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Führerbremshahn mit Ausgleichvorrichtung für selbsttätige Eisenbahndruckluftbremsen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Eisenbahnbremse, die als Einleiterbremse wie
auch als Zweileiterbremse, d. h. mit einer oder zwei an dem Zuge entlanglaufenden
Luftleitungen, die sämtlichen Bremszylinder der einzelnen Wagen auf bestimmte Bremswirkung
einzustellen und auf dieser zu erhalten ermöglicht. Außerdem ist die Möglichkeit
gegeben, Wagen mit zwei Leitungen mit Wagen zu mischen, die nur eine Leitung haben,
und endlich ist die Zusammenstellung gemischter Züge möglich, von denen einige Wagen
die neue Bremse besitzen, während andere mit den bekannten Westinghouse- oder New-York-Bremsen
ausgerüstet sind. Solche Bremisen mit selbsttätiger Nachfüllung der Hauptluftleitung
und der Bremszylinder auf jeden eingestellten Druck, also Unschädlichmachung von
Undichtigkeitsverlusten, sind in vielerlei Arten bekannt.
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Das Neue bei der Erfindung ist die Kombination eines Stufendruckreglers
mit einem Führerbremsventil in solcher Gestalt, daß die beiden Kanäle des Stufendruckreglers
durch das Führerbremsventil in den Lagen allmählicher Bremsung, allmählicher Bremslösung
und Festhaltung eingestellter Bremsstufen richtig gesteuert, aber in allen anderen
Lagen völlig abgeschlossen sind. Dies gewährleistet besondere Betriebssicherheit,
insbesondere auch für die wichtigen Stellungen der Schnellbremsung und Notbremsung,
wo jeder angeschaltete zusätzliche Apparat sonst leicht Störungen hervorrufen kann.
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Wichtig ist weiter eine Sonderausbildung des Führerbremsventils, mittels
derer die hohen Steuerungsanforderungen, die die genannte besondere Druckstufenreglersteuerung
stellt, zuverlässig und mit dem einfachen Hilfsmittel eines Hahnkegels erfüllt werden,-indem
der Hahnkegel mit achsialer Bohrung an der Hauptluftleitung liegt und weiterhin
die angegebenen zusätzlichen Ausbildungen vorgesehen sind.
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Wesiemtlich für die Erfindung sind noch eine ganze Reihe von Einzelheiten,
die an Hand dar folgenden Beschreibung klargestellt sind.
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Die Zeichnung veranschaulicht die neue Bremse, und zwar zeigen: Abb:
t eine vereinfachte Darstellung der gesamten Anlage als Zweileiterbremse, Abb. 2
eine vereinfachte Darstellung der gesamten Anlage als Einleiterbremse, Abb.3 bis
5 einen Längsschnitt und Querschnitte des Führungsbremsventils, Abb. 6 einen Längsschnitt
des Stufendruckreglers.
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Bei der ersten Ausführungsform als Zweileitersystem nach Abb. r speist
auf der Lokomotive die Dampfluftpumpe t einen Hauptluftbehälter z, von dem aus die
Luft-durch ein Reduzierventil 3 zu einem Schnellbremshaha ¢ fließt, der andererseits
auch in unmittelbarer Verbindung mit dem Hauptluftbehälter a steht. Von dem Schnellbremshahn
q. führt eine Leitung zum Führerbremsventil5, das weiter mit dem Stufendruckregler
6 und dem Stufendruckbehälter 7 in Verbindung steht und durch ein Leitungsrohr mit
der Hauptluftleitung 8 des Zuges verbunden ist-.
In dieser Hauptluftleitung
sind an den einzelnen Wagen Beschleuniger g eingeschaltet, und von ihr zweigen über
Bremsauslöshähne i o die Leitungen zu den Steuerventilen i i ab, die ihrerseits
die Versorgung der Bremszylinder 12 mit Druckluft von den Hilfsbehältern
13 der Wagen übernehmen. Die Hilfsbehälter haben Ablaßhähne 14 und werden
ihrerseits über Speisehähne 15 mit Druckluft aus der Speiseluftleitung 16 versorgt,
die am Zug entlangläuft und deren einzelne Teile ebenso wie einzelne Teile der Hauptluftleitung
durch Verbindungshähne 17 und Kupplungsschläuche 18 verbunden sind. In beiden Luftleitungen
8, 16 sind Staubfänger ig eingeschaltet. ' Zur Regelung der Pumpenleistung ist ein
Druckregler 2o vorgesehen, der in Abhängigkeit von den Luftdrücken arbeitet; zur
Messung der Luftdrücke ist ein Manometer 21 vorgesehen, dessen Zeigerwerk einerseits
an den Stufendruckbehälter 7 und anderseits an die Haupleitung 22 des Hauptbehälters
2 angeschlossen ist.
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Der Schnelibremshähn 4 ist ein gewöhnlicher Dreiwegehahn. In der ersten
Lage verbindet dieser die Speiseluftleitung 16 und das Führerbremsventil mit dem
Reduzierventil3. In der zweiten Lage wird die Speiseluftleitung und das Führerbremsventil
von der Hauptluftleitung abgeschaltet; in der dritten Lage wird. die Speiseluftleitung
16 und das Führerbremsventil unter Umgehung des Reduzierventdls 3 unmittelbar an
den Hauptbehälter 2 angeschlossen.
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Die erste Lage ist die normale Betriebslage. Die zweite Lage dient
zum Fahren mit zwei Lokomotiven. Die dritte Lage dient als Notbrenaslage, die höchstens
während einer Minute eingestellt, dann aber aufgehoben wird.
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Die übrigen Einzelteile gleichen denen der zweiten Ausführungsform
und werden daher zweckmäßig mit dieser zusammen beschrieben.
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Bei der zweiten Ausführungsform (Abb.2), dem Einleitersystern, sind
die an die Hauptluftleitur<g 8 angeschlossenen Teile der Lokomotive und der Wagen
dieselben wie bei der ersten, und sie sind auch mit denselben Bezugzeichen versehen.
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In Fortfall kommt die Speiseluftleitung 16 nebst den Speiseventilen
15 und dem Anschluß an den Schnellbremshahn 4, und dieser Schnellbrenishahn ist
an Stelle des Dreiwegehahnes der Abb. i ein einfacher Absperrhahn.
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Die Einzelteile sind folgende, zunächst an an der Lwkomotive.
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Das Führerbremsorgan gemäß Abb. 3 bis 5 ist ein, Hahn, dessen Gehäuse
mit einem Stutzen 4z an, die vom. Schnellbremsventil her-kommende Leitung angeschlossen
ist. In der ersten Stellung (Ruhelage) steht dieser Stutzen 41 durch einen Schlitz
42, die Mittelbohrung 43 und einen weiteren Kanal 44 des Hahnkegels -45 mit einem
oberen Anschlußstutzen 46 in Verbindung, der zum Stufendruckregler und Stufendruckbehälter
führt, und außerdem kann die Luft durch den an die Mittelbohrung anschließenden
Austrittsstutzen 47 in die Hauptluftleitung 8 (Abb. i und 2) übertreten. Dabei tritt
zugleich Luft durch einen engen Verbindungskanal 48' in eine über dem Hahnkegel
vorgesehene Kammer 49, so daß hierdurch in Verbindung mit einer den Hahnkegelbelastenden
Feder 5o dieser entgegen dem im Halmkegel vorhandenen Luftdruck belastet, also im
ganzen entlastet ist und durch seinen Hebel 51 leicht gehandhabt werden kann. Diese
Lage dient zum Auffüllen des Netzes mit dem durch das Reduzierventil 3 gegebenen
Normaldruck.
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Bei einer zweiten Lage, der des allmählichen Bremslösens, tritt der
Ringkanal 56 mit dem Anschlußstutzen 46 und der Längskanal 52 mit dem Anschlußstutzen
41 in Verbindung, dadurch tritt Luft in die obere Kammer des Stufendruckreglers;
zugleich hält die Hahnkegelboh@unng 43 über den Kanal 58 und den Anschlußstutzen.
5.3 die Hauptluftleitung an die untere Kammer des Stufendruckreglers angeschlossen.
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Bei einer dritten Lage, der Lage für Einhalhaltung einer bestimmten
Bremsstufe, ist der Längskanal 52 des Hahnkükens von der Eintrittsbohrung 41 getrennt,
während die Bohrung 58 noch mit dem Anschlußstutzen 53 in Verbindung steht und die
untere Kammer des Stufendruckreglers angeschlossen erhält. In dieser Stellung -werden
die Luftverluste aus .der Hauptluftleitung selbsttätig ständig wieder aufgefüllt,
so daß sich. die Bremsung nicht willkürlich infolge von Undichtigkeitsverlusten
verstärken kann.
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Als vierte Lage, zur allmählichen Bremsung, dient eine Lage, in der
ein. Ringkanal 56 des Hahnkegels mit dem Stutzen 46 zusammenfällt und dadurch Luft
aus der oberen Kammer des Stufendruckreglers und. -behälters. durch die Kanäle
46, 56, 52 und Bohrung 57 in die Atmosphäre entlassen wird; zugleich bleibt
die Bohrung 58 des Halmkegels mit einem unteren Stutzen-5.3; des Gehäuses in Verbindung,
so daß die untere Kammer des Stufendruckreglers mit der Hauptluftleitung verbunden
bleibt.
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In. einer fünften Lage, der einer Schnellbremsung, steht der Kanal
58 gegenüber einer in die Atmosphäre mündenden öffnung 54 im Hahnkörper und läßt
dadurch die Luft aus der Hauptluftleitung schnell. in die Atmosphäre entweichen;
zugleich wird, dadurch auch die obere Kammer des Stufendruckreglers über
Stutzen
4.6 und Kanal 56, 52 durch die öffnung 55 mit der Atmosphäre verbunden.
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Der Stufendruckregler gemäß Abb. 6 kommt in der Stellung des Führerbremsventils
für allmähliches Lösen der Bremse in Tätigkeit. Hierbei tritt die Luft aus dem Hauptbehälter
a durch Luftleitung 22 und das Führerbremsventil in die obere Kammer 61 ein, indem
sie die Kanäle 62,63 durchläuft. Infolgedessen geht der Kolben 64. abwärts
und öffnet mit seinem Ringvorsprung das Venti165, das die Luft vom Hauptbehälter
durch den Anschlußstutzen 66 zur unteren Kammer 67 zuläßt, von wo sie weiter durch
den Kanal 68 und das Führerbremsventil in die Hauptluftleitung strömt. Dadurch stellt
sich ein Druck gleich dem Druck in der oberen Kammer 6 i in der Hauptluftleitung
ein, und durch die Auswahl dieser Drucke mittels des Führerbremsventils kann die
Bremskraft in beliebiger Abstufung verringert werden.
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Bei der Führerbremsventillage für Festhaltung der eingestellten Bremsstufe
ist die obere Kammer 61 vom Hauptluftbehälter abgeschlossen und behält den Druck,
der ihr zuletzt vorher zugestellt worden war. Die untere Kammer 67 ist dabei durch
das Führerbremsventil mit der Hauptluftleitung in Verbindung, und demgemäß wird
durch einen in dieser auftretenden Druckabfall das Gleichgewicht des Kolbens 61
gestört, er geht abwärts und läßt durch das dabei geöffnete Ventil 65 Luft
zum Ausgleich des Verlustes in die Hauptleitung eintreten über den Weg 66, 65, 67,
68. Es wird also jeder Luftverlust selbsttätig sofort ausgeglichen.
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Bei der Lage des Führerbremsventils für allmähliches Bremsen steht
die obere Kammer 6 i des Stufendruckreglers durch die Kanäle 63 und 62 und
das Führerbremsventil mit der Atmosphäre in Verbindung, der Kolben 6.1 geht aufwärts,
nimmt dabei den Ventilkegel 69 mit und bringt dadurch die untere Kammer 67 mit einem
in die Atmosphäre führenden Kanal 70 in Verbindung, so daß in der durch das
Führerbremsventil bedingten Weise der Druck in der Hauptluftleitung erniedrigt wird;
dadurch kann jede beliebige Steigerung der Bremskraft stufenweise erreicht werden.
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Bei den übrigen Lagen des Führerbremsventils ist die untere Kammer
67 des Stufendruckreglers von der Hauptluftleitung abgeschaltet.
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Ist hiermit die an Lokomotive und Tender vorhandene Einrichtung vollständig
beschrieben, so besitzt die Einrichtung an den Wagen noch als wesentlichen Teil
das Steuerventil, das so ausgebildet sein muß, daß es bei jedem konstant bleibenden
Hauptluftleitungsdruck den Bremszylinder ständig auf einen zugehörigen Druck aus
dem Hilfsluftbehälter nachgefüllt erhält, soweit Luftverluste durch Undichtheit
im Bremszylinder eintreten. Die Beschreibung dieses Steuerventils erübrigt sich,
weil es nach bekannten Vorbildern ausgeführt sein kann.
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Die Wirkung der Bremse ist die folgende, zunächst für die Zweileiterbremse.
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Während normaler Fahrt ist die Speiseluft= leitung 16 durch
den Schnellbremshahn q. an das Reduzierv entil 3 angeschlossen und wird mit Luft
gefüllt gehalten, so daß auch die Hilfsluftbehälter unter vollem Druck stellen,
Zugleich wird durch das Führerbremsventil 5 die Hauptluftleitung 8 unter Druck erhalten,
so daß die Steuerventile i i der Wagen die Bremszylinder 12 außer Tätigkeit halten.
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Bremsung erfolgt, indem das Führerbremsventil in seine vierte Lage
gebracht wird und dadurch langsam Luft aus der Hauptluftleitung 8 entweichen läßt,
so daß sich der Druck in dieser entsprechend langsam erniedrigt und die Steuerventile
i i in entsprechendem Maße Luft aus den Hilfsbehältern in die Bremszylinder eintreten
lassen, dadurch werden die Bremsen allmählich angezogen.
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Zur Festhaltung der so erreichten Bremsstufe wird das Führerbremsventil5
in seine dritte Lage gebracht, in der es den Stufendruckregler 6 nebst seinem Behälter
7 abschließt, und durch diese Teile wird dann selbsttätig jeder etwa durch Undichtigkeit
in den Leitungen eintretende Luftverlust stets wieder aufgefüllt, so daß die Steuerventile
i i stets gleichen Druck erhalten, und diese ihrerseits füllen aus den Hilfsluftbehältern
13 die Bremszylinder 12 auf stets gleichen Druck auf, falls aus diesen durch Undichtigkeiten
Luft entweicht. Durch den Stufendruckregler 6 ist also Sinken des Hauptleitungsdruckes
und entsprechendes Verstärken der Bremswirkung verhütet, und umgekehrt wird durch
das Steuerventil i i ein Sinken des Bremsdruckes, also unerwünschtes Nachlassen
der Bremskraft, verhütet, d. h. die eingestellte Bremsstufe wird nach oben und unten
hin aufrechterhalten.
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Durch Hin- und Herdrehen des Führerbremsventils 5 zwischen seiner
dritten und vierten Stellung kann jede beliebige Bremsstufe eingestellt und aufrechterhalten
bleiben.
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Zum Lösen der Bremse ist das Führerbremsventil 5 in eine zweite Lage
zu drehen, bei der es den Druck in der Hauptluftleitung 8 allmählich wieder herstellt,
so daß die Steuerwelle i i die Bremszylinder i :z in die Atmosphäre ausblasen lassen.
Auch hier bleibt infolge des Stufendruckreglers 6 die eingestellte Druckstufe stets
aufrechterhalten, so daß auch beim Bremslösen jede beliebige Lösungsstufe festgehalten
werden kann.
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Schnellbremsung ist durch die fünfte Lage des Bremsventils gegeben,
bei der es die Luft
durch den großen Hauptkanal schleunigst ins
Freie entweichen läßt, so daß auch noch die Beschleuniger 9 weitere Auslaßöffnungen
freilegen und demgemäß die Steuerventile i i sofort den vollen Druck der Hilfsbehälter
13 in die Bremszylinder 12 entsenden, d. h. schnelle starke Bremsung herbeiführen.
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Eine beschleunigte Notbremsung ist endlich noch möglich, indem der
Schnellbremshahn 4 (Abb. i) um 9o° gedreht wird, so daß er unter Umgehung des Reduzierventils
3 den vollen Druck von 5 Atm. des Hauptluftbehälters 2 in die Hilfsbehälter 13 entsendet
und somit verstärkte Bremsung bewirkt.
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Wird mit zwei Lokomotiven gefahren, so kann der Schnellbremshahn 4
auf der zweiten Lokomotive in solche Lage gebracht werden, daß er das Führerbremsventil
dieser Lokomotive gegebenenfalls ausschaltet und nur die Pumpe i und den Hauptluftbehälter
2 mit zur Speisung des Netzes heranzieht, also die Beherrschung des Zuges ausschließlich
von der ersten Lokomotive zuläßt.
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Bei der Einleiterbremse fällt die Möglichkeit des plötzlichen Bremsens
mittels des Schnellbremshahns weg, da an dessen Stelle ein einfacher Absperrhahn
tritt, sonst sind die Vorgänge entsprechend denen der Zweileiterbremse, wenn bei
dieser die Speisehähne 15 der Hilfsluftbehälter 13 geschlossen sind. Das bedeutet,
daß das Auffüllen der Luftleitung 8 in der ersten Lage des Führerbremsventils 5
erfolgt und daß auch alle übrigen Vorgänge genau so erfolgen, nur mit dem Unterschied,
da.ß nicht dauernd die Hilfsluftbehälter auf gleichem Drucke durch Nachfüllung erhalten
werden, sondern daß ihr Druck gemäß dem Luftverbrauch der Bremszylinder während
einer Bremsung sinkt und erst wieder beim Zurückgehen des Führerbremsventils in
seine Ruhelage voll aufgefüllt wird. Damit 'infolge des Sinkens des Druckes die
Bremskraft nicht unzulässig geschwächt wird, sind die Hilfsluftbehälter etwa zweieinhalbmal
so groß ausgeführt, als dies bei üblichen Bremsen der Fall ist. Dadurch kann dann
auch die Wirksamkeit des Stufendruckreglers 6 und des Steuerventils i i, nämlich
das Festhalten der eingestellten. Bremsstufe nach oben und unten, voll aufrechterhalten
werden.
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Bei gemischten Zügen mit Zweileiterlokomotive werden vorn die Zweileiterwagen,
dann die Einleiterwagen und hinten die Wagen mit Westinghouse-Bremsen eingeschaltet.
Dann arbeiten die Zweileiterwagen vollkommen ordnungsgemäß mit ihrer starken Bremswirkung
und Aufrechterhaltung der Bremsstufe, die Einleiterwagen mit schwächerer Wirkung
und Aufrechterhaltung der Bremsstufe und die Westinghouse-Wagen in der normalen
hierfür bekannten Art. Bei gemischten Zügen mit Einleiterlokomotive arbeiten sämtliche
Einleiter- und Zweileiterwagen als Einleiterwagen und etwa eingekuppelte Westinghouse-Wagen
in der hierfür bekannten Art.
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Bei gemischten Zügen endlich mit Westinghouse-Lokomotive arbeiten
sämtliche Wagen in der für Westinghouse bekannten Art, d. h. ohne Festhaltung der
Druckstufe, aber mit normaler Bremswirkung.