[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Betätigungszylinder für eine Schienenbremse,
insbesondere Magnetschienenbremse, umfassend ein Zylindergehäuse, einen in dem Zylindergehäuse
geführten Kolben und eine mit dem Kolben verbundene Kolbenstange, wobei die Kolbenstange
hohl ausgebildet ist und einen Innenraum aufweist, wobei im Innenraum der Kolbenstange
ein Zugmittel in einer Axialrichtung der Kolbenstange beweglich geführt angeordnet
ist, wobei das Zugmittel an einem im Innenraum angeordneten ersten Ende einen Halteabschnitt
aufweist, welcher ausgebildet ist, ein Herausgleiten des Zugmittels aus der Kolbenstange
zu verhindern.
[0002] Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Schienenbremse, insbesondere Magnetschienenbremse,
umfassend einen Schleifschuh und einen Betätigungszylinder.
Technologischer Hintergrund
[0003] Eine Schienenbremse ist eine Bremse für ein Schienenfahrzeug. Sie umfasst einen eisernen
Schleifschuh, welcher zum Abbremsen des Schienenfahrzeugs auf eine Schiene herabgesenkt
wird. Zwischen der Schiene und dem sich mit dem Schienenfahrzeug vorwärtsbewegenden
Schleifschuh entsteht Reibung, die die kinetische Energie der Bewegung in Wärme umwandelt,
bis die Bewegungsenergie verbraucht ist.
[0004] Eine meist verwendete Ausführungsform einer Schienenbremse ist eine Magnetschienenbremse.
Die Magnetschienenbremse umfasst zusätzlich einen Elektromagneten, welcher in der
Regel in dem Schleifschuh angeordnet ist. Bei Stromfluss durch den Elektromagneten
wird der Schleifschuh an die Schiene gezogen.
[0005] Zum Absenken beziehungsweise Anheben des Schleifschuhs der Schienenbremse sind üblicherweise
Betätigungszylinder vorgesehen, an denen der Schleifschuh der Schienenbremse aufgehängt
ist. Bei einer Betätigung des Betätigungszylinders wird die Schienenbremse beziehungsweise
der Schleifschuh der Schienenbremse soweit abgesenkt, bis, im Falle einer Magnetschienenbremse,
die durch die Elektromagneten erzeugten magnetischen Kräfte ausreichend sind, um den
Schleifschuh an die Schiene heranzuziehen.
[0006] Der Betätigungszylinder ist an dem Schienenfahrzeug, beispielsweise an einem Drehgestell,
befestigt. Bei bekannten Schienenbremsen ist die Anbindung zwischen dem Betätigungszylinder
und dem Schleifschuh beziehungsweise einer Spurstange des Schleifschuhs eine starre
Anbindung. Bei der starren Anbindung wird der Schleifschuh beziehungsweise die Spurstange
des Schleifschuhs direkt mit der Kolbenstange des Betätigungszylinders verbunden.
Aufgrund von Bewegungen des Schienenfahrzeugs oder aufgrund von Unebenheiten der Oberfläche
der Schiene sowie beim Ein- und Ausfahren des Kolbens im Betätigungszylinder treten
Relativbewegungen der Magnetschienenbremse gegenüber dem Schienenfahrzeug und dem
Betätigungszylinder auf. Um die Relativbewegungen und die dadurch hervorgerufene Materialermüdung
zu minimieren, sind im Stand der Technik gummielastische Lagerungen des Betätigungszylinders
an dem Schienenfahrzeug bekannt.
[0007] Bei einer gummielastischen Lagerung kommt es jedoch zu einer Pendelbewegung des Betätigungszylinders
und einer höheren Belastung der Zylinderanbindung. Hieraus resultiert auch ein größerer
notwendiger Freiraum im Drehgestell.
[0008] Aus der
DE 10 2013 223 962 A1 ist eine Kolbenanordnung für eine Scheibenbremse bekannt. Der Kolben ist als einseitig
offener Hohlzylinder spanlos aus dünnem Stahlblech oder einem Stahldrahtabschnitt
umgeformt gestaltet. Der Kolben umfasst ferner einen Kolbenboden sowie einstückig
daran eine Wandung mit einer Nut, wobei der Kolbenboden ausgehend von einem Topfinneren
hydraulisch mit Bremsdruck beaufschlagbar ist, sodass eine auswärts gerichtete Anlagefläche
des Kolbenbodens gegen einen Reibbelag pressbar ist, und wobei der Kolben zwecks Kooperation
mit einer Antriebsmutter einer Feststellbremsbetätigungsvorrichtung zusätzlich einen
Kupplungskonus aufweist.
[0009] Die
GB 2 074 260 A offenbart einen Betätigungszylinder für eine Scheibenbremse. Der Betätigungszylinder
weist ein Gehäuse und einen hohlen, gestuften Kolben auf, der in einer Zylinderbohrung
des Gehäuses angeordnet ist. In dem hohlen Kolben ist eine Hülse angeordnet, welche
über einen an der Hülse angeformten Vorsprung formschlüssig an dem gestuften Kolben
geführt ist. Bei Betätigung des Kolbens wird über die Hülse eine Zugstange betätigt.
Mittels der in dem Kolben angeordneten Hülse kann eine Transversalkomponente einer
Bremsanpresskraft an das Gehäuse des Betätigungszylinders weitergeleitet werden.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
[0010] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Betätigungszylinder
für eine Schienenbremse bereitzustellen, bei dem aufgrund von Relativbewegungen eines
an dem Betätigungszylinder aufzuhängenden Schleifschuhs auftretende Belastung oder
Pendelbewegung minimiert werden und für den der notwendige Freiraum in einem Drehgestell
eines Schienenfahrzeuges für die Befestigung des Betätigungszylinders minimiert wird.
Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schienenbremse
mit einem Betätigungszylinder bereitzustellen, mit der die vorgenannten Vorteile erhalten
werden.
[0011] Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ein Betätigungszylinder
für eine Schienenbremse, insbesondere Magnetschienenbremse, umfassend ein Zylindergehäuse,
einen in dem Zylindergehäuse geführten Kolben und eine mit dem Kolben verbundene Kolbenstange
vorgeschlagen, wobei die Kolbenstange hohl ausgebildet ist und einen Innenraum aufweist,
wobei im Innenraum der Kolbenstange ein Zugmittel in einer Axialrichtung der Kolbenstange
beweglich geführt angeordnet ist, wobei das Zugmittel an einem im Innenraum angeordneten
ersten Ende einen Halteabschnitt aufweist, welcher ausgebildet ist, ein Herausgleiten
des Zugmittels aus der Kolbenstange zu verhindern, wobei ferner das Zugmittel an einem
aus dem Innenraum herausragenden zweiten Ende einen Anbindungsabschnitt geeignet zur
Anbindung an eine Schienenbremse, insbesondere an einen Schleifschuh einer Schienenbremse,
aufweist, und wobei der Anbindungsabschnitt gegenüber dem Halteabschnitt bewegbar,
insbesondere auslenkbar, ist.
[0012] Die Kolbenstange ist hohl ausgebildet und weist einen Innenraum auf. Der Innenraum
kann als Innenbohrung der Kolbenstange ausgebildet sein. Dabei ist die Kolbenstange
zu einer ersten Seite offen ausgebildet, sodass das in dem Innenraum angeordnete Zugmittel
mit einem ersten Ende im Inneraum der Kolbenstange und mit einem zweiten Ende außerhalb
des Innenraums der Kolbenstange angeordnet ist. Die Kolbenstange weist ferner eine
längliche Erstreckung in einer Axialrichtung auf, wobei der Innenraum, insbesondere
die Innenbohrung, sich entlang der Axialrichtung erstreckt.
[0013] Das Zugmittel ist zumindest teilweise, nämlich mit dem ersten Ende in dem Innenraum
angeordnet, und kann in der Kolbenstange in der Axialrichtung vor und zurück bewegt
werden. Dabei ist ein Halteabschnitt vorgesehen, welcher in Art einer Verliersicherung
das Zugmittel in der Kolbenstange sichert, sodass ein vollständiges Herausgleiten
des Zugmittels aus der Kolbenstange verhindert wird.
[0014] Das Zugmittel weist an dem aus dem Innenraum herausragenden zweiten Ende einen Anbindungsabschnitt
auf, welcher zur Anbindung oder zur Aufhängung einer Schienenbremse, insbesondere
einer Magnetschienenbremse, bzw. eines Schleifschuhs einer Schienenbremse ausgebildet
ist. Der zur Anbindung an eine Schienenbremse vorgesehene Anbindungsabschnitt ist
gegenüber dem Halteabschnitt bewegbar, insbesondere auslenkbar, ausgebildet. Eine
Bewegbarkeit des Anbindungsabschnitts gegenüber dem Halteabschnitt bedeutet, dass
der Anbindungsabschnitt zumindest in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung der
Kolbenstange gegenüber dem in der Kolbenstange angeordneten Halteabschnitt des Zugmittels
bewegt werden kann. Die Bewegung des Anbindungsabschnitts kann dabei als eine Veränderung
der Ausrichtung des Halteabschnitts gegenüber der Ausrichtung des Anbindungsabschnittes
erfolgen.
[0015] Insbesondere wird die Ausrichtung des im Innenraum der Kolbenstange angeordneten
Bereichs, bzw. des ersten Endes des Zugmittels bei einer Bewegung oder einer Auslenkung
des aus dem Innenraum der Kolbenstange herausragenden Bereichs, bzw. des zweiten Endes
des Zugmittels nicht verändert. Bevorzugt erfährt bei einer Bewegung oder Auslenkung
des Anbindungsabschnitts ausschließliche der aus dem Innenraum der Kolbenstange herausragenden
Bereichs, bzw. das zweiten Endes des Zugmittels eine Änderung der Ausrichtung. Insbesondere
ist der Bereich des Zugmittels, weiter insbesondere das erste Ende des Zugmittels,
welcher im Innenraum der Kolbenstange angeordnet ist, ausschließlich in der Axialrichtung
bewegbar und weiter insbesondere nicht oder nur minimal in einer Ebene senkrecht zu
der Axialrichtung bewegbar oder auslenkbar.
[0016] Beispielsweise kann der Anbindungsabschnitt gegenüber dem Halteabschnitt verschwenkt,
ausgelenkt oder seitlich, insbesondere senkrecht zur Axialrichtung der Kolbenstange,
bewegt werden. Wird eine Schienenbremse, insbesondere eine Magnetschienenbremse, an
dem Anbindungsabschnitt befestigt und somit an dem Zugmittel aufgehängt, sind Relativbewegungen
der Schienenbremse, insbesondere eines Schleifschuhs der Schienenbremse, aufgrund
der Bewegbarkeit beziehungsweise Auslenkbarkeit des Anbindungsabschnittes gegenüber
dem Betätigungszylinder möglich, sodass Pendelbewegungen, die Materialermüdung und
Belastungen des Betätigungszylinders bzw. dessen Aufhängung an einem Drehgestell eines
Schienenfahrzeugs verringert werden.
[0017] In einem am Schienenfahrzeug angeordneten Zustand des Betätigungszylinders wird dieser
bevorzugt an einem Drehgestell des Schienenfahrzeugs befestigt. Dafür wird das Zylindergehäuse
des Betätigungszylinders in einem unteren Bereich derart an dem Drehgestell befestigt,
dass ein oberer Bereich des Betätigungszylinders im Wesentlichen freistehend ist.
Der Kolben und die mit dem Kolben verbundene Kolbenstange führt bei einer Betätigung
des Betätigungszylinders eine Bewegung in einer vertikalen oder senkrechten Richtung
aus. Werden der Kolben und die Kolbenstange nach unten abgesenkt, so wird auch das
in dem Innenraum der Kolbenstange angeordnete Zugmittel mit abgesenkt. In diesem am
Schienenfahrzeug angeordneten Zustand des Betätigungszylinders ragt das Zugmittel
nach unten aus der hohlen Kolbenstange heraus, insbesondere ist der Anbindungsabschnitt
im Wesentlichen unterhalb des Halteabschnitts angeordnet.
[0018] An dem Anbindungsabschnitt kann eine Spurstange beziehungsweise ein Schleifschuh
der Schienenbremse befestigt werden, wobei der im Innenraum der hohlen Kolbenstange
angeordnete Halteabschnitt ein Herausgleiten des Zugmittels und somit ein Herunterfallen
des an dem Anbindungsabschnitt des Zugmittels angeordneten Schleifschuhs verhindert.
Beim Herabfahren oder Herabsenken des Schleifschuhs beziehungsweise der Schienenbremse
und aufgrund der beim Kontakt des Schleifschuhs mit der Schiene auftretenden Reibung
kann es zu Relativbewegungen des Schleifschuhs gegenüber dem Betätigungszylinder kommen,
diese Relativbewegungen werden jedoch größtenteils aufgrund der Bewegbarkeit, insbesondere
der Auslenkbarkeit, des Anbindungsabschnittes gegenüber dem Halteabschnitt und somit
gegenüber dem Betätigungszylinder ausgeglichen.
[0019] Durch die Bewegbarkeit des Anbindungsabschnitts gegenüber dem Halteabschnitt und
somit gegenüber dem Betätigungszylinder werden Pendelbewegungen des Betätigungszylinders
und hohe Belastungen auf die Verbindung des Betätigungszylinders mit dem Drehgestell
reduziert.
[0020] Im Folgenden werden Begriffe wie "oben", "unten", "seitlich", "oberes Ende" und "unteres
Ende" stets auf eine Ausrichtung des Betätigungszylinders bezogen, welche der Ausrichtung
des Betätigungszylinders im am Schienenfahrzeug angeordneten Zustand entspricht. Mit
anderen Worten sind Begriffe wie "oben", "unten" etc. derart auf einen Betätigungszylinder
zu beziehen, welcher so ausgerichtet ist, dass der Kolben und die damit verbundene
Kolbenstange bei einer Betätigung des Betätigungszylinders eine vertikale Bewegung
ausführen und dass der Halteabschnitt des Zugmittels in vertikaler Richtung oberhalb
des Anbindungsabschnitts des Zugmittels angeordnet ist. Bei einer abweichenden Ausrichtung
des Betätigungszylinders, beispielsweise bei einer horizontalen Ausrichtung des Betätigungszylinders,
das heißt bei einer Ausrichtung, bei der der Kolben und die Kolbenstange eine Bewegung
in einer horizontalen Richtung ausführen, sind Begriffe wie "oben", "unten" und verwandte
Begriffe entsprechend zu übertragen bzw. anzupassen.
[0021] Bevorzugt weist der Innenraum einen unteren Bereich und einen oberen Bereich auf,
wobei ein Durchmesser des unteren Bereichs des Innenraums kleiner als ein Durchmesser
des oberen Bereichs des Innenraums ist, und wobei weiter bevorzugt ein Durchmesser
des Halteabschnitts größer als der Durchmesser des unteren Bereichs des Innenraums
der Kolbenstange ist.
[0022] Der Innenraum der Kolbenstange ist insbesondere in der Axialrichtung gesehen in einen
oberen und einen unteren Bereich unterteilt, wobei der obere Bereich im am Schienenfahrzeug
angeordneten Zustand des Betätigungszylinders in vertikaler Richtung oberhalb des
unteren Bereichs angeordnet ist. Ist der Innenraum als Innenbohrung ausgebildet, so
weist der Innenraum zwei im Wesentlichen zylindrisch ausgebildete Bereiche der Bohrung
auf, welche unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Die Abschnitte der Innenbohrung
im oberen Bereich und im unteren Bereich des Innenraums sind koaxial zueinander ausgerichtet.
In der Axialrichtung der Kolbenstange von unten nach oben gesehen erweitert sich somit
der Innenraum der Kolbenstange am Übergang vom unteren Bereich zum oberen Bereich.
Ein Durchmesser des Halteabschnitts ist dabei bevorzugt größer als der Durchmesser
des unteren Bereichs des Innenraums, aber weiter bevorzugt gleichzeitig kleiner als
der Durchmesser des oberen Bereichs des Innenraums. Hierdurch wird der Halteabschnitt
und somit das gesamte Zugmittel in Form einer Verliersicherung in dem Innenraum der
Kolbenstange gehalten und ein Herausgleiten des Zugmittels aus der Kolbenstange nach
unten wird verhindert. Gleichzeitig kann eine Bewegung des Zugmittels in der Axialrichtung
der Kolbenstange gewährleistet werden, wobei die Bewegung lediglich nach unten durch
die durch den Halteabschnitt und die entsprechende Ausgestaltung der Durchmesser des
unteren Bereichs und des oberen Bereichs des Innenraums gewährleistete Verliersicherung
begrenzt wird.
[0023] Ferner bevorzugt ist vorgesehen, dass der Durchmesser des unteren Bereichs zwischen
10 mm und 20 mm, weiter bevorzugt zwischen 13 mm und 17 mm, insbesondere weiter bevorzugt
15 mm, beträgt, und/oder dass der Durchmesser des oberen Bereichs zwischen 15 mm und
25 mm, weiter bevorzugt zwischen 18 mm und 22 mm, insbesondere weiter bevorzugt 20
mm, beträgt, und/oder dass der Durchmesser des Halteabschnitts zwischen 13 mm und
23 mm, weiter bevorzugt zwischen 16 mm und 20 mm, insbesondere weiter bevorzugt 18
mm, beträgt.
[0024] Mit der Wahl dieser Durchmesser werden eine Kolbenstange und ein Zugmittel bereitgestellt,
welche eine ausreichende Stabilität zum Halten beziehungsweise zum Aufhängen eines
Schleifschuhs einer Schienenbremse aufweisen. Gleichzeitig kann die Kolbenstange einen
geringeren Außendurchmesser aufweisen, als aus dem Stand der Technik bekannte Kolbenstangen
für Betätigungszylinder, da die Belastungen auf die Kolbenstange aufgrund der Bewegbarkeit
des Anbindungsabschnitts gegenüber dem Halteabschnitt reduziert sind.
[0025] Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass das Zugmittel, bevorzugt um die Axialrichtung,
drehbar in der Kolbenstange angeordnet ist.
[0026] Die Drehbarkeit des Zugmittels in der hohlen Kolbenstange kann insbesondere dadurch
gewährleistet werden, dass das Zugmittel, insbesondere der Halteabschnitt, einen im
wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist, und in einer Innenbohrung der Kolbenstange
mit einem ebenfalls im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt angeordnet ist.
[0027] Durch die Drehbarkeit des Zugmittels in der Kolbenstange können auch komplexe Relativbewegungen
eines Schleifschuhs beziehungsweise einer Spurstange eines Schleifschuhs einer Schienenbremse
gegenüber dem Betätigungszylinder ausgeglichen werden, da das Zugmittel durch Drehung
in der Kolbenstange stets eine Position einnehmen kann, in dem die Bewegbarkeit oder
Auslenkbarkeit des Anbindungsabschnitts gegenüber dem Halteabschnitt die Relativbewegungen
des Schleifschuhs optimal kompensieren kann.
[0028] Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Halteabschnitt ein Flansch und/oder
ein Drehteil, insbesondere eine Hülse, ist, wobei der Halteabschnitt eine untere Kontaktfläche
aufweist und wobei der Innenraum der Kolbenstange an einem Übergang zwischen dem unteren
Bereich und dem oberen Bereich eine Anlagefläche für die Kontaktfläche aufweist.
[0029] Die Kontaktfläche ist weiter bevorzugt der Anlagefläche der Kolbenstange gegenüberliegend
und zugewandt ausgebildet. Insbesondere befindet sich die Kontaktfläche im am Schienenfahrzeug
angeordneten Zustand des Betätigungszylinders auf einer Unterseite des Halteabschnitts.
Die Anlagefläche der Kolbenstange ist an dem Übergang zwischen dem unteren Bereich
und dem oberen Bereich ausgebildet, und kann stufenförmig ausgebildet sein. Die Kontaktfläche
und die Anlagefläche können im am Schienenfahrzeug angeordneten Zustand des Betätigungszylinders
im Wesentlichen horizontal, das heißt in einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung der
Kolbenstange ausgerichtet sein. Jedoch ist es auch möglich, dass die Anlagefläche
und die Kontaktfläche im Wesentlichen konisch und komplementär zueinander ausgebildet
sind. Weiter bevorzugt können die Kontaktfläche und die Anlagefläche in eine plane
Anlage zueinander gebracht werden.
[0030] Der Halteabschnitt kann entweder integraler Bestandteil des Zugmittels sein und beispielsweise
als ein aus dem Zugmittel herausgeformter Flansch ausgebildet sein. Darüber hinaus
ist es auch möglich, dass der Halteabschnitt in Form eines Drehteils an dem oberen
Ende des Zugmittels angeordnet und befestigt ist. Insbesondere wenn der Halteabschnitt
als Hülse ausgebildet ist, kann diese an einem oberen Ende des Zugmittels auf dieses
aufgesetzt und mit diesem verbunden werden, sodass der Halteabschnitt Teil des Zugmittels
wird. Auch kann der als Drehteil ausgebildete Halteabschnitt einen Flansch aufweisen.
[0031] Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Anbindungsabschnitt eine Hülse,
insbesondere eine Einpresshülse ist.
[0032] Durch die Ausgestaltung des Anbindungsabschnitts als Hülse kann dieser auf einfache
Weise mit dem Zugmittel verbunden werden. Jedoch kann der Anbindungsabschnitt ebenfalls
ein integraler Bestandteil des Zugmittels sein.
[0033] Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der Betätigungszylinder ein Pneumatikzylinder
und/oder ein einfachwirkender Zylinder ist.
[0034] Insbesondere Pneumatikzylinder sind besonders als Betätigungszylinder für eine Schienenbremse
geeignet, da Pneumatiksysteme in Schienenfahrzeugen weit verbreitet sind und somit
die Integration des Betätigungszylinders in bereits bestehende Bremssysteme leicht
erfolgen kann.
[0035] Mit weiterem Vorteil ist der Betätigungszylinder derart ausgebildet, dass die mit
dem Kolben verbundene Kolbenstange bei einer Betätigung, insbesondere bei einer Druckbeaufschlagung,
des Kolbens, aus einer Ausgangsposition in einer Ausfahrbewegung in Richtung einer
Endposition aus dem Zylindergehäuse herausbewegt wird.
[0036] Unter einer Betätigung wird im vorliegenden Sinne ein Zuführen von Energie zu dem
Betätigungszylinder verstanden, wodurch der Kolben im Zylindergehäuse bewegt wird.
Die zugeführte Energie ist besonders bevorzugt als Druckbeaufschlagung des Kolbens
ausgebildet, insbesondere wenn der Betätigungszylinder als Pneumatikzylinder ausgebildet
ist. Wird keine Energie zugeführt, so befindet sich der Kolben in einer Ausgangsposition.
Durch Zuführung der Energie, insbesondere durch Druckbeaufschlagung des Kolbens, wird
der Kolben und die mit dem Kolben verbundene Kolbenstange aus der Ausgangsposition
in eine Endposition, in der die Kolbenstange bevorzugt aus dem Zylindergehäuse herausragt,
bewegt. Dabei ist der Betätigungszylinder derart ausgebildet, dass der Kolben im am
Schienenfahrzeug angeordneten Zustand bei einer Betätigung des Betätigungszylinders
und somit auch die mit dem Kolben verbundene Kolbenstange nach unten bewegt wird.
[0037] Im am Schienenfahrzeug angeordneten Zustand des Betätigungszylinders wird somit durch
Betätigung des Betätigungszylinders die Kolbenstange, das darin angeordnete Zugmittel
und der an dem Anbindungsabschnitt des Zugmittels befestigte Schleifschuh nach unten
abgesenkt, bis der Schleifschuh in Kontakt mit der Schiene tritt, beziehungsweise
bis im Falle einer Magnetschienenbremse die Magnetkräfte ausreichen, um den Schleifschuh
an die Schiene heranzuziehen.
[0038] Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Zugmittel aus einer ersten Stellung,
in der insbesondere bevorzugt die Kontaktfläche in Anlage mit der Anlagefläche steht,
in eine zweite Stellung, in der weiter bevorzugt die Kontaktfläche nicht in Anlage
mit der Anlagefläche steht, insbesondere entgegen der Ausfahrbewegung des Kolbens,
in die Kolbenstange hineinbewegbar ist.
[0039] Das Zugmittel kann dabei in jeder Position zwischen der Ausgangsposition und der
Endposition der Kolbenstange, lediglich durch die durch den Halteabschnitt bereitgestellte
Verliersicherung begrenzt, in der Kolbenstange in der Axialrichtung bewegt werden.
In der ersten Stellung des Zugmittels, in der die Kontaktfläche in Anlage mit der
Anlagefläche steht, ist das Zugmittel so weit wie möglich aus der Kolbenstange herausgefahren,
das heißt ein größtmöglicher Bereich des Zugmittels oberhalb des Anbindungsabschnittes
steht aus der Kolbenstange nach unten hervor. Aus dieser Position, in welcher durch
die Verliersicherung beziehungsweise durch die Anlage der Kontaktfläche des Halteabschnitts
mit der Anlagefläche der Kolbenstange eine weitere Bewegung des Zugmittels nach unten
aus der Kolbenstange heraus verhindert wird, kann das Zugmittel in der Kolbenstange
nach oben in der Axialrichtung bewegt werden und mindestens eine zweite Stellung einnehmen,
in der die Kontaktfläche nicht mit der Anlagefläche in Kontakt steht.
[0040] Da bevorzugt die Kolbenstange bei einer Betätigung des Betätigungszylinders nach
unten in einer Ausfahrbewegung aus einer Ausgangsposition in Richtung einer Endposition
aus dem Zylindergehäuse herausbewegt wird, und da das Zugmittel aus der ersten Stellung
in die zweite Stellung entgegen der Ausfahrbewegung des Kolbens in den Kolben hineinbewegbar
ist, können vertikale Abstandsänderungen zwischen Schiene und Schienenfahrzeug beziehungsweise
Schiene und Betätigungszylinder im am Schienenfahrzeug angeordneten Zustand des Betätigungszylinders
ausgeglichen werden. Sind der Kolben und die Kolbenstange im am Schienenfahrzeug angeordneten
Zustand des Betätigungszylinders im ausgefahrenen Zustand, das heißt in der Endposition,
so kann das Zugmittel, wenn beispielsweise der Schleifschuh über eine Erhebung der
Schiene gleitet, nach oben in die Kolbenstange gleiten und der aufgrund der Erhebung
verringerte Abstand zwischen Betätigungszylinder und Schiene ausgeglichen werden.
Es werden somit weniger Erschütterungen auf die Kolbenstange beziehungsweise auf den
Betätigungszylinder übertragen, sodass die Belastungen auf den Betätigungszylinder
oder Pendelbewegungen des Betätigungszylinders minimiert werden.
[0041] Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass mindestens ein, bevorzugt mindestens zwei,
insbesondere bevorzugt vier, Federelemente, insbesondere Druckschraubenfedern, vorgesehen
sind, wobei die Federelemente besonders bevorzugt ausgebildet sind, den Kolben in
die Ausgangsposition vorzuspannen.
[0042] Die Federelemente sind dabei besonders bevorzugt unterhalb des Kolbens angeordnet,
sodass diese den Kolben im Betätigungszylinder nach oben in die Ausgangsposition drücken.
Die Federelemente sind ferner derart ausgebildet, dass die von Federelementen ausgeübten
Kräfte ausreichend sind, den Kolben, die Kolbenstange, das Zugmittel und einen daran
angehängten Schleifschuh einer Schienenbremse zu tragen. Zum Herabsenken der Schienenbremse
muss somit eine vergleichsweise geringe Energie zugeführt werden, beziehungsweise
der Kolben muss nur mit einem vergleichsweise geringen Druck beaufschlagt werden,
welcher lediglich ausreichen muss, die Federkräfte zu überwinden. Das Gewicht des
Schleifschuhs bewirkt zusammen mit der zugeführten Energie, insbesondere mit der Druckbeaufschlagung,
dass der Schleifschuh der Schienenbremse bei Betätigung oder bei Druckbeaufschlagung
des Betätigungszylinders nach unten abgesenkt wird.
[0043] Ist die Schienenbremse zudem als Magnetschienenbremse ausgebildet, so muss der Kolben
nicht über den gesamten Abstand bis zur Schiene aktiv ausgefahren werden. Die Ausfahrbewegung
des Kolbens und der Kolbenstange muss nur so weit erfolgen, bis die von der Magnetschienenbremse
erzeugten Magnetkräfte ausreichen, den Schleifschuh an die Schiene heranzuziehen.
[0044] Sind mindestens zwei oder mindestens vier Federelemente vorgesehen, so kann durch
entsprechende Anordnung der Federelemente und Abstimmung der Federkonstanten der Kraftverlauf
der Federelemente optimiert werden und gleichzeitig kann eine störungsfreie gradlinige
Ausfahrbewegung des Kolbens beziehungsweise der Kolbenstange gewährleistet werden.
[0045] Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass mindestens zwei Federelemente vorgesehen
sind, wobei die Federelemente in der Axialrichtung hintereinander angeordnet sind,
und wobei eine Ausgleichsplatte in der Axialrichtung zwischen den Federelementen angeordnet
ist.
[0046] In der vertikalen Richtung gesehen ist somit ein erstes Federelement im oberen Bereich
des Betätigungszylinders beziehungsweise des Zylindergehäuses angeordnet und ein zweites
Federelement ist im unteren Bereich des Betätigungszylinders beziehungsweise des Zylindergehäuses
angeordnet. Der Kolben drückt bei Betätigung von oben auf die beiden Federelemente.
Zur besseren Kraftübertragung ist eine Ausgleichsplatte in etwa mittig zwischen den
Federelementen angeordnet.
[0047] Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Federelemente vorgesehen
sind, wobei innerhalb eines ersten Federelements, insbesondere einer ersten Druckschraubenfeder,
ein zweites Federelement, insbesondere eine zweite Druckschraubenfeder, angeordnet
ist.
[0048] Das zweite Federelement beziehungsweise die zweite Druckschraubenfeder weist bevorzugt
eine andere Windungsrichtung als das erste Federelement beziehungsweise die erste
Druckschraubenfeder auf. Das heißt, falls die äußere Druckschraubenfeder eine Rechtswindung
aufweist, so weist die innere Druckschraubenfeder eine Linkswindung auf.
[0049] Sind vier Druckschraubenfedern vorgesehen, so können jeweils zwei Paare von Druckschraubenfedern
vorgesehen sein, wobei jeweils innerhalb einer ersten Druckschraubenfeder eine zweite
Druckschraubenfeder angeordnet ist. Die beiden Paare von ineinander angeordneten Druckschraubenfedern
können dann in der Axialrichtung hintereinander, bevorzugt durch eine Ausgleichsplatte
getrennt, in dem Zylindergehäuse angeordnet sein.
[0050] Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Innenraum der Kolbenstange im
unteren Abschnitt eine sich konisch zu einer Außenseite der Kolbenstange erweiternde
Sektion aufweist.
[0051] Insbesondere ist die Sektion im unteren Bereich des Innenraums der Kolbenstange am
Übergang zwischen dem Innenraum und der Außenumgebung der Kolbenstange angeordnet.
Die sich konisch erweiternde Sektion gestattet es, dass Bewegungen des aus der Kolbenstange
herausragenden unteren Bereichs des Zugmittels ermöglicht werden, ohne dass starke
Druckbelastungen und Spannungen im Zugmittel beziehungsweise in der Kolbenstange auftreten,
wenn ein Bereich des Zugmittels aufgrund einer Bewegung des Anbindungsabschnitts in
Anlage mit einem Rand der Kolbenstange kommt.
[0052] Ferner kann vorgesehen sein, dass der Anbindungsabschnitt ein Gewinde aufweist.
[0053] Das Gewinde kann insbesondere ausgebildet sein, um einen Schleifschuh beziehungsweise
eine Spurstange eines Schleifschuhs an dem Anbindungsabschnitt zu befestigen.
[0054] Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Zugmittel ein flexibles Zugseil umfasst,
wobei der Halteabschnitt an einem oberen Ende des Zugseils und der Anbindungsabschnitt
an einem unteren Ende des Zugseils angeordnet ist.
[0055] Das Zugmittel umfasst somit ein Zugseil und einen Halteabschnitt und einen Anbindungsabschnitt.
Der Halteabschnitt ist an einem oberen Ende des Zugseils angeordnet, sodass das Zugmittel
an einem ersten im Innenraum der Kolbenstange angeordneten Ende einen Halteabschnitt
aufweist. Der Anbindungsabschnitt ist an dem unteren Ende des Zugseils angeordnet
und befindet sich somit an dem zweiten Ende des Zugmittels und ist außerhalb des Innenraums
der Kolbenstange angeordnet.
[0056] Die Flexibilität des Zugseils gestattet es, dass ein an dem Anbindungsabschnitt angeordneter
Schleifschuh der Schienenbremse Relativbewegungen, insbesondere in einer in etwa horizontalen
Ebene zur Axialrichtung des Betätigungszylinders ausführen kann. Mit anderen Worten
ist der Bereich des als Zugseil ausgebildeten Zugmittels, welcher außerhalb des Innenraums
der Kolbenstange angeordnet ist, gegenüber dem im Innenraum der Kolbenstange angeordneten
Halteabschnitt bewegbar, bzw. auslenkbar oder verschwenkbar.
[0057] Insbesondere wenn der Innenraum der Kolbenstange eine sich nach außen konisch erweiternde
Sektion aufweist, können durch die Bewegungen des Anbindungsabschnitts auftretende
Biegungen in dem Zugseil aufgefangen werden, ohne dass es zu übermäßig hohen Druckspitzen
und Druckbelastungen kommt.
[0058] Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass das Zugmittel ein metallisches Material,
insbesondere einen Stahl, aufweist, und/oder dass das Zugmittel einen Kunststoff aufweist.
[0059] Das metallische Material und/oder der Kunststoff können derart ausgebildet sein,
dass das Zugmittel eine ausreichende Stabilität zum Halten eines an dem Anbindungsabschnitt
aufgehängten Schleifschuhs aufweist. Umfasst das Zugmittel ein Zugseil, so ist insbesondere
das Zugseil aus einem metallischen Material, insbesondere einem Stahl, ausgebildet,
wobei das metallische Material oder der Stahl eine ausreichende Flexibilität aufweist.
[0060] Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass das Zugseil ein Stahlseil, weiter
bevorzugt ein Drahtseil, ist.
[0061] Ein Drahtseil weist einerseits eine ausreichende Stabilität gegenüber Spannungen
in der Längsrichtung auf, um eine an dem Drahtseil beziehungsweise an dem Anbindungsabschnitt
des Drahtseils aufgehängte Schienenbremse bzw. einen an dem Anbindungsabschnitt des
Drahtseils aufgehängten Schleifschuh zu halten. Andererseits sind Drahtseile flexibel,
wodurch Relativbewegungen der Schienenbremse bzw. des Schleifschuhs gegenüber dem
Betätigungszylinder ermöglicht werden.
[0062] Ferner kann vorgesehen sein, dass das Zugmittel eine, insbesondere starre und/oder
unflexible, Stange umfasst, wobei das Zugmittel ein Gelenk, insbesondere ein Kreuzgelenk
oder ein Kugelgelenk, aufweist, über welches der Anbindungsabschnitt mit der Stange
und gegenüber der Stange bewegbar, insbesondere auslenkbar, verbunden ist.
[0063] Das Gelenk ist bevorzugt nicht im Innenraum der Kolbenstange angeordnet.
[0064] Insbesondere in einer Ausführungsform, in der das Zugmittel kein flexibles Zugseil
umfasst, ist eine Ausgestaltung mit einem Gelenk besonders vorteilhaft. Der Bereich
des Zugmittels, insbesondere das obere Ende des Zugmittels, welcher bzw. welches im
Innenraum der hohlen Kolbenstange angeordnet ist, ist dann als eine im Wesentlichen
starre und unflexible Stange ausgebildet. Ebenso ist der Anbindungsabschnitt als starre
Stange ausgebildet. Über das Gelenk ist der Anbindungsabschnitt mit der Stange verbunden
und kann gegenüber der Stange und somit auch gegenüber dem am ersten Ende des Zugmittels
angeordneten Halteabschnitt bewegt, insbesondere ausgelenkt oder verschwenkt, werden.
[0065] Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Bereitstellung
einer Schienenbremse, insbesondere einer Magnetschienenbremse, umfassend einen Schleifschuh
und einen vorbeschriebenen Betätigungszylinder, wobei der Anbindungsabschnitt des
Zugmittels mit dem Schleifschuh direkt oder indirekt verbunden ist, sodass der Schleifschuh
an dem Zugmittel derart aufgehängt ist, dass der Schleifschuh gegenüber dem Betätigungszylinder
zumindest in einer Horizontalrichtung bewegbar, insbesondere auslenkbar, ist.
[0066] Die Bewegbarkeit beziehungsweise die Auslenkbarkeit des Schleifschuhs wird dabei
durch den Anbindungsabschnitt des Zugmittels gewährleistet, welcher wiederum bewegbar
beziehungsweise auslenkbar gegenüber dem Halteabschnitt des Zugmittels ausgebildet
ist.
[0067] Die Verbindung des Anbindungsabschnitts mit dem Schleifschuh kann direkt oder indirekt
erfolgen. Dies bedeutet, dass der Anbindungsabschnitt des Zugmittels entweder direkt
mit dem Schleifschuh oder mit einer zwischen dem Schleifschuh und dem Anbindungsabschnitt
angeordneten Spurstange verbunden ist.
[0068] Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Anbindungsabschnitt mit dem Schleifschuh
mittels einem an dem Anbindungsabschnitt abgeordneten Gewinde und einer Gewindemutter
verbunden ist.
[0069] Insbesondere kann der Anbindungsabschnitt beziehungsweise das an dem Anbindungsabschnitt
angeordnete Gewinde in eine Bohrung des Schleifschuhs und/oder der Spurstange eingeführt
sein. Auf der gegenüberliegenden Seite wird eine Gewindemutter aufgeschraubt, wodurch
der Schleifschuh an dem Anbindungsabschnitt und somit auch an dem Betätigungszylinder
gehalten und aufgehängt wird.
[0070] Der Betätigungszylinder der Schienenbremse kann darüber hinaus entsprechend den vorbeschriebenen
Ausführungsformen ausgestaltet sein.
Kurze Beschreibung der Figuren
[0071] Die vorliegende Erfindung wird nachstehend näher anhand der Figuren erläutert.
[0072] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Darstellung einer bekannten Schienenbremse mit einem Betätigungszylinder,
- Fig. 2
- einen Betätigungszylinder mit einer hohlen Kolbenstange und einem Zugseil,
- Fig. 3
- eine hohle Kolbenstange,
- Fig. 4
- ein Zugseil,
- Fig. 5
- ein in einer hohlen Kolbenstange angeordnetes Zugseil in einer ersten Stellung,
- Fig. 6
- ein in einer hohlen Kolbenstange angeordnetes Zugseil in einer zweiten Stellung,
- Fig. 7
- einen Betätigungszylinder mit einer hohlen Kolbenstange und einem Zugmittel mit einem
Gelenk, und
- Fig. 8
- ein Zugmittel mit einer starren Stange und einem Gelenk.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
[0073] Fig. 1 zeigt eine bekannte Schienenbremse 200 mit einem Betätigungszylinder 201 und
einem Schleifschuh 202. Der Betätigungszylinder 201 weist ein Zylindergehäuse 203
auf und ist über eine Halterung 204 mit einem nicht dargestellten Drehgestell eines
Schienenfahrzeugs verbunden. Aus dem Zylindergehäuse 203 ragt nach unten eine Kolbenstange
205 heraus. An einem Anbindungsabschnitt 206 der Kolbenstange 205 ist eine Spurstange
207 der Schienenbremse 200 mittels einer Schraubverbindung 208 angebunden. Bei einer
Betätigung des Betätigungszylinders 201 wird die Kolbenstange 205 aus dem Zylindergehäuse
203 in einer Ausfahrbewegung in der Zeichnung der Fig. 1 nach unten herausbewegt.
Über die Spurstange 207 wird der Schleifschuh 202 somit auf eine in Fig. 1 nicht dargestellte
Schiene abgesenkt. Zur Stoßdämpfung sind Gummielemente 209 vorgesehen. Beim Auf- und
Abfahren des Schleifschuhs 202 sowie aufgrund der Reibung zwischen dem Schleifschuh
202 und der Schiene werden Erschütterungen erzeugt, welche zu Pendelbewegungen 210
des Betätigungszylinders 201 führen können.
[0074] Fig. 2 zeigt einen Betätigungszylinder 100 für eine Schienenbremse, insbesondere
für eine Magnetschienenbremse, umfassend ein Zylindergehäuse 10, einem in dem Zylindergehäuse
10 geführten Kolben 11 und eine mit dem Kolben 11 verbundene Kolbenstange 12. Die
Kolbenstange 12 ist hohl ausgebildet und weist einen Innenraum 13 auf. In dem Innenraum
13 ist ein Zugmittel 14 in einer Axialrichtung 15 beweglich geführt angeordnet. Das
Zugmittel 14 weist an einem ersten Ende 16 einen Halteabschnitt 17 auf, welcher ein
Herausgleiten des Zugmittels 14 aus der Kolbenstange 12 verhindert.
[0075] An einem zweiten Ende 18 ist ein Anbindungsabschnitt 19 zur Anbindung an eine Schienenbremse,
insbesondere an einen Schleifschuh beziehungsweise an eine Spurstange eines Schleifshuhs,
vorgesehen. Ein Durchmesser 20 in einem oberen Bereich 21 des Innenraums 13 der Kolbenstange
12 ist größer als ein Durchmesser 22 in einem unteren Bereich 23 des Innenraums 13
der Kolbenstange 12. Der Halteabschnitt ist als ein Drehteil 24, insbesondere als
eine Hülse 25, ausgebildet. Ein Durchmesser 26 des Halteabschnitts 17 im Bereich eines
Flansches 27 ist dabei größer als der Durchmesser 22 des unteren Bereichs 23 und kleiner
als der Durchmesser 20 des oberen Bereichs 21 des Innenraums 13 der Kolbenstange 12.
Hierdurch ist das Zugmittel 14 nach Art einer Verliersicherung in dem Innenraum 13
der Kolbenstange 12 derart angeordnet, dass ein Herausgleiten des Zugmittels 14 aus
der Kolbenstange 12 verhindert wird. Gleichzeitig kann das Zugmittel 14 innerhalb
des Innenraums 13 der Kolbenstange 12 in der Axialrichtung 15 bewegt werden, wobei
die Bewegung in der Zeichnung der Fig. 2 nach unten durch die Wechselwirkung des Halteabschnitts
17 mit dem verringerten Durchmesser 22 im unteren Bereich 23 der hohlen Kolbenstange
12 begrenzt wird.
[0076] Das Zugmittel 14 weist ein flexibles Zugseil 28 auf. Aufgrund der Flexibilität des
Zugseils 28 kann der Anbindungsabschnitt 19 gegenüber dem Halteabschnitt 17 zumindest
in einer Horizontalrichtung 29 senkrecht zur Axialrichtung 15 bewegt beziehungsweise
ausgelenkt werden. Eine an dem Anbindungsabschnitt 19 befestigbare Spurstange oder
ein Schleifschuh einer Schienenbremse kann sich somit ebenfalls zumindest in der Horizontalrichtung
29 gegenüber dem Halteabschnitt 17 und dem Betätigungszylinder 100 beziehungsweise
dem Zylindergehäuse 10 bewegen.
[0077] In dem Zylindergehäuse 10 sind vier als Druckschraubenfedern 30 ausgebildete Federelemente
31 angeordnet, welche den Kolben 11 in der in Fig. 2 gezeigten Ausgangsposition A
nach oben vorspannen. Jeweils zwei Federelemente 31 bilden ein erstes Federelementpaar
31a und ein zweites Federelementpaar 31b, welche in der Axialrichtung 15 hintereinander
angeordnet sind. Zwischen den Federelementpaaren 31a, 31b ist eine Ausgleichsplatte
32 angeordnet, welche im Zylindergehäuse 10 in der Axialrichtung 15 ebenfalls beweglich
ist. Jedes Federelementpaar 31a, 31b umfasste eine im Inneren einer ersten Druckschraubenfeder
30a angeordnete zweite Druckschraubenfeder 30b wobei die Windungsrichtung der zweiten
Druckschraubenfeder 30b der Windungsrichtung der ersten Druckschraubenfeder 30a entgegengesetzt
ist.
[0078] Durch eine Druckluftleitung 33 wird Druckluft in eine Druckkammer 34 oberhalb des
Kolbens 11 eingeführt, sodass der Kolben 11 mit Druckluft beaufschlagt werden kann.
Bei der Druckbeaufschlagung wird der Kolben 11 in der Fig. 2 nach unten entgegen der
Federkraft der Federelemente 31 gedrückt. Die fest mit dem Kolben 11 verbundene Kolbenstange
12 wird dadurch nach unten aus dem Zylindergehäuse 10 herausgefahren. Aufgrund des
Gewichts des Zugmittels 14 und einer gegebenenfalls an dem Anbindungsabschnitt 19
des Zugmittels 14 angeordneten Schleifschuhs wird auch das Zugmittel 14 beziehungsweise
der daran aufgehängte Schleifschuh durch die Betätigung des Betätigungszylinders 100
nach unten abgesenkt. Die Federkonstanten der Druckschraubenfedern 30, 30a, 30b sind
dabei gerade so gewählt, dass sie den Kolben 11, die Kolbenstange 12, das Zugmittel
14 und einen daran aufgehängten Schleifschuh in der Ausgangsposition A halten, sodass
nur ein verhältnismäßig geringer Druck in der Druckkammer 34 erzeugt werden muss,
um den Schleifschuh auf eine Schiene abzusenken.
[0079] Zur Anbindung eines Schleifschuhs beziehungsweise einer Spurstange weist das Anbindungselement
19 zwei Gewinde 35 auf. Eine zwischen den Gewinden 35 angeordnete Spurstange kann
dann mittels Gewindemuttern 36 gehalten.
[0080] Fig. 3 zeigt eine hohle Kolbenstange 12. Die Kolbenstage 12 weist einen Innenraum
13 auf, wobei ein Durchmesser 20 in einem oberen Bereich 21 größer ist, als ein Durchmesser
22 in einem unteren Bereich 23 der Kolbenstange 12. Aufgrund des unterschiedlichen
Durchmesser 20, 22 entsteht zwischen dem oberen Bereich 21 und dem unteren Bereich
23 eine Stufe 37 mit einer Anlagefläche 38, welche im Wesentlichen senkrecht zu der
Axialrichtung 15 der Kolbenstange 12 ausgerichtet ist. In dem unteren Bereich 23 weist
die Kolbenstange 21 ferner eine sich konisch erweiternde Sektion 39 auf.
[0081] Fig. 4 zeigt ein als Zugseil 28 ausgebildetes Zugmittel 14. An einem ersten Ende
16 weist das Zugseil 28 einen Halteabschnitt 17 auf, welcher als Drehteil 24 beziehungsweise
als Hülse 25 ausgebildet ist und ferner einen Flansch 27 umfasst. An einem dem ersten
Ende 16 gegenüberliegenden zweiten Ende 18 ist der Anbindungsabschnitt 19 am Zugseil
28 angeordnet, welcher als Einpresshülse 40 ausgebildet ist. Das Zugseil 28 ist ein
flexibles Drahtseil 41, sodass der Anbindungsabschnitt 19 in einer Horizontalrichtung
29 senkrecht zur Axialrichtung 15 auslenkbar beziehungsweise bewegbar ist. Der Flansch
27 des Halteabschnitts 17 weist auf einer Unterseite eine Kontaktfläche 42 auf, welche
in einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung 15 ausgerichtet ist.
[0082] Fig. 5 zeigt ein als Zugseil 28 ausgebildetes Zugmittel 14, welches mit einem Haltabschnitt
17 im Innenraum 13 der Kolbenstange 12 angeordnet ist. In der in Fig. 5 dargestellten
ersten Stellung B steht die Kontaktfläche 42 des Halteelementes 17 in direkter Anlage
mit der Anlagefläche 38 im Übergang zwischen dem unteren Bereich 23 zum oberen Bereich
21 des Innenraums 13 der Kolbenstange 12. Das Zugseil 28 ist in der Axialrichtung
15 bewegbar im Innenraum 13 der Kolbenstange 12 angeordnet. Dabei verhindern der Kontakt
von Anlagefläche 38 und Kontaktfläche 42 ein Herausgleiten des Zugseils 28 aus dem
Innenraum 13. Bei einer Auslenkung des Anbindungsabschnittes 19 in der Horizontalrichtung
29 kann das Zugseil 28 an der konischen Sektion 39 im unteren Bereich 23 der Kolbenstange
12 abgestützt werden.
[0083] Fig. 6 zeigt das Zugseil 28 in einer zweiten Stellung C in der Kolbenstange 12. Das
Zugseil 28 ist in der Axialrichtung 15 in der Kolbenstange 12 verschoben, sodass die
Kontaktfläche 42 nicht mehr in Kontakt mit der Anlagefläche 38 steht.
[0084] Fig. 7 zeigt eine weitere Ausbildung des Betätigungszylinders 100. Anstatt eines
Zugseils 28 ist das Zugmittel 14 als starre, unflexible Stange 43 ausgebildet, wobei
an einem ersten Ende 16 der starren Stange 43 ebenfalls ein Halteabschnitt 17 angeordnet
ist. Das Zugmittel 14 weist ferner ein als Kreuzgelenk 44 ausgebildetes Gelenk 45
auf, über das der Anbindungsabschnitt 19 gelenkig und in der Horizontalrichtung 29
auslenkbar bzw. verschwenkbar mit der starren Stange 43 verbunden ist. Ebenso wie
bei den Ausführungsform nach den Fig. 2 bis 6 kann das Zugmittel 14 innerhalb des
Hohlraums 13 der Kolbenstange 12 in der Axialrichtung 15 bewegt werden und wird durch
den Halteabschnitt 17 beziehungsweise die Kontaktfläche 42 des Flansches 27 und die
Anlagefläche 38 der Kolbenstange 12 an einem Herausgleiten aus der Kolbenstange 12
gehindert.
[0085] Fig. 8 zeigt das Zugmittel 14 gemäß Fig. 7. Das Zugmittel 14 weist eine starre Stange
43 auf sowie einen Halteabschnitt 17 an einem ersten Ende 16. Der Halteabschnitt 17
umfasst einen Flansch 27 mit einer Kontaktfläche 42. Über ein Kreuzgelenk 44 ist das
Anbindungselement 19 mit der starren Stange 43 auslenkbar verbunden. Das Anbindungselement
19 weist ferner ein Gewinde 35 auf.
[0086] Bezugnehmend auf die Fig. 2 und 7 wird die Funktionsweise des Betätigungszylinders
100 näher erläutert. Wird durch die Druckleitung 33 Druckluft in die Druckkammer 34
oberhalb des Kolbens 11 eingeleitet, so wird der Kolben aus der in den Fig. 2 und
7 gezeigten Ausgangsposition A in einer Ausfahrbewegung 46 nach unten aus dem Zylindergehäuse
10 herausbewegt. Ein hier nicht dargestellter, am Anbindungsabschnitt 19 angebundener
Schleifschuh einer Schienenbremse wird dadurch zusammen mit dem in der hohlen Kolbenstange
12 angeordneten Zugmittel 14 ebenfalls nach unten abgesenkt, bis der Schleifschuh
in Kontakt mit einer Schiene tritt. Der Kolben 11 und die Kolbenstange 12 können bis
in eine Endposition ausgefahren werden. Verringert sich der Abstand zwischen Schiene
und Betätigungszylinder 100 aufgrund von Unebenheiten der Schiene oder aufgrund von
vertikalen Bewegungen des Schienenfahrzeugs, kann das Zugmittel 14 aus der in den
Fig. 2, 5 und 7 gezeigten ersten Stellung B, in der die Kontaktfläche 42 des Zugmittels
14 in Anlage mit der Anlagefläche 38 der Kolbenstange steht, entgegen der Ausfahrbewegung
46 der Kolbenstange 12 in eine zweite Stellung C gemäß Fig. 6, in der die Kontaktfläche
42 nicht in Anlage mit der Anlagefläche 38 steht, in die Kolbenstange 12 in der Axialrichtung
15 nach oben hineinbewegt werden. Durch diese Bewegung des Zugmittels 14 in der Kolbenstange
12 entgegen der Ausfahrbewegung 46 können variierende Abstände der Schiene von dem
Betätigungszylinder 100 ausgeglichen werden. Darüber hinaus ist durch die Bewegbarkeit
beziehungsweise Auslenkbarkeit des Anbindungselementes 19 in der Horizontalrichtung
29 ein Ausgleich von Relativbewegungen aufgrund der Reibung zwischen Schleifschuh
und Schiene möglich. Sobald die Druckkammer 34 entlüftet wird, sorgen die Federelemente
31 dafür, dass der Kolben 11, die Kolbenstange 12, das darin angeordnete Zugmittel
14 und der an dem Anbindungselement 19 des Zugmittels 14 aufgehängte Schleifschuh
wieder nach oben verfahren werden.
Liste der Bezugszeichen
[0087]
- 100
- Betätigungszylinder
- 10
- Zylindergehäuse
- 11
- Kolben
- 12
- Kolbenstange
- 13
- Innenraum
- 14
- Zugmittel
- 15
- Axialrichtung
- 16
- Erstes Ende
- 17
- Halteabschnitt
- 18
- Zweites Ende
- 19
- Anbindungsabschnitt
- 20
- Durchmesser
- 21
- Oberer Bereich
- 22
- Durchmesser
- 23
- Unterer Bereich
- 24
- Drehteil
- 25
- Hülse
- 26
- Durchmesser
- 27
- Flansch
- 28
- Zugseil
- 29
- Horizontalrichtung
- 30
- Druckschraubenfeder
- 30a
- Erste Druckschraubenfeder
- 30b
- Zweite Druckschraubenfeder
- 31
- Federelement
- 31a
- Erstes Federelementpaar
- 31b
- Zweites Federelementpaar
- 32
- Ausgleichsplatte
- 33
- Druckluftleitung
- 34
- Druckkammer
- 35
- Gewinde
- 36
- Gewindemutter
- 37
- Stufe
- 38
- Anlagefläche
- 39
- Sektion
- 40
- Einpresshülse
- 41
- Drahtseil
- 42
- Kontaktfläche
- 43
- Stange
- 44
- Kreuzgelenk
- 45
- Gelenk
- 46
- Ausfahrbewegung
- A
- Ausgangsposition
- B
- Erste Stellung
- C
- Zweite Stellung
- 200
- Schienenbremse
- 201
- Betätigungszylinder
- 202
- Schleifschuh
- 203
- Zylindergehäuse
- 204
- Halterung
- 205
- Kolbenstange
- 206
- Anbindungsabschnitt
- 207
- Spurstange
- 208
- Schraubverbindung
- 209
- Gummielemente
- 210
- Pendelbewegung
1. Betätigungszylinder (100) für eine Schienenbremse, insbesondere Magnetschienenbremse,
umfassend ein Zylindergehäuse (10), einen in dem Zylindergehäuse (10) geführten Kolben
(11) und eine mit dem Kolben (11) verbundene Kolbenstange (12), wobei die Kolbenstange
(12) hohl ausgebildet ist und einen Innenraum (13) aufweist, wobei im Innenraum (13)
der Kolbenstange (12) ein Zugmittel (14) in einer Axialrichtung (15) der Kolbenstange
(12) beweglich geführt angeordnet ist, wobei das Zugmittel (14) an einem im Innenraum
(13) angeordneten ersten Ende (16) einen Halteabschnitt (17) aufweist, welcher ausgebildet
ist, ein Herausgleiten des Zugmittels (14) aus der Kolbenstange (12) zu verhindern,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zugmittel (14) an einem aus dem Innenraum (13) herausragenden zweiten Ende (18)
einen Anbindungsabschnitt (19) geeignet zur Anbindung an eine Schienenbremse aufweist,
und dass der Anbindungsabschnitt (19) gegenüber dem Halteabschnitt (17) bewegbar,
insbesondere auslenkbar, ist.
2. Betätigungszylinder (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (13) einen unteren Bereich (23) und einen oberen Bereich (21) aufweist,
wobei ein Durchmesser (22) des unteren Bereichs (23) des Innenraums (13) kleiner als
ein Durchmesser (20) des oberen Bereichs (21) des Innenraums (13) ist, und dass bevorzugt
ein Durchmesser (26) des Halteabschnitts (17) größer als der Durchmesser (22) des
unteren Bereichs (23) des Innenraums (13) ist.
3. Betätigungszylinder (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (14), bevorzugt um die Axialrichtung (15), drehbar in der Kolbenstange
(12) angeordnet ist.
4. Betätigungszylinder (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (17) ein Flansch (27) und/oder ein Drehteil (24), insbesondere
eine Hülse (25), ist, wobei der Halteabschnitt (17) eine untere Kontaktfläche (42)
aufweist und wobei der Innenraum (13) der Kolbenstange (12) an einem Übergang zwischen
dem unteren Bereich (23) und dem oberen Bereich (21) eine Anlagefläche (38) für die
Kontaktfläche (42) aufweist, und/oder dass der Anbindungsabschnitt (19) eine Hülse,
insbesondere eine Einpresshülse (40), ist.
5. Betätigungszylinder (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungszylinder derart ausgebildet ist, dass die mit dem Kolben (11) verbundene
Kolbenstange (12) bei einer Betätigung, insbesondere bei einer Druckbeaufschlagung,
des Kolbens (11), aus einer Ausgangsposition (A) in einer Ausfahrbewegung (46) in
Richtung einer Endposition aus dem Zylindergehäuse (10) herausbewegt wird.
6. Betätigungszylinder (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (14) aus einer ersten Stellung (B), in der bevorzugt die Kontaktfläche
(42) in Anlage mit der Anlagefläche (38) steht, in eine zweite Stellung (C), in der
die Kontaktfläche (42) bevorzugt nicht in Anlage mit der Anlagefläche (38) steht,
insbesondere entgegen der Ausfahrbewegung (46) des Kolbens (11), in die Kolbenstange
(12) hineinbewegbar ist.
7. Betätigungszylinder (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein, bevorzugt mindestens zwei, insbesondere bevorzugt vier, Federelemente
(31), insbesondere Druckschraubenfedern (30, 30a, 30b), vorgesehen sind, wobei die
Federelemente (31) besonders bevorzugt ausgebildet sind, den Kolben (11) in die Ausgangsposition
(A) vorzuspannen.
8. Betätigungszylinder (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Federelemente (31) vorgesehen sind, wobei die Federelemente (31)
in der Axialrichtung (15) hintereinander angeordnet sind, und wobei eine Ausgleichsplatte
(32) in der Axialrichtung (15) zwischen den Federelementen (31) angeordnet ist.
9. Betätigungszylinder (100) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Federelemente (31) vorgesehen sind, wobei innerhalb eines ersten
Federelements (31), insbesondere einer ersten Druckschraubenfeder (30a), ein zweites
Federelement (31), insbesondere eine zweite Druckschraubenfeder (30b), angeordnet
ist.
10. Betätigungszylinder (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (13) der Kolbenstange (12) im unteren Bereich (23) eine sich konisch
zu einer Außenseite der Kolbenstange (12) erweiternde Sektion (39) aufweist.
11. Betätigungszylinder (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (14) ein flexibles Zugseil (28) umfasst, wobei der Halteabschnitt (17)
an einem oberen Ende (16) des Zugseils (28) und der Anbindungsabschnitt (19) an einem
unteren Ende (18) des Zugseils (28) angeordnet ist.
12. Betätigungszylinder (100) nach Ansprüche 11, dadurch gekennzeichnet, das Zugseil (28) ein Stahlseil, bevorzugt ein Drahtseil (41), ist.
13. Betätigungszylinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (14) eine, insbesondere starre und/oder unflexible, Stange (43) umfasst,
wobei das Zugmittel (14) ein Gelenk (45), insbesondere ein Kreuzgelenk (44) oder ein
Kugelgelenk, aufweist, über welches der Anbindungsabschnitt (19) mit der Stange (43)
und gegenüber der Stange (43) bewegbar, insbesondere auslenkbar, verbunden ist.
14. Betätigungszylinder (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (14) ein metallisches Material, insbesondere einen Stahl, aufweist,
und/oder dass das Zugmittel (14) einen Kunststoff aufweist.
15. Schienenbremse, insbesondere Magnetschienenbremse, umfassend einen Schleifschuh und
einen Betätigungszylinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbindungsabschnitt (19) des Zugmittels (14) mit dem Schleifschuh direkt oder
indirekt verbunden ist, sodass der Schleifschuh an dem Zugmittel (14) derart aufgehängt
ist, dass der Schleifschuh gegenüber dem Betätigungszylinder (100) zumindest in einer
Horizontalrichtung (29) bewegbar, insbesondere auslenkbar, ist.