Druckluftbremse. Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmittelbremse für Personen- und Gü terzüge etc.
Die bekannten Ein-, Zwei- und Drei kammerbremsen ergehen keine idealen Brems wirkungen und sind teilweise ausserordent lich kompliziert. Zum Beispiel die bekannten Einkammerbremsen lassen die Einstellung einer beliebigen Bremswirkung überhaupt nicht zu. Die ungenügende Regelbarkeit der Bremswirkung führt zu einer häufigen Wie derholung der Bremsungen und zu einem grösseren Verbrauch an Druckluft, die be sonders bei langen Zügen auf steileren Strecken etc. nicht schnell genug ersetzt Werden kann. Der Druck im Hilfsluftbehäl ter nimmt dabei von einer Bremsung zur andern immer mehr ab, die Bremskraft er schöpft sieb, und der Lokomotivführer ver liert die Herrsehaft über den Zug. Man war bei Benutzung einer solchen Bremse gezwun gen, eine zweite, direkte Bremsvorrichtung vorzusehen.
Ähnlich liegen die Verhältnisse bei den bekannten Zwei- und Dreikammerbremsen. Erst seit kurzem ist eine Zweikammer- bremse bekannt geworden, die eine abge stufte Bremswirkung und ein abgestuftes Lö sen der Bremskraft zulässt. Das Einstellen einer jeden beliebigen schnellen Bremswir kung wird aber auch hiermit nicht vollkom men erzielt. Die abgestufte Bremswirkung wird auch durch den Bremskolben selbst eingestellt, bezw. gesteuert, d. h. die Wirkung hängt von dem Zustand des Bremskolbens und dessen Hilskolbens, der auf einer ge meinsamen Kolbenstange montiert ist, ab.
Wenn diese Teile, ganz abgeschen von dem ausserordentlich komplizierten Steuerventil, das aus 3 Schiebern, 2 Steuerkolben, 3 Steuerventilen, 2 Absperrhahn besteht, und abgesehen von der Auslösevorrichtung der Bremse, merklich undicht sind, geht die Druckluft im Vorratsbehälter verloren, d. h., die Bremskraft erschöpft sich auf langen steilen Strecken. Diese Bremsanordnung er fordert auch zwei aneinnnder gegossene Bremszylinder mit drei Kammern und zwei Bremskolben und einen Hülfskolben. Ausser dem ist die Anordnung je eines Füllbehäl ters und eines Luftbehälters und des oben erwähnten ausserordentlich kompizierten Steuerventils und einer Auslösevorrichtung erforderlich.
Die vorliegende Erfindung hat eine ganz einfache Bremse zum Gegenstand, bei wel cher ein Schnellbremsventil durch den je weiligen Leitung, Brems- und Federdruck, und zwar in der Weise beeinflusst wird, dass jedem Druck in der Hauptzuleitung ein be stimmter Bremsdruck entspricht und wobei die maximale Bremswirkung durch eine ge ringe Druckverminderung in der Hauptzulei tung eingestellt wird. Durch diese geringe Druckverminderung wird ein sehr schnelles gleichmässiges Bremsen erzielt und die Bremskraft niemals erschöpft, weil der Druck in der Hauptzuleitung als Reserve zur Verfügung steht, wenn der Bremskolben, die Kolbenstangenstopfbüchse, das Schnell bremsventil etc. undicht sein sollten.
Die Zeichnungen Fig. 1 und 7 stellen Ausführungsbeispiele der Gesamtanordnung, dieF Fig. 2, 3, 4, 5, 6 und 8 Einzelheiten der Bremse dar.
Fig. 1 zeigt die vollständige Anordnung einer Zweikammerbremse, die aus folgenden Teilen besteht: Bremszylinder C, Bremskolben P, Fe der G, Luftbehälter B, Schnellbremsventil D. Ansehlaglhebel m, Rückschlagventil V1, Hahn H2, für die Notbremse, Absperrhahn H1, Hauptzuleitung E, Führerventil F an der Lokomotive; Fig. 2 zeigst die Anordnung des Brems zylinders C mit zwei Bremskolben P1 und P2; Fig. 3 zeight das Schnellbremsventil D.
Dieses besitzt den entlasteten Steuerkolben schieber s, welcher mit den Kanälen b und der Aussparung a versehen ist, den Ent lastungskolben c mit der Stange d, welche mit dem Bunde t versehen ist und die Fe dern f1 und f2 trägt, und den Steuerkolben K, der direkt durch den Druck in der Haupt zuleitung E belastet ist und durch die Fe der f2 im Gleichgewicht gehalten wird. Das Gehäuse des Schnellbremsventils ist mit Einlassstutzen e, Bremszylinderstutzen g und Auslasskanälen h, i und der Aussparung k verszehen; Fig. 4 zeigt eine besondere Ausbildung des Steuerkolbens K, womit ein sehr schnel les, gleichzeitiges Bremsen bei allen Wagen erreicht wird.
Der Steuerkolben K ist mit der Aussparung R und das Gehäuse mit dem Einlasskanal o und dem Auslasskanal p ver sehen; Fig. 5 zeigt eine Abänderung des Steuer kolbenschiebers s des Steuerbremsventils D (Fig. 3). Die Abänderung besteht darin, dass der Steuerschieber s statt als Kolbenschieber als Differentialkolbenschieber ausgebildet ist. Die Wirkungsweise ist sonst dieselbe; Fig. 6 zeigt die Einzelheiten des Rück schlagventils V1, des Absperrhahnes H1 und des Hahnes H2 mit Ventil V2.
Der Hahn H2 ist als Dreiweghahn, der Hahn H1 als nor maler Hahn ausgebildet; Fig. 7 zeigt die vollständige Anordnung einer Einkammerbremse, die aus folgenden Teilen besteht: Bremszylinder C', Bremskolben P', Fe der G', Luftbehälter B', Schnellbremsventil D', Anschlaghebel m', Rückschlagventil V1', Hahn H2' für die Notbremse, Absperrhahn H1', Hauptzuleitung E', Führerventil F' an der Lokomotive; Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführung des Schnellbremsventils D'. Dies besitzt den ent lasteten Steuerkolbenschieber s', welcher mit den Kanälen b' und der Aussparung a' versehen ist und den Steuerkolben K' mit Stange d', welche mit dem Bunde t' versehen ist und die Federn f1' und f2' trägt. Der Steuerkolben K' wird direkt durch den Druck in der Hauptzuleitung E2' belastet und durch die Feder f2' im Gleichgewicht gehalten.
Das Gehäuse des Schnellbrems ventils ist mit dem Einlassstutzen e', Brems zylinderstutzen g', mit Auslasskanälen h', i' und der Aussparung k' versehen.
In Fig. 1 ist die Bremse im gelösten Zu stand gezeichnet. Die Dienstbereitschaft der Bremse wird dadurch erreicht, dass der Lo komotivführer das Führerbremsventil F all mählich öffnet, wodurch die Druckluft aus dem Hauptluftbehälter der Lokomotive, der durch Luftpumpen unter konstantem Druck von zum Beispiel 8 Atm. gehalten wird, die Hauptleitung E allmählich auffüllt. Hier durch wird der Steuerkolben K (Fig. 3) in seine rechte Endstellung, die durch den Kol ben c begrenzt ist, verschoben und spannt die vorgespannte Feder f2 stärker an. Gleich zeitig wird die Kolbenstange d und durch die entstehende Federspannung der Feder f1 der Steuerschieber s verschoben.
Hierdurch werden die Auslasskanäle h geschlossen und der Einlasskanal k geöffnet, und die Druck luft kann durch die Aussparung a und die Kanäle (Löcher) b zur linken Seite des Bremszylinders C strömen. Gleichzeitig strömt die Luft durch das Rückschlagventil V1 und die Leitung E1 zum Luftbehälter B und zur rechten Seite des Bremszylinders C. Die im Bremszylinder (links) entstehende Luftspannung schiebt nun den entlasteten Steuerschieber s in seine Abschlussstellung zurück, bis die auf den Steuerschieber durch die Druckluft ausgeübte achsiale Kraft gleich der Federspannung der Feder f1 ge worden ist.
Die durch die Druckluft entste hende achsiale Belastung des Steuerschie bers, die mittelst der Feder f1 auf die Kol benstange d übertragen wird, verursacht keine achsiale Belastung derselben, weil diese durch die Belastung des Kolbens c durch die Druckluft im Gleichgewicht gehalten wird. Der Bremskolben P wird sich in seine rechte Endstellung einstellen, weil der Kolben druck auf der linken Seite des Bremskol bens grösser ist als auf der rechten Seite, entsprechend dein Querschnitt der Kolben stange, und weil in dieser Stellung auf bei den Seiten des Bremskolbens die gleiche Spannung, bezw. die Spannung wie in der Hauptzuleitung E. herrscht.
Um die Bremse in Tätigkeit zu setzen und eine beliebige Bremskraft einzustellen, lässt der Lokomotivführer eine geringe Luft menge aus der Hauptzuleitung E ins Freie abströmen und ermässigt damit den Druck. in derselben, je nach der Grösse der ge wünschten Bremswirkung, die er im Zug einstellen will, z. B. um 0,2 Atm. Durch diese geringe Druckverminderung werden der Kolben K und die Stange d (Fig. 3) durch die Spannung der Feder f2 ein Stück. nach links bewegt. Der Schieber s folgt; dieser Bewegung, \weil der Luftdruck den Schieber stets in Gleichgewichtslage hält und öffnet die Auslasskanäle h, wodurch Luft auf der linken Seite des Bremskolbens teilweise entweichen kann.
Führt der Loko motivführer das Führerbremsventil in die Abschlussstellung, damit keine Luft mehr aus der Hanptzuleitung E entweichen kann, so bleibt der Steuerkolben K sofort stehen, und die Federspannung der Feder f1 drückt dann den Steuerschieber s so weit zurück, bis die Auslasskanäle h geschlossen werden und der verminderte Luftdruck auf den Steuerschieber die jetzige verringerte Feder spannung der Feder F1 im Gleichgewicht hält. Lässt der Lokomotivführer erneuert Luft aus der Hauptzuleitung E entweichen, so tritt derselbe Vorgang wieder ein. Der Steuerkolben K bewegt sich weiter nach links, der Steuerschieber s öffnet die Aus lasskanäle h und lässt Luft entweichen.
Schliesst der Lokomotivführer das Führer bremsventil, so kommt der Steuerkolben so fort zum Stehen, und die vorhandene Feder spannung der Feder f1 schiebt den Steuer schieber wieder in seine Abschlussstellung znrück, bis die weiter verringerte Federspan nung dem weiter verminderten Luftdruck das Gleichgewicht hält, d. h. jede Lage des Steuerkolbens K ergibt eine ganz bestimmte verminderte Spannung der Druckluft hinter dem Schnellbremsventil und in der linken Seite des Bremszylinders, d. h. eine ganz bestimmte Bremswirkung, die durch den Un terschied der Spannung der Druckluft an den beiden Seiten des Bremskolbens ent steht.
Erhöht der Lokomotivführer mittelst des Führerbremsventils wieder die Spannung in der Hauptzuleitung E, so werden sofort der Steuerkolben K und Schieber s nach rechts verschoben, und der letztere öffnet den Einlasskanal k und lässt Druckluft zum Bremszylinder strömen. Wird das Führer bremsventil geschlossen, so strömt die Druck luft nur so lange zum Bremszylinder, bis der erhöhte Druck im Bremszylinder den Steuerschieber in seine Abschlussstellung zu rückschiebt, damit keine Luft mehr nach strömen kann. Hierdurch entsteht eine hö here Federspannung, entsprechend dem er höhten Druck im Bremszylinder, d. h. die verminderte Spannung der Druckluft multi pliziert mit der wirksamen Kolbenfläche des Schiebers s ist stets gleich der Feder spannung der Feder f1.
Die Stange d des Schnellbremsventils ist vollständig entlastet. Die grösste Kraft, die erforderlich ist, um den Steuerschieber s und den Kolben c zu bewegen, entspricht nur der Reibung dieser kleinen Teile und ist ganz klein, da diese entlastet sind. Die Reibung ist nicht grösser, als dass der Steuerschieber s mit Kolben c sich von selbst nach unten be wegt, wenn das Schnellbremsventil sich in serilzrechter Lage befindet.
Hierdurch ist eine Ganz aussergewöhnlich feine Bremsregie. lierung gewährleistet, weil die geringste Drnehverminderung in der Haupi:zuleil;
un G mit Sicherheit die erforderliche Verschiebun des Steuerkolbens h bewirkt, wie aus folwen- dein hervorgeht. Nimmt man den Durchmes- ser des Steuerschiebers s mit -15 nim,
der gross genug ia für die grössten @reinsz@7lin- der. und den Durchmesser des Steuerhol- beiiK mit 811 min all, so ergibt eine Ver- rninderung des Druckes in der Hauptzulei- tun- E um nur 0,1.
Atm. eine -Kraft auf den Kolben K von
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<B>82</B> 0,1 h-. die zur Verfügung steht, um den kleinen Sl:euerschieber s und den Ent:lastun"slcollicii c zti verschieben, die so Leicht Gehen, elass höchstens - 1 1g -Widerstand zu überwin den ist.
Das Schnellbremsventil selbst gibt a,ueh. eine aussergewöhnlich feine R,eguliernng, weil die Reibung des Schiebers s iiri Ge- hätz>e und auf der Stall--e d höchstens O,5 kg beträgt,
wogegen hei. einem Durchmesser de=r Sta,n(ve d voll 1G- min eine wirksame Scbie- berfliielse voll
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<B>=</B> 13,9 <B>cm'</B> 4 4 zuni Verschielif-n des Schiebers s zur Ver- fügtzn 0,:
1 tm. ergibt schon 1,ä9 kg Kraft zum erschieben des Schiebers. Hierdurch e= möglich, - auch weil die masse des Schiebers s so ]lein ist, @@.tm. einzustellen.
kann bei der angegebenen Bnemsan. or nunb jede Schnellbremsventilkonsi rwh- 1:
ion benutzt werden, bei welcher das Scln ell- bremsventil nur durch den jeweiligen ei- i,tzngs-,
Brems- und Fedendnuch in rlen beeinflusst wird. Bei der angegebenen wird die Druc]Luftmen ge,
die der Kolben in- folge seiner Verschiebung bei einer I)ruclä- verminclerung in der Hauptzuleitung If ver- rlrä,ngt, in diese zurüchg@esclsohen, sie arbeitet so dem Drucl:a bfall in der Haupt:ztzleit;nn@y ent;
Gegen, wodurch die Schnelligkeit der Beeinflussung der Bremse der letzten a- gen im Vergleich zu der Bremse der ersten hei sehr langen 7ü en beeintnä.ehl:i;gt wird.
Dies harn dadurch aufgehoben taa(s Ii Feg. ) so ansgel.@il@l@a wird, dass bei Verininrlerung des Drtu:]e der holten h bei seiner Bewegung nach links dem Banal o freiyihi:
, wodurch den Zusatzraum R ein@e@clali@@i dem Steuer] li,t.n IL oder elienenfalls cl eine @rüssere, aufnininit. Die Dt@nch@-er- mi.nderung oder Luftwelle wird hierdurch nicht abGeselwüclat,
sondern eilt ersteh Io zu dem folgenden Steuer- Isolben Ii usiv., so cla.ss alle Stcuerlrollien Zi: in schneller ufeinanderfol;se zum lctz- i:
en agen in Bremsstellung bewegt @ er_ den. Gewisse Zeit Luft- welle, um den Letzten zu errei@liei@.
weil bei langer Rolirleitun@y die Lnftreilnin@. ndunge=ri eine Iner_ Gie verbnauclit, > deshalb mu1,l die Bnemswin- ]ung bei den eines selig etwas später auftnet:un als beim ersten.
Beim Lösen der Brern@:c der Steuerkolben h frei seinen B vvegung nach rechts den Zusa.tzratain I. wie- der aus und lässt die Luft in demselben durch c1üs Loch ins Freie entweichen.
C in (11u liölie der jeweiligen grössten I@ie@ü-@i-iihung der Bremse für Personen- und Güterzüge etc. festzulegen, dannt der Lokomotivführer nicht ins Stande sei, diese zii erhöhen,
wird die Stange d mit einem Bund G verseben. der sich in seiner äusser- s1-en, bezw. lieclitsstellung gegen den Jewei lig einbestellten Anschlag des Hebels m legt.
Wenn der Lokomotivführer jetzt den Drisch in der Häuptzuleitung stark vermin dert, kann die Stange d nicht dem Kolben K weiter folgen, als der Bund t dies vor schreibt, der Kolben K wird sich gegebenen falls allein weiterbewegen. und übt keine Wirkung mehr auf die Schnellbreinsyentil- staibe d aus. Der Anschlaghebel m ist als bewebliclier Hebel von verschiedener Dicke ausgebildet und kann mittelst eines Ge stänges von der Aussenseite des Gestelles des Wagens eingestellt werden.
Je nach der Dicke des Anschlages, welche als Hub begrenzung eingestellt wird, ergibt siel. die Grösse der jeweilig gewünschten maximalen Bremswirkung. Durch diese Anordnung kann. nuii zum Beispiel bei nicht beladenen Wa gen die grösste Bremskraft entsprechend er- niiissigl@ werden.
hierdurch ist es nur durch das bequeme Einstellen des Anschlaghebels nz möglich, die aussergewöhnlich wichtige Bedingung zu erfüllen, dass der Wagen ohne weiteres in jeden beliebigen Zug eingestellt werden kann.
Der Luftbehälter B und das Rückschlag veni:il V, sind vorgesehen, damit die ge- wünscbte Bremswirkung auch dann eintritt, wenn der Druck in der Hauptzuleitung un- nötiberweise erheblich verringert wird oder ganz verschwindet, wie es der Fall ist, wenn < ler Lokomotivführer die Luft ganz ent.wei- chen lässt, oder wenn eine Zugtrennung ein treten sollte.
In diesen Fällen tritt trotzdem sofort die grösste Bremswirkung ein, weil die - Luft im Luftbehälter B wegen des Riickschlagventils V, nicht nach der Haupt zuleitung E entweichen kann und das Schnellbreinsveiitil sofort die Luft von der liiik(-ii Seite des Bremskolbens entweichen 1;i131-, \wodurch sofort die @"-rösst:e l')reniswir- hung eintritt.
Bei Betriebsbremsungen ist zu crselicii, dass sich die Bremswirkung zum Beispiel durch lang anhaltendes Bremsen lind kleine Undichtigkeiten des Bremskol- bens oder der Stopfbüchse der Bremskolben stange etc. bei dieser Bremsanordnung nicht erschöpfen kann,
weil der Druch in der llauptzuleitung E, der stets höher ist als der Druck im Bremszylinder, stets den Luft behälter auffüllt, wenn in demselben die Spannung unter die der Hauptzuleitung sinken sollte. Dies ist, besonders für Ge- birrrsbahnen etc. von ausserordentlicher Wich tsgkeit.
Auch Undichtigkeiten des Schnell selbst werden nicht stören, weil dieses selbsttätig den eingestellten. I)ruclc sofort -wieder herstellt, wenn der Drsick im Bremszylinder sinken oder siel. erhöhen sollte.
In der Leitung E_ (Fig. 1) ist ein Hahn H.. an,,#ebracht, der vom -\Vagen aus bedient werden kann. Durch Offnen des Hahnes H.. durch Verdrehen desselben um 180 ent weicht die Luft ans der Leitung Ess, bezw. aus der Hauptzuleitung E, und dies bewirkt eine Schnellbremsung (Notbremse).
Damit die Bremswirkung auch in diesem Falle sich nicht erschöpfen kann, ist der Hahn H@ mit einem federbelasteten Ventil V- (Fig. 6) vcrselcen, wodurch die Druckverminderung in der Hauptzuleitung nicht grösser werden kann als erforderlich ist, um die grösste Bremswirkung einzustellen.
Durch entspre- chendes Bedienen- des Hahnes H@ kann die Bremse in derselben Weise, wie von der Lo- koinotiv e ans, bedient werden, d. 1i. es kann jede beliebige Bremswirlrting eingestellt oder ganz aufgehoben werden.
Bemerk < @iswei-t ist, dass die Bremswir- kung niemals abhängig ist von der Stellung- des Bremskolbens oder von denn Spiel zwi schen Bremsbacken und Rädern, sondern nur abliiingig ist von der Druckverminderung oder -Vergrösserung in der Hauptzuleitung E, bezw. Rohrleitung E... Soll die Bremse bei einem '\Va,en aus geschaltet,
oder dieser' als Leitungswagen henntzt werden, so wird der Hahn 11, (Fit. 1. und 6) um 9() verdrelit, wodurch- die Luft:
aus der Rohrleitung E., bezw. aus der En- len Seite des Bremszylinders durch das Rü@l@schla@;
wentil V, (Fi(@. 6) nach R.ohr- leitung E, und die Lufi ,aus dieser und aus dem Luftbehiilter B und der recliteii Spil c des Bremszylinders durch den Banal ic und durch die Öffnung an des Absperrbalines <RTI
ID="0006.0035"> i1, und Kanal y ins Freie entweichen bann. Der Bremsholben selbst wird durch die Feder G in seine rechte Endstellun-- (,ebracht, wenn er sich nicht selion in dieser Lage befindet, damit die Bremsbachen nach Entiveicben cler Luft nicht zum Anlie-en kommen.
Statt des einfachen Bremszylinders mit einem Bremsholben kann der erstere der- län-ert und mit zwei Bremskolben P, und P_ versehen werden (FiB. \?), wodurch bei der selben )Virkungsweise die doppelte Brems- kraft erzeugt wird als mit einem Kolben.
Bei dieser Bremsau Ordnung stehen die Au- ssenseiten der beiden Bremskolben miteinan- ander, bezw. mit dein pruckluftbebälter in Verbindung lind der Raum zwischen den beidFn Kolben mit dem Schnellbreinsvenlil in Verbindiin-, oder umgekehrt.
Die Bremsanordnung kann auch so ge troffen werden, dass der oder die Bremskol- ben in ihren Lösestellungen statt. beiderseits unter Druchluft von gleicher Spannung un ter Atmospliärendrucli: (Null) stehen, ,d. h. beim Bremsen wird Luft von beliebiger Spannung in den Bremszylinder einseitig eingelassen (Einkammerbremse) (Fig. 7<B>)</B>.
Fig. 8 zeigt das zugehörige Sclinellbrems- ventil D'.
1-m die Bremse in TätiglIieit zti setzen, lässt der Lokomotivführer eine geringe Luft menge aus der Hauptzuleitung I" ins Freie abströmen und ermässigt damit den Druck in derselben je nach der Grösse der gewün,#ch- ten Bremswirl@ung, die er im Zia,g einstel len will.
Durch diese gerino-e Druckvermin- cleriaug werden der Kolben Iss' und die Stange d' Wh,. 8) durch die Spannung der Feder .
ein Stü@h nach rechts beweist, wodurch, v"ie unter Fil. 3 beschrieben, ein verminder ter -l.ui.'tdruc@l@ im Bremszylinder entspre- cfiend der Verschiebung des Kolbens h' ein gestellt wird.
Da.., Schnellbremsventil (Fig. 8) ist ge- (Venifer dem in Fi-. 3 beschriebenen da- dui-cli vereinfacht worden, dass der Ent- lasi.iin@sholl,err c:
und clur von ihm -etrennt a11-,eordneie Steuerkolben 1i durch den Steuerholben 1i' erseizt worden ist.
Ein Hauptvorteil der beschriebenen Bremsanordniin;, ist, dass die @ertellungs- hosten der Bremse im Vergleich zii den besten bekannten Bremsen durch ihre Ein fachheit @>a,nz minimal. sind. rin anderer Vorteil ist. es auch, dass sämtliche Teile, ab- geselien vom Bremszylinder, bei.
allen Brein- seii der verschiedenen Züge @@ a,nz ylcich an"- werden Können, v7as@für den Betrieb iind die Herstellung sehr wichtig ist.