DE2060252C3 - Einrichtung zum Regeln eines Bremsmitteldruckes mittels eines Steuergleichstromes für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln eines Bremsmitteldrucks mittels eines Steuergleichstroms, wobei der Druck auf Bremsorgane zur Erzeugung eines Drehmoments an den Rädern eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, wirkt, die mit einer Widerstands- oder Rückgewinnungsbremse verbunden sind, die einen Widerstandsbremsstrom über einen Widerstand bzw. eine Speiseleitung liefert und ein Bremsdrucksteuerorgan aufweist, das einer von einem stufenweise vom Steuergleichstrom gespeisten Elektromagnet erzeugten Steuerspannung unterworfen ist und einerseits mittels Steuerspannung ein zwischen der Druckmittelquelle und den Brems- oder Bremssteuerungsorganen angeordnetes Speiseventil öffnet sowie andererseits mit einem Kolben verbunden ist, auf den der Brems- oder Bremssteuerungsdruck in entgegengesetztem Sinn zur Steuerspannung einwirkt, wobei der Elektromagnet zwei Wicklungen enthält, von denen die eine vom Steuergleichstrom und die andere vom Widerstandsbremsstrom zur Erzeugung von Magnetfeldern für ein mechanisches Verstellmoment durchflossen wird, und wobei eine mechanische Kopplung mit einem Kraftjbertragungselement vorgesehen

ist, das mit einer axial geführten Stange des Bremsdrucksteuerorgans zusammenwirkt, dessen Kolben zum Ausgleich des Verstellmoments von auf ihn einwirkenden Brems- oder Bremssteuerdruck beaufschlagbar

ist ...

Eine derartige Einrichtung ist bekannt; in ihr wirken mehrere Wicklungen auf einen Kern.

Es ist ferner eine Bremseinrichtung bereits bekannt, die es gestattet, selbsttätig und allmählich von der Druckluföremsung auf die Widerstands- oder Rückgewinnungsbremsung oder umgekehrt überzugehen. Diese bekannte Einrichtung vereinigt eine Druckluftbremse und eine elektrische Bremse und weist ein abstufbares, elektropneumatisches Ventil auf, mit dessen Hilfe von der einen auf die andere Bremsart umgeschaltet werden kann. Das elektropneumatische Ventil hat einerseits eine Wicklung, deren Speisestrom mit Hilfe eines geeigneten Geräts überwacht wrd und andererseits eine zweite Wicklung, deren veränderlicher Speisestrom proportional dem Grad der elektrischen Bremse gesteuert wird.

Jedoch gestattet diese bekannte Vorrichtung nicht, einen pneumatischen Bremsdruck auszusteuern, der der Intensität des Steuerstroms streng verhältnisgleich ist. Die bekannten abstufbaren elektropneumatischen Ventile haben nämlich im Magnetkreis veränderbare Luftspalte und magnetisch gesättigte Teile, so daß die auf das Druckminderventil übertragenen Kräfte nicht dem Steuerstrom verhältnisgleich sind.

Eine andere bekannte Vorrichtung weist ein elektropneumatisches Ventil auf, das eine Steuerkraft auf ein Druckminderventil überträgt, die durch einen umlaufenden Elektromotor dem Erregerstrom des elektropneumatischen Ventils verhältnisgleich ist. Das Druckminderventil ist dabei derart mit den Bremsorganen verbunden, daß die Änderung des Erregerstroms eine übereinstimmende Änderung des Bremsdrucks in den Bremsorganen bewirkt

Diese bekannte Vorrichtung arbeitet jedoch nicht mit der dynamischen Bremsung — welche mit einem Widerstand oder einer Rückgewinnungsbremse erzeugt wird — sondern vielmehr lediglich mit einer Druckluftbremse. Überdies sind die verschiedenen Steuerkräfte, welche von verschiedenen, umlaufenden Elektromotoren geliefert werden, namentlich dann wesentlich ungleich, wenn diese in einem Zug angeordneten Motoren unter der gleichen Spannung gespeist werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, in der alle diese Nachteile vermie- so den werden und die für das durch die Widerstcnds- und die Druckluftbremse bewirkte gesamte Bremsmoment eine Kennlinie nat, weicne gleich einer linearen Funktion der Stromstärke ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Elektromagnet ein Drehmoment-Motor ist, der einen Induktor mit getrennter Erregung und einen Anker mit zwei Wicklungen hat, von denen die eine vom Steuergleichstrom und die andere von der ganzen oder von einem Teil des Widerstandsbrems-Stroms durchflossen wird und deren Amperewindungen einander entgegengerichtet sind, deren Magnetfeld unter Zusammenwirken mit dem Magnetfeld der getrennten Erregung des Drehmoment-Motors ein mechanisches Drehmoment auf der Ausgangswelle des Drehmoment-Motors liefert, die über das mechanisch gekoppelte Kraftübertragungselement mit der Stange zusammenwirkt, wobei das Verhältnis zwischen den Amperewindungszahlen der einen und der anderen Wicklung etwa gleich ist dem Verhältnis zwischen dem an den Rädern durch den Bremsmitteldruck erzeugten Bremsmoment und dem durch die Widerstandsbremsung erzeugten Bremsmoment

Solange das von der Widerstandsbremsung bewirkte Drehmoment niedriger ist. als das dem elektrischen Steuergleichstrom entsprechende Bremsmoment ist auch das gesamte, auf die Fahrzeugräder wirkende Bremsmoment etwa proportional dem elektrischen Steuergleichstrom. Der Drehmoment-Motor liefert ein durch den auf den Kolben wirkenden Bremsdruck ausgeglichenes mechanisches Drehmoment

Um eine stetige Regelung der Bremsung im Leeroder Beladungszustand des Fahrzeugs zu ermöglichen, ist eine zusätzliche Feldwicklung vorgesehen, die von einem elektrischen Strom gespeist wird, dessen Stärke mit der Fahrzeugbelastung zunimmt und ein Magnetfeld erzeugt, das jenem der im Nebenschluß geschalteten Feldwicklung des Drehmoment-Motors gleichgerichtet ist.

Jedes Mal, wenn eine Anzeige über die Beladung des Fahrzeugs in Form einer Stromspannung oder -stärke vorliegt, gestattet dieses Erfindungsmerkmal, in Abhängigkeit von der Fahrzeugbeladung das Verhältnis zwischen dem elektrischen Steuerstrom und dem Bremsmitteldruck zu verändern.

Außerdem muß bei den erwähnten bekannten Einrichtungen aus Sicherheitsgründen eine rein pneumatische Bremssteuerung vorgesehen werden. Diese pneumatische Bremssteuerung ist unabhängig von der elektrischen Steuerung und bringt die Gefahr mit sich, daß bei einer Notbremsung die Widerstandsbremse der mit Höchstdruck wirkenden Druckluftbremse überlagert wird, und daß die Räder blockieren bzw. sperren, so daß Kupplungsorgane zwischen den einzelnen Fahrzeugen beschädigt werden.

Gemäß einem für den Eisenbahnbetrieb wichtigen Erfindungsmerkmal, insbesondere für die Betriebssicherheit der Vorrichtung, steht die Stange auch mit dem Stößel eines Sicherheitsorgans in Wirkverbindung, das einen Kolben oder eine Membran aufweist, der einerseits auf seiner mit der Atmosphäre verbundenen Seite an einer in Richtung auf das Kraftübertragungselement wirkenden Feder anliegt und andererseits auf der der Feder gegenüberliegenden Seite mit einer Kontrolldruckquelle verbunden ist. Diese Hilfsbremse gestattet es, eine rein pneumatische Bremsung zu bewirken, falls die elektrischen Stromkreise gestört sind.

Die Erfindung besteht ferner einerseits darin, daß das Kraftübertragungselement über einen auf einer senkrecht zur Achse der beweglichen Stange stehenden Achse angelenkten ersten Hebel mit dieser Stange mechanisch gekoppelt ist, andererseits darin, daß das Kraftübertragungselement mit einem an einem zweiten Hebel vorgesehenen Anschlag mechanisch gekoppelt ist, der an einer auf der Achse des ersten Hebels befestigten Rolle drehbar gelagert ist, wobei die beiden Hebel an ihren beiden anderen Enden mittels eines elastischen Organs miteinander verbunden sind, um die vom zweiten Hebel übertragende Kraft zu begrenzen.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, daß der freie Hub des Kolbens oder Membran des Sicherheitsventils höchstens gleich ist der Kompressionsbewegung des elastischen Organs, wenn dieses auf den ersten Hebel die gleiche Kraft überträgt wie der unter dem einzigen Einfluß des maximal zulässigen Steuerdrehmoments stehende Drehmoment-Motor, so daß der Brems- oder

Bremssteuerungsdruck im Falle einer gleichzeitigen Betätigung durch den Drehmoment-Motor und das Sicherheitsventil begrenzt wird.

Ein zusätzliches Erfindungsmerkmal besteht darin, daß ein dritter Hebel an einer auf die bewegliche Stange senkrecht stehenden Achse angelenkt ist und mit einem zwischen dem ersten und dem dritten Hebel angeordneten Abstützteil in Berührung steht, der über ein Gestänge längs des ersten und dritten Hebels unter dem Einfluß eines Kolbens oder einer Membran verschiebbar ist, der auf der einen Seite einem dem Fahrzeugbeladungszustand verhältnismäßigen Druck und auf der anderen Seite der Wirkung einer Rückstellfeder ausgesetzt ist.

Durch diese Anordnung kann die Einrichtung wahlweise mit einem in Abhängigkeit von der Fahrzeugbeladung wirkenden Bremskraftregler ausgerüstet werden.

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung stellt die einzige Figur einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung dar.

Die Einrichtung zum Regeln des Bremsmitteldrucks eines Fahrzeugs mittels eines Steuergleichstroms besteht im wesentlichen aus einem nicht dargestellten Drehmoment-Motor, der mit einem an sich bekannten Bremssteuerorgan, z. B. einem Druckminderventil, vereinigt ist.

Der Drehmoment-Motor hat eine getrennte Erregung (Nebenschlußmotor) und weist vorzugsweise Dauermagneten, die die Pole des Feldmagneten (Ständers) bilden, und einen Anker auf, in dessen Nuten eine vom Steuerstrom durchflossene erste Wicklung und eine zweite Wicklung angeordnet sind, die von einem Strom durchsetzt wird, der dem vom Bremsmoment verhältnisgleich ist, das von der Widerstands- oder Rückgewinnungsbremse geliefert wird. Die Amperewicklungen der zweiten Wicklung sind jenen der ersten Wicklung entgegengerichtet, und das Verhältnis der im Betrieb von jeder Wicklung erzeugten Stromstärke ist im wesentlichen gleich dem Verhältnis zwischen dem von der Widerstandsbremse erzeugten Drehmoment und dem Drehmoment, das von den vom Druckminderventil druckmittelgesteuerten Bremsorganen in Abwesenheit des Stroms der Widerstandsbremse erzeugt wird.

Deshalb ist an der Welle des Drehmoment-Motors ein mechanisches Drehmoment wirksam, das der algebraischen Summe der Stromstärken der Ankerwicklung verhältnisgleich und bei einem gegebenen verhältnismäßig kleinen Drehwinkel der Drehmoment-Motorwelle konstant ist Dieses mechanische Drehmoment liefert in einer bestimmten Entfernung von der Achse der Drehmoment-Motorwelle eine tangential gerichtete Kraft, die der Summe der Stromstärken der Ankerwicklung verhältnisgleich ist und die, wenn sie auf ein Druckminderventil, dessen Betätigungsorgan längsverschiebbar ist, einwirkt, den elektrischen Steuerstrom und den Strom der Widerstandsbremse in einen pneumatischen Druck verwandelt, der vom resultierenden Strom in der Ankerwicklung abhängt und eine im wesentlichen lineare Kennlinie ergibt.

Wenn ein Reihenschlußmotor zur Widerstandsbremsung verwendet wird, der mit Widerständen verbunden ist, deren Wert mit der Geschwindigkeit abnimmt, so ist das Bremsmoment des Reihenschlußmotors im wesentlichen dem Quadrat der Stärke des Stroms verhäitnisgleich, der von dem als Generator wirkenden Reihenschlußmotor geliefert wird. Um die Widerstandsbremse zu stabilisieren, werden in Wirklichkeit Doppelschluß- bzw. Verbundmotoren verwendet (Haupt- und Nebenschluß), wobei ein Servomotor den Widerstandsstrom bis fast zum Anhalten des Fahrzeugs durch eine allmähliche Verringerung des Belastungswiderstands im wesentlichen konstant hält. Der Teil des Widerstandsstroms, der den Drehmoment-Motor speist, verhält sich daher beinahe wie ein Torsignal (alles oder nichts).

Aus technologischen Gründen wird ein Drehmoment-Motor verwendet, der vier feststehende Dauermagnetpole und einen beweglichen Anker aufweist, der mit der Ausgangswelle des Drehmoment-Motors verbunden ist und zwei Wicklungsgruppen aufweist, die mit den Wicklungsgruppen des Gleichstrom-Motors identisch sind, jedoch über elastische Anschlüsse mit den Speiseklemmen des Steuerstroms und des Widerstandsstroms verbunden sind. Es ist selbstverständlich, daß die Dauermagnetpole (die auch durch mittels eines Gleichstroms getrennt erregte Elektromagneten ersetzt werden können) auf der Welle des Drehmoment-Motors angeordnet und die vom Steuerstrom und vom Widerstandsstrom durchflossenen Wicklungen fest am Motorgehäuse angeordnet werden können.

In beiden Fällen hält der Drehmoment-Motor seine Eigenschaft, ein mechanisches Drehmoment zu liefern, das dem Wert der Amperewindungen des Ankers verhältnisgleich ist.

Da ganz allgemein die Widerstandsbremse benutzt wird, um den Verschleiß der Bremsbeläge und -gestänge der mechanischen Bremse herabzusetzen, wird sie für jeden Verzögerungsvorgang mit Ausnahme der Notbremsung verwendet. Bei den bekannten Einrichtungen mit Widerstandsbremsung sind die Reihenschlußmotore mit regelbaren Widerständen verbunden, deren Läufer von einem Servomotor verstellbar sind, der die Stromstärke und das Widerstandsbremsmoment so lange konstant hält, bis eine Minimalgeschwindigkeit erreicht wird, von der ab dieses Bremsmoment sehr schnell abnimmt

Um in diesem Fall über ein auswertbares Bild des Widerstandsbremsmoments verfügen zu können, genügt es, einen Teil der durch die Widerstandsbremse erzeugten Stromstärke im Nebenschluß abzuzweigen und die entsprechende Wicklung des Drehmoment-Motors mit dieser abgezweigten Stromstärke zu speisen. Damit ist in solcher Einrichtung die elektrische Steuerung der pneumatischen Bremse mit jener der Widerstandsbremse gekuppelt die somit bei jeder Bremsung ausgelöst wird.

Soll ein Fahrzeug, dessen durch die Widerstandsbremse bewirkter Bremsmomentwert stark veränderlich ist wie dies z. B. der Fall einer mit einer Rückgewinnungsbremse ausgerüsteten Lokomotive ist, mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgerüstet werden, so wird der durch Nebenschluß von der Widerstandsbremse abgezweigte Strom so in den Drehmomentmotor eingeführt daß er an seiner Welle ein Drehmoment erzeugt das dem Widerstandsbremsmoment verhältnisgleich und dem durch den Steuerstrom bewirkten Drehmoment entgegengerichtet ist Bei Verwendung von Reihenschlußmotoren wird zu diesem Zweck die durch die Widerstandsbremse gelieferte Stromstärke, die der Stromstärke des Steuerstroms entgegengerichtet ist, in die Feld- und Ankerwicklungen des Drehmoment-Motors eingegeben. Bei Verwendung eines Nebenschlußmotors wird ein Teil des getrennten Erreger-

Stroms in die Feldwicklung des Drehmoment-Motors eingegeben, während mit dem Ankerstrom des im Rückgewinnungsbetrieb arbeitenden Lokomotivmotors normalerweise die Ankerwicklung des Drehmoment-Motors gespeist wird.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung findet vorzugsweise bei mit hoher Geschwindigkeit fahrenden Eisenbahnfahrzeugen, deren Bremsung bei hoher Geschwindigkeit mittels einer Widerstandsbremse bewirkt wird, und auch bei Stadtbahnen Verwendung, die mit einer Widerstandsbremse ausgerüstet sind. Stadtbahnen erfordern ein häufiges Bremsen. Die erfindungsgemäße Einrichtung vermeidet das Auftreten von Bremsstößen während des Zusammenwirkens von pneumatischer Bremse und Widerstandsbremse und trägt zum Komfort der Fahrgäste bei.

Die Ausgangswelle 1 des nicht dargestellten Drehmoment-Motors hat quadratischen Querschnitt, auf die ein L-förmiges Verbindungsteil 2 aufgeklemmt ist. Auf diesem Verbindungsteil 2 ist eine Achse 3 befestigt, die ao senkrecht zur Bewegungsbahn einer beweglichen Stange 4 eines Druckminderventils 5 angeordnet ist. Das Druckminderventil 5 ist mittels Schraubenbolzen 14 am Gehäuse 15 der Einrichtung befestigt und über eine Druckluftleitung 6 mit den nicht dargestellten Bremsor- as ganen verbunden. Auf der Achse 3 des Verbindungsteils 2 ist ein Kugellager 7 angeordnet, das an einem Anschlag 8 anliegt. Der Anschlag 8 ist am Mittelteil eines Hebels 9 fest angeordnet, dessen eines Ende gegen eine Rolle 10 anliegt, die auf einer Schwenkachse 11 für das eine Ende eines Hebels 12 gelagert ist. Die Achse 11 ist ihrerseits in einem am Gehäuse 15 befestigten Auge 16 gelagert. Die Hebel 9 und 12 sind an ihren anderen Enden 9a und 12a mittels einer Feder 13, z. B. einer Schraubenfeder mit einstellbarer Vorspannung, untereinander verbunden.

Der Hebel 12 liegt gegen ein Kugellager 17 an, das auf einer am einen Ende eines Hebels 19 befestigten Achse 18 angeordnet ist. Das Kugellager 17 bzw. ein ähnliches Organ, z. B. eine Rolle, wirkt mit einem Hebel 20 zusammen, dessen eines Ende frei und dessen anderes Ende an einer Achse 21 angelenkt ist, die in einen am Gehäuse 15 befestigten Auge 22 gegenüber dem Auge 16 für die Achse 11 angeordnet ist. Eine etwa im Mittelteil des Hebels 20 vorgesehene Achse 23 kann mit der beweglichen Stange 4 des Druckminderventils 5 zusammenwirken, welches zwei durch einen Ventilteller 28 von einander trennbare Kammern 25 und 26 hat. In der unteren Kammer 25 ist ein Hohlkolben 27 verschiebbar angeordnet, der auf der der Kammer 25 abgewandten Seite zur Atmosphäre entlüftet ist und die Stange 4 trägt, während er auf der anderen Seite eine Hohlstange 27a trägt, die mit der den Kolben 27 durchsetzenden Bohrung verbunden ist. Das freie Ende der Hohlstange 27a dient dem Ventilteller 28 als innerer Sitz. Der Ventilteller 28 ist in der oberen Kammer 26 durch eine an ihm befestigte Stange 29 geführt, die selbst dichtend durch eine zwischen der Kammer 26 und einer dritten Kammer 31 vorgesehenen Trennwand 30 dichtend hindurchgeführt ist. Der Ventilteller wird mittels einer Rückstellfeder 32 auf einen zweiten, den Hohlstangenventilsitz konzentrisch umgebenden, im Ventilgehäuse fest angeordneten Ventilsitz 34 gehalten. Die obere Kammer 26 ist über eine Druckluftleitung 33 an eine Druckluftquelle angeschlossen, während die untere Kammer über eine Bohrung 35 und die Druckluftleitung 6 mit den nicht dargestellten Bremsorganen verbunden ist.

Der Hebel 19 ist Bestandteil eines Gestänges, das noch zwei zusätzliche Hebel 36 und 37 aufweist, die an ihren benachbarten Enden durch eine im Gehäuse 15 gelagerten Achse 47 dort angelenkt sind. Der Hebel 36 ist mit dem Hebel 37 drehfest verbunden und ist an seinem anderen Ende am benachbarten Ende des Hebels 19 mittels einer frei beweglichen Achse 47a angelenkt.

Das freie Ende 37a des Hebels 37 ist mittels eines Kolbens oder einer Membran 38 einer bekannten Fahrzeugbelastungsmeßeinrichtung verstellbar. Auf der Unterseite ist die Membran 38 einem in der Kammer 48 herrschenden Druck ausgesetzt, dessen Wert der Belastung des abzubremsenden Fahrzeugs verhältnisgleich ist. Auf der Oberseite wirkt auf die Membran 38 über das freie Ende 37a des Hebels 37 eine Rückstellfeder 39 ein.

Außerdem sind Mittel vorgesehen, die die Steuerung des Druckminderventils von der Hauptluftleitung 40 aus gestatten. Diese Steuerungsmittel werden durch ein Sicherheitsventil 41 gebildet, das einen Kolben 42 aufweist, der auf seiner Oberseite einen Stößel 43 trägt. Der Stößel 43 kann gegebenenfalls auf die Rolle 7 drücken und liegt zumindest annähernd in der gleichen Ebene wie die Achse 3 der Rolle 7 des Verbindungsteils 2. Der Kolben 42 begrenzt im Sicherheitsventilgehäuse zwei Kammern 44 und 45, von denen die Oberkammer

44 mit der Hauptluftleitung 40 und die Unterkammer

45 mit der Atmosphäre verbunden ist. Eine in der Unterkammer 45 angeordnete Rückstellfeder 46 wirkt auf den Kolben 42 in Richtung auf das Druckminderventil 5 und entgegen dem Hauptluftleitungsdruck.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist wie folgt: Wenn unter der Wirkung eines Steuergleichstroms an der Ausgangswelle 1 des Drehmoment-Motors ein Drehmoment auftritt, so schwenkt das Verbindungsteil 2 im Uhrzeigersinn um die Achse der Welle t und verstellt den Hebel 9 über die Rolle 7 und den fest am Hebel 9 angeordneten Anschlag 8. Der Hebel 9 schwenkt dabei entgegen dem Uhrzeigersinn um den durch die Rolle 10 gebildeten Schwenkpunkt nach oben. Der Hebel 9 nimmt den mit ihm durch die Feder 13 verbundenen Hebel 12 in seiner Schwenkbewegung mit, der wiederum über das Kugellager bzw die Rolle 17 eine Schwenkbewegung des Hebels 20 im Uhrzeigersinn bewirkt. Die am Hebel 20 befestigte Achse 23 stößt die bewegbare Stange 4 nach oben, se daß sich die Hohlstange 27a des Kolbens 27 zuerst gegen den Ventilteller 28 anlegt und die Verbindung dei unteren Kammer 25 mit der Atmosphäre unterbricht Erreicht das von der Welle 1 abgegebene Drehmomen einen bestimmten Wert, dessen umgewandelte Kraf größer als die durch die Rückstellfeder 32 in entgegen gesetzter Richtung wirkende Kraft ist, so hebt di< Hohlstange 27a den Ventilteller 28 von seinem äußerer Sitz 34 ab, so daß sich in der unteren Kammer 25 un< somit in den Bremsorganen ein bestimmter Brems druck aufbaut.

Sobald die durch den Druck in der Kammer 25 be dingte und auf den Kolben 27 einwirkende Kraft jen< ausgleicht, die vom mechanischen Drehmoment an de Welle 1 hervorgerufen wird, schließt der Ventilteller 2! das Ventil 28, 34. Das Druckminderventil 5 wirkt dam in allen weiteren Bremsdruckbereichen wie ein Brems steuerventil, dessen Abstufung durch den Steuergleich strom geregelt wird.

Wenn der Lokomotivführer zuerst eine Widerstands bremsung auslöst und dieser dann einen Befehl zu

pneumatischen Bremsung überlagert, so tritt am Drehmoment-Motor so lange kein im Sinne der öffnung des Ventiltellers 28 wirkendes Drehmoment auf, als die vom Widerstandsstrom erzeugte Stromstärke größer ist als die vom Steuerstrom erzeugte. Gibt hingegen der Zugführer einen Bremsbefehl, und /war mittels eines Steuerstroms, dessen Stärke höher ist als die durch die Widerstandsbremsung bewirkte, so tritt auf der Ausgangswelle des Drehmoment-Motors ein Gesamtdrehmoment — bestehend aus dem Widerstandsbremsdrehmoment und dem Luftdruckbremsdrehmoment — auf, das im wesentlichen konstant und dem Steuerstrom bis zum Anhalten des Fahrzeugs verhältnisgleich ist.

Die Veränderung der Fahrzeugbelastung, welche durch den in der Kammer 48 herrschenden Druck dargestellt wird, bewirkt das Verschieben des Kugellagers 17 entlang der Hebel 12 und 20, so daß das Kraftübersetzungsverhältnis zwischen den beiden Hebeln 12 und 20 und somit auch das Verhältnis zwischen dem Steuerstrom und dem in die untere Kammer 25 bzw. in die Bremsorgane eingespeisten Bremsluftdruck verändert werden. Soll keine Korrektur des Bremsluftdrucks bzw. der Bremsung selbst in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung erfolgen, so genügt es, aus dem Gehäuse IS die Membran 38, die Rückstellfeder 39 und das Hebelgestänge 19, 36, 37 zu entfernen. Das Kugellager bzw. die Rolle 17 kann durch eine am Hebel 12 oder 20 befestigte Schraube, aber auch durch eine Verlängerung der Stange 4 ersetzt werden, falls im letzteren Fall der Hebel 20 wegbleibt. Der Hebel 19 kann auch in der Einrichtung verbleiben, wenn die Achse 47a am Gehäuse 15 befestigt wird.

Durch die Lagenänderung des Hebels 19 bzw. der Rolle 17 entlang der Hebel 12 und 20 besteht die Möglichkeit der Einstellung zwischen der Steuerstromstärke und dem ausgesteuerten Bremsdruck.

Bei einer Störung im Steuerstromkreis kann die Bremsung durch das Steuerventil bewirkt werden, welches durch das Sicherheitsventil 41 gebildet wird. Dazu genügt es, daß der Lokomotivführer den Luftdruck in der Hauptluftleitung 40 so weit absenkt, bis die vorgespannte Steuer- bzw. Rückstellfeder 46 zur Wirkung kommt. Der Stößel 43 übt nun auf das Kugellager eine Kraft aus, die in derselben Richtung wirkt, wie das vom

ίο Steuerstrom an der Welle 1 hervorgerufene Drehmoment. Wie im vorhergehenden Fall, wirkt auch hier das durch die Widerstandsbremse bewirkte Drehmoment dieser Steuerkraft entgegen, und das Druckminderventil 5 steuert einen Druck aus, der dem gewünschten pneumatisch hervorgerufenen Bremsmoment verhältnisgleich ist und bewirkt in Kombination mit dem Widerstandsbremsmoment ein Gesamtbremsmoment, das der Druckminderung in der Hauptluftleitung verhältnismäßig ist. Während des Anwachsens des Steuerdrehmoments an der Welle 1 wird das Ende 9a des Hebels 9 verschoben, wobei die Feder 13 zusammengedrückt und der Hebel 12, der sich praktisch nicht verschiebt, einer zunehmenden Kraft ausgesetzt wird.
Der in der Kammer 44 für den Kolben 42 vorgesehene freie Hub wird so gewählt, daß er dem unter dem Einfluß der maximalen Steuerstromstärke bei Abwesenheit des Widerstandsstroms und bei maximalem Bremsmitteldruck in der unteren Kammer 25 bewirkten Hub des Kugellagers bzw. der Rolle 7 gleich ist.

Wenn der Lokomotivführer irrtümlich die pneumatische Bremsung gleichzeitig über die Hauptluftleitung 40 und mittels des Steuerstroms auslöst, kann daher der vom Druckminderventil 5 ausgesteuerte maximale Bremsmitteldruck niemals den vom Steuerstrom kontrollierten Bremsmitteldruck übersteigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Regeln eines Bremsmitteldrucks mittels eines Steuergleichstroms, wobei der Druck auf Bremsorgane zur Erzeugung eines Drehmoments an den Rädern eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, wirkt, die mit einer Widerstands- oder Rückgewinnungsbremse verbunden sind, die einen Widerstandsbremssirom über einen Widerstand bzw. eine Speiseleitung liefert und ein Bremsdrucksteuerorgan aufweist, das eine von einem stufenweise vom Steuergleichstrom gespeisten Elektromagnet erzeugten Steuerspannung unterworfen ist und einerseits mittels Steuerspannung ein zwischen der Druckmictelquelle und den Brems- oder Bremssteuerungsorganen angeordnetes Speiseventil öffnet sowie andererseits mit einem Kolben verbunden ist, auf den der Brems- oder Bremssteuerungsdruck in entgegengesetztem Sinn zur Steuerspannung einwirkt, wobei der Elektromagnet zwei Wicklungen enthält, von denen die eine vom Steuergleichstrom und die andere vom Widerstandsbremsstrom zur Erzeugung von Magnetfeldern für ein mechanisches Verstellmoment durchflossen wird, und wobei eine mechanische Kopplung mit einem Kraftübertragungselement vorgesehen ist, das mit einer axial geführten Stange des Bremsdrucksteuerorgans zusammenwirkt, dessen Kolben zum Ausgleich des Verstellmotors vom auf ihn einwirkenden Brems- oder Bremssteuerdruck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet ein Drehmoment-Motor ist, der einen Induktor mit getrennter Erregung und einen Anker mit zwei Wicklungen hat, von denen die eine vom Steuergleichstrom und die andere von der ganzen oder von einem Teil des Widerstandsbremsstroms durchflossen wird und deren Amperewindungen einander entgegengerichtet sind, deren Magnetfeld unter Zusammenwirken mit dem Magnetfeld der getrennten Erregung des Drehmoment-Motors ein mechanisches Drehmoment auf der Ausgangswelle (1) des Drehmoment-Motors liefert, die über das mechanisch gekoppelte Kraftübertragungselement (2) mit der Stange zusammenwirkt, wobei das Verhältnis zwischen den Amperewindungszahlen der einen und der anderen Wicklung etwa gleich ist dem Verhältnis zwischen dem an den Rädern durch den Bremsmitteldruck erzeugten Bremsmoment und dem durch die Wider-Standsbremsung erzeugten Bremsmoment.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Nebenschluß geschaltete Feldwicklung des Drehmoment-Motors Dauermagnete aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Feldwicklung vorgesehen ist, die von einem elektrischen Strom gespeist wird, dessen Stärke mit der Fahrzeugbelastung zunimmt und ein Magnetfeld erzeugt, das jenem der im Nebenschluß geschalteten Feldwicklung des Drehmoment-Motors gleichgerichtet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (4) mit dem Stößel (43) eines Sicherheitsventils (41) in Wirkverbindung steht, das einen Kolben oder eine Membran (42) aufweist, der einerseits auf seiner mit der Atmosphäre verbundenen Seite an einer in Richtung auf das Kraftübertragungselement (2) wirkenden Feder (46) anliegt und andererseits auf der der Feder gegenüberliegenden Seite mit einer Kontrolldruckquelle (40) verbunden ist

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungselement (2) über einen auf einer senkrecht zur Achse der beweglichen Stange (4) stehenden Achse (3) angelenkten ersten Hebel (12) mit dieser Stange mechanisch gekoppelt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungselement (2) mit einem an einem zweiten Hebel (9) vorgesehenen Anschlag (8) mechanisch gekoppelt ist, der an einer auf der Achse (11) des ersten Hebels (12) befestigten Rolle (10) drehbar gelagert ist, wobei die beiden Hebel (9 und 12) an ihren beiden anderen Enden (9a bzw. 12a) mittels eines elastischen Organs (13) miteinander verbunden sind, um die vom zweiten Hebel übertragene Kraft zu begrenzen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Hub des Kolbens oder der Membran (42) des Sicherheitsventils (41) höchstens gleich ist der Kompressionsbewegung des elastischen Organs (13), wenn dieses auf den ersten Hebel (12) die gleiche Kraft überträgt wie der unter dem einzigen Einfluß des maximal zulässigen Steuerdrehmoments stehende Drehmoment-Motor.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Hebel (20) an einer auf die bewegliche Stange (4) senkrecht stehende Achse (21) angelenkt ist und mit einem zwischen dem ersten (12) und dem dritten Hebel (20) angeordneten Abstützteil (17) in Berührung steht, der über ein Gestänge (19, 36, 37) längs des ersten Hebels (12) und dritten Hebels (20) unter dem Einfluß eines Kolbens oder einer Membran (38) verschiebbar ist, der auf der einen Seite (48) einem dem Fahrzeugbeladungszustand verhältnisgleichen Druck und auf der anderen Seite der Wirkung einer Rückstellfeder (39) ausgesetzt ist.