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Pneumatische Bremse für Eisenbahnwagen.
Die Erfindung betrifft eine pneumatische Eisenbahnwagenbremse mit einer einzigen entlang des Zuges geführten Hauptleitung, welche mit Drücken von 0-10 Atm. und mehr arbeiten kann. Die Bremse nach der Erfindung setzt sich aus einer normalen, selbsttätig wirkenden Luftdruckbremse und einer Unterdruckbremse zusammen, welche bei ganz niedrigem Druck (nahe an 0 kg) arbeitet, wozu noch eine Überdruckbremse tritt, die bei einem Druck von ungefähr 7-10 kg arbeitet, also einem Druck, der wesentlich höher ist als bei den bekannten Luftdruckbremsen, wie z. B. bei der Westinghouse-Bremse.
Alle drei Bremsen sind aber an eine einzige, vom Führerstand aus bediente Hauptleitung angeschlossen.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, u. zw. zeigt die Fig. 1 die Gesamtansicht eines mit der Einrichtung nach der Erfindung ausgerüsteten, aus einer Lokomotive, einem Tender und einem Wagen bestehenden Zuges, die Fig. 2 und 3 die Vorderansicht bzw.
Draufsicht des Führerstandes mit den Rohrleitungen und Führerbremshähnen, die Fig. 4 eine besondere Ausführung eines die Verbindung der Hauptleitung mit den Druck-und Saugleitungen auf der Lokomotive steuernden Doppelventils, Fig. 5 die Vorderansicht des am Wagengestell aufgehängten Aggregats, welches die Unterdruckbremse und die Normalbremse in sich vereinigt, die Fig. 6 das gleiche Aggregat in Draufsicht und in grösserem Massstab dargestellt samt Rohranschlüssen und Steuerorganen, Fig. 7 die oberhalb der Wagenachse am Gestell befestigte Überdruckbremse in einem Schnitt senkrecht zur Wagenradachse, die Fig. 8 eine Ansicht der Überdruckbremse, die Fig.
9 eine abgeänderte Aus- führungsform der Überdruckbremse mit einer Einrichtung, die die Erhöhung der Bremswirkung entsprechend der Wagenbelastung ermöglicht, die Fig. 10 einen Längsschnitt durch ein Steuerorgan, welches die aufeinanderfolgende oder gleichzeitige Einwirkung von Drücken, die höher und niedriger sind als eine Atmosphäre, ermöglicht. Die Fig. 11 stellt einen Querschnitt durch das Steuerorgan senkrecht zur Hauptleitung dar und die Fig. 12 zeigt einen Schnitt eines Steuerorganes, welches die Betätigung der Überdruekbremse in jenem Falle herbeiführt, wenn in der Hauptleitung ein grösserer Druck als der für die Normalbremse bestimmte vorhanden ist.
Als Normalbremse gelangt zweckmässig eine Westinghouse-Druckluftbremse zur Anwendung, deren Hauptleitung 1 mit einem Pressluftbehälter 2 in Verbindung steht. Dieser Behälter wird durch eine vorteilhaft auf der Lokomotive angebrachte Luftpumpe 3 gespeist. Unter jedem Fahrzeug befindet sich das Steuerventil 4, der das Bremsgestänge 6 betätigende Bremszylinder 5 und der Hilfsbehälter 7 (Fig. 6). An diese Normalbremse sind angeschlossen eine sogenannte Unterdruekbremse, welche mit niedrigeren Drücken als 1 Atm. arbeitet und eine Überdruckbremse, welche mit höherem Druck als die bekannten Druckluftbremsen arbeitet.
Zwecks klarer Darlegung der Wirkungsweise wird die Überdruckbremse vorläufig ausser acht gelassen und angenommen, dass das Steuerorgan 10 (Fig. 6) durch Absperrung der zur Überdruckbremse führenden Leitung 50 vermittels des Hahnes 11 ausser Wirksamkeit gesetzt ist.
Die Normalbremse und die Unterdruckbremse besitzen ein gemeinsames Steuerorgan 12 (Fig. 6) ; die Unterdruckbremse besteht aus einem Zylinder 8, dessen Kolben 13 auf derselben Stange 14 sitzt, wie der Kolben 15 des Bremszylinder 5 der normalen Druckluftbremse. Der Angriffshebel 6 des Bremsgestänges ist ebenfalls gemeinsam für beide Bremsen. An die Hauptleitung 1 ist unter Zwischenschaltung des Ventils 10 eine Leitung 16 angeschlossen, welche bei ausgeschalteter Überdruckbremse die Hauptleitung mit dem Steuerorgan 12 verbindet.
Von dem Steuerorgan 12 führt eine Leitung 17 zum Bremszylinder der Normalbremse, welche Leitung durch den Dreiweghahn 18 abgeschlossen werden kann.
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gegen die Kammer 21 abgeschlossen, in welch letzterer zwei Ventile angeordnet sind, von denen das eine 22 im Wege der Leitung 16 die Verbindung zwischen der Hauptleitung und der zum Steuerventil J der Normalbremse führenden Leitung 23 und das andere Ventil 24 die Verbindung der Leitung 76 bzw. der Hauptleitung mit einer Kammer 25, von der das Rohr 26 zum Bremszylinder der Unterdruckbreme führt, beherrscht. Die beiden Ventile 22 und 24 sitzen auf einer gemeinsamen Stange 27, die an der Mem-
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sehlagventil 39 verschliessbar, welches normal durch die Feder 31 in der Offenlage gehalten wird.
Aus dem Rohrstutzen, welcher zum Anschluss der Leitung 26 an die Kammer 2-5 dient, führt eine durch ein Kugelventil abgeschlossene Bohrung 32 ins Freie, wodurch verhindert wird, dass im Vaknumzylinder ein höherer als Atmosphärendruck entsteht. Weiters führt aus genanntem Rohrstutzen aus dem Raum hinter dem Ventil 30 eine Leitung 33 zur Kammer 21. Oberhalb der Mündung dieser Leitung in der
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durch das Ventil 24 oder durch einen an der Stange 27 des Reglers angebrachten Anschlag betätigt wird.
Es sei nun angenommen, dass die Normalbremse geladen ist und der Dreiweghahn 18 sieh in jener Stellung befindet, in welcher er die Leitung 17, die in ständiger offener Verbindung mit der Kammer 20 ist, gegen das Steuerventil der normalen Druckluftbremse absperrt und gleichzeitig mit der Aussenluft verbindet.
Die durch den am Führerstand befindlichen Regulierhahn 37 CFig. 2) in die Hauptleitung 1 eingelassene Luft hat einen Druck von ungefähr 4 leg. Dieser Druck herrscht demnach in der Kammer 27 des Steuerorganes 72. so dass die obere Membrane 28 entgegen der Wirkung ihrer Belastungsfeder noch- gedrückt wird und lue. bei die Stange 27 samt den Ventilen 22 und 24 mitnimmt. so dass die Druckluft über Ventil 22, Leitung 23 und das Steuerventil 4 in den Hilfsbehälter 7 gelangt. Das Laden vollzieht sich demnach genau wie bei den üblichen Druckluffbremsen.
Das untere Ventil ! 4 schliesst hiebei dip Verbindung mit der Zuleitung 25. 26 zum Zylinder der Unterdruckbremse dicht ab. Behufs Ans, ellen" der Normalbremse wird der Druck in der Hauptleitung 1 gemindert, demzufolge die Membrane 2S der oberen Kammer 7. 9 mit der Stange 27 und den Ventilea 22, 24 sich allmählich herabbewegt. Ist während dieser Bewegung der Druck beispielsweise auf 2 kg gesunken, wobei die Ventile 22. 24 eine Mittellage einnehmen, also beide offen sind, so wird das Steuerventil 4 in bekannter Weise derart verstellt, dass
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der inzwischen in die Leitung 26 bzw. den Vakuumzylinder gelangte Überdruck durch das Rückschlagventil 32 in die Aussenluft entweicht.
Der beschriebene Vorgang ergibt den Vorteil, dass Stösse beim Bremsen vermieden werden, während in der Hauptleitung ein plötzlicher Druckabfall hervorgerufen wird, der das Ansprechen der Steuerventile 4 in jedem folgenden Wegen beschlennigt, so dass die Fortpflanzung der Bremswirkung bis zum Ende des Zuges viel rascher herbeigeführt wird als bei den bekannten Systemen.
Beim weiteren Niedergehen der Stange 27 wird durch das Ventil 22 die Hauptleitung gegen das Steuerventil 4 ganz abgesperrt, wobei die Bremsen angestellt bleiben ; hiebei bleibt aber die Verbindung
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bewirkt hiebei das verstärkte Anziehen der Bremsen, gleichzeitig hat auch der Schieber 36 seine tiefsie Lage erreicht und mit seinem oberen Rand die Bohrung 34 abgeschlossen : die Leitung ni mündet nun in den Hohlraum des Schiebers, während die Bohrung 3. 3 eine zweite Verbindung zwischen den Kammern 21 und 26 schafft. Von diesem Augenblick an kann die zusätzliche Wirkung der Unterdruekbremse eintreten.
Wenn nämlich durch entsprechende Verstellung des Fiihrerbremshahnes 40 (Fig. 3) die Hauptleitung mit einer durch einen Servomotor 42 betriebenen Saugpumpe oder einem Ejektor 41 in Verbindung
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des saugenden Zylinders 8 viel grösser ist als jener des Druckzylinders, so kann die Bremswirkung bis auf das Doppelte der Normalbremse gesteigert werden.
Es ist bei einzelnen Wagen oft erwünscht, die Bremswirkung nicht zu steigern, insbesondere bei Wagen von geringem Gewicht und ohne Ladung. Für diese Wagen kann man die Wirkung der Unterdruekbremse ausschalten, indem man die Leitung 17 öffnet, welche die Kammer 20 des Steuerorganes 12 mit der vom Steuerventil 4 der Normalbremse zum Normalbremszylinder führenden Leitung 39 ver- bindet, in der genau derselbe Druck herrscht wie im Zylinder der normalen Draekluftbremse. Wenn
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der Unterdruckbremse unbeeinflusst bleibt. d. h. die Bremsung stattfinden wird.
Wenn aber, wie dies schon eingangs angedeutet wurde, die Leitung 17 durch den Hahn 18 abgesperrt wird, dann können die beiden Bremsen, nämlich die Normalbremse und die Unterdruckbremse. bei jeder Bremsung ihre Wirkungäussern.
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bremshahn.'37 der Normalbremse aus dem Behälter 2 Druckluft in die hauptleitung eingelassen. Diese Druckluft dringt durch M in die mittlere Kammer 21 des Steuerorganes 7. 3 eines jeden Wagens, findet das obere Ventil 22 geschlossen und das untere 24 geöffnet, so dass sie in die Kammer 24 eindringen und das Ventil-' ? schliessen kann. Bis zu diesem Augenblick bleiben die Bremsen angezogen.
Im weiteren Verlaufe dieses Vorganges wird die Membrane 28 und damit die Stange 27 angehoben, so dass das Venti !.' geschlossen und das Ventil 22 geöffnet wird und die Druckluft aus der Hanptleitung zum Steuerventil 4 gelangt, welches nun in jene Lage gelangt, in welcher es den Zwischenbehälter mit der Hauptleitung und den Normalbremszylindet mit der Aussenluft verbindet.
Gleichzeitig wird auch der Schieber. ? gehoben, so dass die Leitungen.',- bzw. der Zylinder 8 in Verbindung mit der Aussenluft gebracht werden. Die Luft dringt nun in den Vakuumzylinder 8 der rnterdruckbremse ein und die Saugwirkung auf den Bremskolben hört auf. Die Bremsen befinden sich nunmeir wieder in der Ladestellung. Ein besonderer Vorteil ist darin zu erblicken, dass die Unterdruekbremse, welche unmittelbar
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brochen nach Belieben geregelt werden kann. Bei starkem Gefälle wird noch die Überdruckbremse eingeschaltet, welche gleichfalls ungeschwächt wirksam bleibt und nach Belieben geregelt werden kann.
Diese Überdruckbremse besteht aus einem an jedem Wagen angebrachten Luftzylinder 43 (Fig. 7 bis 9), welcher sich über einer, mit einer Scheibe 46 versehenen Wagenradachse 44 befindet. An der Stange 9 des Bremskolbens ist ein Bremsklotz 46 befestigt, der in der Entbremsstellung durch eine Spiralfeder 47 in entsprechendem Abstand von der Scheibe 45 gehalten wird.
Wenn der in der Hauptleitung vorhandene Druck bei Betätigung eines besonderen Führerbrems- hahnes 48 Über den für die Normalbremse bestimmten Druck (ungefähr 4 leg) etwa auf 7-10lcg gesteigert wird, wird der zylindrische Schieber 49 des Ventils 10 (Fig. 12) angehoben und demzufolge die Verbindung zwischen der Hauptleitung und der Leitung 16 unterbrochen, während die zur Überdruckbremse führende
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den Zylinder 43 der Überdruckhremse.
Der hohe Druck im Zylinder sucht diesen bzw. den Wagenkasten anzuheben ; aus diesem Grunde sind zwei am Wagenkasten befestigte Bügel 54 angeordnet, von denen jeder an seinem unteren Teil je einen Bremsschuh 5, 5 trägt, durch welchen das Aufsteigen des Wagenkastens bzw. des Zylinders gegenüber der Wagenachse begrenzt wird.
Dieses Heben des Wagenkastens bedeutet aber keinen Nachteil, vielmehr einen wertvollen Vorteil, da damit eine gesteigerte Brems-
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werden, dass man statt einer zentrischen eine exzentrische Bremsscheibe 56 verwendet, so dass bei jeder Radumdrehung die im Zylinder eingesehlossene einen Polster bildende Luft durch den zufolge der Exzentrizität der Bremsscheibe gehobenen Kolben zusammengepresst wird. so dass sieh eine dem Wagengewicht
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es die Verbindung der Hauptleitung mit der Leitung 16 wieder herstellt, hingegen mit der Leitung. ? unterbricht ; gleichzeitig findet ein Entweichen der Druckluft durch die Bohrung 51 aus der Überdruek- bremse statt.
Es kann auch aus wirtschaftlichen Gründen die Druckluft aus der Überdruckbremse teilweise in den Zylinder der Normalbremse überströmen gelassen werden, falls letzterer erschöpft wäre.
Zu diesem Zwecke wäre eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Leitung erforderlich, die während der Betätigung des Ventiles 10 die erforderliche Verbindung herstellt.
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Wie ersichtlich, genügt demnach zur Inbetriebsetzung der gesamten beschriebenen Einrichtung eine einzige entlang des ganzen Zuges geführte Hauptleitung, welche mit den Führerbremshähnen in Verbindung steht oder nur an einen Führerbremshahn angeschlossen ist, der nebst der Verbindung mit dem Druckluftbehälter für die Normalbremse in einer weiteren Stellung die Hauptleitung mit einer Saugpumpe oder mit einem Ejektor verbindet, während in einer weiteren Stellung das Einströmen der hochgespannten Druckluft in die Hauptleitung herbeigeführt wird.
Die auf der Maschine befindlichen drei Leitungen (Fig. 3) : 57 für hohen Druck, 58 für mittleren
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same Hauptleitung 1.
D : e hoch komprimieite Pressluft (über 7 leg) für die Überdruckbremse wird einem Behälter 62. der auf der Lokomotive und gesondert von dem für die Speisung der Normalbremse bestimmten Pressluftbehälter angeordnet ist, entnommen. Es ist aber nicht unbedingt notwendig, für die hochgespannte Luft und für jene von geringerem Druck (ungefähr 4 leg) gesonderte Pumpen anzubringen.
Es genügt, die Druckluft aus der Pumpe nur in den Behälter für geringeren Druck zu fördern und beide Zylinder durch einen pneumatischen Regler 6, (Fig. l) zu verbinden, der, wenn im Behälter für kleineren Druck die normale Druckhöhe erreicht ist, den Luftüberschuss in den zweiten Zylinder, in dem die Luft höheren Druckes aufgespeichert werden soll, so lange hindurchlässt, bis der erwünschte höhere Druck erreicht ist.
Zusammenfassend ergibt die beschriebene Einrichtung folgende Vorteile : Es kann mit einer einzigen entlang des Zuges geführten Leitung eine verdoppelte Bremswirkung erzielt werden, und ist selbst bei Kupplungsbrüchen die selbsttätige Wirkung der Bremse gesichert. Die zwei unmittelbar wirkenden Bremsen entsprechen sämtlichen Anforderungen beim Befahren langer Gefälle und bei plötzlich auftauchenden Hindernissen, wenn ein sehr heftiges und vollständiges Abbremsen erwünscht ist. Als weitere Vorteile müssen noch erwähnt werden : das allmähliche Bremsen und Entbremsen, die rasche Übertragung der Bremswirkung auf die letzten Wagen und die selbsttätige oder von aussen beeinflussbare Anpassungsfähigkeit an das Wagengewicht bzw. das Ladegewicht.
Selbstverständlich können die Unterdruckbremse oder die Überdruckbremse oder auch andere Organe der geschilderten Einrichtung einzeln oder auch mehrere zusammen bei bereits bekannten Bremseinrichtungen angebracht werden, um deren Wirkung zu verbessern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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mit mittleren Drücken arbeitenden Bremse (Normalbremse) eine zweite, mit Drücken unter 1 Atm. arbeitende Bremse (Unterdruckbremse) vorgesehen ist. und beide Bremsen eine gemeinsame Hauptleitung und gemeinsame Bremskolbenstangen besitzen.