Aus der EP 0 665 154 B1 ist eine Klotzbremseinheit für Schienenfahrzeuge be- kannt, die einen Bremsklotz umfasst, der mittels einer Zuspannvorrichtung af die Lauffläche eines Schienenrades gepresst werden kann. Für die Betätigung der Klotzbremse ist eine Aufhängevorrichtung vorgesehen, die dem Bremsklotz er- möglicht, eine gewisse seitliche Bewegung der Räder mitzuvollziehen. Durch ent- sprechende Druck-oder Zugglieder der Aufhängung werden die Bremsklötze da- bei zur Erzeugung einer Reibkraft auf die Radlaufflächen gepresst. Die dadurch resultierende hohe Beanspruchung der Radlaufflächen ist nachteilig, da die Rad- lebensdauer verkürzt wird und eine Aufrauhung bzw. Riffelbildung der Lauffläche erzeugt wird. Die Aufrauhung oder Riffelbildung der Radlauffläche führen zu einem hohen Laufgeräusch beim Abrollvorgang des Rades, weshalb bei modernen Schienenfahrzeugen häufig gesonderte Scheibenbremsen vorgesehen werden, die jedoch vergleichsweise teuer sind. Ferner führt die einseitige Bremsbelastung des Rades zu hohen Wärmespannungen.

Um diese Nachteile zu vermindern, ist in der DE 19840065 ein elastischer Brems- körper offenbart, bei dem ein Tragkörper mit Ausnehmungen versehen ist, in die Reibwerkstoffelemente eingefügt sind. Diese Reibwerkstoffelemente bilden eine gemeinsame Reibfläche aus und sind elastisch gelagert. Diese elastischen Bremskörper ermöglichen zwar in einem gewissen Maß ein Einfedern oder Ausfe- dern der Reibwerkstoffelemente, wenn diese auf die Lauffläche des Schienenra- des gepresst werden und vermeiden dadurch die Bildung von Hotspots. Allerdings wird eine Aufrauhung und Riffelbildung auf der Lauffläche nicht vollständig ver- mieden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klotzbremseinheit der ein- gangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und der Erzeugung hoher Bremskräfte eine Beanspruchung der Laufflächen des Rades weitgehend oder vollständig vermeidet.

Diese Aufgabe wird mit einer Klotzbremseinheit mit den Merkmalen des Anspru- ches 1 gelöst.

Wenn bei der Klotzbremseinheit mindestens ein Bremsklotz an einer radial nach innen gewandte Fläche des Rades zur Erzeugung der Bremskraft anlegbar ist, wird durch diesen Bremsklotz die Lauffläche des Rades nicht belastet. Dies ver- meidet einerseits temperaturbedingte Spannungen während des Bremsvorganges, und andererseits wird auch die vorerwähnte Aufrauhung der Radlauffläche durch den Bremsklotz vermieden. Die Lärmentwicklung während des Rolivorganges des Rades kann somit vermindert werden. Ferner lässt sich mit der Anordnung des Bremsklotzes an einer nach innen gewandten Fläche des Rades das Tragbild zwi- schen dem Bremsklotz und Radlauffläche verbessern.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine Bremsklotz über eine Pendelaufhängung im wesentlichen radial nach außen ge- gen eine Fläche des Rades bewegbar. Die Pendelaufhängung ermöglicht dabei einen Ausgleich von Vertikalbewegungen zwischen dem Fahrgestell und dem Rad, die beispielsweise durch Be-oder Entladung des Fahrzeuges entstehen.

Wenn wenigstens zwei Bremsklötze vorgesehen sind, die an gegenüberliegenden Seiten des Radsteges am Rad angreifen, bildet sich am Radsteg kein Moment durch die Krafteinleitung aus, da durch das beidseitige Aufbringen der Kräfte der Radsteg lediglich auf Zug beansprucht wird. Für eine effektive Krafteinleitung ist jeder Bremsklotz vorzugsweise an zwei Zugbügeln angelenkt, die über Querla- schen miteinander gelenkig verbunden sind und somit parallelogrammartig zuein- ander verschiebbar sind. Diese Art der Aufhängung ermöglicht es, die Position des Bremsklotzes beim Ein-oder Ausfedern des Rades an die Reibfläche des Rades anzupassen. Der Zugbügel kann dabei über ein oder mehrere Haltelaschen mit dem Fahrgestell gelenkig verbunden sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Haltelasche in unmittelbarer Nähe des Bremsklotzes an einem Zugbügel angelenkt. Dadurch kann die Klotz- reibkraft am Ort ihrer Entstehung unmittelbar über die Haltelasche abgeleitet wer- den, wobei die steifere Anbindung des Bremsklotzes zu geringeren Bremsgeräu- schen führt. Dabei kann die Haltelasche benachbart zum Bremsklotz sowohl an einem einzelnen Zugbügel als auch an einem von zwei Zugbügeln angelenkt sein.

Ferner ist es möglich, die Haltelasche an einem Druckstück zu lagern, dass beim Bremsvorgang auf den Bremsklotz wirkt.

Wenn an der Aufhängung der Klotzbremseinheit ein zweiter Bremsklotz vorgese- hen ist, der gegen die Lauffläche des Rades bewegbar ist, kann eine besonders große Bremskraft erzeugt werden. Diese Doppelklotzanordnung mit außen-und innenliegenden Bremsklötzen eignet sich besonders für schwere Schienenfahr- zeuge, wie Lokomotiven. Durch die beidseitige Anordnung von Bremsklötzen wird auch eine gleichmäßigere Erwärmung des Rades bewirkt.

Wenn die Klotzbremseinheit zwei Bremsklötze umfasst, die gegen jeweils eine ra- dial nach innen gewandte Fläche zweier benachbarter Räder anlegbar sind, kann zur Erzeugung der Kraft eine Bremszange zwischen den Rädern vorgesehen sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Fläche des Rades und die gegenüberliegende Fläche des Bremsklotzes zu einem Rad- steg hin leicht geneigt ausgebildet, so dass der Bremsklotz bei Bewegung radial nach außen durch die Neigung der Bremsfläche nach innen zu dem Radsteg hin gedrückt wird. Durch die Erzeugung einer Bremskraft sowohl an einem Abschnitt des Radsteges als auch an der radial nach innen gewandten Fläche können Wärmespannungen zwischen Spurkranz und Radsteg verringert werden, da eine gleichmäßigere Erwärmung des Rades erfolgt. Die Neigung der Bremsfläche hat den weiteren Vorteil, dass die Bremsklötze zentriert werden und eine eindeutig Zuordnung von Rad-und Klotzreibfläche gegeben ist, auch wenn Achsverschie- bungen auftreten. Die Neigung liegt dabei beispielsweise in einem Bereich zwi- schen 3 und 30°.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von mehreren Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine geschnittene Vorderansicht auf die Klotzbremseinheit ge- mäß einem ersten Ausführungsbeispiel ; Fig. 2 eine Seitenansicht auf die Klotzbremseinheit der Fig. 1 ; Fig. 3 eine Seitenansicht auf die Klotzbremseinheit der Fig. 1 bei schwerbeladenem Fahrzeug ;

Fig. 4 eine geschnittene Vorderansicht auf eine Klotzbremseinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ; Fig. 5 eine Seitenansicht auf eine Klotzbremseinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ; Fig. 6 eine Seitenansicht auf eine Klotzbremseinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel ; Fig. 7 eine Seitenansicht auf eine Klotzbremseinheit gemäß einem fünftem Ausführungsbeispiel, und Fig. 8 eine Seitenansicht auf eine Klotzbremseinheit gemäß einem sechstem Ausführungsbeispiel.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Klotzbremseinheit umfasst ein Rad 4, das auf ei- ner Achse 1 eines Schienenfahrzeuges angebracht ist, wobei eine Radnabe 3 auf der Achse 1 festgelegt ist. Von der Radnabe 3 erstreckt sich in radialer Richtung ein dünn ausgebildeter Radsteg 2, der in einen Spurkranz 5 des Rades 4 mündet.

An der nach außen gewandten Seite ist eine Lauffläche 6 ausgebildet, die gegen- über der Horizontalen leicht schräg geneigt ist. An der radial nach innen gewand- ten Seite des Spurkranzes 5 sind beidseitig des Radsteges 2 Flächen 7 ausgebil- det, an denen ein Bremsklotz 8 anlegbar ist. Die Bremsklötze 8 sind jeweils an ei- nem Halter 9 aufgenommen, der gebogen ausgebildet ist und an einem Arm 10 eines Zugbügels 11 festgelegt ist. In Fig. 1 ist der rechte Bremsklotz 8 durch einen Zugbügel 11 betätigbar, während der linke Bremsklotz 8 über einen weiteren Zug- bügel 12 bewegbar ist, wie dies die Pfeile andeuten.

Die Aufhängung der Bremsklötze 8 umfasst zwei Zugbügel 11, die jeweils in ei- nem vertikalen Abstand über Gelenke 13 mit dem Halter 9 eines Bremsklotzes 8 verbunden sind. Die Zugbügel 11 sind dabei über eine erste Querlasche 15 und eine zweite Querlasche 18 miteinander verbunden. Die beiden Achsen 14 der Querlasche 15 sowie die Achsen 17 der Querlasche 18 bilden ein Rechteck aus, weshalb die Zugbügel 11 parallelogrammartig verschiebbar sind. An der Querla- sche 15 ist ein Zuganker 16 gelenkig angebracht, über den eine Betätigungskraft F einleitbar ist, um die Bremsklötze 8 auf die Bremsfläche 7 zu drücken.

Der obere Zugbügel 11 ist über zwei Haltelaschen 19 und 21 mit dem Fahrgestell des Schienenfahrzeuges verbunden. Die Haltelasche 19 ist dabei gelenkig an ei- ner Aufhängung 20 und die Haltelasche 21 gelenkig an einer Aufhängung 22 an- gebracht. In dem in Fig. 2 dargestellten Beladungsfall ist der Mittelpunkt M des Rades 4 auf der selben Höhe wie die Mittelachse des Zugankers 16, so dass bei Einleitung der Kraft F der Bremsklotz 8 mittig an dem Rad 4 angeordnet ist. Das Rad 4 rollt dabei über eine nicht näher dargestellte Schiene 50 ab.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Belastungsfall ist das Fahrgestell beispielsweise aufgrund einer höheren Beladung leicht abgesenkt, so dass der Mittelpunkt M des Rades 4 gegenüber der Achse der Kraft F im Abstand zu M'vertikal versetzt an- geordnet ist. Damit bei Einleitung der Bremskraft F der Bremsklotz sich der jewei- ligen Position der Fläche 7 anpassen kann, sind die Zugbügel 11 über die Achsen 14 und 17 parallelogrammartig verschoben, so dass ein optimales Anliegen des Bremsklotzes 8 an der Fläche 7 möglich ist.

Zur Einleitung des Bremsvorganges wird über eine nicht dargestellte Bremszange eine Zugkraft F aufgebracht, die über die Aufhängung den Bremsklotz 8 auf die Fläche 7 drückt, um das gewünschte Bremsmoment zu erzeugen. Durch die Ein- leitung der Zugkraft F in der Mitte der Querlasche 15 wird erreicht, dass sich die beiden Zugbügel 11 gegeneinander verschieben können, wenn dies durch eine Neigungsänderung des Bremsklotzes 8 bzw. bei einer Vertikalbewegung des Ra- des 4 erforderlich wird. Durch eine reibschlüssige Vorspannung an den Gelenken 14 und 17 lässt sich dabei erreichen, dass nach dem Lösen der Bremse die Nei- gung des Bremsklotzes 8 beibehalten wird und sich erst ändert, wenn durch eine Einfederungsveränderung des Rades 4 ein anderer Neigungswinkel vorgegeben wird. Die während des Einbremsens aufgebrachte Kraft auf den Bremsklotz 8 führt dann zu einer Winkeländerung zwischen den Zugbügeln 11 und den Querlaschen 15 und 18, wobei die reibschlüssige Vorspannung dann überwunden wird.

Für den Bremsklotz 8 können sowohl Sinter-, Kunststoff-als auch Graugussklötze verwendet werden. Es ist auch möglich, sogenannte elastische Bremsklötze zu verwenden, die aus mehreren einzelnen Reibwerkstoffelementen gebildet sind, die zu der Bremsfläche hin vorgespannt sind. Hinsichtlich der möglichen Ausbildung der Bremsklötze wird auf die Offenbarung der DE 19840065 Bezug genommen.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Bremsklotzeinheit vorge- sehen, bei der leicht modifizierte Bremsklötze 8'vorgesehen sind, die beidseitig eines Radsteges 2'jeweils an Zugbügeln 11 und 12 gehalten sind. Die Aufhän- gung der Bremsklötze 8'erfolgt wie bei dem vorangegangenen Ausführungsbei- spiel.

Die Bremsklötze 8'weisen eine Reibfläche auf, die ebenso wie die Fläche 7'an dem Spurkranz 5'zu dem Radsteg 2'leicht geneigt ausgebildet ist, so dass bei Einleitung einer Kraft F über die Zugbügel 11 und 12 eine zur Vertikalen leicht ge- neigte Normalkraft FN erzeugt wird, die den Bremsklotz 8'zu dem Radsteg 2'hin drückt. Dadurch reibt der Bremsklotz 8'nicht nur an der Fläche 7', sondern auch an einem Abschnitt 25'des Radsteges 2', an dem die Bremskraft Fax aufgebracht wird. Bei einem Bremsvorgang wird somit zusätzlich auch der Abschnitt 25'des Radsteges 2'erwärmt, was die Wärmespannungen innerhalb des Rades 4'verrin- gert. Ferner wird durch die geneigte Ausbildung der Fläche 7'eine Zentrierung der Bremsklötze 8'zur Mitte hin bewirkt. Da beidseitig des Radsteges 2'Bremsklötze 8'vorgesehen sind, werden auftretende Axialkräfte kompensiert.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu dem innenlie- genden Bremsklotz 8'ein außen liegender Bremsklotz 30 an der Aufhängung montiert. Hierfür ist an einer Querlasche 15'ein pneumatisch oder hydraulisch wir- kender Zylinder 31 angebracht, dessen Kolbenstangenkraft auf den innen liegen- den Bremsklotz 8 und dessen Gehäusereaktionskraft auf den außen liegenden Bremsklotz 30 wirkt. Die Pendelaufhängung mit den Querlaschen 15'und 18 so- wie der Hängelaschen 19 und 21 erfolgt wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.

Durch die Kombination eines innen liegenden Bremsklotzes 8 und eines außen liegenden Bremsklotzes 30 wird eine erhebliche Leistungssteigerung der Klotz- bremse erreicht, wobei die beidseitige Anordnung eines Bremsklotzes 8 bzw. 30 für eine gleichmäßigere thermische Aufheizung des Rades 4 während des Brems- vorganges sorgt, so dass Wärmespannungen reduziert werden.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist beidseitig eines Radsteges jeweils ein innen liegender Bremsklotz 8 vorgesehen, der über zwei Zugbügel 11 gehalten ist. Verglichen mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 wurde die Haltelasche 19, die an der Achse 14 des oberen Zugbügels 11 angelenkt war durch eine gesonderte Haltelasche 40 ersetzt, die an einer Achse 42 am Zugbügel 11 und einer weiteren Achse 41 am Fahrgestell angelenkt ist. Die Achse 42 befin-

det sich dabei in unmittelbarer Nähe des Bremsklotzes 8, zumindest noch im Be- reich des Rades 4, so dass eine Klotzreibkraft am Ort ihrer Entstehung unmittelbar in die Haltelasche 40 eingeleitet werden kann. Die steifere Anbindung des Brems- klotzes 8 bei der Betätigung führt dann zu geringeren Bremsgeräuschen.

In Fig. 7 ist ein Bremsklotz über ein sogenanntes Einfachgestänge an dem Fahr- gestell gelagert. Hierfür ist ein-oder beidseitig des Rades 4 ein Zugbügel 60 vor- gesehen, der gleichzeitig auch den Zuganker bildet. Der Zugbügel 60 ist mit zwei Haltelaschen 61 und 62 gelenkig verbunden, die wiederum an einem nicht näher dargestellten Fahrgestell angelenkt sind. An dem dem Rad 4 zugewandten Ende des Zugbügels 60 ist dieser über eine Achse 64 mit einem Druckstück 65 verbun- den, dass bei einem Bremsvorgang den Bremsklotz 8 gegen die Fläche 7 des Ra- des 4 presst. Die Haltelasche 62 ist dabei in unmittelbarer Nähe des Bremsklotzes an dem Zugbügel 60 angelenkt.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Klotzbremseinheit über ein Hebelgestänge am Fahrgestell angebracht. Zur Erzeugung einer Bremskraft wird der Bremsklotz 8 über ein Druckstück 74 gegen die Fläche 7 am Rad 4 gedrückt, wobei das Druckstück 74 über einen endseitig in einem Zylinder 71 aufgenomme- nen Zugbügel 70 bewegbar ist. Der Zylinder 71 ist über eine Platte 72 am Fahrge- stell festgelegt und kann hydraulisch oder pneumatisch wirken oder mit einer Be- tätigungsmechanik versehen sein. Das Druckstück 74 ist über eine Achse 73 mit einer Haltelasche 75 verbunden, die über ein Gelenk 76 am Fahrgestell ange- bracht ist. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Haltelasche 75 in unmittelbarer Nähe des Bremsklotzes 8 angelenkt.

Die gezeigten Ausführungsbeispiele können auch miteinander kombiniert werden, um eine erfindungsgemäße Klotzbremseinheit zu schaffen. Beispielsweise kann die geneigte Anordnung der Bremsflächen auch bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 5 und 6 eingesetzt werden. Ferner ist es möglich, die Aufhängung des Bremsklotzes 8 anders zu gestalten und die Betätigung des Bremsklotzes 8 über einen bekannten Hebelmechanismus zu bewirken.