DE1122569B

DE1122569B -

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Publication number: DE1122569B
Application number: DENDAT1122569D
Authority: DE
Publication date: 1962-01-25

Description

DEUT

PATENTAMT

internat,

kl. B 61h

L34355n/20f

anmeldetag: 29. SEPTEMBER 1959

bekanntmach ung der anmeldung und ausgabe der

auslegeschrift: 25. JANUAR 1962

Für Schienenfahrzeuge, insbesondere Triebwagenzüge, sind Kraftspeicherbremsen bekannt, die als Klotzbremsen, Scheibenbremsen, Trommelbremsen u. dgl. ausgeführt werden und durch Druckluft oder Magnetantriebe gelüftet und in ihrer Bremskraft gesteuert werden. Häufig sind solche Bremsen als Federspeicherbremsen ausgeführt. Unter Entladen des Kraftspeichers wird die Bremse angezogen, während durch einen Kraftantrieb der Kraftspeicher wieder geladen und dabei die Bremse gelüftet wird. Sind Triebwagenzüge mit derartigen Bremsen aus Fahrzeugen zusammengesetzt, die auch einzeln fahren können, wie dies beispielsweise bei Untergrund- oder Schnellbahnen der Fall ist, so muß, wenn zum Aufladen des Federspeichers ein Druckluftantrieb vorgesehen ist, jeder Wagen eine vollständige Drucklufterzeugungsanlage mit allem Zubehör aufweisen. Eine solche Ausrüstung hat ein verhältnismäßig großes Gewicht. Magnetantriebe für den Kraftspeicher sind gleichfalls schwer und erfordern wegen der großen vom Kraftspeicher aufzubringenden Bremskräfte entsprechend große Erregerleistungen.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung der durch einen Kraftspeicher betätigten Bremse von Schienenfahrzeugen, insbesondere bei Triebwagenzügen, mit einem zum Aufladen des Kraftspeichers und Lüften der Bremse dienenden Elektromotor. Erfindungsgemäß ist die Anordnung so getroffen, daß der Elektromotor über ein selbstsperrendes Getriebe und eine elektromagnetische Kupplung auf den Kraftspeicher einwirkt. Wenn demnach der Motor in der Endlage des aufgezogenen Speichers abgeschaltet wird, hält das selbstsperrende Getriebe bei voll erregter Kupplung den Kraftspeicher fest, während zum Einfallen der Bremse die Magnetkupplung abgeschaltet wird. Diese Bremsanordnung zeichnet sich durch kleines Gewicht, kleine Erregerleistung und einfache Schaltungsart aus. Dabei kann außerdem eine Regulierung des Bremsdrucks in der Weise vorgesehen werden, daß die Magnetkupplung nur schwach erregt wird, so daß sie unter der Wirkung des Kraftspeichers einerseits und des Motorantriebs andererseits schlüpft. Für die Wirkung der Anordnung ist die mechanische Ausführung der Bremse als Klotzbremse, Scheibenbremse, Zangenbremse oder Trommelbremse ohne Belang.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 den allgemeinen Aufbau der Anordnung,
Fig. 2 die Schaltung.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 arbeitet der Mo-

Anordnung zur Steuerung der durch einen
Kraftspeicher betätigten Bremse
von Schienenfahrzeugen

Anmelder:

Licentia Patent -Verwaltungs - G. m. b. Η.,
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1,
und Elektro-Mechanik G.m.b.H.,
Wendener hütte über Olpe (Westf.)

Kurt Dörfer, Berlin,
Dipl.-Ing. Kurt Niemitz, Berlin-Zehlendorf,
und Dipl.-Ing. Walter Sußebach, Olpe (Westf.),
sind als Erfinder genannt worden

tor 1 über ein selbstsperrendes Schneckengetriebe 2 und eine Magnetkupplung 3 auf ein Stirnradvorgelege 4 und von da auf das Gestänge 5, durch das der Federspeicher der nicht dargestellten Bremse unter Spannung gesetzt, d. h., aufgeladen wird. Als Magnetkupplung 3 wird zweckmäßig eine Magnetpulverkupplung verwendet. Zu der Anordnung gehört ein Endschalter 6, der mit dem Gestänge 5 in Verbindung steht und den Motor 1 abschaltet, sobald die Endlage des Gestänges im Verlauf der Aufladung erreicht ist. Trotz der Abschaltung des Motors 1 bleibt aber die Magnetkupplung 3 voll erregt. Da das Getriebe 2 selbstsperrend ist, kann sich infolgedessen der Kraftspeicher nicht über das Gestänge 5 und die Kupplung 3 entladen. Der Kraftspeicher bleibt also gespannt bzw. die Bremse gelüftet.

Soll nun gebremst werden, so wird die Erregung der Magnetkupplung 3 abgeschaltet. Dadurch wird der mit dem Vorgelege 4 in Verbindung stehende Teil der Kupplung frei drehbar, und der Kraftspeieher kann jetzt die Bremse zum Einfallen bringen, bei das Gestänge 5 in die andere mögliche Endlage übergeht.

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Zu der Anordnung gehören ferner kontaktlose Überwachungsschalter 7 für die Bremslüftantriebe. Diese Schalter sind zweckmäßig als Transistorschalter ausgebildet und so geschaltet, daß sie nur in der Bremslüftstellung Strom durchlassen. Andere gleichartige Schalter, wie z. B. Notbremsschalter, Fahrsperrenschalter u. dgl., können diesen kontaktlosen Schaltern parallel geschaltet sein. Sie wirken alle zusammen auf einen kontaktlosen Sammelschalter, der erst Strom durchläßt, wenn alle anderen vorgeschalteten Schalter stromleitend sind, d. h., daß die Bremsen gelöst sein müssen und daß kein Notbremsschalter oder Fahrsperrenschalter ausgeschaltet sein darf.

Die Anordnung enthält gemäß Fig. 2 ferner die Fahrbremswalze 8 eines Fahrschalters mit den Stellungen 0, I »fahren«, II »schwach bremsen«, III »stark bremsen«. Der Fahrbremswalze 8 sind Nokkenschalter a bis g zugeordnet.

Durch den ganzen Zug sind einige Steuerleitungen hindurchgeführt, die folgenden Zwecken dienen: Leitung 101 »fahren«, Leitung 102 »generatorisch bremsen«, Leitung 103 »Federbremse lösen«, Leitung 104 »Rückleitung«, Leitungen 105 und 106 »Federbremse steuern«, Leitung 107 »Ordnungsleitung«, Leitung 108 »Batterie Minuspol«.

In dem Fahrzeug befinden sich ein vorderer Kupplungsschalter 10, ein Trennschütz 11 zum Ein- und Ausschalten der Fahrleitung 101 und ein Bremsschütz 12 zum Ein- und Ausschalten der generatorischen Bremse. Die gestrichelten Leitungen an den Schützen 11 und 12 sollen andeuten, daß diese Schütze noch von der Stellung anderer Geräte abhängig sind bzw. sein können, deren Darstellung weggelassen wurde. Ferner ist ein Zwischenrelais 13 mit einem zur Spule parallel geschalteten Kondensator vorhanden, das verzögert abfällt. Eine Sperrzelle 14 dient zur Sicherung gegen Rückspeisung über einen Bremsstromwächter 15. Ein polarisiertes Relais 16 ist so beschaffen, daß es bei Erregung seiner Spule in Pfeilrichtung seinen Kontakt öffnet, der auch bei Wegfallen der Erregung geöffnet bleibt. Wird die Spule entgegen der Pfeilrichtung erregt, so schließt der Kontakt und bleibt auch geschlossen, wenn die Spule entregt wird. Zu der Anordnung gehören schließlich ein Schütz 17 für die beiden Bremslüftmotoren 1, ein Ordnungsrelais 18, ein kontaktloser Notbremsschalter 19, ein gleichartiger Schalter 20 für die Fahrsperre, ein kontaktloser Sammelschalter 21, eine Fahrzeugbatterie 22 und ein Kuppelschalter 23 am Ende des Fahrzeuges.

Es sei angenommen, daß das in Fig. 2 dargestellte Fahrzeug der führende Wagen eines Zuges ist. Dabei ergibt sich folgende Wirkungsweise: Der Kuppelschalter 23 und die weiteren Kuppelschalter der nachfolgenden Wagen sind geöffnet, bis auf die Kuppelschalter 10 an den beiden Stirnenden des Zuges. Wird nun die Fahrwalze 8 auf die Stellung I (fahren) gedreht, so wird die Leitung zum vorderen Kuppelschalter 10 durch den Kontakt 8 a unterbrochen. Es werden dadurch alle Zwischenrelais 13 der Fahrzeuge vom Pluspol der Batterie 22 über die Kontakte Sg und Se und über die Kuppelleitung 103, die Sperrzellen 14, die Kontakte 16 erregt und ziehen an. Die Kontakte 13 e und 13/ der Zwischenrelais schalten die Versorgung für die kontaktlosen Schalter 7, 19,20 und 21. Über die nunmehr geschlossenen Kontakte 13 a ziehen die Schütze 17 an, und über die

Kontakte 13 c werden die Magnetpulverkupplungen 3 der Bremslüftantriebe voll erregt. Über die Kontakte der Schütze 17 werden die Lüftmotoren 1 eingeschaltet. Dies hat zur Folge, daß alle Federbremsen des ganzen Triebwagenzuges gelüftet werden, bis die Endschalter 6 die Lüftmotoren 1 am Ende des Lüfthubes des Gestänges abschalten. Die gespannten Federspeicher der einzelnen Bremseinrichtungen können jedoch nicht wieder in die Bremslage zurückdrehen. Es bleiben nämlich die Magnetpulverkupplungen 3 voll erregt, durch die die Bremslüftgestänge 5 kraftschlüssig mit den Schneckengetrieben 2 der Versteilantriebe verbunden sind. Letztere verhindern infolge ihrer Selbstsperrung das Zurückdrehen. Am Schluß des Lüfthubes werden die kontaktlosen Überwachungsschalter 7 eingeschaltet bzw. stromleitend. Unter der Voraussetzung, daß die Notbremsschalter 19 und die Fahrsperrenschalter 20 der Wagen des Zuges nicht ausgeschaltet sind, liegen dann alle Eingänge an den kontaktlosen Sammelschaltern 21 an Spannung. Diese kontaktlosen Sammelschalter 21 werden stromleitend und erregen die Ordnungsrelais 18. Diese Ordnungsrelais ziehen an, polen dabei die polarisierten Relais 16 um, die wiederum ihre Kontakte öffnen. Die Zwischenrelais 13 fallen jedoch nicht ab, da sie über die Kontakte 18 /, die durchgehende Leitung 104 über den Nockenschalter 8 a im Fahrschalter des letzten Wagens, den Kuppelschalter 23 am Ende des Zuges, die durchgehende Ordnungsleitung 107 und den Nockenkontakt 8 b des führenden Wagens am Minuspol der Batterie liegen. Nunmehr können über den in Schaltstellung I ebenfalls eingelegten Nockenschalter 8 c und die Leitung 101 alle Trennschütze 11 anziehen; die Fahrmotoren der Fahrzeuge erhalten Spannung, und der Zug setzt sich in Bewegung.

Wird jetzt in einem beliebigen Fahrzeug des Zuges einer der Schalter 7, 19 oder 20 ausgeschaltet, etwa durch Einfallen einer Federbremse, Ziehen eines Notschalters oder durch Überfahren einer Fahrsperre, so sperrt der zugehörige kontaktlose Sammelschalter 21; denn er ist ja nur leitend, wenn alle Eingänge an Spannung liegen. Damit fällt das zugehörige Ordnungsrelais 18 ab und unterbricht mit seinem Kontakt 18 α die Ordnungsleitung 107. Nun fallen alle Trennschütze 11 in den Wagen des Zuges ab, d. h., die Leitung 101 wird unterbrochen. Außerdem fallen mit einer geringen Verzögerung alle Zwischenrelais 13 ab. Ihre Kontakte 13 α und 13 c unterbrechen die Erregerleitungen der Motorschütze 17 und der Magnetpulverkupplungen 3. Mit der Entregung der Magnetpulverkupplungen 3 sind die kraftschlüssigen Verbindungen zwischen den Gestängen 5 der Federspeicher und den selbstsperrenden Schnekkengetrieben 2 unterbrochen, alle Federspeicher legen die Bremsbacken unter voller Kraftwirkung an die abzubremsenden Teile. Es ergibt sich dabei eine Notbremsung des ganzen Zuges. Der gleiche Vorgang spielt sich ab, wenn der Zug zerreißt, weil dann gleichermaßen wie durch den Ordnungskontakt 18 a die Ordnungsleitung 107 unterbrochen wird.

Es sei nunmehr angenommen, daß der Zugführer von sich aus willkürlich den Zug abbremsen soll. Durch Drehen der Fahrbremswalze 8 in eine Stellung zwischen II und III wird durch Öffnen des Kontaktes 8 c die Erregung für alle Trennschütze 11 unterbrochen, d. h. die Leitung 101 abgeschaltet. Über den sich schließenden Kontakt 8 d und die Leitung 102

Claims

werden alle Bremsschütze 12 und damit die generatorische Bremse eingeschaltet. Durch die keilförmige Darstellung des Segmentes Sh an der Fahrbremswalze soll zum Ausdruck gebracht werden, daß die Stärke der Bremskraft der generatorischen Bremse mit dem Übergang von Stellung II auf Stellung III erhöht wird. Durch Öffnen des Kontaktes 8 e würden an sich alle Zwischenrelais 13 verzögert abfallen; bevor sie jedoch abfallen, hat der inzwischen auftretende Bremsstrom der generatorischen Bremse die Stromwächter 15 in jedem Fahrzeug zum Ansprechen gebracht. Die Kontakte dieser Stromwächter halten nunmehr die Zwischenrelais 13 eingeschaltet, bis die Bremsströme abgeklungen sind oder die generatorische Bremse eines Fahrzeuges versagt. Infolge der Sperrzelle 14 ist diese Wirkung jeweils auf das Zwischenrelais 13 des steuernden Fahrzeuges beschränkt. Treten die vorerwähnten Fälle ein, so fällt der entsprechende Strom wächter 15 ab und mit einiger Verzögerung auch das zugehörige Zwischenrelais 13. Die Kontakte 13 e und 13 / unterbrechen die Versorgung der kontaktlosen Schalter 7, 19, 20 und 21. Das Relais 18 fällt ab und unterbricht durch Öffnen seines Kontaktes 18 a wieder die Ordnungsleitung 107, d. h., die generatorischen Bremsen aller Fahrzeuge werden abgeschaltet. Im Gegensatz zur vorher beschriebenen Notbremsung fallen jetzt aber die Federbremsen nicht mit ihrer vollen Wirkung ein. Über den zum Bremsen geschlossenen Fahrschalterkontakt 8/ und die Kontakte 13 b ziehen die Schütze 17 aller Wagen an. Gleichzeitig werden die Magnetpulverkupplungen 3 über Kontakte 13 d und einen Widerstand 8 k mit Schleifkontakt i entsprechend der Stellung der Fahrbremswalze 8 teilweise erregt. In der Stellung II wird schwach, in der Stellung III dagegen stark gebremst. Durch diese Teilerregung der Magnetpulverkupplungen sind sie nicht mehr in der Lage, die Federspeicher zu halten bzw. die Bremsen in der Lüftstellung zu halten. Dies bedeutet, daß die Magnetpulverkupplungen anfangen zu schlüpfen. Der Endschalter 6 schaltet wieder ein, und über diesen sowie über die Kontakte 17 werden die Lüftmotoren 1 an Spannung gelegt. Durch die Drehung der Lüftmotoren 1 und den Schlupf der Magnetpulverkupplungen 3 wird den sich entspannenden Federspeichern dauernd eine Kraft entgegengesetzt. Die Bremsbacken legen sich wohl an die abzubremsenden Teile an, aber mit einer Federkraft, die vermindert ist um die Schlupfkraft der Magnetpulverkupplungen 3. Steht der Zug still und stellt der Zugführer die Fahrbremswalze 8 auf die Stellung 0 zurück, so werden die Lüftmotoren 1 und die Magnetpulverkupplungen 3 spannungslos, d. h., die Federbremsen wirken mit voller Kraft als Haltebremsen. Da durch die abgefallenen Ordnungsrelais 18 während des Bremsens über den Fahrschalterkontakt 8 d, die Leitung 102 und die Kontakte 18 b und 18 d die polarisierten Relais 16 umgeschaltet wurden und ihre Kontakte geschlossen haben, kann eine neue Anfahrt beginnen, bei der über die Kontakte des Relais 16 die Zwischenrelais 13 erneut zum Ansprechen gebracht werden. Es ist möglich, die Bremskraft der Federspeicher durch Abgleich des Widerstandes Sk in jeder Stellung der Bremswalze 8 im Bremssteuerbereich des Fahrschalters der generatorischen Bremse anzupassen. Soll die Federspeicherbremse als zweite Bremse wirken, d. h. ist als Vorzugsbremse die generato- rische Bremse mit den Fahrmotoren vorgesehen, so wird das Zwischenrelais 13 als verzögernd abfallendes Relais ausgebildet und über einen Kontakt des an sich vorhandenen Bremsstromrelais gehalten, solange Bremsstrom fließt. Um eine gleichzeitige Bremsung durch beide Bremsen zu vermeiden, sind die Einrichtungen der generatorischen Bremse, also beispielsweise das Bremsschütz 12, ebenfalls an die durchgehende Rückleitung 104 gelegt. Ein Zerreißen des Zuges, ein Überfahren einer Fahrsperre, das Ziehen eines Notschalters oder der Abfall eines Lüftantriebes der Federspeicherbremse hat dann zur Folge, daß selbst bei gerade generatorisch abgebremstem Zug die Fahrspeicherbremse als vollwirkende Bremse den Vorzug hat. Dadurch ist gewährleistet, daß Überbremsungen des Zuges vermieden werden und damit ein Gleiten der Räder nicht eintreten kann. PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Steuerung der durch einen Kraftspeicher betätigten Bremse von Schienenfahrzeugen, insbesondere bei Triebwagenzügen, mit einem zum Aufladen des Kraftspeichers und Lüften der Bremse dienenden Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (1) über ein selbstsperrendes Getriebe (2) und eine elektromagnetische Kupplung (3) auf den Kraftspeicher einwirkt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher ein Federspeicher ist.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Kupplung (3) eine Magnetpulverkupplung ist.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern der Bremskraft die elektromagnetische Kupplung (3) teilweise aberregbar ist, so daß sich unter schlüpfender elektromagnetischer Kupplung der Kraftspeicher allmählich entspannen kann.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei schlüpfender elektromagnetischer Kupplung der Motor (1) einschaltbar ist, so daß der Federspeicherkraft die von der Erregung der elektromagnetischen Kupplung (3) abhängige Motorkraft entgegenwirkt, um die Bremskraft willkürlich zu verändern.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federspeicherbremse durch einen kontaktlosen Schalter (7) am Bremslüftantrieb und gegebenenfalls noch durch andere gleichartige Notschalter (19) oder Fahrsperrschalter (20) über ein Ordnungsrelais (18) derart überwacht ist, daß bei Ausfall eines kontaktlosen Schalters mittelbar die Antriebskraft des Fahrzeuges abgeschaltet und die Federspeicherbremse zur Wirkung gebracht wird.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein die Ordnungsschalterkontakte überbrückendes gepoltes Relais (16), um die Federspeicherbremse des Fahrzeuges zu lösen, bevor das Ordnungsrelais (18) eingeschaltet ist.

8. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Zugverband die Mittel für das Ein- und Ausschalten der Fahrlei-

tung oder einer zweiten, unabhängigen Bremse über eine durchgehende Rückleitung geführt sind und daß diese Leitung am Ende des Zuges über einen geschlossenen Kuppelschalter (13) mit einer durchgehenden Ordnungsleitung (104) verbunden ist, in der je ein Schließkontakt der Ordnungsrelais aller Fahrzeuge in Reihe hegen.

9. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federspeicherbremse bei Verwendung als zweite vollwertige Bremse über ein verzögert abfallendes Zwischenrelais (13) selbsttätig wirksam wird, sobald die erste Bremse bei Betriebs- oder Notbremsung aussetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen