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Oesterreichische PATENTSCHRIFT Nr. 7909.
CLASSE 20 : EISENBAHNBETRIEB.
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halten.
Bei diesem System wird, sobald mall ein Bremsen veranlassen will, mittelst des elektrischen Antriebes eine Verbindung zwischen dem Kraftsammler und dem Bremszylinder dadurch hergestellt, dass man das auf dem diese beiden Thoite zusammenhaltenden Ver- bindungsstück befindliche Ventil öffnet. Wenn man einen Bremsdruck bis zu oinem gewissen Grad halten will, so schliesst man dieses Verbindungsventil wieder, nachdem es vorher geon'net worden ist, und wird der Druck infolge einer, zwischen den beiden Köpfen des
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Dieses System ergibt jedoch folgende Nachtheile : 1. Ein sein langsames Lösen. indem dieses von der mehr oder weniger grossen
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abhängt.
2. Einen beträchlich Aufwand von unter Druck befindlicher Flüssigkeit, indem die
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Luft in Verbindung stehenden Behälter ohne Druck abgelassen wird; es ergibt sich daraus die Nothwendigkeit, eine starke Pumpe in Anwendung zu bringen, um den Aufwand an
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Dieser Ubelatand der. Anwendung einer starken Pumpe, welche einen grossen Verlust @n Bctriebskraft zur Fo ! go hat, macht sich hauptsächlich heim Ingangsetzen eines Zuges nach einem mehr oder weniger langen Stillstand bemerkbar. Thatsachlich wird die zum Laden des Kraftsammlors bestimmte Pompe erst dann selbsttätig abgestellt oder in Un. thätigkeit versetzt, wenn im Kraftsaminler der hohe und ständige Druck, welchen man darin halten will, erreicht ist. Da aber bei der Abfahrt dieser Druck oftmals nicht vorbanden ist, so muss man, um ihn herzustellen, von der Wagenachse die nöthige Kraft entnehmen, wodurch natürlich das Ingangstetzen des Zuges beträchtlich erschwert wird.
Die neu erfundene vorbesserte elektrohydraulische Bremse hobt die vorbezeichneten Ubelstande vonständig auf.
Zur grösseren Deutlichkeit soll zunächst der Apparat und seine Arbeitsweise, sodann seine Construction und die specielle Anordnung seiner Theile, welche die bezeichneten Übelstände vermeiden, beschrieben werden.
In der beigefügten Zeichnung ist die Gesammtanordnung schematisch dargestellt.
Jeder Wagen des Zuges ist mit einem gleichen Apparat versehen und die Apparate sind mittelst geeigneter Kupplungen elektrisch verbunden. Das Ganze wird-durch einen einzigen, auf dem Motorwagen beim Führer befindlichen Umschalter d gesteuert. Bei normalem Gang circuliert der elektrische Strom auf seine ganze Vertheilung, indem er auf den, ein Ventil bewegenden Elektromagneten in der Weise wirkt, dass die Bremsen gelöst bleiben ; das Abstellen des Stromes dagegen, sei es absichtlich durch einen Griff des Führers oder des Schaffners oder durch einen Zufall, z. B. durch Zerreissen der Wagenkupplung herbeigeführt, bewirkt eine Bewegung des genannten Ventiles in der Weise, dass ein Bremsen erfolgt.
Der Apparat besteht aus einer Pumpe, deren Kolben 9 durch die Stange f mit einem auf der Wagenachse festsitzenden Excenter oder dergl. verbunden ist, von dem er beständig hin-und horbowegt wird. Das Pumpengehäuse e steht mit der Kammer h und diese durch den Canal i mit dem Flüssigkeitsbehälter k in Verbindung, welcher entweder mit dem Gehäuse des Apparates aus einem Stück gegossen oder separat an irgend einer geeigneten Stelle des Wagens angebracht sein kann. n ist die Ventilkammer. welche mit der vorderen Fläche des Kolbens 9 durch den Canal o in Verbindung steht und in welcher senkrecht übereinander ein Saugventil 1 und ein Druckventil m untergebracht sind.
Die über letzterem befindliche Kammer p ist einerseits mit der eigentlichen Druckleitung q, anderseits mit der Leitung r verbunden, welche in das äusserste Ende des Pumpenkörpers hinter dem Kolben 9 mündet, wodurch dann das Ventil 1n als einfach wirkendes Saug-und doppeltwirkendes Druckventil gilt. Ein in der Druckleitung q angebrachtes Ventil a stellt die Verbindung der Druckleitung mit dem Behälter k hor oder unterbricht sie, je nachdem es geöffnet oder geschlossen wird ; dieses Öffnen oder Schliessen wird vermittelst des Stromwenders d von Hand aus durch Unterbrechung oder Einschaltung des elektrischen Stromes bewirkt.
Das Ventil a wird durch den Elektromagneten it betätigt, welcher aus einer Spule s besteht, deren Anker ans einem festen Theil v und einem beweglichen Theil x gebildet ist.
Letzterer wird von ersterem durch eine Feder y abgezogen und drückt das Kugelventil a auf seinen Sitz.
Wenn der Strom durch den Elektromagneten geht, so wird der bewegliche Kern x vom festen Theil v angezogen, das Ventil a wird geöffnet und die von der Pumpe zurückgedrückte Flüssigkeit kann durch die Leitung t, die Kammer h und den Canal t in den Behälter k zurückfliessen.
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das Ventil a auf seinem Sitz und, so lange die Ventile l und m freies Spiel haben, öffnet die durch den Pumpenkolben g zurückgedrängte Flüssigkeit das Rückschlagventil z und strömt in die Leitung l. Die letztere ist einestheils durch die vordere Kolbenflächffi 2 und anderestheils durch ein Doppelvontil b, c begrenzt.
Das Ventil b bewirkt oder unterbricht, je nachdem es geöffnet oder geschlossen wird, die Verbindung zwischen der Leitung 1 und dem Bremszylinder 3, dessen Kolben 8 das Bremsgestänge bewegt ; ebenso bewirkt oder unterbricht das Ventil c durch die Leitung j die Verbindung zwischen dem Cylinder und dem Behälter k.
Das Ventil t kann aus einer Verlängerung des Kernes 5 oder beweglichen Theiles des Ankers eines wie oben beschriebenen Elektromagneten 4 bssateheh" ; dieser Kern
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bindung zwischen dem bremszylinder und dem Behälter k durch den Körper des Elektromagneten und die Leitung j hergestellt wird, während die Unterbrechung des Stromes diese Verbindung schliesst und genannten Cylinder mit der Leitung J verbindet.
Der in der cylindrischen Kammer h befindliche Kolben 2 ist genau in der Längsachse der beiden Ventile l und m angeordnet. Um seine Stange 7 ist eine Feder 6 gewunden,
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Wenn das Ventil a geschlossen ist, dann wirkt die durch Kolben 9 der Pumpe zurückgedrückte, in die Leitung 1 eindringende Flüssigkeit auf die Vorderfläche des Kolbens 2 und drückt die Feder 6'zusammen. Diese Feder 6 ist derart reguliert, dass erst dann eine bestimmte Spannung erlangt wird, wenn die Stange 7 an das Saugventil l der Pumpe anstösst.
In diesem Moment bleiben die Ventile l und 1n geöffnet, und. während das Rückschlagventil s auf seinem Sitz verbleibt, strömt die durch den Kolben 9 aus dem Behälter angesaugte Flüssigkeit in diesen zurück und die Pumpe arbeitet ohne Widerstand, während die Feder 6 ihre Spannung behält. Während das Ventil b geschlossen (folglich c geöffnet) ist, verbleibt alle Flüssigkeit, welche in die Leitung 1 eingeströmt ist, in dieser Leitung oingeschlossen und dient einzig und allein dazu, vermittelst des Kolbens 2 die Feder 6 zusammenzudrücken.
Wenn man das Ventil b öffnet, so strömt die in der Leitung 1 unter Druck befind- liche Flüssigkeit zum Theil in den Bremscylinder, und zwar durch die Einwirkung des von der Feder 6 verdrängten Kolbens 2. Letzterer und seine Feder 6'dienen als elastische Kraftübcrtragnngsorgane des Kolbens 8 und der Bremsklötze. Der Kolben des Bremscylinders steht nur unter dem Einflusse der Druckflüssigkeit, welche direct durch den Druck der Pumpe in die Leitung 1 gelangt, die eine fortlaufende Kammer zwischen Kolben 8 und Kolben 2 bildet.
Auf dem Umschalter d sind vier Contadkuöpfe angebracht : der Hauptknopf 9, beispiels-
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draht 14 mit einer der Klemmschrauben der Spule 4 verbunden, während die andere Klemmschraube durch den Draht 15 init dem, negativen Pol 13 in. Verbindung steht. Der Knopf 11 ist durch einen Leiter 16 mit einer der Klemmschrauben der Spule s verbunden, während die andere Klemmschraube durch den Leiter 17 mit dem negativen Pol der Quelle
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Der Griff des Umschalters kann die Stellungen :
I. auf den beiden Knöpfen 10 und 11,
11. auf dem Knopf 10,
111. auf dem Knopf 11 und
IV. auf dem Knopf 12 aufsitzend oinnehmen.
Bei normalem Gang muss der Griff auf dem Knopf 10 in der Stellung II sitzen.
In dieser Stellung, welche der gelösten Bremse entspricht, ist der Strom in dem Elektromagnetgn s abgestellt, aber er geht durch die Spule 4, man hat alsdann :
Ventil a geschlossen ; b geschlossen und # c geöffnet.
Wenn c geöffnet und b geschlossen ist, so ist der Bromseylindar mit dem Behälter verbunden und seine Verbindung mit derLeitung ist geschlossen ; wenn bund a geschlossen sind, so drückt der Pumpenkolben g die durch die Leitung t angesaugte Flüssigkeit ausschliesslich in die Leitung 1, bis zu dem Moment, wo, infolge der Aufwärtsbewegung des
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der Kolben auf, Flüssigkeit in die Leitung l zu drücken, er schiebt alle Flüssigkeit, welche er aus dem Behälter k ansaugt, in denselben zurück und die Pumpe verbraucht , keine Kraft mehr.
In der Leitung 1, welche von dem Bremskolben @ 8 nur durch das Ventil b getrennt ist, befindet sich auf diese Weise eine Quantität Flüssigkeit mit einem Druck in Reserve, welcher der Spannung der Feder 6 entspricht.
Will man ein Bremsen veranlassen, so versetzt man den Griff in die Stellung IV
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Ventil a ist geschlossen : b ist gaiiffnet ; c ist geschlossen, was heissen will, dass die Verbindung zwischen dem Bremseylinder 3 und dem Behälter k geschlossen, während b geöffnet ist ; es besteht die Verbindung zwischen dem
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einhalten und auf dem erreichton Grad feststellen, indem er den Griff in die Stellung 111 auf den Knopf 11 setzt.
In dieser Stellung ist der Strom zu der Spule s geschlossen. Es ist
Ventil a geöffnet ;
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# c geschlossen.
Das Rückschlagvontil z schliesst die Vorbindung zwischen der Leitung 1 und der Pumpe ; die durch den Kolben der letzteren angesaugte Flüssigkeit geht in den Behälter zurück und die Bremsen bleiben mit einer Kraft angezogen, welche, je nach dem Zusammenpressen der zwischen dem Kolben 8, dem Ventil z und dem Kolben 2 betindlichen Flüssigkeit variirt. Will man das Anziehen erhöhen, so genügt es, den Grad des Zusammenpressens der zwisch@n dem elastischen Organ 2 und dem Bremszylinder befindlichen Flüssigkeitsmenge zu erhöhen.
Zu diesem Zwecke führt man den Griff in die Stellung IV zurück und, indem sich das Ventil a von neuem schliesst, lässt man eine neue Quantität Flüssigkeit in die Leitung 1 ein ; die auf den Kolben 2 als Stützpunkt ausgeübte Kraft wird sich durch eine Erhöhung der Wirkung auf den Kolben 8 übertragen.
Um nach einem Bremsen wieder loszulassen, muss der Griff auf den Knopf 10 in die Stellung II des normalen Ganges zurückgebracht werden.
Da die Ingangsetzung eines Zuges, hauptsächlich von einer Endstation aus oder nach einem längeren Stillstand, manchmal schwierig sein kann, und wenn andererseits die disponible Kraft für ein Bremsen in dem Moment fehlt, da sie der lebendigen Kraft des Wagens entnommen werden soll, so ist es nützlich, die Pumpe verhindern zu können, dem Wagen während der ersten Radumdrehungen des Zuges Kraft zu entnehmen.
Die beschriebene Anordnung der beiden Ventile ci und b, das eine, b, in der Leitung 1, das andere, s, in der Verbindung zwischen der Pumpe und dem Behälter, gestattet nämlich, die Pumpe in irgend einem Moment abzustellen, gleichviel, welchen Druck in der Leitung i ! und der corraspondierenden Stellung des Kolbens 2 die Flüssigkeit haben mag. Es genügt, den Griff in die Stellung 1 (Anfangsstellung), d. h. in Berührung mit den beiden Knöpfen 10 und 11, zu bringen. Die beiden Spulen s und 4 werden alsdann mit Strom versehen ; es ergibt sich daraus, dass
Ventil a geöffnet ; " b geschlossen und c geöffnet ist.
Die Pumpe drückt dann weder Flüssigkeit in die Leitung 1, noch in den Cylinder 3, sie schiebt alle angesaugte Flüssigkeit in den Behälter zurück und ihr Kolben arbeitet, ohne irgend eine andere Kraft in Anspruch zu nehmen, als diejenige, welche die Reibung vorlangt.
Wie also aus der Beschreibung ersichtlich ist, schliesst man das Ventil b, um ein Loslassen der Bremse zu bewirken, indem man damit das Ventil c öffnet ; einerseits bleibt
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dem erreichten Druck in der Leitung 1 ; man leitet bloss diejenige unter Druck befindliche Flüssigkeitsmenge in den Behälter ab, welche in den Cylinder 3 vor Schliessen des Ventiles b eingedrungen ist. Anderstheils isoliert nun dieses Ventil den Bremscylinder von dem elastischen Kraftübertragungs-Organ. Damit das Loslassen sich vollzieht und das Fallen des Druckes geschieht, genügt des Entweichen eines einzigen Tropfens Flüssigkeit in den Behälter, was bei vorliegender Ventilanordnung sehr schnell erfolgt.
Bei der beschriebenen Bremse ist also die Schnelligkeit des Lösens erhöht, bei jedem Bremsen eine beträchtliche Ersparnis an unter Druck stehender Flüssigkeit gemacht, was
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die Verwendung einer Druckpumpe von kleineren Dimensionen gestattet, und endlich ist die Ingangsetzung erleichtert, indem es ermöglicht ist, das Ausschalten der Pumpe durch ein einfaches Ventellen des Griffes am Stromwender zu bewerkstelligen.
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Austrian PATENT LETTER No. 7909.
CLASSE 20: RAILWAY OPERATION.
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hold.
In this system, as soon as braking is initiated, a connection between the force collector and the brake cylinder is established by means of the electric drive by opening the valve on the connecting piece that holds these two thoites together. If you want to keep a brake pressure up to a certain degree, you close this connecting valve again after it has been opened beforehand, and the pressure is reduced as a result of one between the two heads of the
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However, this system has the following disadvantages: 1. A slow release. by this from the more or less large
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depends.
2. A significant amount of pressurized fluid by the
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Air communicating container is vented without pressure; it results from the necessity to bring a powerful pump into use in order to increase the effort
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This Ubelatand the. Use of a strong pump, which causes a great loss of driving force for the fo! go is mainly noticeable when a train is started after a more or less long standstill. In fact, the pompe intended for loading the power collector is only then automatically turned off or in Un. activity when the high and constant pressure in the Kraftsaminler, which one wants to keep in it, is reached. But since this pressure is often not available on departure, in order to establish it, the necessary force must be taken from the carriage axle, which of course makes starting the train considerably more difficult.
The newly invented, improved electrohydraulic brake automatically eliminates the aforementioned disadvantages.
For greater clarity, the apparatus and its mode of operation will first be described, then its construction and the special arrangement of its parts, which avoid the abuses described.
In the attached drawing, the overall arrangement is shown schematically.
Each car of the train is provided with the same apparatus and the apparatuses are electrically connected by means of suitable couplings. The whole thing is controlled by a single switch d located on the motor vehicle with the driver. In normal gait the electric current circulates over its entire distribution, acting on the electromagnet that moves a valve in such a way that the brakes remain released; the turning off of the current against it, be it deliberately by the handle of the guide or the conductor or by accident, e.g. B. brought about by tearing the car coupling causes a movement of said valve in such a way that braking takes place.
The apparatus consists of a pump, the piston 9 of which is connected by the rod f to an eccentric or the like that is fixed on the carriage axis and by which it is constantly moved back and forth. The pump housing e communicates with the chamber h and this through the channel i with the liquid container k, which can either be cast in one piece with the housing of the apparatus or attached separately to any suitable location on the carriage. n is the valve chamber. which communicates with the front surface of the piston 9 through the canal o and in which a suction valve 1 and a pressure valve m are housed vertically one above the other.
The chamber p located above the latter is connected on the one hand to the actual pressure line q and on the other hand to the line r, which opens into the outermost end of the pump body behind the piston 9, whereby the valve 1n is then a single-acting suction and double-acting pressure valve. A valve a mounted in the pressure line q connects the pressure line to the container k hor or interrupts it, depending on whether it is opened or closed; this opening or closing is effected manually by means of the commutator d by interrupting or switching on the electrical current.
The valve a is operated by the electromagnet it, which consists of a coil s, the armature of which is formed on a fixed part v and a movable part x.
The latter is removed from the former by a spring y and presses the ball valve a onto its seat.
When the current passes through the electromagnet, the movable core x is attracted to the fixed part v, the valve a is opened, and the liquid pushed back by the pump can flow back into the container k through the line t, the chamber h and the canal t .
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the valve a on its seat and, as long as the valves l and m have free play, the liquid pushed back by the pump piston g opens the check valve z and flows into the line l. The latter is limited in part by the front piston surface 2 and in part by a double valve b, c.
The valve b causes or interrupts, depending on whether it is opened or closed, the connection between the line 1 and the brake cylinder 3, the piston 8 of which moves the brake rod; likewise the valve c causes or interrupts the connection between the cylinder and the container k through the line j.
The valve t can consist of an extension of the core 5 or a movable part of the armature of an electromagnet 4 as described above; this core
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connection between the brake cylinder and the container k is established by the body of the electromagnet and the line j, while the interruption of the current closes this connection and connects said cylinder with the line J.
The piston 2 located in the cylindrical chamber h is arranged exactly in the longitudinal axis of the two valves l and m. A spring 6 is wound around its rod 7,
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When the valve a is closed, the liquid which is pushed back by the piston 9 of the pump and penetrates the line 1 acts on the front surface of the piston 2 and compresses the spring 6 ′. This spring 6 is regulated in such a way that a certain tension is only achieved when the rod 7 hits the suction valve 1 of the pump.
At this moment the valves 1 and 1n remain open, and. while the check valve s remains on its seat, the liquid sucked out of the container by the piston 9 flows back into the container and the pump works without resistance, while the spring 6 maintains its tension. While valve b is closed (consequently c is open), all the liquid that has flowed into line 1 remains closed in this line and is used solely to compress spring 6 by means of piston 2.
When the valve b is opened, the fluid under pressure in the line 1 flows partly into the brake cylinder, through the action of the piston 2, which is displaced by the spring 6. The latter and its spring 6 'serve as elastic force transfer organs of the piston 8 and the brake pads. The piston of the brake cylinder is only under the influence of the pressure fluid, which reaches the line 1 directly through the pressure of the pump, which forms a continuous chamber between piston 8 and piston 2.
Four control heads are attached to switch d: the main button 9, for example
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Wire 14 connected to one of the clamping screws of the coil 4, while the other clamping screw is connected to the negative pole 13 through the wire 15. The button 11 is connected by a conductor 16 to one of the clamping screws of the coil s, while the other clamping screw is connected by the conductor 17 to the negative pole of the source
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The handle of the switch can be in the positions:
I. on the two buttons 10 and 11,
11. on button 10,
111. on button 11 and
IV. Sitting on button 12.
In normal walking, the handle must be on button 10 in position II.
In this position, which corresponds to the released brake, the current in the electromagnet s is switched off, but it goes through the coil 4, you then have:
Valve a closed; b closed and # c open.
When c is open and b is closed, the bromine cylinder is connected to the container and its connection to the line is closed; when bund a are closed, the pump piston g pushes the liquid sucked in through line t exclusively into line 1 until the moment where, as a result of the upward movement of the
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the piston opens to press liquid into the line 1, it pushes all the liquid which it sucks in from the container k back into the same and the pump uses up no more force.
In the line 1, which is only separated from the brake piston @ 8 by the valve b, there is in this way a quantity of liquid with a pressure in reserve which corresponds to the tension of the spring 6.
If you want to initiate braking, move the handle to position IV
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Valve a is closed: b is open; c is closed, which means that the connection between the brake cylinder 3 and the container k is closed while b is open; there is a connection between the
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keep and determine the level reached by placing the handle in position 111 on button 11.
In this position the current to the coil s is closed. It is
Valve a open;
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# c closed.
The Rückschlagvontil z closes the preliminary connection between the line 1 and the pump; the liquid sucked in by the piston of the latter goes back into the container and the brakes remain applied with a force which varies depending on the compression of the liquid between the piston 8, the valve z and the piston 2. If you want to increase the tightening, it is sufficient to increase the degree of compression of the amount of fluid located between the elastic member 2 and the brake cylinder.
For this purpose, the handle is returned to position IV and, as valve a closes again, a new quantity of liquid is admitted into line 1; the force exerted on the piston 2 as a support point is transmitted to the piston 8 by increasing the effect.
In order to let go again after braking, the grip on button 10 must be returned to position II of the normal gear.
Since starting a train, mainly from a terminus or after a long standstill, can sometimes be difficult, and if, on the other hand, the available power for braking is lacking at the moment when it is to be taken from the living power of the car, so it is useful to be able to prevent the pump from drawing power from the carriage during the first wheel turns of the train.
The described arrangement of the two valves ci and b, one, b, in the line 1, the other, s, in the connection between the pump and the container, allows the pump to be switched off at any moment, regardless of the pressure on the line i! and the corraspondierenden position of the piston 2 the liquid may have. It is sufficient to move the handle to position 1 (initial position), i.e. H. in contact with the two buttons 10 and 11. The two coils s and 4 are then supplied with current; it follows that
Valve a open; "b is closed and c is open.
The pump then presses neither liquid into the line 1 nor into the cylinder 3, it pushes all the liquid sucked back into the container and its piston works without using any other force than that which advances the friction.
As can be seen from the description, valve b is closed in order to release the brake by opening valve c; on the one hand remains
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the pressure reached in line 1; only that amount of liquid under pressure is diverted into the container which entered the cylinder 3 before the valve b was closed. On the other hand, this valve now isolates the brake cylinder from the elastic force transmission element. In order for the release to take place and for the pressure to drop, it is sufficient for a single drop of liquid to escape into the container, which takes place very quickly with the present valve arrangement.
In the case of the brake described, the speed of release is increased, and with each braking a considerable saving of pressurized fluid is made, what
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the use of a pressure pump of smaller dimensions is made possible, and finally the start-up is facilitated by making it possible to switch off the pump by simply venting the handle on the commutator.