Hemmschuh für Eisenbahnwagen

Abstract

 Dargestellt wird ein Hemmschuh für Eisenbahnwagen, der zur Gänze aus Gußeisen mit Kugelgraphit besteht. Die spezielle Konstruktion berücksichtigt die geringere Wärmeleitfähigkeit dieses Materials.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Hemmschuh für Eisenbahnwagen, welcher mit einer Sohlenplatte, die in einer Auflaufzunge endet und einen mit einer Auflaufplatte für ein zu bremsendes Rad versehenen Bock trägt, und mit einem Handgriff versehen ist, wobei der Hemmschuh mindestens teilweise, vorzugsweise aber zur Gänze, aus einem gegossenen Eisenwerkstoff besteht.

[0002] Der derzeit in Österreich, aber auch in anderen Ländern allgemein in Verwendung stehende Hemmschuh besteht aus einer Mehrzahl geschmiedeter oder gewalzter Teile, welche mit Ausnahme der an einer auswechselbaren Bremsklappe vorgesehenen Auflaufplatte miteinander vernietet sind. Um die Fertigungskosten derartiger Hemmschuhe herabzusetzen, ist auch bereits vorgeschlagen worden (vgl. DE-GM 1 977 052), den ganzen Hemmschuh einstückig und in einem einzigen Arbeitsgang im Stahlgußverfahren herzustellen. Dieser Vorschlag hat keinen Eingang in die Praxis gefunden, da die Herstellung eines nach teilweisem Verschleiß zum Verschrotten bestimmten Einwegteiles aus Stahlguß unwirtschaftlich ist. Die Kosten für einen solchen Gußkörper sind so hoch, daß es billiger kommt, einen herkömmlichen geschmiedeten Hemmschuh anzuschaffen und diesen bei teilweisem Verschleiß zu erneuern, indem beispielsweise eine neue Auflaufzunge angeschweißt oder die Bremsklappe ausgewechselt wird. Vor allem aber wurde der Vorschlag, einen Hemmschuh aus Stahlguß herzustellen, in der Absicht gemacht, dadurch die Reibung zwischen dem Hemmschuh einerseits, Schiene und Rad andererseits zu erhöhen. Eine derartige Entwicklung führt jedoch nach Meinung der Anmelderin in die falsche Richtung.

[0003] Als Nachteil bekannter Hemmschuhe hat sich nämlich nicht der mangelnde Reibwert erwiesen, sondern im Gegenteil die zunächst sehr hohe Reibung zwischen Hemmschuh und Schiene, wenn beide aneinander gleitenden Elemente aus Stahl bestehen. Es kommt dabei zu lokalen Überhitzungen und Schmelzvorgängen und in deren Folge allerdings zu einem nachteiligen Absinken der Reibung. Derartige Erscheinungen können weitgehend hintangehalt werden, wenn erfindungsgemäß vorgesehen wird, daß zumindest die Sohlenplatte des Hemmschuhs aus Gußeisen mit Kugelgraphit besteht.

[0004] Während Grauguß den Beanspruchungen des Eisenbahnbetriebes nicht gewachsen wäre, und Stahlguß teuer ist und zudem zu lokalen Aufschweißungen führt, ist Gußeisen mit Kugelgraphit durch den eingelagerten Graphit gewissermaßen selbstschmierend. Vorteilhaft ist neben den geringen Kosten eines derartigen Hemmschuhs auch das im Vergleich zu Stahl verringerte Gewicht.

[0005] Die aus der Erfindung resultierenden Vorteile kommen vor allem dann zum Tragen, wenn Maßnahmen getroffen werden, um die Nachteile zu kompensieren, welche die relativ geringe Wärmeleitfähigkeit von Gußeisen mit Kugelgraphit mit sich bringen würde. In diesem Sinne ist es vorteilhaft, den Druck des Rades möglichst gleichmäßig auf die gesamte Sohlenplatte zu übertragen, damit nicht, wie bei bekannten Hemmschuhen, lediglich unterhalb der Auflaufzunge und unmittelbar unterhalb der Auflaufplatte der überwiegende Teil der Reibungswärme entsteht und zu lokalen Schmelzvorgängen führt. In diesem Sinne wird vorzugsweise vorgesehen, daß an den die Auflaufplatte tragenden Teil des Bockes ein sich auf der Sohlenplatte abstützender Steg anschließt.

[0006] Um den die Auflaufplatte tragenden Bock zu kühlen, kann dieser außerdem mit seitlich vorstehenden Rippen versehen sein.

[0007] Beobachtungen an herkömmlichen Hemmschuhen haben gezeigt, daß zu hohe Reibung zwischen dem gebremsten Rad und dem Hemmschuh die Ursache gravierender Mängel sein kann. Ein frühzeitiges Blockieren des abgebremsten Rades führt nämlich zunächst dazu, daß nur mehr an der Unterseite des Hemmschuhs kinetische Energie durch Reibung in Wärme umgewandelt wird. Der Hemmschuh wird dabei außerordentlich stark erhitzt, es kommt zu lokalen Materialaufhäufungen und auch zu Gefügeänderungen in den Schienen, wenn diese nach kurzzeitiger intensiver Erwärmung wieder der niederen Umgebungstemperatur ausgesetzt sind. Vor allem aber führt die Blockierung des durch den Hemmschuh abgebremsten Rades dazu, daß das mit dem abgebremsten Rad Über die Radachse verbundene zweite Rad nicht mehr auf seiner Schiene abrollt, sondern mit gleichbleibender Orientierung auf dieser Schiene rutscht. Dadurch kommt es zu Abflachungen am Radumfang und zur Bildung von Härteinseln, welche nur durch umfangreiche Ausbesserungsarbeiten zu beheben sind.

[0008] Dieser Nachteil tritt dann nicht auf, wenn auch die Oberseite der Auflaufzunge und die Auflaufplatte aus Gußeisen mit Kugelgraphit bestehen. In diesem Fall ist eine besonders preiswerte Herstellung des gesamten Hemmschuhs als einstückiger Gußteil möglich. Die Abnützung der Auflaufplatte kann aber auch dadurch vermindert oder rückgängig gemacht werden, daß an dieser eine Panzerung, beispielsweise durch Aufschweißen von Manganstahlplatten, vorgesehen ist. Die Reibung zwischen Rad und Auflaufplatte bzw. Auflaufzunge kann außerdem dadurch weiter herabgesetzt werden, daß an diesen Teilen mit festem Schmierstoff gefüllte Rillen vorgesehen werden.

[0009] Damit die im Bereich der Auflaufplatte entstehende Wärme nicht bevorzugt in den Handgriff abwandert, sodaß dieser auch mit dem üblichen Handschuh nicht mehr angefaßt werden kann, wird vorzugsweise vorgeschlagen, den Handgriff im Bereich seines Anschlusses an den Bock mit einer Einschnürung zu versehen.

[0010] Anschließend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese beziehen sich auf ein Ausführungsbeispiel eines Hemmschuhs, der in Fig. 1 in Seitenansicht und Fig. 2 von oben, in Fig. 3 von vorne und in Fig. 4 und 5 im Schnitt nach der Linie A-A bzw. B-B in Fig. 1 dargestellt ist.

[0011] Der erfindungsgemäße Hemmschuh besteht in üblicher Weise aus einer Sohlenplatte 1, welche an ihrem vorderen Ende eine Auflaufzunge 2 aufweist, die in einem Auflaufkeil 3 endet. In ihrem hinteren Bereich ist die Sohlenplatte 1 mit Seitenflanschen 4 versehen, welche die Ausrichtung des Hemmschuhs auf der Schiene gewährleisten. Die Sohlenplatte 1 trägt einen Bock 5, auf welchem die Auflaufplatte 6 für das abzubremsende Rad angeordnet ist. Im dargestellten und bevorzugten Fall ist die Auflaufplatte 6 ein einstückiger Bestandteil des Hemmschuhs, doch wäre es auch möglich, sie in üblicher Weise in einer auswechselbaren Bremsklappe anzuordnen, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

[0012] Der dargestellte Hemmschuh besteht zur Gänze aus Gußeisen mit Kugelgraphit, beispielsweise aus GGG (400). Mit Silicium und Molybdän legierte Sphärogußqualitäten haben sich im Versuch ebenfalls bewährt. Wegen der gegenüber Stahl verringerten Wärmeleitfähigkeit eines derartigen Materials sind beim dargestellten Hemmschuh verschiedene Maßnahmen getroffen, um eine gleichmäßige Verteilung und gute Ableitung der Wärme zu gewährleisten. Der Steg 8 sorgt dafür, daß die Last des auf der Auflaufzunge 2 stehenden und an der Auflaufplatte 6 anliegenden Fahrzeugrades gleichmäßig auf die Unterseite der Sohlenplatte 1 verteilt wird, sodaß es dort nicht zu lokalen Überhitzungen und Materialanhäufungen kommt. Die Erhitzung der Auflaufplatte 6 kann verringert werden, wenn möglichst lange gleitende Reibung zwischen diesem Teil und dem Fahrzeugrad aufrechterhalten wird. Hiezu ist eine quer verlaufende Rille 11 vorgesehen, welche mit einem festen Schmierstoff, nämlich mit Graphit, der durch ein Bindemittel zusammengehalten ist, gefüllt ist. Eine derartige Rille kann auch an der Oberseite der Auflaufzunge 2 vorgesehen werden. Zur rascheren Ableitung der entstehenden Wärme an die Umgebung tragen Rippen 7 bei, welche außerdem für die gleichmäßige Einleitung der auf die Auflaufplatte 6 ausgeübten Kräfte in die Sohlenplatte 1 dienen.

[0013] Um zu verhindern, daß sich der Handgriff 9 allzu rasch erhitzt, ist sein Querschnitt im Bereich der Verbindung mit dem Bock 5 mit einer Einschnürung 10 versehen.

[0014] Der dargestellte Hemmschuh wird vom Bedienungspersonal in gewohnter Weise in den Weg eines heranrollenden Eisenbahnwaggons gestellt, wobei das verringerte Gewicht die Handhabung erleichtert. Ein Rad des Wagens läuft nun über den Auflaufkeil 3 auf , bis es an der Auflaufplatte 6 anschlägt, woraufhin das Rad an der Auflaufzunge 2 und der Auflaufplatte 6 gleitet, während der gesamte Schuh auf der Schiene verschoben wird. Als wichtig hat sich nun herausgestellt, daß die Drehbewegung des Rades möglichst bis zum Stillstand des Hemmschuhs erhalten bleibt, daß also möglichst lange sowohl an der Unterseite der Sohlenplatte 1 wie an der Oberseite an Auflaufzunge 2 und Auflaufplatte 6 kinetische Energie vernichtet wird. Bevor die Drehbewegung des Rades zum Stillstand kommt, ist zwar ein intermittierendes Blockieren des Rades durch den Hemmschuh nicht ganz zu vermeiden, doch ist die dadurch verursachte Rüttelbewegung bei der dargestellten Einrichtung wesentlich gemildert, da dieses Blockieren erst auftritt, wenn die Drehgeschwindigkeit des Rades bereits ganz gering ist.

Ansprüche

1. Hemmschuh für Eisenbahnwagen, welcher mit einer Sohlenplatte, die in einer Auflaufzunge endet und einen mit einer Auflaufplatte für ein zu bremsendes Rad versehenen Bock trägt, und mit einem Handgriff versehen ist, wobei der Hemmschuh mindestens teilweise, vorzugsweise aber zur Gänze, aus einem gegossenen Eisenwerkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Sohlenplatte (1) des Hemmschuhs aus Gußeisen mit Kugelgraphit (GGG, Sphäroguß) besteht.

2. Hemmschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den die Auflaufplatte (6) tragenden Teil des Bockes (5) ein sich auf der Sohlenplatte (1) abstützender Steg (8) anschließt.

3. Hemmschuh nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bock (5) mit seitlich vorstehenden Rippen (7) versehen ist.

4. Hemmschuh nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflaufplatte (6) mit einer Panzerung, beispielsweise aus Manganstahl, versehen ist.

5. Hemmschuh nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich quer zur Auflaufplatte (6) und gegebenenfalls zur Auflaufzunge (2) mindestens je eine mit festem Schmierstoff gefüllte Rille (11) erstreckt.

6. Hemmschuh nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff (1) im Bereich seines Anschlusses an den Bock (5) mit einer Einschnürung (10) versehen ist.

Zeichnung