DE38313C - Elektrischer Sicherheitsapparat an dem Hauptdruckrohr bei Luftbremsen mit elektrisch bewegten Ventilen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 20: Eisenbahnbetrieb.

bewegten Ventilen.

Bei Luftdruckbremsen, deren Ein- und Auslafsventile durch Vermittelung von Elektromagneten gestellt werden, ist diese Einrichtung bisher stets so ausgeführt worden, dafs beide. Ventile gleichzeitig gestellt werden, d. h. beim Oeffnen des Einlafsventils schliefst sich das Auslafsventil, und umgekehrt, was zur Folge hat, dafs die Bremsen stets entweder mit voller Kraft angezogen oder ganz frei sind.

In der Praxis, wie z. B. beim Abwärtsfahren längerer Steigungen, ist es dagegen erwünscht, einerseits die Bremsen anhaltend mit nur theilweisem Druck wirken lassen zu können, andererseits aber in der Druckkammer den vollen Druck aufrecht zu erhalten, um im Nothfall jederzeit augenblicklich mit vollem Druck bremsen zu können; dieser doppelte Effect wird durch vorliegende Erfindung erreicht.

, Von dem Hauptrohr A (Fig. 1) führen Zweigrohre B nach den Nebenreservoiren C, von denen in jedem Wägen je eines angebracht ist. Diese Reservoire C stehen mit den Bremscylindern D in Verbindung, deren Kolben in der üblichen Weise an die Bremshebel angeschlossen sind. .

Zwischen Nebenreservoir und Bremscylinder befindet sich die Ventilkammer E, deren Details in den Fig. 4 bis 9. dargestellt sind. Jede Ventilkammer enthält ein Einlafsventil F und ein Ablafsventil G.

Beide Ventile münden unten in kleine Kammern H, die, mit einander communidrend, durch ein Rohr / mit dem Bremscyiinder D in Verbindung stehen. Die oberen Enden der Ventile münden ebenfalls in kleine Kammern J und K aus, welche jedoch nicht mit einander communiciren, sondern steht die erstere mit dem Nebenreservoir, die letztere mit der freien Luft in Verbindung.

In der am oberen Ende des Einlafsventils F und der am unteren Ende des Auslafsventils G gelegenen Kammer ist je eine beispielsweise aus Gummi bestehende Dichtungsplatte L angebracht, an welchen die genannten Enden der in der Längenrichtung verschiebbaren rohrförmigen Ventile abgedichtet werden können.

Der hinter dieser Dichtung gelegene Wandtheil des Kammerdeckels ist mit seinen Durchbohrungen M (Fig. 6 und 7) versehen, damit etwa hinter den Dichtungsplatten sich festsetzende Luft entweichen kann. Eine Packung N (Fig. 6 und 7) verhindert dagegen den Eintritt von Luft in diese Kammern.

Alle diese Kammern sind möglichst klein gehalten, so dafs, da nur diese Kammern dem Druck ausgesetzt sind, auch nur diese kleinen Theile stärker gehalten werden müssen, während sonst das Gehäuse verhältnifsmäfsig leicht constrain sein kann.

Die Ventilrohrenden sind in den kleinen Kammern durch geeignete Ringe sorgfältig abgedichtet. Die Ventile stehen unter dem Einflufs von Spiralfedern P (Fig. 6 und 7). In dem mittleren Theil des Gehäuses befinden

sich zwei Elektromagnete Q. und R (Fig. i, 2 und 3 etc.), deren Stellung mittelst der Schrauben S und T (Fig. 6 und 7) justirt werden kann. Der Anker U des Elektromagneten Q. greift mit seinem gegabelten Ende um das Einlafsventil F unter einen verstellbaren Bund W. Ein gleicher Anker X des Elektromagneten R wirkt in derselben Weise auf das Auslafsventil ein (s. Fig. 8).

Alle auf die Einlafsventile wirkenden Elektromagnete sind in eine und sämmtliche auf die Auslafsventile wirkenden Elektromagnete in eine zweite elektrische Leitung eingeschaltet, so dais also jeder Satz Elektromagnete und Ventile .für sich gestellt werden kann.

Die Leitungen können in der verschiedensten Weise angeordnet sein; bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung ist die von dem Generator A'² ausgehende Leitung bei Α^Ά in zwei, isolirte Zweigleitungen A* A^& getheilt, welche innerhalb des Hauptdruckrohres durch den ganzen Zug hindurchgeführt sind, und sind die Elektromagnete Q. sämmtlich in A*, die Elektromagnete R in A⁵ eingeschaltet. Das Druckrohr selbst bildet die Rückleitung. Zum Oeffnen und Schliefsen des Stromes in den beiden Leitungen A⁴ und A^ sind bei A^a und A⁷ auf der Lokomotive geeignete Vorrichtungen angeordnet.

In normalem Zustande sind beide Leitungen geschlossen und die Einlafsventile somit geschlossen, die Auslafsventile geöffnet (Fig. 1); der Bremscylinder communicirt dann also mit der freien Luft. Werden beide Leitungen geöffnet, so sinken sämmtliche Ventile herab (Fig. 2), die Druckluft kann durch H und / in den Bremscylinder eindringen und die Bremse zur Wirkung bringen.

Während des Bremsens wird nun die Leitung Aⁱ und hierdurch alle Einlafsventile geschlossen, so dafs zwar die Communication mit den Hülfsdruckreservoirs C unterbrochen wird, der Druck jedoch in den Bremscylindern verbleibt.

Soll, wie z. B. beim Herabfahren auf langen Steigungen, die Bremswirkung längere Zeit erhalten werden, so kann, wenn die Bremswirkung durch Entweichen von Druckluft nachläfst, der Druck durch Oeffnen der Leitung A^ und somit der Einlafsventile wieder vermehrt werden, worauf die Leitung A^ und somit auch die Einlafsventile wieder geschlossen werden.

Will man die Bremswirkung dagegen etwas schwächen, so schliefst' man den Strom der Leitung A⁵ eine entsprechend längere oder kürzere Zeit. Es öffnen sich hierdurch die Auslafsventile, so dafs ein mehr oder minder grofser Theil der Druckluft entweichen kann. Die Einlafsventile sind dabei geschlossen. Aus Vorstehendem ist ersichtlich, dafs die beiden Ventilsätze durchaus unabhängig von einander gehandhabt werden können, und dafs sich bei einer unbeabsichtigten Unterbrechung des Stromes, wie z. B. durch Losreifsen eines oder mehrerer Wagen, sofort von selbst die Einlafsventile öffnen und die Auslafsventile schliefsen und somit die Bremsen sofort von selbst in Wirkung kommen.

Um auch dann eine selbstthätige Wirkung der Bremsen zu erzielen, wenn der Druck im Hauptrohr durch irgend einen Zufall bis unter die zulässige Grenze sinkt oder ganz aufhört und eine' Handhabung von der Maschine aus also nicht mehr möglich wäre, sind in der Hauptleitung ein oder mehrere Stromunterbrecher angeordnet, welche mit je einem kleinen Kolben verbunden sind, der durch die Druckluft nach der einen Seite hin gedrängt wird und dann den Stromschlufs herbeiführt und bei nachlassendem Druck durch eine Feder wieder zurückgeschoben wird, und hierdurch den Strom wieder unterbricht. Sinkt somit der Druck unter die zulässige Grenze, so drückt die Feder den Kolben nieder, der elektrische Contact wird unterbrochen und die Bremsen kommen in Wirkung.

In den Fig. ι ο und 11 ist eine derartige Einrichtung dargestellt. Mit dem Hauptdruckrohr ist ein Stutzen A¹ verbunden (s. auch Fig. 1), welcher, für einen aus Ebonit bestehenden Kolben α eine geeignete Führung bildet. Auf den Kolben ist nach unten eine zur Hälfte aus Ebonit b, zur Hälfte aus Metall c bestehende Spitze aufgesetzt und der ganze Kolben steht unter der Einwirkung einer denselben beständig nach unten drückenden Spiralfeder d.

Die Enden e des hier unterbrochenen Leitungsdrahtes C² sind nach aufwärts geführt und legen sich gegen die am Kolben befindliche Spitze.

So lange der Druck in dem Hauptrohr anhält, wird der Kolben nach oben geprefst, die Spitzen e des Leitungsdrahtes schleifen dann auf dem Metallstück c und die Leitung bleibt somit geschlossen. Die Feder d ist jedoch so regulirt, dafs sie, sobald der Druck unter eine bestimmte zulässige Grenze sinkt, das Uebergewicht erhält, den Kolben nach unten drückt und den Ebonittheil b mit den Spitzen des Leitungsdrahtes in' Berührung bringt, wodurch der Strom unterbrochen und die Bremsen mittelst des in den Hülfsreservoirs befindlichen Druckes zur Wirkung gebracht werden.

Bei der in den Fig. 12 bis 15 dargestellten Modification kommt ein durch eine Feder d¹ belasteter Kolben a^l zur Anwendung, und wird derselbe durch die Differenz des Druckes im Hauptdruckbehälter und im Hauptdruckrohr in Bewegung versetzt.

Das Gehäuse ist in zwei Kammern/ und g getheilt, von denen die erstere mit dem Hauptdruckbehälter, die letztere mit dem Druckrohr

communicirt. Die Scheidewand h ist mit einer beispielsweise kreuzförmigen Oeffnung (Fig. ι 5) zur Führung der Kolbenstange i versehen, welche eine zum Verschliefsen dieser Oeffnung dienende Scheibe k trägt und mit einer Ebonitspitze b^l versehen ist, in welche ein oder mehrere Metallringe c¹ eingelegt sind. Die Anzahl derselben richtet sich nach der Anzahl der Leitungsdrähte, welche wiederum davon abhängt, ob auch zur Rückleitung besondere Drähte benutzt werden. Auf der Ebonitspitze schleifen in der oben geschilderten Weise die Spitzen dieser Drähte.

Aus dem oberhalb, sowie dem unterhalb des Kolbens a¹ befindlichen Raum und auch aus der Kammer g führt je ein Rohr / m bezw. η nach einem Verbindungsstück 0, in welchem ein Dreiwegehahn ρ angeordnet ist (Fig. 12).

Letzterer steht gewöhnlich so, dafs der oberhalb des Kolbens belegene Raum mit der Kammer g communicirt, der Druck auf beide Seiten des Kolbens a\ sowie des Ventils k also gleich ist und die Feder d¹ mit voller Kraft den Kolben herabdriicken kann. In dieser Kolbenlage bilden die Drahtspitzen mit den Metallringen Contact und halten den Strom geschlossen.

Tritt nun durch irgend einen Zufall in dem Hauptdruckrohr ein Bruch ein, so tritt sowohl in g als oberhalb des Kolbens a^l plötzlich eine Druckverminderung ein, so dafs nun der unterhalb des Kolbens herrschende Druck das Uebergewicht erlangt, den Kolben hebt, den Contact unterbricht und mittelst k die Oeffnung q schliefst, so dafs die Leitung nach dem Hauptreservoir geschlossen wird.

Dieser Zustand kann schliefslich durch Umstellen des Hahnes ρ leicht wieder in den ursprünglichen zurückgeführt und der Stromschlufs wieder hergestellt werden.

Bei der in den Fig. 16 bis 22 dargestellten Einrichtung ist eine auf der Lokomotive angeordnete Dynamomaschine als Elektricitätsquelle benutzt und sind die Contactunterbrecher dementsprechend construirt.

Fig. 16 zeigt die Einrichtung eines einzelnen Wagens in Verbindung mit der Elektricitätsquelle, das Einlafsventil ist geschlossen, das Auslafsventil geöffnet; in Fig. 17 ist die Stellung der Ventile umgekehrt, der Strom also unterbrochen; in Fig. 18 sind beide Ventile geschlossen; Fig. 19 ist eine Modification von Fig. 16.

Fig. 20 zeigt eine zweckmäfsige Anordnung des Relais in einem Behälter.

Fig. 21 stellt den Stromunterbrecher dar, welcher es ermöglicht, nur den einen oder den anderen Strom wirken zu lassen oder beide zu unterbrechen. Fig. 22 ist eine Seitenansicht dieser Einrichtung. .

Dieselbe ist mit vier C.ontactzungen 1, 2, 3 und 4 versehen, an welche die vier Enden der beiden Leitungsdrähte angeschlossen sind. Die Zungen schleifen auf einem Cylinder Z, welcher aus Isolirmasse besteht, in die einzelne Platten 5, 5, 6 und 7 aus leitendem Material eingefügt sind.

Liegen je zwei und zwei Zungen auf den beiden Platten 5 auf, so geht ein voller Strom in der durch den ausgezogenen Pfeil angedeuteten Richtung durch die Leitung.

Wird der Cylinder gedreht, so dafs die Zungen 1 und 3 auf die Platte 7 und die Zungen 2 und 4 auf die Platte 6 zu liegen kommen, so geht der Strom in der entgegengesetzten Richtung durch die Leitung. Dreht man den Cylinder so weit, dafs die Zungen auf der Isolirmasse schleifen, so ist der Strom unterbrochen. Ein derartiger Apparat wird auf der Lokomotive angeordnet (Fig. 16). In die Leitung A^& sind für jede Bremse je zwei Relais Q¹ und R¹ eingeschaltet, deren Anker an die nach den Elektromagneten Q. und R führenden Zweigleitungen A⁹ und A¹⁰ angeschlossen sind.

Leitung A^s sowohl wie die zugehörige Rückleitung bestehen aus isolirtem Draht und können abweichend von Fig. 16 auch beide innerhalb des Hauptdruckrohres A angeordnet werden. Zwischen beide Leitungen wird ein geeigneter Widerstand r eingeschaltet. Die Contactzungen haben gewöhnlich die in Fig. 21 dargestellte Stellung auf den Platten 5, 5, so dafs also ein directer Strom durch die Leitung geht, welcher die Zweigleitungen A⁹ und A^]0 schliefst und dadurch auch die Elektromagnete Q und R zur Wirkung bringt, so dafs die Einlafsventile geschlossen, die Auslafsventile geöffnet werden. Soll gebremst werden, so ist es nach Obigem nur nöthig, die Stromunterbrecherwalze Z entsprechend zu drehen. Es kann zu diesem Zwecke aber auch an irgend einer anderen Stelle der Leitung eine Vorrichtung zum Unterbrechen des Stromes (P, Fig. 16) angeordnet werden.

Die hierbei stattfindende Bewegung der Ventile wurde bereits oben des Näheren erläutert.

Will man nun in den Bremscylindern einen bestimmten Druck andauernd erhalten, so bringt man die Zungen mit den Platten 6 und 7 in Contact, wodurch ein entgegengesetzter Strom in der Leitung ^4⁸ erzielt wird. .

Dieser Strom geht durch die Zweigleitungen A⁹, erregt die Elektromagnete Q., schliefst also die Einlafsventile, und der an die Leitung .A¹⁰ angeschlossene Anker pendelt nach dem anderen Pol seines polarisirten Magneten hinüber, wodurch der Strom unterbrochen, die Magnete R entmagnetisirt und die Auslafsventile also geschlossen gehalten werden.

Eine durch Entweichen von Luft etwa eintretende Druckabnahme kann durch Oeffnen und Schliefsen des Stromes leicht wieder ausregulirt und dann durch Einstellen auf den entgegengesetzten Strom weiter erhalten werden.

Tritt durch Unfall, wie. z. B. durch unfreiwilliges Ablösen eines oder mehrerer Wagen ein Zerreifsen der Drahtleitung ein, so findet durch die für jede Bremse zwischengeschalteten ■ Relais Q¹ und R¹ selbstthätig ein Bremsen statt; denn sobald der Strom beispielsweise bei s (Fig. 16) unterbrochen wird, werden die Relais entmagnetisirt, die Anker derselben verlassen die Contacte U und X (Fig. 17), infolge dessen wird auch der Anker des depolarisirten Relais von dem Contact w¹ abgezogen und somit auch beide Ventile F und G freigegeben, so dafs die Bremsen von den Hülfsdruckbebältern aus in Thätigkeit gesetzt werden.

Tritt der Bruch am anderen Ende der Leitung, etwa bei s¹ ein (Fig. 16), so wird zunächst nur das Relais R¹ entmagnetisirt und die Leitung .A⁹ unterbrochen, worauf denn auch die Entmagnetisirung des Relais Q.¹ erfolgt. Hieraus geht hervor, dafs zwei Relais zwischengeschaltet werden müssen, wenn es gleichgültig sein soll, ob der Elektricitätsgenerator vorn oder hinten im Zuge angebracht ist.

Wenn sich die den Generator tragende Lokomotive jedoch stets nur an demselben Ende des Zuges befindet, so genügt ein polarisirtes Relais zu vorgedachtem Zwecke. Diese Einrichtung wird durch Fig. 19 veranschaulicht. In diesem Falle wird der polarisirte Anker angezogen, so dafs der Strom durch beide Leitungen A⁹ und A¹⁰ geht, das Einlafsventil schliefst und das Auslafsventil öffnet.

Wird bei dieser Einrichtung der Strom zwischen Relais und Generator unterbrochen, so lassen beide Magnete ihre Anker los, das Einlafsventil wird geöffnet, das Auslafsventil geschlossen und somit die Bremswirkung hervorgerufen.

Letztere kann dann wieder dadurch andauernd erhalten werden, dafs man einen Strom entgegengesetzter Richtung in der oben angegebenen Weise hervorruft.

. Zwei weitere Modificationen dieser Einrichtung sind in den Fig. 23 und 24 dargestellt.

Fig. 23 zeigt die Einrichtung bei zwei Wagen. Auf jedem Wagen ist in die Hauptleitung ein gewöhnliches Relais^ bestehend aus dem Elektromagneten Q² mit neutralem Anker U'², eingegeschaltet, derart, dafs es einen Theil der Zweigleitung bildet, in welche der das Einlafsventil beeinflussende Elektromagnet Q. eingeschaltet ist. In die Leitung ist aufserdem noch ein polarisirtes Relais i?² so eingeschaltet, dafs der , polarisirte Anker desselben einen Theil der das Auslafsventil beeinflussenden Zweigleitung bildet. Für diese Zweigleitungen ist auf jedem Wagen eine besondere kleine Batterie angeordnet.

Die Handhabung und Wirkungsweise dieser Einrichtung ist genau dieselbe, wie oben beschrieben worden.

Die eben erwähnten Relais in der Zweigleitung sind auf jedem Wagen angeordnet und ebenso ist auf jedem. Wagen ein Stromunterbrecher U² angebracht, so dafs die Bremsen von jedem Wagen des Zuges aus gehandhabt werden können.

Bei der in Fig. 24 dargestellten Modification ist in der Zweigleitung ein Stromunterbrecher eingeschaltet, welcher durch einen in die Hauptleitung eingeschalteten Elektromagneten derart beeinflufst wird, dafs jedes der beiden Ventile für sich oder auch beide zusammen geschlossen oder geöffnet werden können.

Der Stromunterbrecher besteht aus einer Walze Z, welche durch den Anker Z¹ des Elektromagneten schaltweise bewegt werden kann.

Die Walze besteht aus Metall mit eingesetzten Isolirplatten.

Auf der Trommel schleifen die an die Zweigleitung angeschlossenen Zungen 8, 9 und 10. Die Zunge 8 schleift beständig auf Metall. Von den Zungen 9 und 10 kommt bald die eine, bald die andere mit Metall und dann wieder mit Isolirmasse in Contact, zuweilen schleifen aber auch beide gleichzeitig auf Metall und dann wieder gleichzeitig auf Isolirmasse.

Durch abwechselndes Schliefsen und Oeffnen des Hauptstromes mittelst eines Stromunterbrechers M³ wird die Walze Z schaltweise weiter gedreht. .

Kommen hierbei beide Zungen 9 und 10 mit Metall in Contact, so wird das Einlafsventil geschlossen und das Auslafsventil geöffnet. Treten die Zungen 9 und 10 auf Isolirmasse, so wird der Strom in der Zweigleitung vollständig unterbrochen, das Einlafsventil ge-. öffnet, das Auslafsventil' geschlossen und die Bremse also angezogen.

Tritt bei der weiteren Drehung die Zunge 9 wieder auf Metall, während die Zunge ι ο noch auf Isolirmasse verbleibt, so wird das Einlafsventil geschlossen; das Auslafsventil verbleibt, in der geschlossenen Lage und kann somit der Druck in dem Bremscylinder dauernd erhalten werden.

Wenn die vorliegenden Einrichtungen im Vorstehenden auch nur in Anwendung auf Luftdruckbremsen beschrieben wurden, so steht selbstredend nichts im Wege, dieselben auch auf alle Sorten von Vacuumbremsen anwenden zu können.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche :
   Bei Luftdruckbremsen die Anordnung eines oder mehrerer Sicherheitsapparate an dem Hauptdruckrohr, bestehend aus einem Kolben a, dessen Kolbenstangenspitze als Stromunterbrecher ausgebildet ist und welcher derart von der Druckluft im Ha.uptrohr beeinflufst wird, dafs der elektrische Strom, welcher die Elektromagnete der Ventile erregt, unterbrochen wird, sobald der Druck im Hauptrohr unter eine bestimmte zulässige Grenze sinkt, wodurch die Bremsen in Wirkung treten (Fig. ι ο und 11).
   Die Verbindung des in ι. erwähnten Kolbens mit einem in dem Hauptrohr gelegenen Ventil k (Fig. 12 bis 15), derart, dafs bei der selbsttätigen Stromunterbrechung gleichzeitig der freie Durchgang des Hauptrohres geschlossen und somit ein wesentlicher Druckverlust vermieden wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.