letzteren (Fig. 5 und 6). Hierdurch wird erreicht, daß die Feder 52 dauernd ein rechtsdrehendes Moment auf die Welle 48 ausübt und sie in die Ruhelage (Fig. 4) zurückzubewegen ⁸S sucht.

Wird der Strom des Hubmagneten 55 unterbrochen, was nach Erreichung der Bremsstellung des Magneten 31 oder gleichzeitig mit dessen Ausschaltung geschehen kann, so gehen die Teile 56, 57 sofort selbsttätig in ihre Ausgangsstellung (Fig. 4) zurück. Die Rückdrehung der Welle 48 mit den Hebeln 49 und 53 erfolgt erst, wenn sich der Magnet 31 nach Ausschalten seines Stromes in der vorstehend beschriebenen Weise aufwärts und der Hebel 46 abwärts bewegt. Die Feder 52 wirkt dabei, wie ersichtlich, im Sinne dieser Bewegung. Obgleich aber ihre Spannung immer mehr abnimmt, liefert sie erst gegen Hubende infolge der dann auftretenden Kniehebelwirkung des Hebels 49 ihren Hauptarbeitsanteil zur Aufwärtsbewegung des Magneten 31 und sichert damit wesentlich dessen Rückkehr in seine Ruhelage.

Wie Fig. 6 zeigt, sind erfindungsgemäß die Verriegelungen aller vier zu dieser Anlage gehörenden Magnete in einem beispielsweise in Drehgestellmitte liegenden Punkte no vereinigt und werden von einer einzigen Auslösevorrichtung 55, ζβ, 57 betätigt. Die Anlage wird dadurch sehr einfach, und die staubdichte Einkapselung (Bezugsziffer 59, Fig. 4 und S) der Verriegelungen, auf deren Bedeutung bereits hingewiesen wurde, ist besonders gut durchführbar.

Bei Fahrzeuglaufwerken mit außerhalb der Räder liegendem Rahmen kann es zweckmäßig sein, die Lager 34, 35 der Wellen 36, 37 unmittelbar an diesem Außenrahmen zu befestigen. Die Arme 38, 39 sind dann von

außen nach der Fahrzeugmitte zu gerichtet, und die Verriegelung kann womöglich an der Verlängerung eines dieser Querarme angreifen.

S Ist man aus baulichen Gründen genötigt, die Lager 34, 35 ziemlich hoch zu legen, so wird man die Querarme 38, 39 nicht durch den Magnetkörper 31 hindurchstecken, sondern diesen an den Unterseiten der ebenfalls höher liegenden Querarme unter Zwischenschaltung von Gummi, elastischem Gewebe o. dgl, anderweitig nachgiebig befestigen.

Man kann unter Umständen auch an der Längs welle 36 bzw. 37 nur einen Querarm vorsehen, der dann für gewöhnlich in Mitte des Bremsmagneten anzuordnen ist. Hierbei kann dessen Einstellbarkeit dadurch erhöht werden, daß man ihm eine gewisse Drehbarkeit um die Achse des Querarmes gibt.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Bewegung hochhubiger elektromagnetischer Schienenbremsen, die in oberer und unterer Endstellung durch eine Verriegelung bzw. durch die Magnetkraft zur Schiene festgehalten werden, -dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsmagnet mit einer sein Gewicht etwa in Hubmitte ausgleichenden Feder (17, 40) derart verbunden ist, daß er eine schwingfähige Masse darstellt, die ihre Ab- und Aufwärtsbewegung als Schwingung um die Gleichgewichtsmittellage ausführt, wobei am Ende der Abwärtsbewegung zu deren Unterstützung ein Arbeitsbeitrag durch die Magnetkraft zur Schiene und gegebenenfalls auch noch durch die Auslösekraft der Verriegelung geliefert wird.
2. 2. Vorrichtung zur Bewegung hochhubiger elektromagnetischer Schienenbremsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verriegelung mindestens am Ende der Aufwärtsbewegung zu deren Unterstützung ein Arbeitsbeitrag geliefert wird.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsmagnet an einem oder mehreren durch den Magnetkörper (31, 32) hindurchgesteckten, mittels Stege (41, 42, 43) versteiften Querarmen (38, 39) einer in Längsrichtung am Fahrzeuglaufwerk drehbar gelagerten Welle (36, 37) befestigt ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsmagnet (31, 32) zwecks selbsttätiger Einstellbarkeit auf die Ungenauigkeiten des Gleises an den Querarmen (38, 39) unter Zwischenschaltung von Gummi, elastischem Gewebe o. dgl. (45) nachgiebig befestigt ist.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die 6s rein elektrisch auslösbare, den Bremsmagneten (31, 32) in seiner Ruhestellung haltende Verriegelung (48, 49, 50) an einem Querhebel (46, 47) der Längswelle (36, 37) angreift.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5 für mehrere an einem Laufwerk angebrachte Einzelmagnete mit gemeinsamem Auslösemagneten, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungen (48/ 49, S°> S3, 54) aller Magnete an einer gemeinsamen Auslösestelle (55, 56, 57) vereinigt sind (Fig. 6).

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