Es wurde ein neuartiger Bremszylinder (pneumatischer Aktuator) für Schienenfahrzeug-Scheibenbremsen entwickelt. Der betriebliche Nutzen der Verschleißkompensation in Bezug auf Ansprechverhalten und Luftverbrauch konnte mit Hilfe des abgeleiteten strömungstechnischen Modells quantifiziert werden. Das Ziel, die praxisorientierte Darstellung der systematischen Vorgehensweise bei der Entwicklung eines Bremsaktuators, wurde mit der vorliegenden Arbeit erreicht. Basierend auf der abgeleiteten Anforderungsliste können die allgemein schwer zugänglichen Belastungen eines Bremsaktuators abgeschätzt werden. Die Funktionsstruktur und die Sammlung möglicher Funktionsträger erlauben die Ableitung weiterer alternativer Konzepte. Ein Bewertungsschema macht deren objektive Beurteilung möglich. Die Auslegungsgrundlagen für das ausgewählte Funktionsprinzip des Nachstellmechanismus, ein Spindel/Mutter-System mit Rollfederantrieb und Ratschenkupplung, sind geschlossen dargestellt. Diese können Grundlage für die Weiterentwicklung dieses Konzeptes sein. Die Wettbewerbsfähigkeit des neuen Konzeptes gegenüber einem am Markt eingeführten Produkte konnte durch vergleichende Labortests gezeigt werden. Das Gewicht wurde um 20 % gesenkt, die Anzahl der verwendeten Normteile bei gleicher Gesamtteilezahl um 40 % gesteigert werden. Die iterative Vorgehensweise aus analytischer, numerischer und experimenteller Spannungsanalyse bei der Auslegung hat sich als notwendig und sinnvoll erwiesen. Eine Erprobung im Betrieb steht noch aus. Die einzelnen Themen der Arbeit: 1. Bremssysteme von Schienenfahrzeugen. 2. Synthese der Anforderungsliste eines Bremsaktuators mit Nachstelleinheit. 3. Funktionsstruktur und Analyse der Funktionsträger von Nachstellmechanismen. 4. Verschiedene Konzepte, deren Analyse sowie Auswahl geeigneter Konzepte für die Weiterentwicklung. 5. Konstruktive Ausführung des ausgewählten Konzeptes. 6. Erprobung (Entwicklung der Prüfeinrichtungen, Druck-Kraftwandlung, Nachstellfunktion, Zeitverhalten, Rückstellung, Spannungsanalyse).
Entwicklung eines pneumatischen Aktuators für Scheibenbremsen von Schienenfahrzeugen
Berichte aus dem Maschinenbau ; 1-145
1998
145 Seiten, 86 Bilder, 22 Tabellen, 105 Quellen
Theses
German
Schienenfahrzeug , Scheibenbremse , Bremszylinder , pneumatisches Bauelement , Verschleißfestigkeit , Luftverbrauch , Stellglied , Anforderungsliste , Verstellspindel , mechanischer Antrieb , Spannungsanalyse , konstruktive Gestaltung , Prüfeinrichtung , Gewichtsminimierung , Näherungsverfahren , Normteil