DE398647C - Elektropneumatisches Ventil fuer Druckluftbremsen - Google Patents

Description

• Elektropneumatisches Ventil für Druckluftbremsen. Es sind, elektrische Steuerventile für Drückluftbremsen bekannt, bei denen ein ein Wechselventil beeinflussender Druckluftkolben einerseits unter der Wirkung des Bremszylindendruckes, anderseits unter ider Einwirkung eines Elektromagneten steht :derart, daß idiese beiden Kräfte gegeneinander wirken und je nach .dem Überwiegen der einen oder ider anderen Kraft Klurch das Wechselventil eine Verbindung zwischen dem Hilfsluftbehälter und dem Bremszylinder oder zwischen dem letzteren und der Außenluft hergestellt wird.
• Bei dem vorliegenden Steuerventil ist nun ein als Verteiler wirkendes Drosselventil mit einer .elektromagnetischen Ausgleichsvorrichtung in der Weise vereinigt, @daß eine gleichzeitige, beim Anziehen -und Lösen dämpfend wirkende Bremsung aller Wagen des Zuges und :unabhängig von der Abnutzung der Bremsbacken .und proportional der Achsbelastung und .der Zuggeschwindigkeit erzielt wird. Der Elektromagnet wind hierbei so eingerichtet, daß seine Zugkraft nicht von den Hub, sondern nur von oder iStärke des ihn durchfließenden Stromes abhängig ist und zum unmittelbaren Ausgleich des Druckes der Bremszylinderluft zur Zeit der Tätigkeit der elektromagnetischen Bremsung idient.
• Eine Ausführungsform eines derartigen Ventils ist in Abb. i im senkrechten Schnitt dargestellt. Abb. 2 zeigt idie Einrichtung zum Regeln des Stromes entsprechend der Achsbelastung.
• Das Verteilungsventil ist in einem Gehäuse i eingeschlossen, :das drei Rohranschlüsse 2, 3,4 besitzt, von .denen 2 mit dem Bremszylinder, 3 mit :dem Hilfsbehälter und endlich q. .mit dem Auslaß ides Steuerventils in Verbindung steht.
• Im Innern des Gehäuses sind .auf einer verschiebbaren Stange 8 drei Kolben 5, 6, 7 aus Bronze, Rotguß oder -Graphit :befestigt.
• Der Kolben 7 besitzt .den doppelten Querschnitt :des Kolbens 6, der denselben. Durchmesser hat, wie der Kolben 5. Das Zylinderinnere steht .durch ,die Bohrungen 9, io, i i mit den Kammern 12, 13-in Verbindung, von denen Kammer 12 durch Anschluß 3 mit dem nicht :dargestelltes Hilfsbehälter und Kammer 13 mit dem Auslaß des Steuerventils einer auf der Zeichnung nicht veranschaulichten üblichen, selbsttätigen iBremse verbunden ist. Durch Bohrungen 9 ist das Innere :des Ventilzylinders über Kammer fq. .durch eine Reihe von Löchern 15 mit der Außenluft in Verbindung.
• Die Kolbenstange 8 ist aus Bronze und ist oben idurch eine Stange 16 aus leicht nickelhaltigem Eisen verlängert, idie zwecks Vermeidung der Oxydation verzinnt oder verkupfert ist. Diese- Stange dient als Anker des Elektromagneten, der so - eingerichtet ist, daß seine Anziehtingskäüft voan Weg unabhängig ist .und nur von der Stärke des die Wicklung durchfließenden Stromes abhängt. Auf die Stange wirkt eine Rückzugsfeder 17, die die Stange bei Stromunterbrechung in die auf der Zeichnungdargestellte Lage zurückführt.
• Alle Elektromagnete eines Zuges sind hintereinander geschaltet, wobei der Strom :durch ein zweites Kabel, vorzugsweise durch die Schienen zurückgeführt wird.
• Die Wirkungsweise des 'Ventils ist folgende: Befindet sich das Bremsventil- des Lokomotivführers in Fahrtstellung, so befindet sich ,die Einrichtung` iti Ruhestellung, die in der Zeichnung dargestellt ist. Schickt man nuri einen Strom durch den Elektromagneten, so wird der Anker angezogen und dadurch die Öffnung 12 freigegeben, so daß die verdichtete Luft des Hilfsbehälters in den Bremszylinder gelangt. Dieses Überströmen der Luft hört auf, sobald der auf den Kolben 7 wirkende Druck des -Bremszylinders die Zugkraft des Elektromagneten übersteigt, da ja der Kolben 7 die doppelte Querschnittsfiäche des Kolbens 6 hat.
• Die Bremsung aller Wagen erfolgt gleichzeitig und wird durch die von der Maschine aus einzustellende Stromstärke des den Elek= tromagmeten ,durchfließenden Stromes geregelt. Die Hilfsbehälter fassen genügend Luft zur Versorgung jeden Zylinders. Der Druck erleidet in der Leitung nur einen geringen Abfall, der in keinem Fall eine Betätigung der Steuerventile veranlassen kann. Beim Lufteinlaß in die Hilfsbehälter bleiben die Ventile in ihrer Stellung, ebenso das Bremsventil, da die Leitung immer von anderswo .gespeist wird. Die Luft des Bremszylinders .kann erst durch die Au.slaßleitung des Steuerventils entweichen, wenn diese Leitung mit der Kummer 13 in Verbindung steht, :deren Öffnungen alsdann durch .den Kolben 6 verschlossen sind. Man sieht also, daß das Steuerventil, d. h. die übliche durchgehende Bremse, stets bereit ist, im Falle einer Notbremsung von irgendeiner Stelle des Zuges aus. in Tätigkeit znz treten.
• Wenn infolge der unvermeidlichen Verluste auf langen Gefällen der Luftdruck in den Bremszylindern sinkt, so geht der Kolben 7 unter der dann überwiegenden Wirkung des Elektromagneten wieder nach oben, so daß eine neue Luftmenge dem Bremszylinder zuströmt, bis der Druck von neuem der Zugkraft des Elektromagneten entspricht. Die Bremskraft ist also so lange konstant, als- die Stromstärke im Elektromagneten auf einem unveränderlichen Wert gehalten wird; sie hängt also von -dieser Stromstärke -ab. Um die Bremsen zu lösen, genügt es, den. Strom zu unterbrechen, wodurch der Kolben durch den auf ihm wirkenden Luftdruck des Bremszylinders und durch :die Wirkung der Feder 17 nach unten geschoben wird. Hiendurch werden die Öffnungen der ringförmigen Kammer 13 frei, so daß die Zylinderluft durch den Auslaß -des in Lüftungsstellung gehaltenen Steuerventils durch .Stutzen q. und die öffnungen i o, g, 15 in -das Freie entweichen kann.
• Findet .die Stromunterbrechung durch einen zufälligen Bruch in der ,Anlage während der Tätigkeit der elektropneumatischen Bremse statt, so tritt das Steuerventil selbsttätig in üblicher Weise in Tätigkeit und schließt seinen Auslaß, so daß jede Verbindung mit dem Stutzen 3 abgeschnitten ist. Infolgedessen ist die Tätigkeit der selbsttätigen, :durchgehenden Bremse nicht gehindert.
• Um eine der Achsbelastung proportionale Bremsung zu erhalten, wie solche besonders für Güterzüge in Betracht kommt, wo das Verhältnis der von den Achsen aufzunehmenden Belastungen in viel ,größeren Grenzen als bei Personenzügen schwankt, wendet man die in Abb. 2 schematisch dargestellte Anordnung für jeden Wagen an. Im Nebenschluß zur Wicklung des, in Abb. i dargestellten Elektromagneten ist beispielsweise ein Bogen ig aus Neusilber angeordnet, der in der Art der bei Amperemtern üblichen Nebenschlüsse mit einer Anzahl von vorstehenden ,Rippen versehen ist. Das untere Ende 2o dieses Bogens ist vollkommen isoliert, bezeichnet !die Stellung größter Stromstärke und bildet die Ruhelage für einen im Mittelpunkt des Bogens isoliert ,gelagerten Hebel 21, der auf dem Bogen ig gleitet. Wenn das Ende 22 des :Hebels auf einem mit einer Schmierbüchse des betreffenden Wagens verbundenen Anschlag 26 ruht, wird der durch den I\Tebensehluß- gebildete Widerstand entsprechend der zunehmenden Last größer und größer, bis bei Vollast der volle Strom durch die Wicklung geht. In den Zwischenstellungen wird durch die passende Einteilung der Kontaktrippen auf dein Bogen ig der Widerstand für jede Hebelstellung geregelt und damit auch der Teil des Stromes bestimmt, der die Wicklung durchfließt. Bei dieser Anordnung ergibt sich jedoch eine schnelle Abnutzung der Kontakte, da der Hebel 21 stets allen Schwingungen der Achsabfederung folgt. Zur Vermeidung dieses Nachteiles wird das Ende 22 des Hebels 21 mit der Stange 23 eines kleinen Kolbens 24 verbunden, dessen Zylinder 25 aus dem Bremszylinder mit Luft gefüllt wird. Bei .gelösten Bremsen hebt eine Feder 27 den i#,'olben 24. hoch; erst im Augenblick- des Bremsens wird der Kolben 2.4 durch die Bremsluft zurückgedrängt, so daß eine Stange 23 -gegen den mit .einer Schmierbüchse verbundenen Anschlag 26 stößt; :der Abstand a ändert sich mit der Last, der Hebel 21 nimmt eine hiervon abhängige Stellung ein und regelt .den Wert des Nebenschlusses der Wicklung und damit die Stärke der Bremsung.
• ,Durch Einschaltung von Widerstand in den Speisestromkreis ist die Bremsstärke veränderlich. Diese veränderliche und den Strom schwächende Einschaltung wird -vom Lokomotivführer gemäß den A.nzeigungen eines Amperemeters, .das entweder nach ,der @Stromstärke oder .dem Druck :geeicht ist, vorcgenommen. Der Strom wird von .einer von der Achse angetriebenen .und mit einer Akkumulatorenbatterie zusammenarbeitenden Dynamomaschine erzeugt. Für gewöhnlich lädt die Dynamo die Batterie auf, im Augenblick des Bremsens wird sie mit der Batterie in Serie geschaltet.
• Da die Spannung der Dynamo, die die Spannung ;der Batterie erhöht, bei Geschwindigkeitsabfall nachläßt, so läßt auch der Strom und damit die Stärke .der Bremsung bis zu dem Augenblick ,nach, in .dem die Batterie allein den Strom liefert.
• Wenn auch vorstehendes die bevorzugteste Anwendungsart der Erfindung ist, so kommen doch noch weitere Anwendungen in Betracht, wie -beispielsweise der Ersatz der Alelnumulatorenbatterie durch eine Turbomaschine, oder die Verwendung einer Achsdynamo als Mittel zur Abschwächung in einem Leitungsnetz konstanter Spannung, oder ein unabhängiges System, in dem die Spannung durch selbsttätige Einschaltung von Widerständen in den Verbrauchsstromkreis sinkt oder durch Einschaltung eines Geschwindigkeitsreglers im Erregerstromkreis. Die in ,den Stromkreis eingeschalteten Widerstände sind von der Art, wie sie für eine dämpfende Regelung verwendet werden.
• Dank allen Anordnungen, denen sich .das Ventil vorliegender Erfindung anpassen kann, kann .man die Aufgabe der Bremsung durch unmittelbare Bremsen -als gelöst betrachten, indem im Falle eines vorkommenden Bruches in der Leitring eine selbsttätige Bremsung erfolgt, ohne daß die Einrichtung der Bremse in ihrem Aufbau verwickelter würde als bei bereits bestehenden.
• Dieses Ventil und seine Anordnung kann allen vorhandenen Bremsarten angepaßt werden, ohne deren Tätigkeit zu hindern, selbst bei gleichzeitig erfolgender Notbr emsnung von irgendeiner Stelle des Zuges aus, wobei natürlich'die zusätzlichen Einrichtungen in ihrer Bauart .entsprechend dem in Aussicht genommenen Bremssystem geändert werden können, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Elektropneumatisches Ventil für Druckluftbremsen, .gekennzeichnet durch die Vereinigung eines als Verteiler wirkenden Drosselventils und einer elektromagnetischen Ausgleichsvorrichtung in :der Weise, @daß eine ,gleichzeitige, beim Anziehen und Lösen dämpfend wirkende Bremsung .aller .Wagen des Zuges unabhängig von der Abnutzung der Bremsbacken und proportional (der Achsbelastung und der Zuggeschwindigkeit erzielt wird.
2. 2. Elektropneumatisches Ventil für Druckluftbremsen nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen ,Elektromagneten, dessen Zugkraft vom Hub unabhängig- ist und nur vö,n der Stärke des ihn durchfließenden Stromes abhängig ist, wobei die Zugkraft zum unmittelbaren Anisgleich des Druckes der Bremszylinderluft zur Zeit der Tätigkeit der elektropneumatischen Bremsung dient.
3. 3. Elektropneumatisches Ventil ,nach Anspruch r in Serienschaltung, dadurch gekennzeichnet, @daß die vom Führer oder von den Abschwächungsorganen oder den die Proportionalität der Belastung herbeiführenden Organen hervorgerufenen Schwankungen der Stromstärke den Luftdruck dm Bremszylinder bestimmen. ¢.
4. Anordnung des Ventils nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet; daß mittels einer mit ,dem Ventil verbundenen oder von ihm unabhängigen Vorrichtung, die .einen im Augenblick der Bremsung in Arbeitsstellung bewegten Hebel (2i) o. dgl. enthält, ein im Nebenschluß liegen-,der, mit der Achsbelastung veränderlicher Widerstand in die Spule des Ventils eingeschaltet wird.
5. 5. Anordnung :des elektropneumatischen Ventils nach Anspruch z in einem aus einer Batterie und einer .dieselbe normal ladenden, von .der Achse angetriebenen Dynamo bestehenden Stromkreis, dadurch gekennzeichnet, daß diese im Augenblick der Bremsung in Reihe geschaltet wird, daß die Spannung der Dynamo diejenige der Batterie übersteigt und die Spannung des Ganzen mit der Geschwindigkeit abnimmt bis zu einer Mindestgrenze, bei der ,die Batterie allein den Strom liefert.