HANDBREMSVORRICHTUNG EINES SCHIENENFAHRZEUGS MIT INNERHALB DES HANDRADES ANGEORDNETEM ANZEIGEELEMENT

Handbremsvorrichtung eines Schienenfahrzeugs mit innerhalb des Handrades angeordnetem Anzeigeelement

Beschreibung

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Handbremsvorrichtung eines Schienenfahrzeugs, beinhaltend wenigstens ein gegenüber einem Lagergehäuse drehbares Handrad zum Zuspannen und Lösen der Handbremse sowie wenigstens ein optisches Anzeigeelement zum Anzeigen des gelösten oder zugespannten Zustands der Handbremse, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

In der DIN 5557 sind Handräder genormt, welche für die Betätigung von Handbremsen als Feststellbremsen von Schienenfahrzeugen verwendet werden. In vielen Fällen, zB beim Einsatz dieser Handräder in Güterwagen, steht keine elektrische Energie zur Verfügung, um den Zustand „Handbremse eingelegt" bzw. „Handbremse gelöst" über größere Entfernung signalisieren zu können. Eine Bauform der DIN 5557 definiert ein Handrad mit klappbarem Griff. Es ist üblich, den Griff zum Einlegen der Handbremse auszuklappen. Durch Drehen des Handrades wird eine mit ihm drehfest verbundene Spindel in Rotation versetzt, welche auf das Bremsgestänge wirkt und die Feststellbremse aktiviert. Nach dem Zuspannen der Handbremse soll der Handgriff in ausgeklappter Stellung verbleiben. Der ausgeklappte Handgriff signalisiert dem Bahnpersonal, dass die Handbremse dieses Wagens zugespannt ist. Vor Abfahrt des Zuges muss die Handbremse gelöst werden, anschließend wird der Handgriff eingeklappt. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht in ihrer Fehleranfälligkeit. Falls die

Bedienperson versehentlich den Handgriff nach Zuspannen der Handbremse wieder einklappt, besteht die Gefahr, dass der Zug mit eingelegter Handbremse losfährt, was zum Heißlaufen der Handbremse führt und große Schäden zur Folge haben kann. Eine weitere Bauform des Handrades gemäß DIN 5557 definiert ein Handrad bestehend aus einem kreisförmigen Ring, der durch drei radiale Speichen mit einer Nabe verbunden ist. Falls keine weitere Anzeige vorgesehen ist, so kann eine eingelegte Handbremse nur schwer erkannt werden, zB nur durch eine Klangprobe, bei welcher ein Bahnbediensteter mit einem Hammer mit langem Stiel auf die Bremsklötze klopft und abhängig vom Klang entscheidet, ob die Bremse gelöst oder zugespannt ist.

Eine weitere bekannte Möglichkeit, den Zustand der Handbremse anzuzeigen, besteht darin, dass durch mittels eines Handrades betätigte Bremshebel ein Drahtgestänge derart in Bewegung gesetzt wird, dass ein Drahtende bezogen auf eine seitlich des Handrades angeordnete Bohrung im Drehgestellrahmen aus- und einfahrbar ist. Das herausstehende bzw. versenkte Drahtende bildet dann ein Signal für den Zustand der Handbremse. Ein Nachteil dieser Lösung ist, dass das relativ dünne Drahtende auf größere Entfernung nur schwer zu erkennen ist. Bei russischen Güterwagen übliche Handbremsen weisen auf der Welle des

Handrades eine Schnecke auf, welche mit einem Zahnsegment kämmt, das mit einer Zugstange gekoppelt ist, die ein Bremsgestänge betätigt. Die Handradwelle ist um eine vertikale Achse in der Nähe der Schnecke schwenkbar. Wird die Welle um diese Achse geschwenkt, so wird die Schnecke aus der Verzahnung des Zahnsegments ausgehoben. Damit löst sich die Handbremse infolge der Kraft einer Gestängerückdruckfeder. Die Schwenkstellungen der Handradwelle sind arretierbar. Diese Anordnung hat zum einen den Vorteil, dass die Stellung des Handrades relativ gut erkennbar ist. Zum andern erspart das Auskuppeln der Verzahnung durch Schwenken des Handrades das Drehen des Handrades zum Lösen der Bremse. Nachteilig ist jedoch, dass eine Betätigung der Handbremse durch nur ein Handrad möglich ist. Infolgedessen ist die Handbremse nur von einer Wagenseite aus bedienbar. Von der anderen Seite des Wagens bzw. des Güterzuges ist das Handrad nicht sichtbar und somit ist auch nicht erkennbar, ob die Handbremse eingelegt oder gelöst ist. Von britischen Güterwagen sind Handbremsen bekannt, bei welchen über das Handbremsgestänge zwei farbige Schieber gegenläufig bewegt werden. Aus der Stellung der Schieber ist der Zustand der Handbremse gut erkennbar. Auch zwei miteinander über ein Umlenkgetriebe gekoppelte Handräder, von welchen je eines auf jeder Wagenseite vorhanden ist, sind bekannt. Ein Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass seitlich des Handrades zusätzlicher Bauraum für die Schieber erforderlich ist, der in vielen Fällen nicht zur Verfügung steht.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Handbremsvorrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass auf wirkungsvolle, einfache, kostengünstige und Bauraum sparende Art der momentane Zustand der Handbremse deutlich anzeigbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, das Anzeigeelement innerhalb einer gedachten, den Durchmesser des Handrades aufweisenden Zylinderfläche anzuordnen. Dies spart den Bauraum, der oftmals neben dem Handrad nicht mehr vorhanden ist oder für andere Bauelemente und Baugruppen benötigt wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.

Besonders bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Handbremsvorrichtung eine Baueinheit bildendes Handradmodul, welches wenigstens das Lagergehäuse, das Handrad, das Anzeigeelement sowie eine Wirkverbindung zwischen dem Handrad und dem Anzeigeelement beinhaltet. Weil dann das Anzeigeelement nicht mehr wie beim Stand der Technik vom Handbremsgestänge, welches die durch das Handrad eingeleitete Drehbewegung einem Handbremsmechanismus zuführt, sondern unmittelbar vom Handrad betätigt wird, ist dieses Handradmodul unabhängig von der Bauform des jeweils verwendeten Handbremsgestänges und kann folglich als standardisiertes Modul eingesetzt werden. Das Anzeigeelement ist bevorzugt im wesentlichen in der Ebene des Handrades angeordnet und wird durch eine im Lagergehäuse relativ zum Handrad koaxial drehbar gelagerte Scheibe gebildet, mit wenigstens zwei optisch unterschiedlichen Flächenabschnitten, welche abhängig von der Drehstellung der Scheibe relativ zum Handrad mit Durchbrüchen im Handrad in Deckung bringbar sind. Ein mit roter Farbe gekennzeichneter und im Durchbruch sichtbarer Flächenabschnitt kann dann beispielsweise auf eine zugespannte Handbremse und ein im Durchbruch sichtbarer grüner Flächenabschnitt auf eine gelöste Handbremse hinweisen. Für farbenblindes Bedienpersonal können auch auf einem der Flächenabschnitte beispielsweise schwarze Punkte angeordnet sein.

Zur Realisierung der Wirkverbindung zwischen dem Handrad und der Scheibe sind zahlreiche Varianten denkbar. Bevorzugt umfasst die Wirkverbindung zwischen dem Handrad und der Scheibe folgendes: a) eine mit dem Handrad mitdrehbare Nabe, welche wenigstens eine sich in Axialrichtung erstreckende gerade Nut aufweist, b) eine mit der Scheibe mitdrehbare, die Nabe umschließende und gegenüber dieser drehbare Hülse mit wenigstens einer, bezogen auf die Axialrichtung wenigstens abschnittsweise spiralförmig ausgebildeten Nut, c) einen gegenüber dem Lagergehäuse verschraubbaren, die Hülse und die Nabe umschließenden Ring mit wenigstens einem sich nach radial innen erstreckenden Stift, der sich durch die spiralförmige Nut der Hülse hindurch und in die gerade Nut der Nabe erstreckt, wobei d) die Nabe, die Hülse und der Ring koaxial zueinander angeordnet und relativ zueinander drehbar im Lagergehäuse gelagert sind. Bei einer Betätigung des Handrades in Zuspannrichtung der Handbremse wird dann der Ring durch den in der geraden Nut der Handradnabe zwar axial bewegbaren, aber dadurch doch drehfest mit der Nabe verbundenen Stift mitverdreht, wodurch sich der Ring gegenüber dem Lagergehäuse axial verschraubt. Die Axialbewegung des zugleich in der Spiralnut der Hülse des Anzeigeelements geführten Stifts sorgt dann für die Drehbewegung des Anzeigeelements relativ zum Handrad. Durch eine geeignete Abstimmung zwischen der Steigung des Gewindes zwischen dem Lagergehäuse und dem Ring und der Steigung der Spiralnut kann die Drehbewegung des Anzeigeelements auf eine gewünschte Zahl von Handradbewegungen abgestimmt werden, die notwendig sind, um die Handbremse vom gelösten Zustand in den zugespannten Zustand zu bringen und umgekehrt.

Falls ein spiralförmig ausgebildeter Mittelabschnitt der Nut der Hülse bezogen auf die Axialrichtung endseitig geraden Abschnitten zwischengeordnet ist, dann kann der den jeweiligen Zustand der Handbremse symbolisierende Flächenabschnitt der Scheibe im Durchbruch des Handrades auch dann erscheinen, wenn die Handbremse zwar vollständig gelöst oder zugespannt ist, aber zur Kompensation beispielsweise des

Klotzspiels der Handbremse, von Toleranzen im Antriebsstrang der Handbremse und von durch Spannungen hervorgerufenen Verformungen eine weitere Drehbewegung des Handrades notwendig ist. Denn dann finden aufgrund der geraden Nutabschnitte nahe den Enddrehstellungen des Handrades keine Relativbewegungen mehr zwischen der Scheibe und dem Handrad statt.

Als Schnittstelle des standardisierten Handbremsmoduls kann die Nabe des Handrades mit einer Welle drehfest verbunden sein, welche die durch das Handrad eingeleitete Drehbewegung auf einen Handbremsmechanismus überträgt.

Zeichnungen Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig.1 eine perspektivische Darstellung eines Handradmoduls einer

Handbremsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; Fig.2 eine Explosionsdarstellung eines Teils des Handradmoduls von Fig.1 ; Fig.3 eine Längsquerschnittsdarstellung des Handradmoduls von Fig.1 ; Fig.4 eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie IV-IV von Fig.3; Fig.5 eine Einzeldarstellung eines Anzeigeelements des Handradmoduls von Fig.1 ;

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in Fig.1 gezeigte Handradmodul 1 einer Handbremsvorrichtung eines Schienenfahrzeugs beinhaltet ein gegenüber einem Lagergehäuse 2 drehbares Handrad 4 zum Zuspannen und Lösen der Handbremse sowie wenigstens ein optisches Anzeigeelement 6 zum Anzeigen des gelösten oder zugespannten Zustande der Handbremse.

Das Handradmodul 1 bildet eine Baueinheit als vorzugsweise standardisiertes Modul, welches wenigstens das mit einem Befestigungsflansch 8 versehene Lagergehäuse 2, das Handrad 4, das Anzeigeelement 6 sowie eine Wirkverbindung 10 zwischen dem Handrad 4 und dem Anzeigeelement 6 beinhaltet.

Wie insbesondere Fig.2 und Fig.3 zeigt, ist das Handrad 4 scheibenförmig ausgebildet, mit einem radial äußeren umlaufenden Handradkörper 12 und mit vorzugsweise drei flächigen Speichen 14, zwischen welchen beispielsweise drei Durchbrüche 16 angeordnet sind. Das Handrad 4 ist beispielsweise mittels einer Nabe 18 mit einer Welle 20 dreh- und axialfest verbunden, welche die durch das Handrad 4 eingeleitete Drehbewegung auf ein aus Maßstabsgründen nicht gezeigtes Handbremsgestänge überträgt und von dort in einen Handbremsmechanismus der Handbremse einleitet, der beispielsweise auf eine Klotzbremse des

Schienenfahrzeugs wirkt. Die Verbindung zwischen der Nabe 18 und der Welle 20 erfolgt vorzugsweise durch eine Spannmutter 22, welche die Nabe 18 gegen eine Wellenschulter 24 spannt sowie eine Keilwellenverbindung 26 zur Erzeugung einer dreh- und axialfesten Verbindung. Das Handrad 4 kann mit der Nabe 18 verschweißt sein. Die Welle 20 ist im Lagergehäuse 2 vorzugsweise mittels wenigstens einer Kunststoffbuchse als Gleitlagerung gelagert. Über den Befestigungsflansch 8 kann das Handradmodul 1 an einer Wandung des Wagenkastens, an einem Rahmenteil oder am Drehgestell des Schienenfahrzeugs befestigt werden. Das Anzeigeelement 6 ist bevorzugt im wesentlichen in der Ebene des Handrades 4 angeordnet und wird durch eine über eine Hülse 28 im Lagergehäuse 2 relativ zum Handrad 4 koaxial drehbar gelagerte Scheibe gebildet. Genauer ist die Scheibe 6 in Betrachtungsrichtung von außen gesehen unmittelbar hinter dem Handrad 4 angeordnet. Weiterhin ist die Scheibe 6 sowie die Wirkverbindung 10 innerhalb einer gedachten, den Durchmesser des Handradkörpers 12 aufweisenden Zylinderfläche angeordnet, weil ihr Außendurchmesser kleiner als der des Handradkörpers 12 ist.

Die Scheibe 6 weist wenigstens zwei, vorzugsweise je drei über den Umfang verteilt und abwechselnd angeordnete optisch unterschiedliche Flächenabschnitte 30, 32 auf, welche abhängig von der Drehstellung der Scheibe 6 relativ zum Handrad 4 mit den Durchbrüchen 16 im Handrad 4 in Deckung bringbar sind. Mit roter Farbe gekennzeichnete und in den Durchbrüchen 16 sichtbare Flächenabschnitte 30 können dann beispielsweise auf eine zugespannte Handbremse und in den Durchbrüchen 16 sichtbare grüne Flächenabschnitte 32 auf eine gelöste Handbremse hinweisen. Für farbenblindes Bedienpersonal können auch auf den einen

Flächenabschnitten 30 beispielsweise schwarze Punkte 34 angeordnet sein. Falls der jeweilige Endzustand noch nicht erreicht ist, beispielsweise im Falle einer noch nicht vollständig gelösten Handbremse oder einer noch nicht vollständig zugespannten Handbremse, erscheinen in den Durchbrüchen 16 die grünen Flächenabschnitte 32 zusammen mit den roten Flächenabschnitten 30 je teilweise.

Zur Realisierung der Wirkverbindung 10 zwischen dem Handrad 4 und der Scheibe 6 sind zahlreiche Varianten denkbar. Bevorzugt umfasst die Wirkverbindung 10 folgendes: a) die mit dem Handrad 4 mitdrehbare Nabe 18, welche beispielsweise drei sich in Axialrichtung erstreckende gerade Nuten 36 aufweist, die mit

Umfangsabstand an der radial äußeren Umfangsfläche der Nabe 18 ausgebildet sind und vorzugsweise Sacklöcher darstellen, b) die mit der Scheibe 6 mitdrehbare, die Nabe 18 umschließende und gegenüber dieser drehbare Hülse 28 mit beispielsweise drei bezogen auf die Axialrichtung wenigstens abschnittsweise spiralförmig ausgebildeten Nuten 38, welche mit Umfangsabstand zueinander angeordnet die Wandung der Hülse 28 durchbrechen, c) einen gegenüber dem Lagergehäuse 2 verschraubbaren, die Hülse 28 und die Nabe 18 umschließenden Ring 40 mit beispielsweise drei sich nach radial innen erstreckenden Stiften 42, welche sich je durch eine spiralförmige Nut 38 der Hülse 28 hindurch und in je eine gerade Nut 36 der Nabe 18 erstrecken, wobei d) die Nabe 18, die Hülse 28 und der Ring 40 koaxial zueinander angeordnet und relativ zueinander drehbar im Lagergehäuse 2 gelagert sind. Bei einer Betätigung des Handrades 4 in Zuspann- oder Löserichtung der

Handbremse wird dann der Ring 40 durch die in den geraden Nuten 36 der sich mitdrehenden Handradnabe 18 zwar axial bewegbaren, aber dadurch doch drehfest mit der Nabe 18 verbundenen Stifte 42 mitverdreht, wodurch sich der Ring 40 über das Gewinde 44 gegenüber dem Lagergehäuse 2 axial verschraubt. Die Axialbewegung der zugleich in den Spiralnuten 38 der Hülse 28 der Scheibe 6 geführten Stifte 42 sorgt dann für die Drehbewegung der Scheibe 6 relativ zum Handrad 4. Durch eine geeignete Abstimmung zwischen der Steigung des Gewindes 44 zwischen dem Lagergehäuse 2 und dem Ring 40 und der Steigung der Spiralnuten 38 kann die Drehbewegung der Scheibe 6 auf eine gewünschte Zahl von Handraddrehungen abgestimmt werden, die notwendig sind, um die Handbremse vom gelösten Zustand in den zugespannten Zustand zu bringen und umgekehrt.

Falls je ein spiralförmig ausgebildeter Mittelabschnitt 46 der Nuten 38 der Hülse 28 bezogen auf die Axialrichtung endseitig geraden Abschnitten 48 zwischengeordnet ist (Fig.5), dann können die den jeweiligen Zustand der Handbremse symbolisierenden Flächenabschnitte 30 oder 32 der Scheibe 6 in den Durchbrüchen 16 des Handrades 4 auch dann erscheinen, wenn die Handbremse zwar vollständig gelöst oder zugespannt ist, aber zur Kompensation beispielsweise von Toleranzen des Klotzspiels, von Toleranzen im Antriebsstrang der Handbremse und von durch Spannungen hervorgerufenen Verformungen eine weitere Drehbewegung des Handrades 4 notwenig ist. Denn dann findet aber aufgrund der geraden Nutabschnitte 48 nahe den Enddrehstellungen des Handrades 4 keine Relativbewegungen mehr zwischen der Scheibe 6 und dem Handrad 4 statt.

Das erfindungsgemäße Handbremsmodul 1 ist besonders für Handbremsvorrichtungen geeignet, welche in der DE 103 04 716 bzw. in der DE 10304715 beschrieben sind, wobei auf die dortige Beschreibung der Handbremsvorrichtung hier ausdrücklich Bezug genommen wird.

Bezuαszahlenliste

1 Handradmodul

2 Lagergehäuse

4 Handrad

6 Anzeigeelement

8 Befestigungsflansch

10 Wirkverbindung

12 Handradkörper

14 Speichen

16 Durchbrüche

18 Nabe

20 Welle

22 Spannmutter

24 Wellenschulter

26 Keilwellenverbindung

28 Hülse

30 Flächenabschnitte

32 Flächenabschnitte

34 Punkte

36 Nuten

38 Nuten

40 Ring

42 Stifte

44 Gewinde

46 Mittelabschnitt

48 gerade Abschnitte