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Bremsanlage, insbesondere für dieselelektrische Lokomotiven Die Erfindung
betrifft eine automatisch betätigte Bremsanlage, insbesondere für dieselelektrische
Drehgestell-Lokomotiven, bestehend aus einer dynamischen Bremse und einer unabhängig
davon wirkenden mechanischen Bremse, wobei jede Bremse für sich die volle Bremsleistung
hergeben kann.
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Von Seiten der Bahnverwaltungen ist man bestrebt, die mechanische
und dynamische Bremse einer schnelifahrenden Lokomotive gleich stark auszubilden,
damit jede der beiden-unabhängig voneinander zum Einsatz kommen kann. Bei Versagen
der dynamischen Bremse kann bei einer solchen Auslegung die Abbremsung auch auf
Gefällstrecken von der mechanischen Bremse übernommen werden. Die mechanische Bremse
wird daher derartig ausgebildet, daß sie so bemessen ist, daß selbst die längste
Gefällstrecke mit der mechanischen Bremse allein abgebremst werden kann, ohne daß
Dauerschäden an der Bremsanlage, die sie zum wiederholten Gebrauch nicht mehr einsetzbar
machen würde, auftreten. Bei der Scheibenbremse die sich für schnellfahrende Lokomotiven
immer mehr durchgesetzt hat, werden Werte zugrundegelegt , bei denen ein spezifischer
Backendruck von 5 kpm/cm² nicht überschritten wird. Um bei einer schnellfahrenden
Drehgestell-Lokomotive die anfallende Bremsleistung je Rad durch eine Scheibenbremse
unter dieser spezifischen Belastung bewältigen zu können, ist wegen der anfallenden
Bremse leistung je Rad eine Scheibenbremse erforderlich, d.h. Je Rad sind zwei Bremsscheiben,
zwei Bremsbacken und ein Druckluftzylinder anzubringen, wenn die Forderung erfüllt
werden soll, daß mit der Scheibenbremse allein vollwertig abgebremst werden soll.
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Bei einer derartigen Bremsanlage, bei der die mechanische Bremse,
z.B. die Scheibenbremse, für eine vollwertige Bremsung ausgelegt ist und gleichzeitig
auch die dynamische Bremse, ist der in die Bremsanlage der Lokomotive investierte
Aufwand enorm hoch. Diesen hohen Aufwand in der Installation der mechanischen Bremse
hält man aus Sicherheitsgründen für unvermeidbar, weil man die Möglichkeit schaffen
will, bei Totalausfall der dynamischen Bremse eine vollwertige Bremsung mit der
mechanischen Bremse durchführen zu können.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diesen hohen Aufwand
zu verringern und ein Bremssystem zu schaffen, das in der Kombination zwischen mechanischer
und dynamischer Bremse mit der hälfte der Einrichtungen für die mechanische Bremse
auskommt und dann noch eine volle Bremsung bei Totalausfall der dynamischen Bremse'durchführen
kann. Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß
Jede dynamische Bremse ihre Energie günstiger in Wärme umsetzen kann als eine mechanische
Bremse und daß z.B. die elektrische Bremse neuzeitlicher Lokomotiven (z.B. DE 2000
BoBo) bis zum Stillstand wirksam ist, wobei eine mechanische Bremse lediglich noch
als Feststellbremse zum Verhindern des Weiterrollens erforderlich ist.
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Als Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird vorgeschlagen, den Anteil
der mechanischen Bremse so weit zu reduzieren, daß sie nur im Stande ist, beim Versagen
der dynamischen Bremse mindestens eine Halt-Bresung aus der höchstgeschwindigkeit
heraus durchführen zu können, womit jederzeit die volle Sicherheit gegeben ist.
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Die Lösung im einzelnen besteht darin, daß bei der als Beispiel genannten
vierachsigen Lokomotive die Zahl der mechanischen Bremsen1 in diesem Fall die Scheibenbremsen,
auf die llälfte reduziert wird, wrs sich auf den Geßautpreis der Lokomotive, die
Ersatzteilhaltung und den Wartungsdienst günstig auswirkt.
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Es ist demnach bei einer solchen Lokomotive je Achse nur eine einzige
Bremse, also nur noch an einem Rad eines jeden
radsatzes eine Bremse
vorhanden. Zweckmäßigerweise ist diese als Scheibenbremse ausgebildet und für einen
Achsdruck von 20 bis 21 Mp ausgelegt. Die Ausbildung der Radbremse als Scheibenbremse
hat noch den Vorteil, daß der Raum zwischen den beiden Treibrädern eines Radsatzes
nahezu von der gesamten Breite des Elektromotors eingenommen werden kann. finzu
kommt noch, daß bei der Scheibenbremse die größeren Radbremsscheiben in der Lage
sind, mehr Bremswärme zu speichern.
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In dieser vereinfachten Ausführung kann die als Scheibenbremse ausgebildete
mechanische Bremse nur noch einen gewissen Teil der Bremsenergie übernehmen. Der
Erfindungsvorschlag sieht nun vor, daß die mechanische Bremse bei Halt-Bremsungen
mit der dynamischen Bremse so kuppelbar ist, daß sie erst beim Erreichen einer entsprechend
niedrigen Geschwindigkeit zum Einsatz kommen, Bei dieser Kupplung kann erreicht
werden, daß z.B. der spezifische Backendruck 5 kpm/cm² dabei nicht überschritten
wird.
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Es ist ohne wesentlichen Mehraufwand möglich, die elektrische Bremse
so auszulegen, daß sie auf allen Gefällstrecken allein die Bremsleistung aufbringen
kann. Sollte nun aus irgendeinem Grund die elektrische Bremse versagen, so ist die
mechanische Bremse,z.B. die Scheibenbremse, von der Druckluftseite her mit der doppelten
Bremskraft beaufschlagbar. Das bedeutet also, sie wird beaufschlagt mit einem spezifischen
Backendruck von 10 kpm/ cm², wodurch es möglich ist, mit einer mechanischen Bremse
pro Achse die Lokomotive über den vorgeschriebenen Bremsweg von 900 m bis zum Stillstand
abzubremsen. Die Bremsenergie dieser einmalignen Halt-Bremsung kann ohne weiteres
von den mechanischen Bremsen der vier Treibradsätze aufgenommen werden, 8o daß keinerlei
Gefahr beim Versagen der elektrischen Bremse bestellt.
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Der spezifische Backendruck von 10 kl>m/cm² für eine einmalige
lfalt-Bremsullg ist noch zulässig. Die Anordnung nur einer mechanischen Bremse je
Achse in Form einer Scheibenbremse hat neben der Ausnutzung der vollen Motorbreite
noch den Voi'tei, daß die Bremse - zweckmäßigerweise Scheibenbremse - jeweils
an
dem Rad angebracht wird, dem kein Zahnradschutzkasten zugaordnet ist. Durch diese
Anordnung kann ebenfalls der Raumtedarf für den Zahnradschutzkasten ganz ausgenutzt
werden. Außerdem ist die Ableitung der gespeicherten Breiswärme in den ßremsscheiben
der Räder bei dieser Anordnung nicht kritisch.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines AusfUhrungsbeispiels
dargestellt.
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Fig. i zeigt ein zweiach@iges Drehgestell mit der Anordnung nur einer
freie pro Achse, Fig. 2 zeigt eine Schaltung des Ventils zur Beaufschlagung des
Bremszylinders mit erhöhtem Druck zur Erzeugung des doppelten spezifischen Bremsbackendrucks.
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In den Zeichnungen ist das Drehgestell mit 1, die Achsen sind mit
2 und die auf den Achsen befindlichen Rader Mit 3 und 4 bezeichnet. Die Bremsscheiben
an den Rädern 3 und 4 sind mit 5 bezeichnet. Der Antrieb erfolgt vom Elektromotor
6 über das in dem Zahnradschutzkasten 7 angeordnete Zahnrad auf die Achse 2.
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Auf die Bremsscheiben 5 an den Rädern 4 wirken die beiden Breis backen
8 ein, die über ein Gestänge 9 durch einen Druckluftzylinder 10,der auf den doppelten
Druck umschaltbar ist, betätigt werden.
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In Fig. 2 ist 11 das Steuerventil (KE-Ventil) mit dem zugehörigen
nicht näher bezeichneten Hilfsluftbehälter, 12 das mit der elektrischen Bremse verbundene
Magnetventil, 13 der Drucküber setzer für den Druckbereich 3,8 - 8 kp/cm2, 14 ein
Luftbehälter für einen Druckbereich von 10 kp/cm2, 15 ein Druckminderventil, 16
die mit dem Führerbremsventil verbundene Hauptluftleitung, 17 die Leitung zwischen
Nagnetventil 12 und Druckübersetzer 13 und 18 die Leitung zu den Breaszylindern.
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Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende:
Beim Betrieb
mit der elektrischen Bremse wird der Luftstrom vom Steuerventil 11 zum Druckübersetzer
i3 durch das Magnetventil 12 unterbrochen und damit die Druckluftbremse innerhalb
der Lok wirkungslos. Fällt nun aus irgendeinem Anlaß die elektrische Bremse aus,
so wird dieses dem Lokführer durch ein Ton- oder Lichtsignal angezeigt. Der Lokführer
kann damit sofort eine Druckluft-Schnellbremsung einleiten, mit dem vollen Druckabfall
in der Hauptluftleitung 16. Gleichzeitig wird das Magnetventil 12 stromlos und gibt
den Querschnitt der Leitung 17 zum Druckübersetzer 13 frei.
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Durch die Druckluft-Schnellbremsung wird vom Steuerventil 11 ein Höchstdruck
von 3,6 kp/cm² über die Leitung 17 a Anschluß Cb des Druckübersetzers 13 eingesteuert,
wodurch vom DruckUber-2 setzer 13 ein Höchstdruck von 8 kp/cm² zum Druckminderventil
15 freigeben wird. Das Druckminderventil gibt über die Brems-2 leitung 18 einen
Druck von 7,4 kp/cm2 an die Bremszylinder frei, wobei sich an den Bremsbacken der
Scheibenbremse ein Flächendruck von 10 kp/cm2 einstellt, so daß die Halt-Bremsung
mit dem von der DB vorgeschriebenen Bremsweg von max. 900 m durch führt werden kann,
wenn die Lokomotive aus ihrer Höchstgeschwindigkeit von 140 km/h abgebremst wurde.