[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Balkengleisbremse zum Abbremsen von Eisenbahnwaggons
mit jeweils zwei beidseitig jeder Fahrschiene eines Gleises angeordneten Bremsbalken,
an deren der Fahrschiene zugewandten Bremsfläche leistenförmige Bremssegmente angebracht
sind, die zum Abbremsen des Eisenbahnwaggons gegen die auf der Fahrschiene vorbeirollenden
Waggonräder des Eisenbahnwaggons gedrückt werden, wobei zwischen einem Balkenträger
und einem Bremssegment eines Bremsbalkens ein Dämpfungselement angeordnet ist.
[0002] Die Praxis hat gezeigt, dass bei Bremsbalken der vorstehenden Art Dämpfungselemente
erforderlich sind, um Bremsgeräusche, insbesondere Quietschgeräusche, zu vermeiden.
Gebräuchlich sind beispielsweise Dämpfungselemente, die ausschließlich aus einem Gummi
bestehen. Diese haben aber den Nachteil, dass sie den von ihnen übertragenen Bremskräften
nicht dauerhaft standhalten. Außerdem werden bei einer Bremsung die Bremsbalken gegenüber
dem Balkenträger gekippt, so dass entlang bestimmter Kanten schneidend wirkende Kräfte
auftreten, die zu Einrissen im Gummi führen. Derartige Dämpfungselemente müssen daher
häufig ausgewechselt werden.
[0003] Darüber hinaus ist die Beweglichkeit der Bremssegmente gegenüber den Balkenträgern
durch die hohen Kräfte und die Weichheit der Gummi-Dämpfungselemente zu groß, so dass
die Befestigungsschrauben, mit denen die Bremssegmente am Balkenträger gehalten werden,
durch Kerbwirkung zum Brechen neigen. Das dadurch mögliche Lösen der Bremssegmente
kann zum Entgleisen der Eisenbahnwaggons führen und stellt dadurch ein hohes Sicherheitsrisiko
für Personen dar, ebenso ein erhebliches wirtschaftliches Risiko.
[0004] Die Erfindung beruht daher auf dem Problem, eine geräuscharme Balkengleisbremse zu
schaffen, die wenig Wartungs- und Reparaturaufwand benötigt.
[0005] Zur Lösung des Problems sieht die Erfindung vor, dass eine Balkengleisbremse gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein Dämpfungselement aufweist, das sandwichartig aus
wenigstens zwei miteinander verklebten Stahlblechen besteht, wobei eines der Stahlbleche
an dem Bremssegment und ein anderes der Stahlbleche an dem Balkenträger direkt oder
indirekt anliegt.
[0006] Durch die Sandwichbauweise ergibt sich eine hohe Haltbarkeit, wobei insbesondere
die Klebeschicht zwischen den beiden Stahlblechen geräuschabsorbierend wirkt, was
zugleich geräuschdämpfend und -dämmend ist.
[0007] Die Wirkung des Dämpfungselements kann verbessert werden, wenn mehrere Stahlbleche
vorgesehen sind, die jeweils miteinander verklebt sind. Falls mehr als drei vorgesehen
sind, ist zumindest eines quasi zwischen den anderen in der Klebeschicht schwimmend
gelagert, was die Dämpfungswirkung weiter verbessert. Es hat sich aber gezeigt, dass
nicht mehr als fünf Stahlbleche mit drei schwemmend gelagerten Stahlblechen notwendig
sind, um eine ausreichende Geräuschreduzierung zu erzielen.
[0008] Vorzugsweise sind die einzelnen Stahlbleche beidseitig mit einer dünnen Gummierung
versehen. Dadurch sind insbesondere die äußeren Stahlbleche gegen Korrosion geschützt.
Außerdem ergibt sich ein guter Haftgrund für den Kleber.
[0009] Kleber auf Acrylat- und Silikonbasis haben sich besonders bewährt, da sie eine besonders
hohe Dämpfungs- und Dämmwirkung haben.
[0010] Dies gilt vor allem für UV-vernetzbare Kleber auf Acrylat-Basis: Praktische Versuche
zeigten, dass das Dämpfungsblech optimale Eigenschaften hat und optimal an unterschiedliche
Gegebenheiten angepasst werden kann, wenn es sich bei dem Kleber um einen solchen
auf Basis von (Meth)acrylester-Copolymerisaten eines K-Wertes von 10 bis 150 mit chemisch
eingebauten, fotoreaktiven Gruppen gemäß der EP 0 377 199 handelt. Ein solches Dämpfungsblech
hält Temperaturen bis 250°C aus, so dass es uneingeschränkt verwendbar ist. Zugleich
ist es wesentlich kostengünstiger erhältlich als Silikonkleber und erfordert kein
Lösungsmittel, um als dünne Schicht auftragbar zu sein.
[0011] Das Material für die selbstklebende Dämpfungsschicht gemäß der EP 0 377 199 B1 wird
derzeit von der Firma BASF Aktiengesellschaft, D-67056 Ludwigshafen, unter der Bezeichnung
"acResin®" angeboten. Weiterhin ist es von der Firma Collano Ebnöther AG, CH-6203
Sempach-Station, unter der Bezeichnung "Ecomelt" oder der Firma Novamelt GmbH, Öflinger
Str. 120, D-79664 Wehr, unter der Bezeichnung "Novarad" zu beziehen. Als Anwendungsbereiche
nennt der Hersteller Papier- und Folienetiketten, Klebebänder und haftklebende Ausrüstungen
für Bitumen-Dämmmatten. In dem Patent wird zusätzlich die Verwendung der Masse als
Lack genannt. Bei sämtlichen, bisher in Erwägung gezogenen Anwendungen spielen die
akustischen Eigenschaften der Masse keine Rolle. Deshalb war es völlig überraschend,
dass dieses Material bei Dämpfungsblechen für Balkengleisbremsen alle Forderungen
hervorragend erfüllt.
[0012] Vergleichbar gute Eigenschaften erreicht man, wenn es sich bei dem Kleber um ein
Block-Copolymer gemäß der WO 93/24547 oder um ein Block-Copolymer gemäß der US 5,393,818
handelt.
[0013] Als weiterer Korrosionsschutz können die Außenseiten des sandwichartigen Dämpfungselementes
mit einer Schutzschicht versehen werden.
[0014] Beim Abbremsen eines Schienenfahrzeuges wird auf das Dämpfungselement ein Drehmoment
um eine Achse senkrecht zur Sandwichstruktur ausgeübt, so dass die einzelnen Lagen
gegeneinander verdrehen, was zu einer Zerstörung der Klebeschicht führen könnte. Um
dies zu vermeiden, ist das sandwichartige Dämpfungselement zumindest an einer Längsseite
abgewinkelt und liegt mit dem abgewinkelten Abschnitt auf einer Auflagefläche am Bremsbalkenträger
auf. Das Dämpfungselement umklammert somit den Balkenträger zumindest einseitig, wodurch
Drehungen der einzelnen Lagen gegenüber dem Balkenträger und damit untereinander verhindert
werden.
[0015] Die Bremssegmente und die zugehörigen Dämpfungselemente werden mit dem Balkenträger
verschraubt. Dazu befinden sich in den Bremssegmenten und den Dämpfungselementen eine
entsprechende Anzahl von Löchern, durch die Schraubenschäfte von Befestigungsschrauben
hindurchgeführt sind.
[0016] Um den Erfindungsgedanken weiter zu verdeutlichen, wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch eine Balkengleisbremse und
- Fig. 2
- den prinzipiellen Aufbau eines Bremssegmentes im Querschnitt (Linie II-II in Fig.
1).
[0017] An einem Balkenträger 1 sind hintereinander (senkrecht zur Papierebene) mehrere leistenförmige
Bremssegmente 2 mittels mehrerer Befestigungsschrauben 3 befestigt, von denen im Bild
lediglich eine dargestellt ist, zwischen den Bremssegmenten 2 und dem Balkenträger
1 befindet sich ein sandwichartiges Dämpfungssegment 4 mit mehreren Löchern 5, die
von den Befestigungsschrauben 3 durchdrungen werden. Die obere und die untere Längsseite
der Dämpfungselemente 4 sind abgewinkelt, wobei die abgewinkelten Abschnitte 6', 6''
auf Auflageflächen am Balkenträger 1 aufliegen.
[0018] Um die Spannung, mit der die Befestigungsschrauben 3 die Bremssegmente 2 an den Balkenträger
1 ziehen, zu erhalten, ist zwischen einer Schraubenmutter 7 an der Befestigungsschraube
3 und dem Balkenträger 1 ein Federpaket 8 angeordnet, dessen Spannung die Zugkraft
bestimmt.
[0019] Das Bremssegment 2 besitzt gegenüber den Schraubköpfen der Befestigungsschraube 3
vorspringende Bereiche 9, auf denen dem Balkenträger 1 abgewandten Seite eine Bremsfläche
10 ausgebildet ist, die bei einer Bremsung gegen die auf den Schienen vorbeilaufenden
Räder der Eisenbahnwaggons gedrückt werden. Dabei entsteht eine Relativbewegung zwischen
der Bremsfläche 10 und dem Rad, wodurch Schwingungen im Bremssegment und dem Rad induziert
werden. Durch eine Schmierung der Bremsfläche 10 wird dies zum Teil verhindert. Um
eine optimale Wirkung zu erreichen, muss die Schmierung ständig nachgebessert werden.
Selbsttätig wirkende Schmiervorrichtungen haben sich nicht bewährt.
[0020] Um die induzierten Schwingungen zu dämpfen und zu dämmen, befindet sich zwischen
den Bremssegmenten 2 und dem Balkenträger 1 das sandwichartig aufgebaute Dämpfungselement
3, das aus mehreren zusammengeklebten Stahlblechen besteht, die sich parallel zu denen
der Bremsfläche 10 erstrecken.
[0021] Fig. 3 zeigt den typischen Aufbau eines solchen Dämpfungselementes. Es besteht aus
drei Lagen, das heißt aus drei Stahlblechen 11 (einfache Schraffur) beispielsweise
der Qualität C45 mit einer Dicke von ca. 475 µm +/- 40 µm. Jedes Stahlblech 11 ist
beidseitig mit einem Primer der Dicke 1,5 µm +/- 0,5 µm versehen. An die Primer-Schicht
12 schließt sich beidseitig eine Gummischicht 13, 13' (gekreuzte Schraffur) an, aus
einem Gummi der Qualität Rubber 70 mit einer Dicke von ca. 90 µm +/- 7,5 µm auf der
einen Seite bzw. 100 µm +/- 10 µm auf der anderen Seite, wobei die Stahlbleche so
geschichtet sind, dass die außen am Bremssegment 2 liegenden Gummischichten 13' die
dünneren sind.
[0022] Die bisher genannten Schichten 12, 13, 13' werden zunächst nacheinander an einem
Stahlblech aufgebracht, anschließend werden die Stahlbleche an den Gummischichten
miteinander verklebt, wobei eine Kleberschicht 14 (kurze Doppelstrich-Schraffur) der
Dicke von ca. 75µm +/- 10 µm entsteht. Anschließend werden die äußeren Seiten mit
einer Schutzschicht 15 versehen.
[0023] Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird zunächst ein zwei-lagiges Vorelement mit
beidseitig äußeren Schutzschichten 15 hergestellt, an das eine weitere Lage angeklebt
wird, so dass eine Schutzschicht 15 sich innerhalb des Dämpfungselementes 2 befindet.
[0024] Die genannten Werte für die Dicke der einzelnen Schichten bzw. Bleche sind ungefähre
Anhaltswerte, die je nach Einsatzbedingungen auch verändert werden können.
[0025] Sobald der Kleber ausgehärtet ist, werden die Löcher 5 für die Befestigungsschrauben
3 gebohrt und das zugeschnittene Dämpfungselement 2 an seiner oberen und Längskante
gleichsinnig um ca. 90° abgewinkelt.
[0026] Die Kleberschichten 14 haben zum Einen die Aufgabe, die Stahlbleche 11 zusammenzuhalten
und zum Anderen die Aufgabe, in sie eingeleiteten Körperschall in Wärme zu verwandeln,
um so induzierte Schwingungen zu dämpfen und eine Weiterleitung des Körperschalls
zu unterbinden. Damit wird auf effektive Weise die Schallabstrahlung vermindert und
die Lärmbelastung der Umgebung deutlich reduziert.
Bezugszeichenliste
[0027]
- 1
- Balkenträger
- 2
- Bremssegment
- 3
- Befestigungsschraube
- 4
- Dämpfungselement
- 5
- Loch
- 6, 6'
- Abschnitte
- 7
- Schraubenmutter
- 8
- Federpaket
- 9
- Bereich
- 10
- Bremsfläche
- 11
- Stahlbleche
- 12
- Primer-Schicht
- 13, 13'
- Gummischicht
- 14
- Kleberschicht
- 15
- Schutzschicht
1. Balkengleisbremse zum Abbremsen von Eisenbahnwaggons mit jeweils zwei beidseitig jeder
Fahrschiene eines Gleises angeordneten Bremsbalken, an deren der Fahrschiene zugewandten
Bremsfläche (10) leistenförmige Bremssegmente (2) angebracht sind, die zum Abbremsen
des Eisenbahnwaggons gegen die auf der Fahrschiene vorbeirollenden Waggonräder des
Eisenbahnwaggons gedrückt werden, wobei zwischen einem Balkenträger (1) und einem
Bremssegment (2) eines Bremsbalkens ein Dämpfungselement (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (4) sandwichartig aus wenigstens zwei miteinander verklebten
Stahlblechen (11) besteht, wobei eines der Stahlbleche (11) an dem Bremssegment (2)
und ein anderes der Stahlbleche (11) an dem Balkenträger (1) anliegt.
2. Balkengleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu fünf Stahlbleche (11) vorgesehen sind, wobei jedes Stahlblech (11) mit den
jeweils benachbarten Stahlblechen (11) verklebt ist.
3. Balkengleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei Stahlbleche (11) vorgesehen sind.
4. Balkengleisbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Stahlbleche (11) beidseitig mit einer dünnen Gummierung versehen sind.
5. Balkengleisbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kleber um einen Kleber auf Silikonbasis handelt.
6. Balkengleisbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kleber um einen UV-vernetzbaren Kleber auf Acrylatbasis handelt.
7. Balkengleisbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Außenseiten des sandwichartigen Dämpfungselementes (4) mit einer Schutzschicht
(15) versehen sind.
8. Balkengleisbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sandwichartige Dämpfungselement zumindest an einer Längsseite abgewinkelt ist
und mit dem abgewinkelten Abschnitt (6, 6') auf einer Auflagefläche am Balkenträger
(1) aufliegt.
9. Balkengleisbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremssegmente (2) mit dem Balkenträger (1) verschraubt sind und dass dazu die
Dämpfungselemente (4) wenigstens mit einer der Anzahl der Befestigungsschrauben (3)
entsprechende Zahl von Löchern (3) versehen sind, durch die die Schraubenschäfte hindurchgeführt
sind.