DE636950C - Einrichtung zum Bremsen schnell fahrender Bahnfahrzeuge mit Druckluftbremse und ergaenzender elektrischer Bremse - Google Patents

Description

Die für Eisenbahnzüge fast ausschließlich verwendete Druckluftbremse erweist sich für höchste Fahrgeschwindigkeiten, also Geschwindigkeiten von 10O₁. bis 160 km/Std. und mehr, insofern nicht als völlig ausreichend, als sie nicht die volle Ausnutzung der Adhäsion zwischen Schiene und Rad gestattet. Der Reibungswert zwischen Schiene und Rad ist innerhalb des für die Bremsung in Frage kommenden Geschwindigkeitsbereichs, also abgesehen von sehr niedrigen Geschwindigkeiten, ziemlich gleichbleibend. Das Reibungsmoment zwischen den von der Druckluftbremse gesteuerten Bremsklötzen und dem Radflansch nimmt jedoch mit sinkender Geschwindigkeit stark zu. Um eine Überbremsung zu verhindern, sieht man bei den Druckluftbremsen sog. Bremsdruckregler vor, die abhängig von dem Bremsmoment zwischen Radflansch und Bremsklotz den Luftdruck im Bremszylinder selbsttätig stufenweise derart verstellen, daß mit sinkender Geschwindigkeit durch Verringerung des Bremsdruckes das Überschreiten eines bestimmten Bremsmoments und damit ein Festbremsen der Räder vermieden wird.

Aus Sicherheitsgründen kann man den · Bremsdruck nicht so hoch wählen, daß auch bei sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten die Adhäsion zwischen Schiene und Rad voll ausgenutzt wird. Ein Versagen des Bremsdruckreglers, das durch die bei hohen Geschwindigkeiten nicht eindeutigen Reibungsverhältnisse zwischen Radflansch und Bremsklötzen leicht eintreten kann, würde sonst ein Festbremsen der Räder zur Folge haben.

Bekannt sind Fahrzeuge mit mehreren Bremsmitteln, und zwar solche, bei denen eine Bremse nur als Ersatz für eine zweite Bremse vorgesehen ist, und solche, bei denen eine Bremse in Verbindung mit einer zweiten, zusätzlichen zusammenarbeitet. Bei der ersteren Gattung wird die aus Sicherheitsgründen vorgesehene zweite Bremse nur dann benötigt, wenn die im allgemeinen benutzte Betriebsbremse versagt.

Bei der zweiten Art von Bremseinrichtungen wird zu einer Bremse, z. B. Druckluftbremse, eine zweite, zusätzliche Bremse, z. B. elektrische Bremse, vorgesehen, die mit der ersteren, deren Bremswirkung ergänzend, zusammenarbeitet. Als solche zusätzlichen Bremsen zu Druckluftbremsen werden in bekannten Ausführungen Schienenbremsen vorgeschlagen. Schienenbremsen — auch solche, die mit Kurzschlußstrom erregt werden — sind aber ebenso wie die Druckluftbremsen Klotzbremsen, und diese haben den Nachteil,

*) Von dem Patentsucher ist als der Erßnder angegeben worden:

Dr.-Ing. Walter Reichel in Berlin-Lankwitz.

daß ihre Bremskraft mit, sjeigender Geschwindigkeit abnimmt, weil der "Reibungskoeffizient der gleitenden Reibung mit steigender Geschwindigkeit sinkt. Eine leidlich befriedigende Bremswirkung ließe sich mit diesen Bremsen nur durch einen beträchtlichen Bremsdruck erreichen, der dauernd nachgeregelt werden' müßte, wodurch deren Nachteil zwar gemindert, aber nicht gänzlich beseitigt wird. ίο Einfacher und wirkungsvoller kann der einer solchen Bremseinrichtung anhaftende Mangel dadurch beseitigt werden, daß man als zusätzliche elektrische Bremse statt einer Schienenbremse eine Wirbelstrombremse anwendet, bei der bekanntlich, abweichend von der bisher 'gebräuchlichen Schienenbremse, das Bremsmoment unabhängig von der Reibung selbsttätig mit steigender Geschwindigkeit zunimmt. Selbstverständlich muß auch hier wie bei den bekannten Ausführungen dafür gesorgt werden, daß die'Einschaltung der Erregung der zusätzlichen !elektrischen Bremse in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen der Luftdruckbremse erfolgt. Die Einrichtung nach der Erfindung ist besonders für längere elektrische Züge mit Druckluftbremse geeignet, die außer durch letztere noch zusätzlich durch Kurzschlußoder Nutzbremsung abgebremst werden können. Bei solchen Fahrzeugen besteht jedoch die Gefahr, daß bei einem der Wagen oder auch der Lokomotive die elektrische Bremsung einsetzt, bevor die Bremsklötze durch· die Druckluft betätigt wurden, was ein Auflaufen einzelner Zugteile aufeinander zur Folge haben könnte. Um diese Gefahr zu vermeiden, erfolgt bei der Erfindung die Einschaltung der elektrischen Bremse über Hilfskontakte, und zwar erst dann, nachdem die Druckluftbremse bereits eingesetzt hat. Die Hilfskontakte für die Steuerung der elektrischen Bremse sind in bekannter Weise an dem Bremsgestänge der Druckluftbremse angeordnet.

Man könnte auch daran denken, die Wirbelstrombremse durch den Lokomotivführer unter Berücksichtigung der Zuggeschwindigkeit einschalten zu lassen. In diesem Fall sind für die Bremsung der Beiwagen besondere elekirische Steuerleitungen unumgänglich, die insbesondere bei Dampfzügen oder Zügen mit Diesellokomotiven in der Regel nicht zur Verfügung stehen. Bei Einschaltung der Wirbelstrombremse in Abhängigkeit von der Zuggeschwindigkeit müßte ein besonderes geschwindigkeitsmessendes Gerät, beispielsweise eine Tachometerdynamo oder ein gleichwertiges zusätzliches Gerät, angebracht werden.

Die Einkupplung der Bremsscheibe erfolgt zweckmäßigerweise gleichzeitig und in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen der Luftdruckbremse mit der Einschaltung der Erregung für die Wirbelstrombremse.

Der in der Zeichnung schematisch dargestellte Eisenbahnzug besteht aus der Loko-•motive ι und den Beiwagen 20. Die Druck- - lulferemsausrüstung der Lokomotive und der 'fyyagen sei gemäß den Regeln der Normalausführung der Deutschen Reichsbahn für D-Züge gewählt. In der Lokomotive 1 befindet sich das Führerbremsventil 8, über das die durch den Zug geführte Leitung 21 unter Druck gesetzt oder entlüftet werden kann.

An die Leitung 21 sind in den einzelnen Beiwagen, die Steuerventile 5 angeschlossen, durch die der den Bremskolben 3 enthaltende Bremszylinder 6 mit einem Hilfsbehälter 7 oder mit der durchgehenden Leitung 21 verbunden wird. Der Bremskolben 3 wirkt auf die Bremsklötze 4 ein, die sich bei der Bremsung gegen die Radflansche 2 legen.

Die Achse 9 trägt eine Kupferscheibe 10, die sich im Feld der Magnete 11 bewegt. Die Erregerwicklungen 12 der Magnete liegen über einen Druckregelschalter 18 an der Zugbeleuchtungsanlage 19, die durch eine Zugbeleuchtungsmaschine oder eine Batterie gespeist wird.

Der Druckregelschalter 18 wird gemäß der Erfindung abhängig vom Bremsdruck des Einzelfahrzeuges gesteuert. Zu diesem Zweck kann er entweder mit dem Steuerventil 5 derart verbunden sein, daß eine Umsteuerung des Steuerventils gleichzeitig eine Schaltung der Erregerwicklungen bei der Wirbelstrombremse zur Folge hat. Statt dessen kann man aber auch den Druckregelschalter mit dem Bremszylinder 6 verbinden und ihn abhängig vom Druck in diesem Zylinder steuern. Liegt der Bremsdruck im Zylinder über einem be- 10c stimmten Wert, so wird die Wirbelstrombremse eingeschaltet; sie kommt also bei der Bremsung selbsttätig zur Wirkung. Das gleiche ist der Fall, wenn der Druckregelschalter mit dem Steuerventil verbunden ist. Die letztere Bauart hat den Vorteil, daß besondere Steuerorgane nicht erforderlich, vielmehr an dem bereits vorhandenen Ventil nur Hilfskontakte anzubringen sind, die dann die Erregerwicklung 11 zweckmäßig unter Einfügung eines Hilfsschützes schalten. Der Anschluß des Druckregelschalters an den Bremszylinder 6 hat dafür den Vorteil, daß für die bauliche Anordnung, insbesondere beim nachträglichen Einbau in vorhandene Fahrzeuge, keine Beschränkungen vorliegen.

Zur Verbesserung der Wirksamkeit der Wirbelstromkupplung kann man diese mit der Achse 9 über ein ins Schnelle übersetzendes Vorgelege verbinden -und dabei die Wirbelstrombremse mit ihrem Vorgelege an der Achse nach Art eines Tatzenlagermotors be-

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festigen. Durch Einfügen einer lösbaren Kupplung können die Räder des Vorgeleges geschont werden.

Durch die gleichen Organe, durch die die Einschaltung der Erregung der Wirbelstrombremse erfolgt, kann auch die Kupplung hergestellt werden, so daß die Scheibe io der Wirbelstrombremse so lange entkuppelt ist, wie eine Bremsung nicht beabsichtigt ist. Die für die Kupplung notwendigen Kräfte können entweder, ähnlich wie dies bei Anlassern von Automobilmotoren üblich ist, durch das Feld der Erregerwicklung oder besser durch einen Hilfsdruckluftkolben, gegebenenfalls den gleichen Hilfsdruckluftkolben, der den Erregerschalter umsteuert, geliefert werden.

Die Bauform der Wirbelstromkupplung ist für die Wirksamkeit der Erfindung nicht von grundsätzlicher Bedeutung. Man kann statt einer einzigen Scheibe auch mehrere Scheiben, gegebenenfalls auch eine Trommel verwenden. Den relativ zur Erregerwicklung umlaufenden Körper der Wirbelstrombremse ■ kann man entweder lediglich aus gut leitendem Material oder auch aus Eisen, gegebenenfalls lameliierten Blechen, mit Kurzschlußkäfig ausführen.

Die für den nachträglichen Einbau der Wirbelstrombremse oft vorliegenden räumliehen Schwierigkeiten erzwingen einen gedrängten Bau der Kupplung. Die Verwen

dung von Rollenlagern und hoch belasteten Erregerwicklungen mit Asbestisolierung leistet hier Hilfe.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Bremsen schnell fahrender Bahnfahrzeuge mit Druckluftbremse und ergänzender, vom Einsetzen der Druckluftbremse abhängiger elektrischer Bremse, die die mechanische Bremse in dem Geschwindigkeitsbereich unterstützt, wo eine ausreichende Bremswirkung nur durch starke Bremsdrucberhöhung möglich wäre, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche elektrische Bremse eine von den ReibungsVerhältnissen unabhängige Wirbelstrombremse vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit dem Steuerventil der Druckluftbremse verbundenen Hilfsschalter zur Einschaltung der Wirbelstrombremse.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung der Wirbelstrombremse abhängig vom Druck im Bremszylinder erfolgt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließung einer Bremsschaltung der Fahrmotoren unmittelbar oder mittelbar über durch das Gestänge geschlossene Hilfskontakte erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungelf