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Bremseinrichtung für Eisenbahnfahrzeuge i Die Erfindung bezieht sich
auf eine Bremseinrichtung für Eisenbahnfahrzeuge, insbesondere auf Einrichtungen
dieser Art mit einem MeBglied,»welches in der Zage ist, während der Bewegung des
Fahrzeuges unter allen nur denkbaren Bremsbedingung gen die tatsächliche Bremskraft
der Bremsklötze zu messen und j anzuzeigen.
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Das Testen von Bremsklötzen von Eisenbahnfahrzeugen sowie der bei
einer Bremseinrichtung verwendeten Verbindungselemente ist insofern erschwert, als
augenblicklich keine Mittel verfügbar sind, mit welchen auf einem bewegten Fahrzeug
die tatsächlichen Bremskräfte der Bremsklötze gemessen werden können#
Die
Testversuche ,sind einzig und allein auf statische Prüfmethoden
besohränkt,.wobei
ein spezieller Bremsschuh verwendet wird, der sich gegen eine Fahrzeugrad-Attrappe
anlegt. Dabei hängt diej aufgebrachte Bremskraft von dem Druck des in einem Bremazylindet
eingesteuerten.Druckmittels ab, wodurch ein Bremsvorgang simuliert wird. Dieser
für diesen speziellen Zweck konstruierte Bremsklotz besitzt Kugellager, von welchen
ein jedes in der Nähe des äußeren Umfanges der Fläche des Bremsklotzes angeordnet
ist. Dazwischen liegt ein auf Spannungen ansprechendes Meßgerät, welches in der
Lage ist, die aufgebrachten Bremskräfte des , Bremsklotzes anzuzeigen, sofern es
mit einem Anzeigegerät, z.B. einem Potentiometer verbunden wird. Die von dem Druckmittel
her-i rührende Druckkraft wirkt über die Verbindungsglieder der Bremse einrichtung
auf den Bremskopf, und wird in den mittleren Bereich des Bremsklotzes übertragen,
wobei die außen gelagerten Kugellagen sich gegen die Fahrzeugrad-Attrappe derart
anlegen, daß durch die auftretenden Biegebeanspruchungen eine geringe Verfor4 mung
des Bremsklotzes herbeigeführt wird. Wenn sich der Bremsklotz ein wenig biegt, so
wird die hieraus resultierende Spannung von dem Meßglied aufgenommen, wobei ferner
ein elektrischel Anzeigegerät vorgesehen ist, welches nach Maßgabe der Spannungen
arbeitet, so daß die Bremskraft des Bremsklotzes gemessen und abgelesen werden kann.
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Bei diesen an sich bekannten statischen Prüfmethoden muß ein bestimmter
Teil der Kraft des Druckmittels zur Überwindung der Reibung in den Verbindungsgliedern
der Bremseinrichtung aufgebracht werden, bevor auf den Bremsklotz eine Bremskraft
ausgeübt wird. Man kann annehmen, daß diese Reibungskräfte durc4 die Erschütterungen
des in Fahrt befindlichen Fahrzeuges hinreichend herabgesetzt werden, so daß die
in dem Bremsklotz auftretende Bremskraft auf einen Wert vermindert wird, welcher
kei" neswegs demjenigen Wert entspricht, wie er mit Hilfe der statischen Prüfmethode
gefunden wurde.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bremseinrichtung
mit einer Meßvorrichtung zu schaffen, welch letztere nach Maßgabe-des Grades der
Beanspruchung eines verformbaren Meßgliedes arbeitet und welche auf einem herkömmlichen
Bremskopf in üblieher Weise angeordnet werden kann, so daß auf dem in Bewegung befindlichen
Fahrzeug die tatsächliche Bremskraft des Brems-: klotzes.gemessen werden kann, und
zwar unter Bedingungen, wie sie beim Bremsen tatsächlich gegeben sind.
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.Nach der Erfindung besitzt der Bremsklotz eine auf Spannungen ansprechende
Meßvorrichtung mit einer Bremsklotzhalteplatte der herkömmlichen Art, mit welcher
der Bremsklotz in bekannter Weise verbunden ist. Es ist ferner eine weitere Platt
der herkömmlichen Form vorgesehen, welche in ihrem mittleren Teil mit Bremsklotz-Halteplatten
verbunden ist und ein MeBglied aufnimmt. Dabei liegen die Meßglieder in einander
gegenüberliegenden Aussparungen der einen Platte, wobei diese Aussparungen zu beidenSeiten
des Verbindungselementes der beiden Platten ante geordnet sind. Die Meßglieder durchsetzen
hierbei mit einem nach vorne ragenden Ansatz den zwischen den beiden Platten liegenden
Zwischenraum. Die den Bremsklotz tragende Bremoklotz-Halteplatte steht mit der ihr
zugeordneten Platte über ein Verbindungsglied derart in Verbindung,.daß die äußere
Umfangsfläche der Bremsklotz-Halteplatte gegenüber der inneren Umfangsfläche der
zugeordneten Platte einen geringen Abstand besitzt. Dieser Abstand wird dadurch
erreicht, daß sich die Meßglieder mit dem voraprin.4 geraden Teil gegen die Außenumfangsfläche
der Bremsklotz-Halteplatte anlegen. Das Verbindungsglied der beiden Platten ist
so geformt, daß es in.dem Bremskopf einer herkömmlichen Bremseinrichtung eingesetzt
werden kann. Mit diesem Bremskopf ist die aus den beiden Platten und den herkömmlichen
Verbindungselementen bestehende Einheit verbunden. Die MeBglieder übertragen
die aufgebrachten Bremskräfte auf die Bremsklötze, wobei diese Bremskräfte die Meßglieder
leicht verformen. Diese Verformung
ruft in einer Drahtspirale eine
Spannung hervor, wobei diese Drahtspirale mit der Metallscheibe eines jeden Meßgliedes
fest verbunden ist. Der elektrische Widerstand der Drahtspirale, welche einen Teil
des Meßgliedes darstellt; ist dabei umgekehrt proportional dem Querschnitt des Drahtes
der Drahtspirale, wel-' eher wiederum umgekehrt proportional der aufgebrachten Bremskraft
ist. So ist also der Widerstand des auf Spannungen ansprechenden Meßgliedes direkt
proportional der aufgebrachten Bremskraft, und kann demgemäß zur Veränderung eines
Stromes in einem elektrische Stromkreis verwendet werden, wobei über ein in diesem
Stromkreis liegendes Anzeigegerät die auf das Fahrzeurad tatsächlich ausgeübte Bremskraft
des Bremsklotzes einwandfrei gemessen und abgelesen werden kann.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung noch etwas näher
erläutert. In dieser zeigen in rein schematischer Weises Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt
durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung Fig. 2 eine
perspektivische Darstellung des Meßglie--i dest wie es in die Anordnung nach Fig.
1 eingebaut wird -Fig. 3 einen durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Bremseinrichtung Fig4 eire perspektivische Darstellung einer etwas abgewandelten
Ausführungsform des Meßgliedea, wie es in Fig. 3 gezeigt wird.
Mit
1 ist die Bremseinrichtung bezeichnet, welche auseiner herkömmlichen Bremaklotz-Halteplatte
2 besteht. Diese Platte 2 besitzt ein Brückenglied 3, mit welchem in an sich bekannter
Weise der Bremsklotz 4 verbunden ist. Mit-5 ist eine weitere Platte bezeichnet,
welche im wesentlichen die gleiche Krümmung wie die Bremsklotz-Halteplatte 2 besitzt.
Diese Platte 5 ist mit einem Verbindungsglied 6 verbunden, z:B. verschweißt, welches
so ausgebildet ist, daB es das Brückenglied 3 aufnehmen kann. Die beiden Platten
2 und 5 werden über einen Zapfen 7 odelt Stift miteinander so verbunden, daß zwischen
den beiden Platten 2 und 5 ein geringer Zwischenraum besteht. Dieser Zapfen 7 ist
durch eine Bohrung in dem Verbindungsglied 6 hindurchgeführt und legt sich gegen
die untere Seite des Brückengliedes 3 an. Die aus der Platte 2, dem Brückenglied
3, dem Bremsklotz 4, der weiteren Platte 5, dem Verbindungsglied 6 und dem Zapfen
7 bestehende Gesamtanordnung wird dann mit Hilfe eines Bremskeiles 9 mit einem herkömmlichen
Bremskopf 8 verbunden. Der Bremskeil 9 wird dabei in einen Schlitz eingesetzt, welcher
in den Bremskopf 8 eingearbeitet ist, und ist darüber-hinaus in herkömmlicher Weise
durch das Verbindungsglied 6 hindurchgeführt.
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Die Platte 5 weist in ihrem mittleren Teil eine recht, eckige Öffnung
1o auf, durch welche das Verbindungsglied 6 hindurchgeführt ist und mittels einer
Schweißverbindung gesichert ist. Zu beiden Seiten der Öffnung 1o und äquidistant
hierzu liegt eine zylindrische Aussparung 11, in welcher ein elastisches, scheibenförmiges
MeBglied.12 gehalten wird. Die Grundfläche dieser Aussparung 11 bildet eine@ringförmige
Schulter 13A welche das Meßglied 12 in Umfangsrichtung um die Peripherie der Fläche
14 herum abstützt, wobei das Meßglied 12 in der Aussparung von einem Sprengring
15 gehalten wird, welcher in eine Nut in der ringförmigen Fläche der Aussparung
11 eingreift.
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Das Brückenglied 3 ist U-förmig ausgebildet und bildet
mit
der Bremsklotz-Halteplatte 2 eine bauliche Einheit. Das in die Öffnung 1o eingeführte
und mit der Platte 5 verbundene Glied 6 besitzt gleichfalls U-Form, wobei die beiden
einander gegenüberliegenden Seiten über ein in sich geschloosenes Ende verbunden
sind. Die Öffnungen des Verbindungsgliedes liegen rechtwinklig zu der Öffnung des
Brückengliedes 3 und fluchten mit dem Durchgang für den Bremskeil 9 des Bremskopfes
8, so daß der Bremskeil 9 zur Verbindung der Gesamtanordnung mit dem tremskopf 8
aufgenommen wird.
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Die diese Gesamtanordnung bildenden Teile werden als Einheit dadurch
festgehalten, daß das Brückenglied 3 durch die Öffnung 1o in der Platte 5 hindurchgeführt
und in die Öffnung, welche von dem U-förmigen Verbindungsglied 6 gebildet wird,
ein41 gesetzt wird, und zwar so lange, bis die Halteplatte 2 gegen das elastische
Meßglied 12-anschlägt, woraufhin die Plattenanordnung in einer Weise elastisch zusammengebaut
wird, daß zwischen diesen Teilen ein Spiel vorgesehen wird. Dieses Spiel wird dadurch
erreicht, daß der Zapfen 7 in eine Bohrung in den Seitenflächen des Brückengliedes
6 eingesetzt wird. Dabei legt sich eine läng4 des Zapfens 7 liegende flache Seite
gegen die Unterseite des ge-, schlossenen Endes des Brückengliedes 3 an.
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Das scheibenförmige Meßglied 12 ist in Figur 2 in Form einer perspektivischen
Darstellung näher erläutert. Es besteht aus einem relativ harten, jedoch elastischen
Material, z.B. aus gehärtetem Stahl, welcher eine derartige Elastizität besitzt,
daß bei Vollast die Blastizitätsgrenze nicht überschritjten wird. Das Meßglied 12
besitzt einen vorspringenden Ansatz 16, welcher so ausgebildet ist, daß er sich
gegen die außenliegende Umfangsfläche 17 der Platte 2 anlegt. Hierdurch entsteht
zwischen den Umfangsflächen 17 und 18 der Platte 2 und 5 ein kleiner Zwischenraum
oder Spalt. Mit der Fläche 14 des MeBgliedes
12 ist-eine Drahtspirale
19 oder ein Drahtgitter fest, z.B. durch Zementieren, verbunden, wobei diese Drahtspirale
19 Teil einer elektrischen Meßeinrichtung ist. Das Meßglied 12 spricht , auf Spannungen
an. Die Klemmen der Drahtspirale 19 stehen mit einem in der Zeichnung nicht weiter
dargestellten MeB- und Anzeigegerät in Verbindung. Dieses Ließ- und Anzeigegerät
mißt den in einem elektrischen Stromkreis fließenden elektrischen Strom nach Maßgabe
des Widerstandes der Drahtspirale 19, so daß auf diese Weise die Bremskräfte des
Bremsklotzes gemessen werden können.
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Wenn im Betrieb auf den Bremsklotz über die Verbindungselemente der
Bremseinrichtung eine Kraft ausgeübt wird, dann wird diese Kraft von dem Bremskopf
8 auf die Platte 5 übe r-+ tragen; von da aus wird diese Kraft über das elastische
Meßglied 12 auf' die Halteplatte 2 und den Bremsklotz 4 übertragen, welcher auf
diese Weise gegen die Lauffläche des in der-Zeichnung nicht dargestellten Fahrzeugrades
gepreßt wird. Bei Betätigung der Bremseinrichtung 1, also beim Anlegen des
Bremsklotzes 4 gegen die Lauffläche des. Fahrzeugrades, wird die Platte 5 in Richtung
der Halteplatte 2 gepreßt, was zur Folge hat, daß wege4 des elastischen Meßgliedes
12 der Zwischenraum zwischen den beim den Umfangsflächen 17 und 18 vermindert wird..
Es ist klar, daß die aufgebrachte Bremskraft von der ringförmigen Schulter 13 der
Platte, 5-auf diejenige Stelle übertragen wird, an weicher der vorspringende Ansatz
16 die Halteplatte 2 berührt. Diese Berührurig hat eine leichte Ausbauchung des
scheibenförmigen ließgliedes 12 zur Folge. Diese Biegebeanspruchung des Meßgliedes
12 führt zu einer ähnlichen Beanspruchung des Drahtes der Draht-4 " spirale 19 im
Ansatz 16. Die geringfügige Verformung und damit Beanspruchung des Drahtes der Drahtspirale
19 hat zur Folge, daß der Querschnitt des Drahtes proportional verkleinert und dessen
Widerstand im umgekehrten Sinne-entsprechend : verändert wird. Die Änderung
des elektrischen Widerstandes des in dem Anratz
16 befindlichen
Drahtes der Drahtspirale 19 wird dazu ver-, wendet, in einem elektrischen Meßkreis
eine Veränderung der Stromstärke hervorzurufen, so daß über ein in diesem Meßstromkreis
angeschlossenes Meß- und Anzeigegerät die auf den Bremsklotz einwirkende Bremskraft
gemessen-werden kann.
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Bei der etwas abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung nach Figur 3 besitzt die Bremseinrichtung 2o eine Bremsklotz-Halteplatte
21 mit einem Paar Brems klötzen 4, welche mit dieser Platte 21 in geeigneter Weise
verbunden sind. Im mittleren Teil der Bremeklotz-Halteplatte 21 ist ein Brückenglied
22 angeschweißt, welches eine Aufhängevorrichtung zum Aufhängen einer weiteren Platte
23 über ein Paar Zapfen 24 bildet derart, daß zwischen den beiden Umfangsflächen
25 und 26 der beiden Platten 21 und 23 ein geringer Zwischenraum, also Spalt, besteht.
Die aus der Platte 21, den Bremsklötzen 4, dem Brückenglied 22 und der weiteren
Platte 23 bestehende Einheit steht mit einem herkömmlichen Bremskopf 8 in Verbindung.
Dabei kann der Bremskeil 9 in einen Schlitz des Bremskopfes 8 und in das Brückenglied
22 in der üblichen Weise eingesetzt werden, so daß die Gesamtanordnung mit dem Bremskopf
8 als Einheit verbunden werden kann.
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Die Platte 23 besitzt ferner einander gegenüberliegen de kreisförmige
Aussparungen 27, und zwar zu beiden Seiten des in der Mitte angeordneten Brückengliedes
22, von welchem die Aussparungen 27 gleich weit entfernt sind. Eine jede Aussparung
27 nimmt ein elastisches Meßglied 28 auf, welches die Form eine kreisförmigen Scheibe
besitzt. Diese Scheibe weist eine Außenfläche 29 auf, welche auf der Bodenfläche
3o der Aussparung 27 aufliegt und eine Innenfläche 31 besitzty die aus der Aussparung
27 der Platte 23 ein wenig herausragt und sich gegen die innere Umfangsfläche der
Platte 21 derart anlegt# daß zwischen den ein arider gegenüberliegenden benachbarten
Umfangeflächen der. beiden
Platten 21 und 23 ein Zwischenraum
bestehen bleibt.
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Das elastische Meßglied 28 (Figur 4) besteht aus einem zentralen ringförmigen
Kern 32 aus hartem Material, z.B. Gummi. Mit dem Außenumfang dieses Kernes 32 ist
ein Ring 33 fest verbunden. Dieser Ring 33 kann aus gehärtetem Stahl bestehen, der
eine Blastizitätsgrenze besitzt, die höher liegt als die auf den Ring 33 wirkenden
maximalen Spannungen. Mit dem Ring 33 ist beispielsweise durch Zementieren eine
Drahtspirale 19 oder ein Drahtgitter fest verbunden, deren Klemmen mit einem
in der Zeichnung nicht weiter dargestellten Meß- und Anzeigege-: rät in Verbindung
stehen. Mit Hilfe dieses Meß- und Anzeigegerätes kann die Bremskraft des Bremsklotzes
festgestellt werden, wobei der elektrische Widerstand der Drahtspirale 19 die Grundlage
bildet. Zwischen der Umfangsfläche der Aussparung 27 und dem Ring 33 ist ein Schutzglied
34 in Form einer Buchse gelagert, welche die Drahtspirale 19 gegen die Seitenwand
der Aussparung 27 schützt.
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Die Betriebsweise der etwas abgewandelten Ausführungs-4 form der erfindungsgemäßen
Bremseinrichtung nach Figur 3 ähnelt dem Betrieb der in Figur 1S dargestellten Verwirklichungsform,
ausgenommen, daß die beim Anlegen der Bremsklötze 4 gegen die Lauffläche des Rades
des-in Bewegung befindlichen, in der Zeich-4 nung nicht dargestellten Fahrzeuges
auf die Bremseinrichtung 2o ausgeübte Kraft ein leichtes Biegen der äußeren Enden
der benachbarten Platten 21 und 23 relativ zueinander und innerhalb des Spaltes
zwischen diesen-Platten 21-und 23 hervorruft, wodurch die Meßglieder 28 zur Übertragung
der aufgebrachten Brems kräfte wirksam werden. Diese Kraft wirkt als Druckkraft
auf den Kern 32 und wird in eine radial nach außen gerichtete Kraft umgewandelt,
welche dieser Kern 32 bei Druckbeanspruchung auf den Ring 33 überträgt. Dabei dehnt
sich der Ring 33 einwenig aus, so-daß die Drahtspirale 19 beansprucht wird. Diese-Beanspruchun
hat
eine Veränderung des Widerstandes der Drahtspirale 19 zur Folge, welcher mit Hilfe
eines geeigneten MeB- und Anzeigegerätes in eine Anzeige der Bremskraft der Bremsklötze
umgewandelt wird, wie dies im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung
vorstehend näher erläutert wird.