-
Bezeichnung: Hydraulisch betätigbare Sicherheitsbremseinrichtung
-
für ein Untertagefahrzeug Die Erfindung betrifft eine hydraulisch
betätigbare Sicherheitsbremseinrichtung für ein Untertagefahrzeug, insbesondere
für eine Grubenlokomotive, die mit den Bremsen verbundene Bremszylinder aufweist.
-
Bisher wurden Grubenlokomotiven entweder mit mechanischen oder hydraulisch
wirkenden sog. Positivbremsen ausgerüstet. Die letztgenannten Bremsen arbeiten in
der Weise, daß der Öldruck beim Bremsvorgang auf die Kolbenfläche des Bremszylinders
gegeben wird und zum Lösen wieder weggenommen wird. Der Nachteil derartiger Bremsen
besteht darin, daß bei Ausfall des Bremsdruckes, sei es durch Beschädigung der Schläuche
oder Inkrafttreten der Sicherheitseinrichtung der Grubenlokomotive, d. h. bei einer
Notausschaltung
des Antriebsmotors der Grubenlokomotive, die Lokomotive
bei Lastfahrt nicht mehr gehalten werden kann. Die üblicherweise zusätzlich eingebaute
mechanische Bremse ist nur als Abstellbremse ausgelegt und daher zum Abbremsen eines
ganzen Zuges aus der Fahrt heraus oder bei einer Notbremsung nicht wirksam.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch für Grubenlokomotiven
eine Sicherheitsbremseinrichtung zu schaffen, die selbst bei den vorstehend genannten
Störungen ein sicheres Abbremsen der Lokomotive bei Lastfahrten im Gefälle o. dgl.
gewährleistet.
-
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Bremszylinder
jeweils zweiseitig wirkend ausgebildet sind, daß jeweils eine Kolbenseite der Bremszylinder
über ein Steuerventil durch einen mit dem Fahrzeugmotor in Verbindung stehenden
Druckerzeuger mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar ist und daß jeweils die andere
Kolbenseite der Bremszylinder über wenigstens einen unter Vorspannung stehenden
Druck speicher mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar ist. Eine derart ausgebildete
Bremseinrichtung wirkt als Negativ- oder Abreißbremse. Solange der Ringraum der
Bremszylinder, d. h. die Seite der Bremszylinder, auf der die Kolbenstangen aus
den Bremszylindern herausgeführt drucklos bleibt oder wird, sind,/werden über den
Druckspeicher die Bremsmittel an die Räder bzw. die Bremsscheiben der Grubenlokomotive
angedrückt. Erst dann, wenn beim Einschalten des Motors und dem damit in Verbindung
stehenden Druckaufbau im Hydrauliksteuersystem der Lokomotive der Ringraum der Bremszylinder,
d. h. die Seite der Bremszylinder, auf
der die Kolbenstangen herausgeführt
sind, mit Druck beaufschlagt werden können, kann die Bremse gelöst werden. Im Betrieb
wird dann vom Steuerstand aus über ein entsprechend feinregelndes Ventil der Steuerdruck
aus dem Ringraum der Bremszylinder feingeregelt weggenommen und so der Bremsvorgang
über die durch den Druckspeicher auf der anderen Seite in den Bremszylinder hereingepreßte
Hydraulikflüssigkeit eingeleitet. Der Vorteil einer derartigen Bremse für den Bergbau
liegt darin, daß bei Ausfall des vom Druckerzeuger gelieferten Steuerdruckes, bei
einem Ansprechen der Sicherheitseinrichtungen der Lokomotive, d. h. bei einer sofortigen
Abschaltung des Motors oder auch beim Abreißen der Verbindungen bei doppelt gesteuerten
Grubenlokomotiven sofort eine Zwangsbremsung erfolgt. Bei doppelt gesteuerten Zügen
hat diese Bremse noch den Vorteil, daß beide Einheiten selbständig zwangbremsen.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Druck speicher als Hydrospeicher mit Gasvorspannung ausgebildet ist. Derartige Hydrospeicher
sind an sich bekannt, bieten jedoch für den Einsatz bei Grubenlokomotiven den Vorteil
der Wartungsfreiheit und absoluten Zuverlässigkeit, wie er für eine Sicherheitsbremseinrichtung
erforderlich ist. Die Vorspannung ist durch die im Speicherbehälter eingeschlossene,
gegenüber der Hydraulikflüssigkeit durch eine Membran o. dgl. abgeschlossene Gasblase
vorgebbar. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen,
daß die Verbindungsleitung zwischen Druckspeicher und Bremszylinder unter Zwischenschaltung
eines Sperrventils mit dem Druckerzeuger in Verbindung steht. Diese Anordnung erlaubt
es,
auch während des Betriebes jederzeit den Vorspanndruck auf der
Druckspeicherseite nachzuregulieren und so ggf. Druckverluste durch Leckverluste
an Hydraulikflüssigkeit durch entsprechende Druckerhöhungen über den Druckerzeuger
des Fahrzeugs auszugleichen.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bremszylinder jeweils mit ihrer,
der Kolbenstange abgekehrten Seite an den Druckspeicher angeschlossen sind. Dies
hat den Vorteil, daß die vom Druckerzeuger zur Verfügung zu stellende Druckhöhe
zwangsläufig immer größer sein muß als die speicherseitige Druckhöhe, da nur dann
ein Lösen der Bremse bewirkt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß
der Druckerzeuger zwangsläufig so ausgelegt ist, daß jederzeit die mit speicherseitige
Druckhöhe/dem vorhandenen Druckerzeuger nachreguliert werden kann.
-
Die Erfindung wird anhand eines schematischen Schaltbildes für eine
derartige Sicherheitsbremse näher erläutert.
-
Ein nicht näher dargestelltes Untertagefahrzeug, beispielsweise eine
Grubenlokomotive, ist mit einer Klotzbremse 1 herkömmlicher Bauart, die auf die
Räder 2 eines Radsatzes wirkt, ausgerüstet. Das Gestänge 3 der Klotzbremse ist mit
der Kolbenstange 4 des Kolbens 5 eines Bremszylinders 6 verbunden. Über eine Rohrleitung
7 steht der Ringraum 8 des Bremszylinders 6 mit einem Druckerzeuger 9 in Verbindung.
-
Der Druckerzeuger 9, beispielsweise eine Öldruckpumpe mit Speicher,
ist an den Antriebsmotor 10 des Fahrzeugs angeschlossen.
-
Der dem Ringraum 8 abgekehrte Raum 11 des Bremszylinders 6 steht
über
eine Leitung 12 mit einem oder mehreren Hydrospeichern 13 in Verbindung. Über eine
Rohrleitung 14, an die ein Druckmeßgerät 15 angeschlossen ist und die durch ein
Ventil 16 absperrbar ist, stehen die Druckspeicher 13 hydraulikseitig mit dem Druckerzeuger
9 des Fahrzeugs in Verbindung. An die Druckspeicher 13 sind in gleicher Weise, wie
dies in der Zeichnung schematisch angedeutet ist, ein oder mehrere weitere Bremszylinder
6' angeschlossen, so daß zumindest jeder Radsatz des Fahrzeugs abgebremst werden
kann.
-
In der zum Druckerzeuger 9 führenden Leitung 7 ist ein vom Führerstand
des Fahrzeugs aus bedienbares Steuerventil 17 vorgesehen, das in der Zeichnung schematisch
als einfaches Dreiwegeventil dargestellt ist. Das Steuerventil 17 steht sowohl mit
der Hochdruckseite als auch mit der Niederdruckseite des Druckerzeugers 9 in Verbindung.
Je nach Stellung des Steuerventils 17 wird der Ringraum 8 des oder der Bremszylinder
mit Druck beaufschlagt, so daß der Kolben 5 gegen den Druck der Druckspeicher 13
verschoben wird und somit die Bremse gelöst wird. Wird das Steuerventil so eingestellt,
daß die Leitung 7 mit der Niederdruckseite des Druckerzeugers verbunden wird, so
fällt der Druck im Ringraum 8 ab und die Hydraulikflüssigkeit in der Leitung 12
wird durch die unter Vorspannung stehenden Gasblasen 18 der Druckspeicher 13 verdrängt
und die Bremse kommt zur Anlage. Für den praktischen Betrieb ist das Stewventil
17 so ausgebildet, daß die Druckbeaufschlagung bzw. die Druckminderung des Ringraums
8 des bzw. der Bremszylinder 6, 6' feinregelbar ist. Aus der vorstehenden Beschreibung
ergibt sich, daß der vom
Druckerzeuger 9 gelieferte Hydraulikdruck
lediglich zum Lösen der Bremse dient, während der Bremsvorgang durch den Vorspanndruck
dem der Druckspeicher 13 entsprechend / Druckabfall auf der Ringraumseite 8 erfolgt.
Fällt also auf der Seite des Druckerzeugers 9 der Hydraulikdruck aus, sei es durch
einen Motorschaden, sei es durch eine Notausschaltung, so wird automatisch eine
Zwangsbremsung eingeleitet.
-
Während des Betriebes kann über das Manometer 15 der Betriebsdruck
der Bremse, d. h. der Vorspanndruck der Druckspeicher 13, ständig kontrolliert werden.
Fällt durch Leckverluste o. dgl. nach einiger Zeit der Vorspanndruck ab, so kann
über das Ventil 16 mit Hilfe des Druckerzeugers 9 der vorgeschriebene Vorspanndruck
wieder aufgebracht werden, da zwangsläufig die Druckhöhe des Druckerzeugers höher
sein muß als die Druckhöhe des Vorspanndruckes der Druckspeicher 13.
-
Wird bei einem Zugsystem mit doppeltgesteuerten Grubenlokomotiven
oder mit Bremswagen gefahren, so sind über entsprechende Steuerleitungen 20, 21
die jeweils am anderen Ende des Zuges befindliche zweite Lokomotive bzw. der Bremswagen
an das Steuerventil 17 angeschlossen, so daß von einem Steuorstand aus beide Fahrzeuge
gesteuert werden können. Reibt bei einem Unglücksfall, beispiels weise einer Entgleisung,
ein Teil des Zuges ab, werden auch die beide Teile verbindenden Steuerleitungen
19, 20 unterbrochen und beide Zugteile werden zwangsgebremst, da auch die zweite
Lokomotive bzw. der Bremswagen mit gleicherweise wirkenden Druckspeichern
versehen
sind. Bei doppeltgesteuerten Lokomotiven ist eine entsprechende Umsteuerschaltung
vorgesehen, die es erlaubt, von Jedem Führerstand aus die Bremsen jeweils zu betätigen.
Derartig Umsteuerschaltungen sind bekannt und brauchen im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung nicht beschrieben zu werden.
-
Die zu verwendenden Druckspeicher sind von an sich bekannter Bauart
und bestehen im wesentlichen aus einem geschlossenen Druckbehälter, der durch eine
Gummimembran oder durch eine entsprechende Kolbenanordnung in zwei Kammern 18 und
22 unterteilt ist. In die Kammer 18 wird ein entsprechendes Gasvolumen über einen
Einfüllstutzen 23 eingefüllt, wobei hierbei zweckmäßigerweise Inertgase oder Edelgase
eingesetzt werden. Die Kammer 22 ist über einen entsprechenden Anschlußstutzen an
das Hydrauliksystem angeschlossen und mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Die Zahl
der benötigten Druckspeicher richtet sich im wesentlichen danach, welche FlUssigkeitsvolumina
jeweils zur Betätigung des oder der Bremszylinder benötigt werden.
-
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung liegt
unter anderem auch darin, daß eine hohe Bremsenergie auf kleinste.
-
Raum für den Betrieb gespeichert zur Verfügung steht, was insbesondere
bei Untertagefahrzeugen mit ihrem beschränkten Lichtraumprofil und der begrenzten
Länge von Bedeutung ist.
-
Anspruche
L e e r s e i t e