DE1137471B - Elektropneumatische Bremseinrichtung, insbesondere fuer Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine insbesondere für Schienenfahrzeuge geeignete elektropneumatische Bremseinrichtung, bei welcher die Bremskraft durch die Spannung und damit die Größe des Stromflusses in einem Leiterkreis überwacht wird, wobei ein Leiterabschnitt dieses Kreises in einem Magnetfeld beweglich gelagert und im Zusammenwirken mit dem Magnetfeld einen nach dem elektrodynamischen Prinzip wirkenden Geber für eine Überwachungseinrichtung eines das Beaufschlagen von Bremszylindern bewirkenden Steuerventils bildet.

Es sind bereits elektropneumatische Bremseinrichtungen für Schienenfahrzeuge bekannt, bei denen als Geber für die Überwachungseinrichtung des das Beaufschlagen von Bremszylindern bewirkenden Steuerventils eine elektromagnetische Einrichtung verwendet wird, deren Spulenwicklung in Abhängigkeit von der jeweiligen vom Lokomotivführer zu wählenden Spannung vom Strom durchflossen ist. Je nach der Größe des Stromflusses ist die auf einen beweglichen Kern ausgeübte Kraft verschieden, der seinerseits auf die genannte Überwachungseinrichtung einwirkt.

Die Verwendung derartiger Hubmagneten zu dem genannten Zweck bringt den schwerwiegenden Nachteil mit sich, daß deren Leistungsaufnahme für die Praxis untragbar hoch ist. Darüber hinaus besteht eine nichtlineare Abhängigkeit zwischen der erzeugten Kraft und der Stromstärke, was eine einwandfreie Funktion, insbesondere die exakte Bestimmung der erforderlichen Brems- und Lösestufen einer Bremseinrichtung, schwierig macht. Schließlich besteht eine ebenfalls sehr nachteilige Abhängigkeit der erzeugten Kraft vom Luftspalt bei gleicher Erregung.

Es ist des weiteren eine elektropneumatische Bremseinrichtung für Eisenbahnfahrzeuge bekannt, bei der ein Elektromotor über ein Zahnradgetriebe als Geber auf eine Überwachungseinrichtung für die Beaufschlagung des Bremszylinders mit Druckluft einwirkt. Obwohl in diesem Fall der Geber nach dem elektrodynamischen Prinzip wirkt und die Einrichtung insofern bereits eine Verbesserung darstellt, ist bei diesem Geber und dessen kinematischer Einordnung in die Bremseinrichtung auf Grund seines ausschließlich elektrisch gesteuerten Antriebs nicht das Optimum an Mindestverbrauch elektrischer Leistung und sonstigen für die einwandfreie Funktion einer elektropneumatischen Bremseinrichtung wichtigen betrieblichen Eigenschaften erreicht.

Insbesondere der'Mindestverbrauch an elektrischer Leistung sowie die unbedingte Proportionalität zwischen der jeweils gewählten Stromstärke und der Elektropneumatische Bremseinrichtung,
insbesondere für Schienenfahrzeuge

Anmelder:

Knorr-Bremse G. m. b. H.,
München 13, Moosacher Str. 80

Engelbert Riedl, München,
ist als Erfinder genannt worden

vom Geber ausgeübten Kraft sind ausschlaggebende Voraussetzungen dafür, daß auch bei der Abbremsung längster Züge die elektrischen Verhältnisse so stabil sind, daß an jedem einzelnen Wagen, unabhängig davon, ob derselbe sich am Anfang, am Ende oder an einer anderen Stelle des Zuges befindet, bei der Wahl einer bestimmten Stromstärke durch den Lokomotivführer eine Bremsung von gleicher Höhe stattfindet.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine elektropneumatische Bremseinrichtung der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß der elektrische Leistungsaufwand gegenüber den bekannten elektropneumatischen Bremseinrichtungen sowohl elektromagnetischer als auch nach dem elektrodynamischen Prinzip wirkender Art wesentlich geringer ist und daß auch die übrigen Betriebseigenschäften so sind, daß die tatsächliche praktische Verwendbarkeit der Bremseinrichtung bei Eisenbahnzügen aller vorkommenden Längen gesichert ist.

Diese Aufgabe wird bei einer elektropneumatischen Bremseinrichtung der eingangs angegebenen Art gemaß der Erfindung dadurch gelöst, daß der bewegliche, von Gleichstrom durchflossene Leiter in dem Magnetfeld eines ortsfesten Dauermagneten angeordnet und zum Überwachen der Bremskraft formschlüssig mit einem in der Überwachungseinrichtung angeordneten Ein- und Auslaßventil verbunden ist, das mit einem von mindestens einem in den Bremseinrichtungen herrschenden Überdruck selbstabschließend beeinflußten beweglichen Kolbensystem zusammenwirkt und eine Kolbenkammer des den Bremszylinder beaufschlagenden Steuerventils wechselweise mit einer Fülleitung verbindet oder unter Abschluß von dieser Fülleitung entlüftet.

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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Weise dargestellt.

Auf einem Triebfahrzeug, dessen Trennung vom Anhängerfahrzeug durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, ist eine Stromquelle 1 vorgesehen, die mit einem vom Lokomotivführer einstellbaren Widerstand 3 leitend verbunden ist. Von der Stromquelle 1 und dem Widerstand 3 führen Leitungen 5 bzw. 7 zu einem Anhängerfahrzeug, wo über Schleifkontakte 9

Überwachungsmittel, mit denen zwecks reiner Druckluftbremsung der Druck in der dann zur Hauptluftleitung werdenden Fülleitung39 vom Lokomotivführer willkürlich geändert werden kann, unberücksichtigt bleiben.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Im gelösten Zustand der Bremse ist der über den Widerstand 3 führende Stromkreis unterbrochen und die im Magnetfeld des Dauermagneten 15 liegende

und 11 (anstatt der Schleifkontakte können auch be- ίο Leiterschleife 13 daher stromlos. Die Fülleitung 39 wegliche Litzen verwendet werden) eine nur schema- weist den höchsten Regeldruck auf, der, vermittelt tisch angedeutete Leiterschleife 13 angeschlossen ist, über die Leitung 89 und das Rückschlagventil 91, die sich im Feld eines Dauermagneten 15 dreht. Die auch im Behälter 87 herrscht. Der Druck in der Lei-Leiterschleife 13 ist, wie schematisch angedeutet, tung 39 pflanzt sich über den Anschluß 37 in den mechanisch mit einem Gestänge 17 verbunden, das 15 Raum 33 der Überwachungseinrichtung 21 fort und an einem rohrförmigen Teil 19 einer Überwachungs- gelangt von hier über das geöffnete Ventil 29 auch einrichtung 21 für eine Druckluftbremseinrichtung in den Raum 27. Dieser Raum ist mittels der Leitung angeschlossen ist. Der rohrförmige Teil 19, welcher 41 mit dem Raum 43 des Steuerventils 49 verbunden, im Gehäuse der Überwachungseinrichtung 21 ver- so daß auch in letzterem der Höchstdruck herrscht, schiebbar gelagert ist, trägt einen Kolben 23, der von 20 Die Kraft der Feder 53 hält den Kolben 51 in seiner einer Feder 24 belastet ist und der im Gehäuse einen unteren Endlage, so daß die Steuerkammer 47 über Raum 25 von einem Raum 27 trennt. Das in der das offene Ventil 55 gefüllt ist, wobei der Druck letz-Zeichmmg untere, offene Ende des rohrförmigen terer Kammer infolge der Verbindungsleitung 45 auch Teiles 19 dient als Auslaßsitz für einen feder- im Raum 25 der Überwachungseinrichtung 21 belasteten Ventilteller 29, der außerdem mit einem 25 herrscht. Die Feder 24 hält das aus dem rohrförmigen konzentrisch um das Rohr 19 liegenden Einlaßsitz 31 Teil 19 und dem Kolben 23 bestehende bewegliche zusammenwirkt. Der Ventilteller 29 trennt bei seiner System 19, 23 der Überwachungseinrichtung 21 in Auflage auf dem Ende der Hülse 19 den Raum 27 seiner gezeigten Lage, in der das Ventil 29 geöffnet der Überwachungseinrichtung 21 von einer Auslaß- ist. Dieser Endlage der Teile entspricht die Stellung öffnung 35. Außerdem verbindet oder trennt er beim 30 der mit diesen mechanisch gekuppelten stromlosen Zusammenwirken mit dem Sitz 31 die Räume 27 und Leiterschleife 13. Die Feder 77 im Dreidrucksteuer-33. Letzterer Raum ist mittels einer Leitung 37 an ventil 49 hält den Kolben 79 und mit ihm den rohrdie über die Länge des Zuges sich erstreckende Füll- förmigen Teil 61 in der aus der Zeichnung ersichtleitung 39 der Druckluftbremse angeschlossen. Der liehen Lage, in der das Ventil 67 unter Trennung der Raum 27 der Überwachungseinrichtung 21 ist mittels 35 Leitung 85 von der Leitung 83 auf seinem Sitz 69 einer Leitung 41 an einen Raum 43 und der Raum aufliegt, die Auslässe 63 und 65 dagegen für den 25 mittels einer Leitung 45 an die Steuerkammer Zylinder 81 geöffnet sind.

konstanten Druckes 47 eines Dreidrucksteuerventils Zum Bremsen wählt der Lokomotivführer am

49 von üblicher Bauart angeschlossen. Die Räume 43 Widerstand 3 eine bestimmte Stellung, wodurch an und 47 des Steuerventils sind mittels eines Kolbens 51 40 den Klemmen des die Leiterschleife 13 einbeziehenvoneinander getrennt, der in seiner unteren Endlage den Stromkreises eine dieser Stellung entsprechende unter Belastung durch eine Feder 53 mit einer Mittel- Spannung und damit im Stromkreis ein Stromfluß öffnung 55 von einem Ventilteller 57 entfernt ist, so von gewünschter Stärke entstehen. Die Richtung des daß die beiden Räume 43 und 47 zwecks Füllung des Stromes in der Leiterschleife 13 sowie diejenige der letzteren miteinander verbunden sind. Der Ventilteller 45 Magnetkraftlinien sollen dabei solche sein, daß die 57 bildet das Ende einer Stange 59, die sich in einem Schleife 13 eine Ablenkung in der eingezeichneten rohrförmigen, beidseitig offenen Teil 61 fortsetzt, der Pfeilrichtung erfährt. Die hierbei ausgeübte Kraft ist im Gehäuse des Steuerventils 49 verschiebbar ge- linear abhängig von der Stromstärke, und das beweglagert ist. Das untere offene Ende 63 des Rohres 61 liehe System 19, 23 in der Überwachungseinrichtung mündet in einen einen Auslaß 65 aufweisenden Raum 5° 21 wird, unterstützt durch den im Raum 27 auf den des Steuerventils 49. Das obere offene Ende des rohr- Kolben 23 wirkenden Druck, gegen die Wirkung der förmigen Teils 61 dient als Sitz für einen feder- Feder 24 sowie den im Raum 25 auf den Kolben 23 belasteten Ventilteller 67 und ist von einem weiteren, ausgeübten Druck nach oben bewegt, wobei es zum konzentrisch angeordneten Sitz 69 für diesen Ventil- Abschluß des Ventils 29 am Sitz 31 sowie zum Abteiler umschlossen, der zu einer Zwischenwand 71 55 heben des rohrförmigen Teiles 19 vom Ventil 29 gehört, die einen Raum 73 des Steuerventils 49 von kommt. Damit ist der Raum 27 von der Fülleitung 39 einem weiteren Raum 75 trennt. Im Raum 75 ist eine getrennt und wird über den Auslaß 35 ins Freie entFeder 77 vorgesehen, die einen Kolben 79 belastet, lüftet. Die mit dieser Entlüftung verbundene Abder vom rohrförmigen Teil 61 getragen wird. Am Senkung des Druckes führt schließlich zu einem ZuRaum 75 mündet eine zu einem Bremszylinder 81 60 stand, in welchem der konstant gebliebene Druck im führende Leitung 83. Der Raum 73 ist mittels einer Raum 25 zusammen mit der Feder 24 das bewegliche Leitung 85 mit einem Hufsluftbehälter 87 verbunden, System gegen die von der Leiterschleife 13 ausgeübte der durch eine Leitung 89 über ein Rückschlagventil Kraft sowie den Restdruck im Raum 27 in eine Abaus der Fülleitung 39 gefüllt wird. Die Bremsein- Schlußstellung bewegt, in der das Ventil 29 auf den richtung des Triebfahrzeuges wird in vorliegendem 65 beiden konzentrischen Sitzen aufliegt. Die Druckab-Zusammenhang nicht näher beschrieben, sie kann die Senkung im Raum 27 erfolgt durch die Leitung 41 gleiche wie diejenige des Anhängerfahrzeuges oder gleichzeitig auch im Raum 43 des Steuerventils 49, auch von anderer Bauart sein. Ebenso sollen etwaige wodurch das Kolbensystem des letzteren infolge der

Wirkung des konstant gebliebenen Druckes in der Kammer 47 eine Aufwärtsbewegung unter Abschluß des Auslasses 63 und Abheben des Ventiltellers 67 vom Einlaßsitz 69 ausführt. Über diesen geöffneten Einlaß wird der Bremszylinder 81 mit Druckluft aus dem Behälter 87 so lange gespeist, bis der sich im Raum 75 aufbauende Druck zusammen mit der Kraft der verschiedenen Federn das System in eine Abschlußstellung bewegt, in der beide Ventile wieder geschlossen sind und somit der Bremszylinderdruck erhalten bleibt. Die Bremskraft hat damit die gewählte Höhe. Während dieser Vorgänge ist die Leistungsaufnahme der Leiterschleife 13 außerordentlich gering, so daß auch bei einer größeren Anzahl von parallel oder hintereinander geschalteten Schleifen eine unzulässige Belastung der Stromquelle 1 auf jeden Fall vermieden wird.

Eine Erhöhung der Spannung durch Neueinstellung am Widerstand. 3 bringt infolge des vergrößerten Stromfiusses eine entsprechende Verstärkung der von der Schleife 13 in Pfeilriohtung ausgeübten Kraft mit sich, wodurch das Gleichgewicht in der Überwachungseinrichtung 21 gestört und das bewegliche System der letzteren von der Abschlußstellung unter Öffnen des Auslasses 35 wieder nach oben bewegt wird. Die Folge davon ist eine weitere Absenkung des Druckes im Raum 27 so lange, bis die beschriebenen Kräfte erneut die Abschlußstellung herbeiführen. Zusammen mit der Druckabsenkung im Raum 27 erfolgt eine solche im Raum 43 des Dreidrucksteuerventil 49, wodurch der Druck im Bremszylinder 81 erneut erhöht wird. Somit können durch schrittweise Spannungserhöhung an den Klemmen des Leiterkreises mehrere Bremsstufen mit dazwischenliegenden Abschlußstellungen bis zur Vollbremsung erzielt werden. Der Hub des beweglichen Systems 19, 23 in der Überwachungseinrichtung 21 ist von der gleichbleibenden Abschlußstellung ausgehend jedesmal nur so groß, daß sich die Verhältnisse an dem aus der Leiterschleife 13 und dem Dauermagneten bestehenden elektrodynamischen Kraftgeber 13, 15 sowie die Richtung der auf die Leiterschleife ausgeübten Drehkraft nicht ändern.

Zum Lösen der Bremse wird der Stromfluß im Leiterkreis verringert, so daß es unter dem Druck im Raum 25 sowie durch die Kraft der Feder 24 zu einer Abwärtsbewegung der Teile 19 und 23 in der Überwachungseinrichtung 21 und dem damit verbundenen Abheben des Ventils 29 vom Sitz 31 kommt. Die Druckluft aus der Fülleitung 39 kann nun durch den Raum 33 und über das geöffnete Ventil 29 in den Raum 27 gelangen, und zwar so lange, bis die in letzterem Raum auf den Kolben 23 wirkende Druckerhöhung zusammen mit der von der Leiterschleife 13 noch ausgeübten Kraft das System in die Löseabschlußstellung zurückbewegen, in welcher wieder beide Ventile geschlossen sind. Der Druck im Raum 27 ist in gleicher Weise auch im Raum 43 des Dreidrucksteuerventils angestiegen und hat in seiner Wirkung auf den Kolben 51 den rohrförmigen Teil 61 und den Kolben 79 zu einer Abwärtsbewegung unter Öffnen des Auslasses 63 veranlaßt, bis auch hier die Teile infolge des Absinkens des Bremszylinderdruckes und damit der im Raum 75 auf den Kolben 79 ausgeübten Kraft wieder in eine Abschlußstellung gelangen. Bei weiterer Verringerung der Stromstärke im Leiterkreis wiederholen sich die Vorgänge, bis es schließlich zur Vollösung kommt, in welcher der Kolben 51 die Öffnung 55 gegenüber dem Ventilteller 57 zum gegebenenfalls erforderlichen Nachspeisen der Räume 47 und 25 wieder freigegeben hat. Die einzelnen Teile nehmen erneut ihre aus der Zeichnung ersichtliche Stellung ein.

Im Rahmen der Erfindung wäre es auch möglich, den stromdurchflossenen Leiter parallel beweglich im Magnetfeld anzuordnen. Auch sind die Länge des stromdurchflossenen Leiters, seine Windungszahl usw. den jeweiligen Betriebsbedingungen anzupassen.

Claims (1)

1. Patentanspruch.

   Elektropneumatische Bremseinrichtung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bei welcher die Bremskraft durch die Spannung und damit die Größe des Stromflusses in einem Leiterkreis überwacht wird, wobei ein Leiterabschnitt dieses Kreises in einem Magnetfeld beweglich gelagert und im Zusammenwirken mit dem Magnetfeld einen nach dem elektrodynamischen Prinzip wirkenden Geber für eine Überwachungseinrichtung eines das Beaufschlagen von Bremszylindern bewirkenden Steuerventils bildet, dadurch gekenn zeichnet, daß der bewegliche, von Gleichstrom durchflossene Leiter (13) in dem Magnetfeld eines ortsfesten Dauermagneten (15) angeordnet und zum Überwachen der Bremskraft formschlüssig mit einem in der Überwachungseinrichtung angeordneten Ein- und Auslaßventil verbunden ist, das mit einem von mindestens einem in der Bremseinrichtung herrschenden Überdruck selbstabschließend beeinflußten beweglichen Kolbensystem (19, 23) zusammenwirkt und eine Kolbenkammer (43) des den Bremszylinder (81) beaufschlagenden Steuerventils (49) wechselweise mit einer Fülleitung (39) verbindet oder unter Abschluß von dieser Fülleitung entlüftet.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 414 608, 510 929,
   802, 552 165;

   deutsche Auslegeschrift Nr. 1026 349.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 209 659/10 9.62