DE2703201C2 - Hydraulisch betätigbare Sicherheitsbremseinrichtung für ein Untertagefahrzeug - Google Patents

Description

Bremszylinder, d. h. die Seite der Bremszylinder, auf der die Kolbenstangen herausgeführt sind, mit Druck beaufschlagt werden kann, 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 VorteU 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 zwangsbremsen.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Systems liegt darin, daß sowohl für den Betrieb als auch für einen etwaigen Notfall die Bremskraft ausschließlich über das Druckspeichersystem aufgebracht wird. Das Druckspeichersystem ist grundsätzlich vom Druckerzeuger unabhängig. Der vom Druckerzeuger bewirkte Druck dient zum Lösen der Bremse, wobei durch ein entsprechendes Steuerventil durch einen Druckabfall auf der Druckerzeugerseite durch den dann entstehenden Überdruck auf der Druckspeicherseite die Bremse angelegt wird oder auch ein gezielter Bremsvorgang eingeleitet werden kann. Von besonderer Bedeutung ist hierbei, daß der für den Notfall als Sicherheitssystem wirkende Teil der Bremseinrichtung, nämlich hier der Druckgasspeicher zugleich auch der aktive Teil für den Normalbetrieb ist Hierdurch ist nämlich gewährleistet, daß der Normalbetrieb zugleich eine laufende »Funktionsprüfung« der »Sicherheitsbremse« darstellt und somit die Gewähr gegeben ist daß auch im Notfall die Abbremsung des Fahrzeuges bzw. des mit dem Fahrzeug verbundenen Zuges auch aus der Lastfahrt heraus gewährleistet ist. Auch im Normalbetrieb muß über den Druckspeicher zum Abbremsen unter Last die volle Bremskraft aufgebracht werden. Sobald die Bedienungsperson hier ein Nachlassen der Bremskraft feststellt oder aber eine Druckverminderung an einem Meßgerät abliest kann der Druckspeicher wieder auf den erforderlichen Speicherdruck gebracht werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindring ist vorgesehen, daß der Druckspeicher als Hydrospeicher mit Gasvorspannung ausgebildet ist. Derartige Hydrospeieher 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 speicherseitige Druckhöhe mit dem vorhandenen Druckerzeuger nachreguliert werden kann.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung liegt auch darin, daß eine hohe Bremsenergie auf kleinstem Raum für den Betrieb gespeichert zur Verfügung steht was insbesondere bei Untertagefahrzeugen mit ihrem beschränkten Lichtraumpronl und der begrenzten Länge von Bedeutung ist.

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. Ober 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 Steuerventil 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!* gelieferte Hydraulikdruck lediglich zum Lösen der Bremse dient, während der Bremsvorgang durch den Vorspanndruck der Druckspeicher 13 entsprechend dem Druckabfall auf der Ringraumseite 8 erfolgt. Fällt also auf der Seite des Druckerzeugers 9 der Hydraulik-

druck 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 die 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 Steuerstand aus beide Fahrzeuge gesteuert werden können. Reißt bei einem Unglücksfall, beispielsweise 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. Derartige 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 Kolbenan-Ordnung 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 Flüssigkeitsvolumina jeweils zur Betätigung des oder der Bremszylinder benötigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

60

Claims (4)

1 2 tretende Verzögerung zwischen Betätigung des Brems- Patentansprüche: pedals einerseits und der Erhöhung des Druckes über eine entsprechende Nachregelung des Druckerzeugers

1. Hydraulisch betätigbare Sicherheitsbremsein- andererseits auszugleichen. Der Nachteil des vorberichtung für ein Untertagefahrzeug, insbesondere ei- s kannten Systems besteht darin, daß bei einem Ausfall ne Grubenlokomotive, die mit den Bremsen verbun- des Druckerzeugers eine Sicherheitsabbremsung aus dene zweiseitig wirkende Bremszylinder aufweist, der Lastfahrt heraus nicht mehr möglich ist, de die dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Bremse nur noch über die Kräh von zusätzlichen Fe-Kolbenseite (8) der Bremszylinder (6) über ein Steu- dem betätigt werden kann. Die Federn sind bei dem erventil (17) allein durch einen mit dem Fahrzeug- io vorbekannten System als Feststellbremsen ausgelegt, so motor (10) in Verbindung stehenden Druckerzeuger daß selbst in einem Notfall das Fahrzeug bei einer Last-(9) mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar ist, und fahrt nicht abgebremst werden kann. Dies ist insbesondaß jeweils die andere Kolbenseite (11) der Brems- dere dann nicht möglich, wenn das vorbekannte Bremszylinder (6) allein über wenigstens einen unter Vor- system an einer Grubenlokomotive eingesetzt wird, bei spannung stehenden Druckspeicher mit Hydraulik- 15 der ein Zug mit mehreren Tonnen unbremsbarer Last flüssigkeit beaufschlagbar ist aus der Lastfahrt allein über die Lokomotive abge-

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- bremst werden muß und zwar auch dann, wenn der kennzeichnet, daß der Druckspeicher (13) als Hydro- Druckerzeuger ausfällt

speicher mit Gasvorspannung ausgebildet ist Aus der Veröffentlichung »Taschenbuch für den

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- 20 Kraftfahrzeugingenieur« von Buschmann, Heinrich, durch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung Koeszler, Paul, DVA Stuttgart 1963, S. 706, ist ein (12) zwischen Druckspeicher (13) und Bremszylinder Bremssystem bekannt, bei dem die Kraft sowohl zum (6) unter Zwischenschaltung eines Sperrventils (16) Anlegen als auch zum Lüften der Bremse grundsätzlich mit dem Druckerzeuger (9) in Verbindung steht über den Druckerzeuger aufgebracht werden muß. Bei

4. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 25 diesem System ist jedoch zusätzlich zu dem vom Druckbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremszylin- erzeuger abhängigen »aktiven« Drucksystom ein Sider (6) jeweils mit ihrer der Kolbenstange abgekehr- cherheitssystem in Form eines Gasdruckspeichers angeten Seite (11) an den Druckspeicher angeschlossen ordnet Dieser Gasdruckspeicher wird auf einen vorgesind. gebenen Druck vorgespannt und dient hierbei lediglich

30 als Reservedrucksystem. Das Lüften und Anlegen der

Bremse erfolgt hier ausschließlich über die Regulierung

des Druckkreislaufes des Druckerzeugers mit Hilfe eines Drosselsystems. Nur wenn der Druckerzeuger aus-

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigbare fällt und das Drosselsystem anspricht, kann für den da-

Sicherheitsbremseinirichtung für ein Untertagefahrzeug, 35 mit eingeleiteten Bremsvorgang das durch den Gasspei-

insbesondere eine Grubenlokomotive, die mit den eher bewirkte Sicherheitssystem wirksam werden.

Bremsen verbundene zweiseitig wirkende Bremszylin- Bricht jedoch der Druckkreislauf zusammen, ohne daß

der aufweist. das Drosselsystem anspricht, dann kann der als Sicher-

Bisher wurden Grubenlokomotiven entweder mit heitssystem gedachte Gasdruckspeicher garnicht in mechanischen oder hydraulisch wirkenden sogenannten 40 Funktion ireten. Eine Funktionskontrolle des Sicher-Positivbremsen ausgerüstet Die letztgenannten Brem- heitssystems muß jeweils gesondert durchgeführt wersen arbeiten in der Weise, daß der Öldruck beim Brems- den, so daß die unbedingte Gewähr der Betriebsbereitvorgang auf die Kolbenfläche des Bremszylinders gege- schaft des Sicherheitssystems, wie sie insbesondere für ben wird und zum Lösen wieder weggenommen wird. den Einbau im Untertagebetrieb gefordert ist, auch von Der Nachteil derartiger Bremsen besteht darin, daß 45 diesem vorbekannten System nicht erfüllt werden kann, beim Ausfall des Bremsdruckes, sei es durch Beschädi- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sigung der Schläuche oder Inkrafttreten der Sicherheits- cherheitsbremseinrichtung zu schaffen, die bei Ausfall einrichtung der Grubenlokomotive, d. h. bei einer Not- des Antriebes für den Druckerzeuger ein sicheres Abausschaltung des Antriebsmotors der Grubenlokomoti- bremsen des Fahrzeuges auch aus der Lastfahrt heraus ve, die Lokomotive bei Lastfahrt nicht mehr gehalten 50 oder im Gefälle gewährleistet.

werden kann. Die üblicherweise zusätzlich eingebaute Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch

mechanische Bremse ist nur als Abstellbremse ausge- gelöst, daß jeweils eine Kolbenseite der Bremszylinder

legt und daher zum Abbremsen eines ganzen Zuges aus über ein Steuerventil allein durch einen mit dem Fahr-

der Fahrt heraus oder bei einer Notbremsung nicht zeugmotor in Verbindung stehenden Druckerzeuger

wirksam. 55 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar ist, und daß je-

Aus der DE-OS 20 08 052 ist ein Bremssystem der weils die andere Kolbenseite der Bremszylinder allein

eingangs bezeichneten Art bekannt, bei dem der Druck über wenigstens einen unter Vorspannung stehenden

zur Betätigung des Systems und zwar sowohl zum Lüf- Druckspeicher mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar

ten wie zum Anlegen der Bremse über einen angetrie- ist. Eine derart ausgebildete Bremseinrichtung wirkt als

benen Druckerzeuger aufgebracht wird, wobei die je- 60 Negativ- oder Abreißbremse. Solange der Ringraum

weilige Funktion durch eine entsprechende Änderung der Bremszylinder, d. h. die Seite der Bremszylinder, auf

der Einstellung von Druckbegrenzungsventilen und der der die Kolbenstangen aus den Bremszylindern heraus-

Durchströmquerschnitte von zugeordneten Drosseln geführt sind, drucklos bleibt oder wird, werden über den

erfolgt. Bei dem bekannten System ist dem Druckerzeu- Druckspeicher die Bremsmittel an die Räder bzw. die

ger ein Druckspeicher zugeordnet, der funktionsmäßig 65 Bremsscheiben der Grubenlokomotive angedrückt. Erst

auf der gleichen Seite des Systems angeordnet ist wie dann, wenn beim Einschalten des Motors und dem damit

der Druckerzeuger und lediglich dazu dient, die An- in Verbindung stehenden Druckaufbau im Hydraulik-

sorechzeit der Bremse zu verkürzen, um die sonst auf- steuersystem der Lokomotove der Ringraum der