DE678641C - Durch Elektromotor und durch Elektromagneten betaetigte Bremseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremseinrichtung für Fahrzeuge mit durch ein Gestänge betätigten Klotzbremsen, bei der außer Druckluftbetätigung eine elektrische Steuerung vorhanden ist. Man könnte für die Einschaltung der Bremse lediglich auf elektrischem Wege, wie an sich bekannt ist, einen Hubmagneten verwenden. Dabei ergibt sich aber, daß dieser Magnet sehr große und

ίο schwere Abmessungen erhält. Die ungünstige Ausbildung des Magneten ist vor allem dadurch bedingt, daß dieser für einen verhältnismäßig großen Hub bemessen werden muß. In gewisser Beziehung ergibt sich eine etwas günstigere Anordnung, wenn für· die Bewegung des Bremsgestänges ein elektromotorischer Antrieb verwendet wird. Aber auch ein derartiger Antrieb ist noch insofern ungünstig, als der Motor, sobald die Brems-

ao klotze zum Anliegen gebracht sind, festgebremst wird. Die betriebssichere Ausbildung des Motors bereitet aus diesem Grunde erhebliche Schwierigkeiten, zumal es erforderlich ist, die Motorabmessungen möglichst klein zu halten.

Gegenstand der Erfindung ist eine Bremseinrichtung für Fahrzeuge mit durch ein Gestänge betätigten Klotzbremsen für Druckluftbetätigung und elektrische Betätigung, bei der die Nachteile der vorher erwähnten bekannten Anordnungen vermieden sind. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Bremsgestänge zunächst durch einen Elektromotor angetrieben wird, bis die Bremsklötze zum Anliegen kommen, und daß darauf der Bremsdruck durch einen Magneten erzeugt wird. Die Ausbildung einer Bremseinrichtung gemäß der Erfindung hat zur Folge, daß einerseits der zur Erzeugung des Bremsdruckes dienende Magnet mit kleinem Hub ausgeführt werden kann, so daß er nur kleine Abmessungen erhält, obwohl er zur Abgabe großer Kräfte geeignet ist. Anderseits zeichnet sich die Anordnung nach der Erfindung dadurch aus, daß vermieden ist, einen elektrischen Antriebsmotor zu verwenden, der in der Bremsstellung festgebremst werden muß.

An sich sind bereits Schienenbremsen bekanntgeworden, bei denen außer den zur Erzeugung der Bremskräfte dienenden Magneten noch eine Hub- und Senkeinrichtung vorhanden ist, die es ermöglicht, den Bremsmagneten entweder in die Arbeitsstellung oder in die Ruhestellung zu bringen, bei der der Schienenbremsmagnet einen beträchtlichen Abstand von der Schienenoberkante haben muß.

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

• Fritz Rampacher in Berlin-Charlottenburg.

Die Betriebsverhältnisse derartiger Schienenbremsen, bei denen die Bremsmagnete unmittelbar durch die auf die Schienen ausgeübten Kräfte eine Bremsung hervorrufen, sind wesentlich verschieden von den Betriebsverhältnissen, die sich bei einer Klotzbremseinrichtung ergeben, bei denen eine Betätigung entweder durch Druckluft oder auf elektrischem Wege möglich ist. Insbesondere ίο kann die Ruhestellung, in die die Schienenbremsen normalerweise aus Sicherheitsgründen mittels einer besonderen Hubvorrichtung gebracht werden, nicht mit der Ausschaltstellung beim Gegenstand der Erfindung verglichen werden.

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand einiger Ausführungsbeispiele erläutert werden, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind.

Fig. ι gibt eine Anordnung wieder, bei der über verschiedene Zahnstangen der Motor für die Bewegung des Bremsgestänges in die Bremsstellung und der Magnet zur Erzeugung der Bremskräfte wirksam werden, wobei zwischen den beiden Zahnstangen ein federndes Zwischenglied eingeschaltet ist, das eine Bewegung der Zahnstangen gegeneinander möglich macht.

Fig. 2 gibt eine abgeänderte Ausführungsform wieder, bei der die Getriebeteile für den Bremsgestängeantrieb gegeneinander verschiebbar sind und an einem zangenförmigen Magneten angreifen, bei dessen Einschaltung die Bremskräfte erzeugt werden. Fig. 3 zeigt eine Abänderung der Fig. 1 und 2, bei der an Stelle einer Zahnstange ein Kurbeltrieb verwendet wird, um das Bremsgestänge vor der Bremsung in die Bremsbereitschaftsstellung zu bewegen. Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der in das Gestänge für die Bewegung der Bremsklötze ein Schraubengetriebe eingeschaltet ist, durch welches zunächst die Bremsklötze in die Bremsbereitschaftsstellung bewegt werden, worauf das gesamte Bremsgestänge einschließlich der durch das Schraubengetriebe verbundenen Teile durch den Magneten bei der Bremsung angetrieben wird.

In Fig. 5 ist eine Anordnung wiedergegeben, bei der die Bewegung des Bremsgestänges in die Bremsbereitschaftsstellung durch eine in einer Schwinge gelagerte Kurbel bewirkt wird, wobei zum Zwecke der Bremsung durch den Magneten die Schwinge zur Erzielung der Bremskräfte verstellt wird. Fig. 6 schließlich zeigt eine Ausbildung eines Magnetantriebes für die Bremsbetätigung, die es ermöglicht, den Bremsdruck in beliebiger Weise zu regeln.

ι bedeuten die Achsen des Fahrzeuges, welche durch die Bremsklötze 2 abgebremst werden sollen. Die Bremsklötze werden dabei durch ein Bremsgestänge 3 betätigt, zu dessen Steuerung der Druckluftzylinder 4 vorgesehen ist. Um außerdem das Bremsgestänge auch auf elektrischem Wege betätigen zu können, ist an dem Bremsgestänge eine Zugstange 5 angeschlossen. Die Zugstange 5 ist über einen · Federtopf 6 mit einer Zahnstange 7 verbunden, die durch ein Ritzel 8 über die Zwischenräder 9 und 10 von einem elektrischen Antriebsmotor 11 angetrieben werden kann. Dieser Motorantrieb dient dazu, das Bremsgestänge nur so weit zu bewegen, bis die Bremsklötze an den Rädern 1 zum Anliegen kommen. Sobald dies geschehen ist, wird der Bremsdruck selbst durch einen Elektromagneten 12 erzeugt. Die Übertragung der Bremskraft von dem Elektromagneten 12 auf die Bremseinrichtung erfolgt durch eine Klinke 14, die an dem Anker 13 des Elektromagneten gelenkig gelagert ist. Die Klinke 14 greift dabei in eine Verzahnung 15 der erwähnten Zugstange 5 ein. Um die Klinke 14 in die Eingriffsstellung zu bringen, ist 8g noch ein Steuermagnet 16 vorgesehen, bei dessen Erregung die Klinke 14 in die Arbeitsstellung geführt wird. Für die elektrische Steuerung der Bremseinrichtung sind eine Steuerwalze 17 sowie ein Steuerschütz 18 erforderlich. Außerdem sind mit der Zugstange 5 noch Kontaktfedern 19 und 20 verbunden, die mit entsprechenden Gegenkontakten 21, 22 an dem Federtopf in Eingriff gelangen können. Weiter ist noch ein Über-Stromrelais 23 in den Stromkreis des Hilfsantriebsmotors eingeschaltet.

Bei Bewegung der Bremssteuerwälze 17 in die Bremsstellung I wird zunächst über das Steuerschlitz 18 der Antriebsmotor 11 einge- 1°° schaltet. Dabei entsteht folgender Steuerstromkreis: Transformator 25, Kontakte 17", ij^b der Steuerstromwalze 17, Nullstellungskontakte 24 an der Zahnstange 7, Einschaltspule des Steuerstromschützes 18, Kontakte ^l°5 des Stromrelais 23, Kontakte 20, 22, Verbindungsleitung 26, Erde. Nach dem Ansprechen des Steuerstromschützes 18 werden die Nullstellungskontakte 24 durch die Kontakte i8^ß, i8^& des Steuerstromschützes überbrückt, no Gleichzeitig wird folgender Stromkreis für den Motor 11 geschlossen: Erde, Transformatorwicklung 25, Kontakte a, b der Steuerwalze 17, Kontakte c, d des Bremsschützes 18, Erregerwicklung des Überstromrelais 23, ¹¹P Motor anker 11, Motorfeldwicklung, Erde. Der Motor läuft nunmehr an und treibt die Zahnstange in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung an. Dabei wird das Bremsgestänge in dem Sinne bewegt, daß die Bremsklötze allmählich in die Bremsstellung gebracht werden. Die in dem Federtopf be-

findliche Feder wird gespannt. Beim Spannen der Feder des Federtopfes werden die Kontakte 19 und 21 geschlossen, wodurch der Stromkreis zur Erregung des Bremsmagneten 12 vorbereitet wird. Steigt nun der Gegendruck, den der Motor zu überwinden hat, über einen bestimmten Wert an, so kommt das Uberstromrelais zum Ansprechen, wodurch das Steuerstromschütz 18 abgeschaltet wird. Nunmehr werden die Kontakte e, f des Steuerschützes 18 geschlossen und hierdurch der Bremsmagnet 12 eingeschaltet. Der Erregerstrom für den Bremsmagneten 12 nimmt folgenden Verlauf: Erde, Transformatorwicklung 25, Kontakte a, b der Steuerwalze 17, Kontakte^/ des Bremsschützes 18, Kontakte c, d (bzw. auf Bremsstellung IIc, e) der Bremssteuerwalze 17, Erregerspule des Bremsmagneten 12, Kontakte 19, 21, Erdleitung 26, Erde. Bei Erregung des Bremsmagneten 12 wird der Anker 13 angezogen und durch die Schaltklinke 14 der gewünschte Bremsdruck über die Zugstange 5, welche in die Verzahnung 15 der Schaltklinke 14 eingreift, auf das Bremsgestänge übertragen. Um in der angegebenen Weise durch den Bremsmagneten 12 die Bremse betätigen zu können, war bereits zu Beginn des Steuervorganges der . Hilfsmagnet 16 über die Kontakte a, b und / der Bremssteuerwalze 17 erregt worden.

Eine Regelung der Bremskräfte kann dadurch erzielt werden, daß die Einschaltung der Erregerwicklung des Bremsmagneten 12 über einen oder mehrere Widerstände 28 erfolgt. In der Bremsstellung I wird dann die Erregung des Bremsmagneten 12 mittels 'des Kontaktes d der Walze 17 über den Widerstand 28 eingeschaltet, während in der Bremsstellung II der Bremsmagnet über den Kontakt e direkt an Spannung gelegt werden kann. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt. Hierin bedeutet 3 wieder das Bremsgestänge, 30 ist eine an diesem angreifende Zugstange, die mit einer verschiebbaren Zahnstange 31 gekuppelt ist. Der Kupplungsbolzen der Zahnstange 31 greift in ein Langloch 32 der Zugstange 30 ein. Erfmdungsgemäß ist nun der zur Erzeugung des Bremsdruckes dienende Magnet 33 an der Zugstange 30 bzw. dem Kupplungsbolzen der Zahnstange 31 derart aufgehängt, daß bei Erregung des Magneten 33 der Abstand der Zahnstange 31 von dem Zugglied 30 entsprechend dem Hub des Magneten verringert wird. Der Antrieb der Zugstange 31 erfolgt'wieder wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 durch einen Antriebsmotor 35, der über Zahnräder 36, 37 die Zahnstange 31 antreibt. 38 ist eine elektromagnetisch gesteuerte Sperrklinke, die dazu dient, die Zahnstange 31 festzuhalten. Um in der an Hand der Fig. 1 erläuterten Weise eine Steuerung des Motors und des Elektromagneten vornehmen zu können, sind an den gegeneinander beweglichen Schenkeln 33^s, 33^s des Magneten Hilfskontakte 39 vorgesehen.

Der Magnet 33 weist bei dieser Anordnung zwei drehbar aneinandergelagerte zangenförmige Schenkelteile auf, von denen der eine mit der Zugstange 30, der andere mit dem Gelenkbolzen der Zahnstange 31 verbunden ist.

Statt einen Zahnstangenantrieb anzuwenden, kann, wie in Fig. 3 der Zeichnung dargestellt ist, auch der Motorantrieb des Bremsgestänges über eine Kurbel erfolgen.

Das Zugglied 31 ist wieder in der gleichen Weise wie in Fig. 2 mit dem einen Schenkel des zur Erzeugung des Bremsdruckes dienenden Elektromagneten gekuppelt. Das Zugglied 31 ist durch eine Kurbelstange mit dem Kurbelzapfen einer Scheibe verbunden, die über ein geeignetes Getriebe von dem Antriebsmotor angetrieben wird. An der Scheibe bzw. einen mit dieser verbundenen Zahnkranz greift eine elektromagnetisch gesteuerte Sperrklinke an, die wieder dazu dient, nach dem Abschalten des Antriebsmotors, wenn der Magnet eingeschaltet wird, das Zugglied 31 festzuhalten.

Bei der Anordnung nach Fig. 4 bedeutet 3 wieder das Bremsgestänge, 40 ist der Elektromagnet, der zur Erzeugung des Bremsdruckes dient. Der Anker 41 ist dabei über ein zweiteiliges Zugglied 42 mit dem Bremsgestänge 3 gekuppelt. Das Zugglied 42 ist bei dieser Anordnung so ausgeführt, daß seine Länge geändert werden kann. Es wird aus den Teilen 42° und 42* gebildet, die an ihren sich gegenüberliegenden Enden mit Links- und Rechtsgewinde versehen und durch eine entsprechende Schraubenmutter miteinander gekuppelt sind. Diese Mutter bildet die Nabe eines Zahnrades 44, das von dem Antriebsmotor 43 angetrieben wird. Diese Einrichtung arbeitet in der Weise, daß zunächst beim Antrieb des Bremsgestänges durch den Antriebsmotor 43 das Zahnrad 44 angetrieben wird und die Teile 42", 42^s zusammengezogen werden. Legt sich dabei der mit dem Zuggliede 42 verbundene Anker an einen festen Anschlag, so hat dies zur Folge, daß das Bremsgestänge in die Bremsstellung bewegt wird. Infolge geeigneter Steuerung wird nun, sobald die Bremsklötze zum Anliegen gekommen sind, der Motorantrieb abgeschaltet und der Elektromagnet 40 eingeschaltet. Nunmehr wird durch diesen allein der Bremsdruck in der erforderlichen Höhe erzeugt. 45 bedeutet noch eine magnetisch gesteuerte Verriegelungseinrichtung, deren Sperrklinke in geeignete Sperrasten eingreift.

Bei der Anordnung nach Fig. 5 erfolgt der Antrieb des Bremsgestänges über einen Federtopf 50 von einer Kurbel scheibe 51. Diese Kurbelscheibe ist an einer Schwinge 52 aufgehängt. Der Antrieb erfolgt über die Getrieberäder 53 bis 55 von dem Motor 56. Die Getrieberäder 54 und 55 sind direkt koaxial zu dem Lagerbolzen der Schwinge 52 gelagert, so daß durch Bewegungen der Schwinge das Getriebe nicht beeinträchtigt'wird. 57 ist wieder eine elektromagnetisch gesteuerte Sperrklinke. An der Schwinge 52 greift außerdem noch ein Hebelarm 58 an, der mit dem Anker 59 des Bremsmagneten 60 gekuppelt ist.

Wie bereits erwähnt war, kann der Bremsdruck in der Weise geregelt werden, daß die dem Bremsmagneten zugeführte Spannung verändert wird. In einzelnen Fällen, z. B. bei Wechselstrommagneten, bereitet jedoch die Regelung· der Bremskräfte durch Änderung der den Bremsmagneten zugeführten Spannung Schwierigkeiten. Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, wie in Fig. 6 angedeutet ist, an Stelle eines Bremsmagneten mehrere Bremsmagnete zu verwenden, die über waagebalkenartig angeordnete Hebel ihre Kraft abgeben. In Fig. 6 bedeuten 6o^a bis 6o^rf vier einzelne Elektromagnete; die Anker je zweier Elektromagneten 60^s,, 60⁶ bzw. 6o^e, 6o^d sind mit den beiden Hebelarmen von doppelarmigen Hebeln 61 verbunden, die wiederum gelenkig von einem doppelarmigen Hebel 62 getragen werden, der in seinem mittleren Gelenkpunkf an einer Zugstange 63 angreift, die zur Übertragung der Steuerkräfte dient. Es ist leicht einzusehen, daß durch stufenweise Einschaltung der Magnete die Steuerbewegung des Zuggliedes 63 beliebig geregelt werden kann.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Bremseinrichtung für Fahrzeuge mit durch ein Gestänge betätigten Klotzbremsen, bei der außer Druckluftbetätigung eine elektrische Steuerung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsgestänge (3) zunächst durch einen Elektromotor (11) angetrieben wird, bis die Bremsklötze (2) zum Anliegen kommen und daß darauf der Bremsdruck durch einen Magneten (12) erzeugt wird (Fig. 1).

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Antrieb des Bremsgestänges über ein als Zahnstange ausgebildetes Glied erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Elektromotor (11) angetriebene Zahnstange {7) durch einen Federtopf (6) mit einem weiteren an dem Bremsgestänge (3) angreifenden Zugglied

(15) in Verbindung steht, auf welches von dem Bremsmagneten (12) der Bremsdruck direkt übertragen wird.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (13) des Bremsmagneten (12) eine elektromagnetisch gesteuerte Vorschubklinke (14) antreibt, die mit einer Verzahnung des Zuggliedes (15) in Eingriff gebracht werden kann (Fig. 1).

4. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des motorischen Antriebes (11) und des Bremsmagneten (12) ein Bremsschütz (18) und ein Stromrelais (23) vorgesehen sind und daß. das bei Einleitung eines Bremsvorganges, beispielsweise durch eine Steuerwalze (17) eingeschaltete Schütz (18), das den Antriebsmotor (11) für die Bewegung des Bremsgestänges (3) einschaltet, selbsttätig bei Überschreitung eines bestimmten Motor moments durch das Stromrelais (23) abgeschaltet wird, worauf durch Ruhekontakte (e bis f) des Steuerschützes (18) der Bremsmagnet (12) eingeschaltet wird (Fig. 1).

5% Bremseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Federtopf (6) Hilfskontakte (21, 22) vorgesehen sind, die die Einschaltung des Bremsmagneten (12) vorbereiten bzw. den Motor (11) abschalten (Fig.-i).

6. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsgestänge von dem Motor (35) mittels zweier gegeneinander verschiebbarer Zugglieder (30, 31) angetrieben wird und daß der zangenförmig ausgebildete Bremsmagnet (33) an diesen beiden Zuggliedern (3⁰^¹) ^so aufgehängt ist, daß bei Erregung des Magneten (33) der Abstand zwischen diesen beiden Zuggliedern verringert wird (Fig. 2).

7. Bremseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem äußeren der Zugglieder (31), das von dem Motor (35) angetrieben wird, eine Verriegelungseinrichtung (38) vorgesehen ist, die nach dem Abschalten des Motors (35) no und bei Einschaltung des Bremsmagneten (33) das äußere Zugglied (31) festhält (Fig. 2). _

8. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das zwisehen dem Bremsgestänge (3) und dem Bremsmagneten (40) eingeschaltete Zugglied (42) ein Schraubengetriebe eingeschaltet ist, mittels dessen von dem Antriebsmotor (43) das Bremsgestänge (3) bis zum Anliegen der Bremsklötze an den Bremsflächen bewegt wird (Fig. 4).

Q. Bremseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubengetriebe aus zwei Zuggliedern (42°, 42*) mit entgegengesetztem Gewinde besteht, die in einer die Nabe eines Zahnrades (44) bildenden Mutter geführt sind, wobei das Zahnrad (44) mit dem Ritzel des Antriebsmotors (43) in Eingriff steht (Fig. 4).

10. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der motorische Antrieb des Bremsgestänges von einer an einer Schwinge (52) drehbar gelagerten Kurbelscheibe (51) erfolgt, während andererseits durch den Bremsmagneten (60) die Schwinge (52) gesteuert wird (Fig. S).

11. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei elektrischer Steuerung der Bremse mehrere Bremsmagnete (6ο^α, 6ο^ώ) vorgesehen sind, die über ein System von waagebalkenartig angeordneten Hebeln (61, 62) auf das Bremsgestänge (63) einwirken und bei stufenweiser Einschaltung eine beliebige Regelung des Bremshubes und der Bremskraft ermöglichen (Fig. 6).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen