DE2534C - Verbessertes System zum Bremsen der Eisenbahnwagen mit eigenthümlichen Apparaten - Google Patents

Description

1877.

Klasse 20.

GEORGE WESTINGHOUSE jun. in PITTSBURG (Pensylvanien). Verbessertes System zum Bremsen der Eisenbahnwagen mit eigenthümlichen Apparaten.

Patentirt im Deutschen Reiche vom I. September 1877 ab. Längste Dauer: 9. December 1885.

Das vorliegende System besteht in der Anwendung von comprimirter Luft oder Gasen zum Bremsen von Eisenbahnwagen.

Die Construction der Apparate für diesen Zweck ist auf beiliegenden Zeichnungen angegeben.

Fig. IA stellt eine Seitenansicht, zum Theil Schnitt eines gewöhnlichen Güterwagens, mit dem Apparat versehen, dar.

Fig. 2A zeigt einen Grundrifs im Schnitt.

Fig. 3 A und 4 α sind Schnitte einer neuen Construction von Dreiwege-Hähnen.

Fig. 5 B zeigt in vergröfsertem Maafsstabe eine Ansicht des combinirten Dampfcylinders und der Luftpumpe zum Bremsapparate.

Fig. 6b zeigt einen senkrechten Schnitt desselben.

Fig. 6 BB ist eine vergröfserte Ansicht eines der Dampfventile und der zugehörigen Dampfkanäle.

Fig. 7 β ist eine Ansicht des Ventils.

Fig. 8 b zeigt eine Ansicht der Dampfcylinder und Pumpenkolben, und der Pumpenstange, die sie verbindet.

Fig. 9B ist ein Querschnitt der Fig. 5 B.

Fig. ι ob ist eine vergröfserte perspectivische Ansicht des Dampfcylinders und des Hülfscylinders zum Bewegen des Ventils.

Fig. ι IB ein Schnitt nach Linie 2-2, Fig. iob.

Fig. I2B' zeigt eine Endansicht des Cylinderkopfes unterhalb des Hülfscylinders.

Fig. 13 B eine Seitenansicht, und

Fig. 14B eine untere Ansicht des Dampfventils zum Hülfscylinder.

Fig. 15B zeigt eine obere Ansicht des Dampfkolbens.

Fig. 16c. eine Ansicht, und

Fig. 17 c einen Längenschnitt der Röhrenkupplung zum Kuppeln der Luftzuleitungsröhren zwischen den Wagen.

Fig. 18 c eine modificirte Construction der Ventile der Kupplung.

Zum Zwecke des Bremsens wird eine Hülfs-Dampfmaschine auf der Locomotive oder einem sonstigen Theil des Zuges angebracht, welche mittelst Dampf von der Locomotive getrieben wird und eine Pumpe in Bewegung setzt, die Luft in einem Behälter comprimirt.

Von diesem Behälter gehen mit Hähnen versehene Röhren aus, zu einer Anzahl von Bremscylindern, einer zu jedem Wagen, woselbst die Luft durch Vermittelung von Cylinder, Kolbenstange und Bremshebel die Bremsbacken an die Räder prefst.

Die Hülfs-Dampfmaschine kann auch zum Treiben einer Wasserpumpe für die Locomotive gebraucht werden.

Fig. IA' und 2A zeigen die allgemeine Zusammensetzung dieser Theile.

Auf dem Wagen α oder vorzugsweise auf der Locomotive ist die Hülfsmaschine a¹ mit Dampfkasten a² angebracht, sowie auch eine Wasserspeisepumpe c, Luftpumpe ο und Luftbehälter d.

Eine einzige Kolbenstange e e' kann beide Pumpen treiben.

b ist ein Dampfrohr, welches von der Locomotive nach dem Dampfcylinder β¹ α², führt.

Von der Wasserpumpe wird das Wasser durch das Rohr c^l in den Locomotivkessel getrieben.

Die Luftpumpe ο comprimirt die Luft in dem Behälter d, von wo aus sie durch die Röhre i nach dem Bremscylinder m geführt wird.

h ist ein an der Röhre i befindlicher, später zu beschreibender Dreiwege-Hahn zum Reguliren des Zuflusses der Luft nach dem Cylinder in.

Die Stange m' des Kolbens r ist mit einem gabelförmigen Kopf η versehen, welcher auf den Bremshebel η' wirkt, und der mittelst Stellschraube m* verstellbar ist. Der Bremshebel 11^l und zugehörige Theile können von beliebiger Construction sein.

Eine in dem Cylinder m angebrachte Spiralfeder bringt den Kolben η zurück in den Cylinder und nimmt somit die Bremse von den Rädern ab, wenn durch Drehen des Hahnes h der Zutritt der comprimirten Luft abgeschlossen wird und die Luft aus dem Cylinder entweicht.

Die Gabel y des Kopfes η ist von solcher Länge, dafs, wenn es vorgezogen wird, die Bremsen mit der Hand anzulegen, der Hebel η * nicht aus der Gabel gezogen werden kann. / deutet den gewöhnlichen Handmechanismus an.

Um die relative Bewegung der anstofsenden Enden zweier Wagen zu gestatten, ist an die

Luftröhre i ein elastischer oder biegsamer Theil k angebracht, mit der später zu beschreibenden Kupplung versehen.

Obiges giebt im allgemeinen die Anwendungsweise der Erfindung an. Der Erfinder hat zu diesem Zwecke eine combinirte Dampfmaschine und Luftpumpe construirt, die mit Bezug auf die Fig. 5 β bis 15 B beschrieben wird.

A ist der Dampfcylinder und B der Pumpencylinder.

Die beiden Kolben A' und B^x (Fig. 8b) sind fest miteinander durch die Stange A² verbunden, welche von viereckigem oder sonstigem unrunden Querschnitt ist, so dafs sie sammt den Kolben am Drehen verhindert ist, indem sie durch eine Stopfbüchse C (Fig. 5 β und 6 b) von gleicher Form geht. Die Büchse ist in der Mitte seitwärts durchlöchert und hat daselbst zwei Einsätze c c, die genau in die Durchlöcherung einpassen, und deren innere Enden derart geformt sind, dafs sie genau an die Kolbenstange A~ anpassen. Die äufseren Enden c * sind T-förmig und vermittelst Schraubenbolzen c² aneinander und an die Stopfbüchse C befestigt.

Der Dampfkasten D besitzt einen Kanal d zum Einlassen des Dampfes vom Dampfkessel; derselbe hat eine Aushöhlung d^l, welche die Ventilsitze und Kanäle an beiden Enden verbindet. Die Ventilsitze sind etwas konisch und von einem ringförmigen Kanal d² umgeben, der vermittelst Durchlochungen a¹ a' mit dem Dampfkasten D in Verbindung steht, und von wo aus der Dampf durch Oeffnungen β² in den Cylinder gelangt.

Die Ventile e sind von konischer Form und erhalten eine drehende Bewegung; sie werden genau vermittelst Stellschrauben /¹Z³ in ihre Sitze gepafst und vermittelst einer. Stange e³ gedreht, die durch die Stopfbüchse e^A geht und mit einer Kurbel e⁵ versehen ist, welche von dem Hülfs-Dampfcylinder E ihre Bewegung erhält. Die Ventile e haben Kanäle e^l e² auf ihrer Oberfläche, wovon e¹ den Dampf von d' aus durch a^l a~ in den Cylinder leitet, während e² den Dampf vom Cylinder in Kanäle d³ leitet, von wo aus er in den Abführungskanal D³ und durch die Oeffhung d² entweicht.

Der Hülfscylinder E wird durch einen Kanal c² (Fig. i2b) mit Dampf gespeist, der von D aus durch den Cylinder A und dessen Deckel A³ geht und dort in die Oeffhung c mündet. Auf beiden Seiten von c sind zwei Oeffnungen c^l, wovon jede mit einem Kanal c³ in Verbindung steht, der durch den Kopf A³ und den Ansatz E^s (Fig. iib) in den Cylinder E geht, einer an jedem Ende, damit Dampf zu beiden Seiten des Kolbens E¹ gelangen kann.

Zum Oeffnen und Schliefsen der Oeffnungen cc¹ dient ein rotirendes Ventil g (Fig. 13B und 14B), welches mit einer flachen oder unrimden Stange^¹ versehen ist, die an zwei Stellen, wie Fig. 13 β andeutet, verdreht ist. Das Ventil g befindet sich in einer Aushöhlung h von E³ und die Stange g^x geht durch eine Oeffnung g³ in dem Cylinderkopf A³ und durch einen Schlitz ^² in dem Kolben A' (Fig. 15 b), in welchen die Stange genau pafst, so dafs beim Auf- und Niedergehen des Kolbens dieser die rotirende Bewegung des Ventils g abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen bewirkt. Da die Stange g^l durch den Kolben A¹ und dessen Stange A^% geht, so sind diese natürlich entsprechend hohl gemacht.

Das Ventil g hat über den Oeffnungen cc^x eine Einkerbung i, genügend grofs, um zwei der Oeffnungen c c' auf einmal zu öffnen, d. h. abwechselnd immer c und eine von den beiden Oeffnungen c^l c\ so dafs durch die drehende Bewegung des Ventils gegen Ende des Auf- und Niederganges des Kolbens A¹ der Dampf von D aus durch c² c c³ abwechselnd in entgegengesetzten Enden des Cylinders E gelangt.

Die Kolbenstange E'¹ des Kolbens E¹ ist vermittelst einer Oese e° mit der Kurbel e^& auf der Ventilstange e³ verbunden, so dafs die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens E' eine kurze rotirende Bewegung des Ventils e und somit auch die abwechselnde Oeffnung der Kanäle a' bewirkt, durch welche der Dampf in den Cylinder A gelangt, wie früher beschrieben.

Zum Abführen des Dampfes vom Cylinder E dienen abwechselnd die Oeffnungen C¹C¹. Wenn eine derselben durch das Ventil aufser Verbindung mit dem Dampfkanal gesetzt wird, so wird sie in Verbindung mit der kreisförmigen Nuth z¹ des Ventils g gesetzt, welche Nuth immer in Verbindung mit dem Dampfkanal c⁴ (Fig. i2b) steht, der durch A³ in den Abführungskanal d³ führt. Der Kanal i⁴ ist absichtlich eng gemacht, damit der Dampf nur langsam entweichen kann, und somit eine zu rasche Bewegung des Kolbens E¹ verhindert. Dieses wird weiter noch verhindert, indem ein weiterer Kanal ο (Fig. iib) angebracht ist, der mit dem Abführungskanal d^ä in Verbindung steht, so dafs, wenn der Kolben durch seine Bewegung ο offen läfst, der Dampf hinter ihm so rasch abgeführt wird, dafs seine weitere Bewegung blos durch sein Trägheitsmoment geschieht. Der Kolben ist sehr leicht gemacht, dieses Moment zu verringern.

Aus obiger Beschreibung ersieht man, dafs der Dampf von D aus durch die Kanäle e *, eines der Ventile e, durch α' und d² zur einen Seite des Kolbens A¹ gelangt, und diesen in Bewegung setzt. Zu gleicher Zeit stellen die Kanäle e² des anderen Ventils e eine Verbindung der anderen Seite des Kolbens mit dem Abführungskanal her. Der Hub des Kolbens A' bewegt das Ventil g, führt somit, wie früher beschrieben, Dampf in den Cylinder E und bewirkt hierdurch die Bewegung des Kolbens E¹ und die Drehung der Ventile e, so dafs nun die Verbindung des Cylinders A mit dem Dampfraum D und den Abführungskanälen umge-

stellt wird. Auf diese Weise erfolgt die Steuerung der Maschine continuirlich.

Hierdurch wird nun der Kolben B¹ der Luftpumpe B in Bewegung gesetzt.

Diese Pumpe soll in einer senkrechten Stellung, wie angedeutet, arbeiten. Auf der einen Seite des Cylinders befindet sich ein Luftraum B², in welchen die Luft durch eine beliebige Oeffnung b gelangt. Auf der anderen Seite ist ein ähnlicher Luftraum B³, durch welchen vermittelst einer Oeffnung b¹ die Luft von der Pumpe aus durch Röhren entweder in einen Luftbehälter oder direct nach den Bremscylindern getrieben wird.

Die Lufträume B² B³ stehen oben und unten miteinander in Verbindung vermittelst in den Cylinderdeckelni?⁴i?⁵ geformten Räumen727z ^ln ²n³ und Kanälen b² b³', ebenso sind sie auch mit dem Innern des Cylinders B durch Oeffhungen m m' an entgegengesetzten Enden verbunden. In dem Raum n² befindet sich ein Ventil v, das den Raum B~ schliefst, und dessen Stange von kreuzförmigem Querschnitt s in den Raum B² pafst; oberhalb des Ventils ν befindet sich ein zweites Ventil v¹ mit Stange .? in den Sitz η⁴ passend, und zwischen den beiden Ventilen die Oeffnuug m. Auf ähnliche Weise sind am unteren Ende des anderen Luftraumes B³ zwei Ventile v² v³ angebracht, zwischen welchen sich die Oeffnung m' befindet. Oberhalb des Ventils v³ ist ein Anstofsstift angebracht, um den Hub dieses Ventils zu beschränken. Bei dem Niedergange des Kolbens B wird die Luft durch m¹ getrieben, und indem sie Ventil v³ hebt, entweicht sie durch B³ und b' in die nach dem Luftbehälter führenden Röhren. Zu gleicher Zeit tritt die äufsere Luft durch b in den Raum B'¹, öffnet das Ventil ν und tritt durch m in den Cylinder oberhalb des Kolbens. Auf gleiche Weise wird beim Aufgang des Kolbens die Luft aus dem Cylinder durch m durch das Ventil ν' in den Kanal b~ getrieben, von wo sie wiederum durch B³ und b' entweicht, während die äufsere Luft durch b in B² eintritt und von dort durch b³, v² und m¹ in die Cylinder gelangt.

In der beschriebenen Maschine können verschiedene Theile abgeändert werden, z. B. die Ventile e können cylindrisch, statt konisch ge-, macht werden, und nur ein paar Kanäle e^l e² und Oeffnungen a^l an jedes Ventil angebracht werden; auch könnte statt des rotirenden Ventils g mit gewundenem Stiele g^l ein Schieber gebraucht werden, der auf ähnliche Weise durch den Kolben A¹ getrieben wird.

Die Construction des Hahnes zum Zwecke, den Luftzutritt von dem Behälter d nach den Bremscylindern m (Fig. ia) zu reguliren, ist in den Fig. 3 α und 4A angedeutet. Der Körper h^l wird vermittelst eines Armes h² gehalten. Der Hahn h ist entweder cylindrisch oder konisch und-hat drei Oeffnungen vwz, welche mit drei Oeffnungen V¹W¹ z¹ des Hahnkörpers /z¹ correspondiren. Wenn der Hahn in die Stellung Fig. 3 A gedreht ist, so gelangt die Luft von dem Behälter d frei durch die Oeffnungen w w' und ν v¹, indem die Oeffnungen ζ ζ¹ geschlossen sind; natürlich können die Gänge ν w mehr oder weniger geöffnet, und somit der Zutritt der Luft nach dem Bremscylinder genau regulirt werden.

Um den Druck auf die Bremsen aufzuheben, wird der Hahn h in die Stellung Fig. 4 A gedreht, die Oeffnungen ζ und ν' (nach den Bremscylindern führend) fallen zusammen, und υ ist in Verbindung mit dem Abführungskanal ζ', während die Verbindung mit dem Behälter d abgeschlossen ist.

Aus der Lage der Oeffnungen ersieht man, dafs der Hahn in eine solche Stellung gedreht werden kann, dafs alle Oeffnungen durch den Hahnkörper h' geschlossen werden.

Fig. 16c bis 18c zeigen die Construction der Kupplung, welche benutzt ist, um die Verbindung der Luft - Leitungsrohren zwischen den Wagen herzustellen.

An dem Ende der einen Röhre ist das metallene, bei α cylindrisch oder konisch ausgehöhlte Stück A¹ mittelst des Ansatzes b befestigt, während an der anderen Röhre das andere Stück A angebracht ist, dessen Theil a ⁱ genau in α pafst, und dessen Ende ί gegen einen konischen Ansatz υ anstöfst.

Um daselbst einen luftdichten Verschlufs herzustellen, ist in einer ringförmigen Nuth von a' ein Gummiring s¹ eingelegt, auf dessen Rückseite die in der Röhre befindliche Luft vermittelst Oeffnungen χ pressen kann. In beiden Theilen A A' ist ein Ventil d angebracht, das auf den Sitz d¹ pafst und somit die Röhre schliefst.

Die kreuzförmigen Ansätze d² dieser Ventile sind aber von solcher Länge, dafs, wenn A in A^l geprefst ist, sie mit den Enden c c zusammenstofsen und verursachen, dafs beide Ventile von ihren Sitzen gedrängt werden und somit den Durchflufs der Luft erlauben; wenn A von A' entfernt wird, schliefsen sich die Ventile durch den Luftdruck und es kann kein Entweichen der Luft stattfinden.

Anstatt die beiden Stiele anstofsen zu lassen, kann ein loses Mittelstück c' c², wie bei Fig. 18c, angebracht werden. Um ein gleichförmiges Oeffnen der beiden Ventile zu sichern, sind an den inneren Ventilstangen d² Ansätze angebracht, die an die Stücke b² anstofsen und somit die Bewegung des Ventils beschränken.

Zum Zusammenhalten der beiden Theile A und A^l dienen die Stahlfedern m, die an A¹ befestigt sind und mit dem anderen Ende hinter einen Ring e' von A vermittelst des Hakens e greifen.

Um das Einspringen der Feder zu erleichtern, ist der Ring e^l. bei e² abgehobelt, über welche Einschnitte die Federn gleiten können und sodann beim Drehen des Theiles A auf e' aufsitzen. Der Druck der Feder kann durch den

verstellbaren Ring η regulirt werden, wozu dieser gespalten ist und vermittelst einer durch Flantschen η' gehenden Schraube ο geklemmt wird.

Claims (15)

1. Pat ent-Ansprüche:

   Der vorbeschriebene Bremsapparat für Eisenbahnwagen, insbesondere:
   ι. Die Anwendung einer Hülfs-Dampfmaschine zum Betriebe einer Luftpumpe, durch welche Luft nach den Bremscylindern getrieben wird, um die Bremsen mittelst Luft oder eines Gases in Wirkung zu bringen, wie bei Fig. ia und 2 α beschrieben,
2. 2. Einen auf dem Eisenbahnzuge befindlichen Luftbehälter, welcher in Verbindung mit der Luftpumpe, Dampfmaschine und Bremscylinder, wie oben beschrieben, functionirt.
3. 3. Die Verbindung einer Wasserpumpe mit dem Bremsapparat zum Speisen der Locomotive, wie beschrieben.
4. 4. Die beschriebene Construction des Hahnes, mittelst dessen die Luft abgeschlossen, zugelassen, oder von den Bremscylindern abgelassen werden kann.
5. 5. Die Einrichtung des Bremscylinders m, wie oben beschrieben, mit Rücksicht auf Fig. ia und 2 α, sowie die Construction des gabelförmigen Kopfes n, der Kolbenstange m^l, zum Zwecke, direct oder indirect auf den Bremshebel zu wirken.
6. 6. Die oben beschriebene Kupplung der Luftröhren, welche mit Ventilen versehen ist, die sich beim Zusammenkuppeln öffnen, wie bei Fig. 16c bis 18c beschrieben.
7. 7. Die Befestigungsweise der Theile^^¹ der Kupplung vermittelst Federn m, die hinter einen ringförmigen Ansatz e' · greifen, wie beschrieben, wie auch die Regulirimg der Federn vermittelst des Ringes n.
8. 8. Hinsichtlich der Dampfmaschine A die oben beschriebene Construction und Wirkungsweise der an einer Stange e³ befindlichen, sich drehenden Ventile e mit Kanälen e^l e"¹, sowie die Einrichtung der zu diesen Ventilen gehörigen Sitze α mit Oeffnungen und ringförmigem Kanal iP.
9. 9. Die Construction und Wirkungsweise des Ventils g und der Stange g\ welche in den hohlen Kolben A ^l und Kolbenstange A ² pafst, und von diesen getrieben wird, wie oben beschrieben.
10. 10. Den an dem Hülfscylinder E angebrachten mittleren Abführungskanal 0, um die Bewegung des Kolbens zu begrenzen.
11. 11. Die eigenthümliche Construction der Stopfbüchse C mit den an die unrunde Kolbenstange A* sich anschliefsenden Stücken c.
12. 12. Die Einrichtung der an der Luftpumpe B befindlichen Ventile ν υ' v~ ν³ mit zwischen ihnen befindlichen Ein- und Auslafsöffnungen 111 m', sowie auch die Einrichtung der Luftkanäle B¹ b* b" B³, wie oben beschrieben.
13. 13. Die Anwendung der Stellschrauben //³ zur Genaustellung der Ventile e e.
14. 14. Die Anwendung desHülfs-Dampfcylinders.Ä zum Bewegen der Ventile e des Dampfcylinders A.
15. 15. Die allgemeine Construction und Wirkungsweise der combinirten Dampfmaschine und Luftpumpe, wie mit Rücksicht auf Fig. 5 β bis 15B beschrieben.

    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.