DE69814736T2

DE69814736T2 - Bremsschuh für die Rekonditionierung der Lauffläche eines Schienenfahrzeugrades

Info

Publication number: DE69814736T2
Application number: DE69814736T
Authority: DE
Inventors: Bruce W. West End Shute; Joseph Laurinburg Formolo
Original assignee: Westinghouse Air Brake Co
Current assignee: Westinghouse Air Brake Co
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: DE69814736D1; ZA978930B; EP0882905A2; AU4533497A; EP0882905B1; US5788027A; AR012937A1; EP0882905A3; BR9705490A; CA2219694C; AU726331B2; CA2219694A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Ausrüstung für Schienenfahrzeugbremsen; im besonderen bezieht sich diese Erfindung auf einen Verbund-Bremsschuh zur Verwendung in einer Bremsanlage von Schienenfahrzeugen, und noch spezieller betrifft diese Erfindung eine verbesserte Bremsschuh-Einrichtung mit einem Einsatz eines Reibmaterials mit hoher Griffigkeit für das Entfernen von Fehlern der Lauffläche eines Rades eines typischen Schienenfahrzeuges bei wesentlicher Reduzierung der Funkenbildung während eines Bremsvorgangs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Vor der Konzeption und vor der anschließenden Entwicklung dieser Erfindung war allgemein im Stand der Technik gut bekannt, verschiedene Arten von Bremsschuhen mit verschiedenen Zusammensetzungen zu verwenden, um ganz bestimmte Bremserfordernisse zu erfüllen. Zum Beispiel können diese Zusammensetzungen Gusseisen und verschiedene andere Arten von Reibmaterialien einschließen, die ausdrücklich für eine Anzahl von vorgegebenen Anwendungen formuliert wurden.
Es wird weiterhin in der Bremsschuh-Technik gut bekannt, dass verschiedene Arten von Reibmaterialien normalerweise eine Anzahl einzigartig verschiedener Reibungsmerkmale zeigen. Solche Reibungsmerkmale schließen zum Beispiel sowohl Material mit hoher als auch mit geringer Reibung ein. Offensichtlich können diese verschiedenen Reibungsmerkmale einen bedeutsamen Einfluß auf den Weg haben, innerhalb dessen ein Schienenfahrzeug zum vollständigen Halt gebracht werden kann. Außerdem können Anhaltewege sehr von verschiedenen Wetterbedingungen beeinflusst sein, auf die normalerweise ein Schienenfahrzeug während des Betriebs trifft, zum Beispiel Nässe oder Trockenheit.
In vielen entwickelten Länder der Welt gibt es bestimmte kritische Anforderungen, die an den Anhalteweg von Schienenfahrzeugen gestellt werden. Die Forderungen an die Anhaltewege ergeben sich offensichtlich aus Sicherheitsgründen. Außerdem müssen diese geforderten Anhaltewege sogar bei ziemlich ungünstigen Wetterbedingungen erreichbar sein. Zum Beispiel ist eine dieser kritischen Anforderungen, dass ein Zug die Möglichkeit haben muss, sogar bei nassen Wetterbedingungen in etwa 15% des normalen Anhaltewegs zum Stehen zu kommen, der sonst bei trockenen Betriebsbedingungen erreichbar wäre. Diese besondere Anforderung kann allgemein schon durch die Verwendung eines Bremsschuhs aus Gusseisen erreicht werden, der relativ niedrige Reibung bei normaler Betriebsgeschwindigkeit und relativ hohe Reibung bei niedriger Geschwindigkeit und unter statischen Bedingungen hat.
Wie jedoch allgemein im Stand der Technik gut bekannt ist, erzeugen Bremsschuhe aus Gusseisen normalerweise ein beträchtliches Maß an unerwünschten Lärm und Staub während einer Bremsbetätigung eines Schienenfahrzeugs. Weil sich die Bevölkerungszentren ausgedehnt haben und die Menschen näher an Eisenbahn-Gleisstrukturen gerückt sind, wurde folglich unerwünschtem Lärm und Staub eine Quelle beträchtlichen Ärgers für jene Menschen, die in der Nachbarschaft dieser Gleisstrukturen leben.
Im Allgemeinen wird von jenen Personen angenommen, die in der relevanten Bremstechnik von Schienenfahrzeugen ausgebildet sind, dass es ein mögliches effektives Mittel sein kann, diesen unerwünschten Lärm stärker auf eine allgemein akzeptableres Niveau zu reduzieren, eine Zusammensetzung geringer Reibung bei der Herstellung der Bremsschuhe einzusetzen.
Obwohl es sein kann, dass die Verwendung solchen Materials mit niedrigerer Reibung für Bremszwecke angemessen ist, liefert dieser Typ von Bremsschuh keinen Nutzen für das Regenerieren einer Rad-Lauffläche, die berflächenfehler wie Schuppen oder Splitter (shells or spalls) haben kann. Das Entfernen solcher berflächenfehler verlängert normalerweise die nutzbare Lebensdauer eines im Betrieb befindlichen Rades.
Eine Bremsschuhoberfläche mit hoher Reibung könnte verwendet werden, soweit sie griffig bezüglich des Regenerierens der Rad-Lauffläche ist; jedoch hat dieses Design den Nachteil starker Funkenbildung während der Bremsbetätigung, was zu einem ge fährlichen Zustand führen kann. Der Anmelder kennt ein anderes Design, das ein vollständig aus dem griffigen Reibmaterial hergestelltes Bremsschuhmaterial ist. Dieser Bremsschuh muss jedoch nach der Betätigung der Bremse bei geringer Geschwindigkeit sofort ausgewechselt werden.
CA-A-2 141 720 offenbart einen Bremsschuh, der einen Stoff für das Regenieren der Lauffläche hat, der zur Änderung der Adhäsion zwischen dem Rad und der Schiene, auf der das Fahrzeug führbar ist, in dem Verbundschuhmaterial integriert ist. Das Regeneriermaterial für die Lauffläche ist ein Material, das sich von der Zusammensetzung des Reibmaterials des Bremsschuhblocks unterscheidet, ausgewählt entsprechend der Schmierqualität oder der Abriebqualität abhängig davon, ob mit dem Einsatz des Bremsschuhs beabsichtigt ist, die Adhäsion zwischen Rad und Schiene zu vermindern oder zu steigern.
W 92/22756 bezieht sich auf einen Reibbelag, der vor allem für Bremsanlagen bestimmt ist. Diese Erfindung schließt ein aus asbestfreiem Material hergestelltes Reibelement ein und ein Schleif-Element aus einem Schleifstoff mit einem wärmeaushärtenden Bindemittel aus natürlichem oder synthetischem Harz. Die Erfindung fordert ein Schleif-Element, das im Reibelement integriert ist. Das Schleif-Element ist seitlich angeordnet, wodurch es für Funkenbildung anfällig ist.
Daher gibt es einen Bedarf für einen Bremsschuh, der nicht wegen der Funkenbildung ein Sicherheitsproblem darstellt, während der Bremsschuh die fehlerhafte berfläche einer Rad-Lauffläche regeneriert, und weiterhin für einen Bremsschuh, der für den normalen Bremsbetrieb weiter verwendet werden kann, nachdem die Rad-Lauffläche regeneriert worden ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt einen Verbund-Bremsschuh für den Einsatz auf einem Schienenfrachtfahrzeug für das Regenerieren einer Rad-Lauffläche während einer normalen Bremsbetätigung bei diesem Schienenfrachtfahrzeug dar. Der Verbund-Bremsschuh schließt eine Bremsoberfläche ein, die eine vorgegebene Konfiguration und einen vorgegebenen berflächenbereich hat. Sie schließt weiterhin ein erstes Reib- Verbundmaterial ein, das sich über den Flächenbereich dieser Bremsoberfläche des Verbund-Bremsschuhs erstreckt. Der Verbund-Bremsschuh schließt weiterhin ein zweites Reib-Verbundmaterial ein, das als separater Einsatz ausgebildet ist, der eine vorgegebene Form hat und in das erste Reib-Verbundmaterial geformt ist, wobei das zweite Reib-Verbundmaterial anfänglich vollständig in dem ersten Reib-Verbundmaterial eingebettet ist, wobei eine Fläche des separaten Einsatzes der vorgegebenen Fläche der Bremsflächedes Bremsbelages zugewandt angeordnet ist, wobei die eine Fläche des separaten Einsatzes schrittweise freigelegt wird, wenn das erste Reib-Verbundmaterial aufgrund von Reibeingriff mit der Rad-Lauffläche während normaler Bremsvorgänge abgetragen wird, wobei das zweite Reib-Verbundmaterial stärkere Abriebeigenschaften aufweist als das erste Reib-Verbundmaterial, wobei das zweite Reib-Verbundmaterial im Wesentlichen aus einem keramischen Schleifmaterial besteht, wobei das erste Reib-Verbundmaterial sich im Wesentlichen über die vorgegebene berfläche der Bremsfläche des Verbund-Bremsschuhs erstreckt, nachdem das zweite Reib-Verbundmaterial, das als der separate Einsatz ausgebildet ist, aufgrund eines Reibeingriffs mit der Rad-Lauffläche während normaler Bremsvorgänge abgetragen worden ist.
AUFGABEN DER ERFINDUNG
Es ist deshalb eine der vorrangigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung, einen Bremsschuh mit einem griffigen Schleifmaterial in einer Verbund-Bremsschuh-Matrix zu liefern, der Fehler aus der Lauffläche eines Rad während normaler Bremsbetätigungen entfernt.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bremsschuh zu liefern, der während des Entfernens von Fehlern auf der Rad-Lauffläche wenigstens das Zustandekommen von Funkenbildung wesentlich reduziert.
Es ist weiterhin noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bremsschuh zu liefern, der die Nutzungsdauer eines Rades im Betrieb verlängert.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bremsschuh zu liefern, der die richtige Reibung für die Bremsung liefert, während zur selben Zeit Fehler der Rad-Lauffläche entfernt werden.
Außerdem ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bremsschuh zu tiefern, der verwendet werden kann, um eine Rad-Lauffläche zu regenerieren und der weiterhin noch im Betrieb auf dem Schienenfrachtfahrzeug verbleiben kann, bis der Schuh vollständig abgetragen ist.
Zusätzlich zu den verschiedenen Aufgaben und Vorteilen der vorliegenden Erfindung, die in einigen Details bisher beschrieben worden sind, werden mit der folgenden detaillierten Beschreibung dieser Erfindung verschiedene zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Erfindung besonders jenen Personen viel besser deutlich werden, die in der relevanten Technik der Bremsschuhreibung ausgebildet sind, wenn die detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren und mit den angefügten Ansprüchen vorgenommen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1 ist eine Aufsicht auf die Rückseite eines konventionellen Schienen-Bremsschuhs, in der eine Stahlträgerplatte gezeigt ist, die für das Montieren eines Bremsschuhs an ein Schienenfahrzeug verwendet wird.
Die 2 ist eine aufrechte Ansicht des in 1 erläuterten Schienen-Bremsschuhs.
Die 3 ist eine Ansicht im Schnitt entlang den Linien III-III in 1 eines Schienen-Bremsschuhs, welcher eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
Die 4 ist eine Ansicht im Schnitt entlang der Linien IV-IV in 2 eines Schienen-Bremsschuhs.
Die 5 ist eine Ansicht im Schnitt entlang der Linien V-V in 1 eines Schienen-Bremsschuhs, der die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
KURZE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN UND VERSCHIEDENER ANDERER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Vor der Fortsetzung mit der detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung sollte beachtet werden, dass zum besseren Verständnis der Erfindung identische Teile, die identische Funktionen haben, mit identischen Bezugszeichen in allen Zeichnungen der Figuren gekennzeichnet sind.
Bezug wird jetzt speziell auf die 1 und 2 genommen. Dort wird eine konventionelle Bremsschuhkonfiguration erläutert, allgemein bezeichnet mit 10, in der eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung integrierbar ist. Der Bremsschuh 10 beinhaltet einen Bügel 1 angebracht an einer Trägerplatte 3, an die ein Verbund-Bremsschuhteil sicher befestigt ist. Der Bremsschuh 10 schließt weiterhin ein Gegenlagerteil 2 ein, das mit einem (nicht gezeigten) Befestigungsteil verbunden ist. Die Trägerplatte 3 und das Gegenlagerteil 2 werden verwendet, um diesen Bremsschuh 10 am (nicht gezeigten) Bremsenoberteil des Bremsenträgers einer vorgegebenen Bremsanlage anzuordnen und zu befestigen.
Bezug wird jetzt weiter besonders auf die 3, 4 und 5 genommen. Die 3, 4 und 5 sind Ansichten im Querschnitt entlang den Linien III-III, IV-IV und V-V in den 1 beziehungsweise 2. Hiermit wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Wie darin gezeigt wird, hat der Bremsschuh 10 eine Stahl-Trägerplatte 3, eine Rückhalteschicht 4 für die Bindung des ersten Reib-Verbundmaterials 5 an die Trägerplatte 3. Das erste Reib-Verbundmaterial 5 des Bremsschuhs 10 der vorliegenden Erfindung ist ein Reib-Verbundmaterial, das sich über den berflächenbereich des Bremsschuhs 10 erstreckt, und die geforderten Reibungs- und Bremskräfte liefert, während es gegen die Lauffläche eines Bahnrades gepreßt wird. Die berfläche eines solchen Bremsschuhs 10 zeigt, wenn es bei einem Schienenbremssystem verwendet wird, im Allgemeinen eine bogenförmige Form. Das erste Reib-Verbundmaterial 5 wird im folgenden mit Basismaterial 5 bezeichnet.
In dieses Basismaterial 5 ist eine separate Einlage eines zweiten Reib-Verbundmaterials 6 eingebettet. Dieses zweite Reib-Verbundmaterial 6 wird als separate Einlage geformt und ist in das Basismaterial 5 eingefügt und hat eine vorgegebene Form. Das zweite Reib-Verbundmaterial 6 ist anfangs völlig in das Basismaterial 5 eingebettet. Eine berfläche des separaten Einsatzes des zweiten Reib-Verbundmaterials 6 wird gegenüber dem vorgegebenen berflächenbereich der Bremsfläche dieses Verbund-Bremsschuhs 10 angeordnet. Diese eine berfläche des zweiten Reibverbundmaterials 6 exponiert sich durch das Abtragen des Basismaterials 5 schrittweise durch den Reibeingriff mit der Rad-Lauffläche infolge normaler Bremsbetätigungen. Das zweite Reib-Verbundmaterial 6 hat höhere Schleifeigenschaften als das Basismaterial 5. Dieses zweite Reib-Verbundmaterial 6 besteht im Wesentlichen aus einer als Schleifmaterial für Schleifscheiben verwendeten Keramik.
Das Basismaterial 5 erstreckt sich wieder ganz über den vorgegebenen berflächenbereich der Bremsenoberfläche des Bremsschuhs 10, nachdem das zweite als eine separate Einlage gebildete Reib-Verbundmaterial 6 aufgrund des Reibungseingriffs mit der Rad-Lauffläche 7 während normaler Bremsvorgänge abgetragen worden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das zweite Reib-Verbundmaterial 6 eine keramische Schleif-Zusammensetzung aus Aluminiumoxid. Es sollte beachtet werden, dass das zweite Reib-Verbundmaterial 6 nachstehend als separate Einlage 6 bezeichnet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Basismaterial 5 ein Verbundreibmaterial, welches Schleifbestandteile enthält, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus Morganit, Chromit, Eisen(II, III)-oxid und Siliziumkarbid und Gemischen daraus besteht. Diese Schleifbestandteile sind in dem Basismaterial im Allgemeinen in einem Bereich zwischen etwa 35 und etwa 45 Gewichtsprozent enthalten.
Das Basismaterial 5 schließt auch anorganische Füllstoffe ein, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus Ton, Talk und Zinkoxid und verschiedenen Gemischen daraus besteht. Diese anorganischen Füllstoffe, die im Basismaterial 5 vorhanden sind, liegen im Allgemeinen in einem Bereich zwischen etwa 18 und etwa 25 Gewichtsprozent.
Das Basismaterial 5 schließt weiterhin organische Füllstoffe und Bindemittel ein, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus Mineralrubber, Kohlenstoff-Füllstoff, Ruß, flüssigem Harz, Akajouharz, Styrol-Butadien-Kautschuk und wiedergewonnenem Brems-Verbundmaterial und verschiedenen Gemischen aus ihnen besteht. Diese organischen Füllstoffe und Bindemittel sind im Basismaterial 5 im Allgemeinen in einem Bereich zwi schen etwa 30 und etwa 40 Gewichtsprozent vorhanden. Das Basismaterial 5 enthält auch eine Anzahl von Vernetzungs- und Aushärtemitteln, die aus einer Gruppe gewählt sind, die aus Schwefel, Hexamethylentetramin, Aktivatoren, Beschleunigern und verschiedenen Gemischen aus ihnen besteht. Diese Vernetzungs- und Aushärtemittel sind individuell im Basismaterial 5 im Allgemeinen in Konzentrationen von 1 Prozent oder weniger vorhanden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind solche griffigen Schleif-Bestandteile im Basismaterial 5 im Allgemeinen in einem Bereich zwischen etwa 37 und etwa 40 Gewichtsprozent vorhanden, anorganische Füllstoffe sind im Allgemeinen in einem Bereich zwischen etwa 21 bis etwa 23 Gewichtsprozent vorhanden und organische Füllstoffe und Bindemittel sind im Allgemeinen in einem Bereich zwischen etwa 36 und etwa 39 Gewichtsprozent vorhanden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dieses Basismaterial 5 wenigstens doppelt so griffig auf der Rad-Lauffläche als ein früher vor der vorliegenden Erfindung verwendetes konventionelles Reib-Verbundmaterial für Frachtfahrzeuge.
Dieser Bremsschuh 10 wird auf einem (nicht gezeigten) Schienenfahrzeugrad angebracht, das bestimmte nachteilige Fehler auf der Lauffläche des Rades zeigen kann. Diese Fehler werden Schuppen oder Splitter genannt. Wie aus den 3 und 5 des Bremsschuhs 10 offensichtlich wird, wird diese separate Einlage 6 vom Basismaterial 5 umgeben. Wenn die äußere berfläche des Basismaterals 5 durch normale Bremsvorgänge abgetragen wird, wird die separate Einlage 6 schrittweise exponiert und liefert während jeder anschließenden Bremsbetätigung zunehmenden Schliff und Regeneration der Rad-Lauffläche des Bahnrades. Das zunehmende Schleifen und Regenerieren setzt sich fort, bis die separate Einlage 6 abgetragen ist. Jedoch geht das Regenerieren der Rad-Lauffläche weiter, aber mit geringerem Grad, sogar nachdem die separate Einlage 6 abgetragen worden ist, weil die Zusammensetzung dieses Basismaterials 5 dafür entworfen wurde, griffiger auf der Rad-Lauffläche als eine konventionelle Bremsschuh-Zusammensetzung von Frachtfahrzeugen zu wirken. Auf diese Weise sorgt der Bremsschuh 10 der vorliegenden Erfindung für adäquate Bremsung, während er fortfährt, die Rad-Lauffläche zu regenerieren, und doch ein verwendbarer Bremsschuh bleibt, sogar nachdem die separate Einlage 6 zu mindest bis zum Punkt der Unbrauchbarkeit des Schuhs abgetragen worden ist.
Die Mittellinie dieser berfläche der separaten Einlage 6 ist vorzugsweise senkrecht zur längsverlaufenden Achse dieser Bremsoberfläche des Basismaterials 5 angeordnet und ist im Basismaterial 5 versetzt in einem Abstand von dieser Mittellinie zwischen etwa 0,254 Zentimeter (0,1 Zoll) und etwa 0,762 Zentimeter (0,3 Zoll) von der Bremsfläche des Bremsschuhs 10 angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist diese Mittellinie der einen berfläche der separaten Einlage 6 entlang einer Mittellinie des Bremsschuhs 10 angeordnet, die senkrecht zu einer längsverlaufenden Achse der Bremsfläche des Bremsschuhs 10 liegt. In dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist an der Mittellinie die Dicke dieser separaten Einlage 6 im Basismaterial 5 zwischen 0,3175 und 0,9525 Zentimeter (0,125 und 0,25 Zoll).
Entsprechend der vorliegenden Erfindung hat die separate Einlage 6 eine Dicke zwischen etwa 0,3175 Zentimetern (0,125 Zoll ) und etwa 0,9525 Zentimetern (0,375 Zoll). In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jedoch diese Dicke der separaten Einlage 6 etwa zwischen 0,508 Zentimetern (0,2 Zoll) und etwa 0,763 Zentimetern (0,3 Zoll.)
Die separate Einlage 6 ist im Wesentlichen ein rechteckiger Block in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieser Block hat allgemein eine Breite von etwa 7,62 Zentimeter (3 Zoll ) an der Mittellinie der separaten Einlage 6. Die Breite erstreckt sich fast, aber nicht völlig über die ganze Breite dieses Bremsschuhs 10. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die separate Einlage 6 weiterhin eine Länge etwa zwischen 3,81 Zentimetern (1,5 Zoll) und etwa 6,35 Zentimetern (3 Zoll) gemessen entlang der längsverlaufenden berfläche des Bremsschuhs 10.
Wie aus den 3 und 5 offensichtlich ist, ist die separate Einlage 6 in dieses Basismaterial 5 eingebettet. Wenn das Basismaterial 5 durch normale Bremsvorgänge abgetragen worden ist, tritt die diskrete Einlage 6 hervor und liefert anschließend einen stärker greifenden Schleifeffekt auf die Rad-Lauffläche, um berflächenfehler zu entfernen. Die Dicke und die Schleifeigenschaften der separaten Einlage 6 sind so gesteuert, um genügend zunehmende Abtragung am Rad zu liefern, um von der Rad-Lauffläche Fehler (Schuppen oder Splitter) zu entfernen. Bei Tests, die an Schienenfahrzeugrädern ausgeführt worden waren, die schwere berflächenfehler zeigten, wurden Photos von Rad-Laufflächen gemacht, bevor der Bremsschuh 10 komplett mit Basismaterial 5 und Basis-Einlage 6 als Ersatz-Bremsschuh befestigt worden war. Nachdem ein Bremsschuh mit der vorliegenden Erfindung als Bremsschuh 10 installiert wurde, wurden wieder Photos nach 210 Stopps bei 40 Meilen pro Stunde und wieder nach 410 Stopps bei 40 Meilen pro Stunde gemacht. Die Photographien der Radflächen zeigten, dass sichtbare Fehler im Wesentlichen nach insgesamt 410 Stopps entfernt worden waren.
Weiterhin zeigten Tests nach Spezifikation der AAR, dass die Anhaltewege bei Einsatz der Bremsschuhe der vorliegenden Erfindung gut innerhalb der akzeptablen Anhaltewege bei jeder getesteten Geschwindigkeit lagen. Der Durchschnitt der Anhaltewege lag praktisch in der Mitte der Grenzen der AAR-Spezifikation. Die Tests wurden sowohl unter leichtem als auch unter starkem Bremsen durchgeführt. Auf diese Weise regeneriert die vorliegende Erfindung nicht nur stark fehlerhafte Rad-Laufflächen, sondern kann auch fortgesetzt innerhalb der Lebensdauer dieser Bremsschuhe für adäquate Bremsung sorgen.
Wie zuvor beschrieben, wurde das Basismaterial 5 auch dafür entworfen, griffiger als eine konventionelle Verbund-Bremsschuh-Zusammensetzung auf der Rad-Lauffläche zu wirken, wobei das Reinigen und Regenerieren der Rad-Lauffläche erhalten bleibt, aber in einem viel geringerem Grad als es die separate Einlage 6 leistet. Dies entspricht analog der Verwendung von grobkörnigem oder feinkörnigem Papier bei Schleifarbeiten.
bwohl die separate Einlage 6, wie in der Zeichnung der 5 gezeigt und auch zuvor in der Beschreibung beschrieben, im Basismaterial 5 in der Mitte des Bremsschuhs 10 angeordnet ist, liegt es innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, dass die separate Einlage 6 in andere Lagen innerhalb des Basismaterials 5 im Bremsschuh 10 angeordnet sein kann.
Das vollständige Verfahren wurde dazu entworfen, die nutzbare Lebensdauer eines Rades im Betrieb zu verlängern. Das Verfahren verlangt ein Minimum an Instandhaltungsaufwand von Laufflächen eines Rades, das bestimmte Arten von Laufflächenfehlern zeigt, da alles, was benötigt wird, um diese Rad-Laufflächen zu regenerieren, der Ersatz eines vorhandenen Bremsschuhs gegen einen Bremsschuh 10 der vorliegenden Erfindung ist. Die Rad-Lauffläche wird während normaler Bremsvorgänge ohne jeden zusätzlichen Aufwand regeneriert. Auf diese Weise regeneriert der Bremsschuh 10 die Rad-Lauffläche und kann während der Lebensdauer des Bremsschuhs auf dem Schienenfahrzeug verbleiben. Mit dem Regenerieren der Rad-Lauffläche wird die nutzbare Lebensdauer des Rades bedeutend verlängert.
Während sowohl eine bevorzugte und einige alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail zuvor beschrieben worden sind, wird darüber hinaus verständlich, dass sich Fachleute, die in der relevanten Bremsschuh-Technik ausgebildet sind, verschiedene andere Abwandlungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung vorstellen können, ohne vom Inhalt der Erfindung oder vom Umfang der angefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

Verbund-Bremsschuh (10) zum Regenerieren einer Rad-Lauffläche eines Schienenfahrzeugs während der normalen Betätigung der Bremse an einem derartigen Fahrzeug, der eine Trägerplatte (3) enthält, die mit der Lauffläche des Schienenfahrzeugs in Eingriff kommt, über die das Schienenfahrzeug führbar auf einer Schienenspur getragen wird, wobei der Bremsschuh einen Bremsbelag mit einer Bremsfläche aufweist, die mit der Rad-Lauffläche in Eingriff gebracht werden kann, und die Bremsfläche eine vorgegebene Gestalt und eine vorgegebene berfläche aufweist, wobei der Bremsbelag umfasst: (a) ein erstes Reib-Verbundmaterial (5), das eine vorgegebene Form aufweist und sich wenigstens anfänglich vollständig über die vorgegebene Fläche der Bremsbelages erstreckt, und (b) ein zweites Reib-Verbundmaterial (6), das als separater Einsatz ausgebildet ist, eine vorgegebene Form hat und in das erste Reib-Verbundmaterial (5) geformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Reib-Verbundmaterial (6) anfänglich vollständig in dem ersten Reib-Verbundmaterial (5) eingebettet ist, eine Fläche des separaten Einsatzes der vorgegebenen Fläche der Bremsfläche des Bremsbelages zugewandt angeordnet ist, die eine Fläche des separaten Einsatzes schrittweise freigelegt wird, wenn das erste Reib-Verbundmaterial (5) aufgrund von Reibeingriff mit der Rad-Lauffläche während normaler Bremsvorgänge abgetragen wird, das zweite Reib-Verbundmaterial (6) stärkere Abriebeigenschaften aufweist als das erste Reib-Verbundmaterial (5), das zweite Reib-Verbundmaterial (6) im Wesentlichen aus einem keramischen Schleifmaterial besteht, das erste Reib-Verbundmaterial (5) sich im Wesentlichen über die vorgegebene berfläche der Bremsfläche des Verbund- Bremsschuhs erstreckt, nachdem das zweite Reib-Verbundmaterial (6), das als der separate Einsatz ausgebildet ist, aufgrund von Reibeingriff mit der Rad-Lauffläche während normaler Bremsvorgänge abgenutzt ist.
Verbund-Bremsschuh (10) zum Regenerieren einer Rad-Lauffläche eines Schienenfahrzeugs nach Anspruch 1, wobei das erste Reib-Verbundmaterial (5) enthält: (a) schleifende Bestandteile, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Morganit, Chromit, Eisen(II,III)-oxid, Siliziumkarbid und verschiedenen Gemischen daraus besteht, wobei die schleifenden Bestandteile in dem ersten Reib-Verbundmaterial im Allgemeinen in einem Bereich zwischen ungefähr 35 und ungefähr 45 Gew.-% vorhanden sind, (b) anorganische Füllstoffe, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Ton, Talk, Zinkoxid und verschiedenen Gemischen daraus besteht, wobei die anorganischen Füllstoffe in dem Reib-Verbundmaterial im Allgemeinen in einem Bereich zwischen ungefähr 18 und ungefähr 25 Gew.-% vorhanden sind, (c) organische Füllstoffe und Bindemittel, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Mineralrubber, Kohlenstoff-Füllstoff, Ruß, flüssigem Harz, Akajou-Harz, Styrol-Butadien-Kautschuk, wiedergewonnenem Brems-Verbundmaterial und verschiedenen Gemischen daraus besteht, wobei die organischen Füllstoffe und Bindemittel in dem ersten Reib-Verbundmaterial (5) im Allgemeinen in einem Bereich zwischen ungefähr 30 und ungefähr 40 Gew.-% vorhanden sind, und (d) Vernetzungs- und Aushärtmittel, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Schwefel, Hexamethylentetramin, Beschleunigern, Aktivatoren und verschiedenen Gemischen daraus besteht, wobei die Vernetzungs- und Aushärtmittel einzeln in dem ersten Reib-Verbundmaterial (5) im Allgemeinen in einer Konzentration von ungefähr 1 Gew.-% oder weniger vorhanden sind.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 2, wobei die schleifenden Bestandteile in dem ersten Reib-Verbundmaterial (5) im Allgemeinen in einem Bereich zwischen ungefähr 37 und ungefähr 40 Gew.-% vorhanden sind.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 2, wobei die anorganischen Füllstoffe in dem ersten Reib-Verbundmaterial (5) im Allgemeinen in einem Bereich zwischen ungefähr 21 und ungefähr 23 Gew.-% vorhanden sind.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 2, wobei die organischen Füllstoffe und Bindemittel in dem ersten Reib-Verbundmaterial (5) im Allgemeinen in einem Bereich zwischen ungefähr 36 und ungefähr 39 Gew.-% vorhanden sind.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 1, wobei das keramische Schleifmaterial eine Aluminiumoxid-Schleifverbindung ist.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 1, wobei die Mittellinie der einen Fläche des separaten Einsatzes senkrecht zu einer Längsachse der Bremsfläche des zweiten Reib-Verbundmaterials (6) angeordnet ist und sich in dem ersten Reib-Verbundmaterial (5) in einer Tiefe an der Mittellinie von zwischen ungefähr 0,254 Zentimeter (0,1 Inch) und 0,763 Zentimeter (0,3 Inch) von der Bremsfläche des Bremsschuhs (10) befindet.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 7, wobei die eine Fläche des separaten Einsatzes sich in dem ersten Reib-Verbundmaterial (6) in einer Tiefe an der Mittellinie von zwischen ungefähr 0,3175 Zentimeter (0,125 Inch) und ungefähr 0,635 Zentimeter (0,25 Inch) von der Bremsfläche des Bremsschuhs (10) befindet.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 7, wobei die Mittellinie der einen Fläche des separaten Einsatzes an einer Mittellinie des Bremsschuhs (10) angeordnet ist, die senkrecht zu der Längsachse der Bremsfläche des Bremsschuhs (10) angeordnet ist.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 7, wobei die Mittellinie der einen Fläche des separaten Einsatzes an einer Stelle an dem Bremsschuh (10) außerhalb der Mittellinie des Bremsschuhs (10) angeordnet ist, die senkrecht zu der Längsachse der Bremsfläche des Bremsschuhs (10) angeordnet ist.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 1, wobei der separate Einsatz im Allgemeinen ein rechteckiger Block ist.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 11, wobei der separate Einsatz eine Dicke von im Allgemeinen zwischen ungefähr 0,3175 Zentimeter (0,125 Inch) und ungefähr 0,9525 Zentimeter (0,375 Inch) aufweist.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 11, wobei die Dicke des separaten Einsatzes im Allgemeinen zwischen ungefähr 0,508 Zentimeter (0,2 Inch) und ungefähr 0,763 Zentimeter (0,3 Inch) liegt.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 11, wobei der separate Einsatz im Allgemeinen an der Mittellinie des separaten Einsatzes ungefähr 7,62 Zentimeter (3 Inch) lang ist.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 11, wobei der separate Einsatz eine Länge von zwischen ungefähr 3,81 Zentimeter (1,5 Inch) und ungefähr 6,35 Zentimeter (2,5 Inch) entlang einer Längsfläche des Bremsschuhs hat.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 1, wobei die vorgegebene Gestalt der Bremsfläche bogenförmig ist.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 1, wobei das erste Reib-Verbundmaterial (5) während des Formens mit einer Metall-Trägerplatte (3) verbunden wird.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 17, wobei die Metall-Trägerplatte (3) eine Einrichtung (1) zum Befestigen des Bremsschuhs (10) an einem Bremsenträger, der an dem Schienen-Güterfahrzeug angeordnet ist, enthält.
Verbund-Bremsschuh (10) nach Anspruch 17, wobei die vorgegebene Form des ersten Reib-Verbundmaterials (5) auf einer Achse, die senkrecht zu der einer Längsachse des Bremsschuhs (10) angeordnet ist, im Allgemeinen rechteckig ist und die vorgegebene berfläche der Bremsfläche eine konvexe Form aufweist, so dass sie einer Fläche einer Radlauffläche eines Eisenbahnrades entspricht und eine der Bremsfläche radial gegenüberliegende Fläche eine konkave Form zum Formen an der Trägerplatte (3) des Bremsschuhs (10) und im Allgemeinen bogenförmige Ränder aufweist, die entlang der Längsachse des Bremsschuhs (10) angeordnet sind.