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Einrichtung zum Steuern von Bremsen, insbesondere für Eisenbahnen
und Kraftwagen Bei Last- oder Eisenbahnzügen tritt die Aufgabe auf, vom Triebwagen
oder einer Lokomotive aus, mehrere an verschiedenen Stellen, insbesondere auf den
verschiedenen angehängten Fahrzeugen angeordnete Verteilerorgane für ras Betriebsmittel
der Bremsen zu steuern. Man hat diese Aufgabe bereits dadurch gelöst, daß -man im
Führerstand des Triebfahrzeuges oder der Lokomotive ein Steuerventil anordnete,
mit dessen Hilfe man die auf der Lokomotive und den einzelnen angehängten Fahrzeugen
angeordneten Verteilerorgane der Drückluftbremsen verstellte. Diese bekannte Anordnung
reicht jedoch nicht aus, um eine Vielzahl von Bremsstufen zu steuern, wie es bei
der Zunahme der Fahrgeschwindigkeit zur feinfühligen Steuerung der Bremsen verlangt
wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Steuern von
Bremsen, insbesondere für Fahrzeuge (Eisenbahnfahrzeuge oder Kraftfahrzeuge), zu
schaffen, welche es ermöglicht, zur Bremsregelung dienende - Organe (Verteilerorgane,
Zylinder o. dgl.) -in eine Mehrzahl von ganz bestimmten Stellungen zuführen. Die
Einrichtung soll dabei so ausgebildet sein, daß ohne weiteres eine Vielfachsteuerung
möglich ist, :d. h. also durch einen einzigen elektrischen Steuerschalter eine Mehrzahl
von Regelorganen in verschiedene Steuerstellungen gebracht werden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Steuern von Bremsen,
insbesondere für-Eisenbahnwagen und-Kraftwagen, mit an verschiedenen Stellen, z.
B. auf verschiedenen
Fahrzeugen, angeordneten Verteilerorganen
zur Regelung des Betriebes mittels der Bremsen durch einen mehrstufigen Bremsregelschalter,
der eine der Anzahl der Bremsstufen entsprechende Zahl von Bremsstellungen hat.
Erfindungsgemäß zeichnet sich diese Einrichtung dadurch aus, daß durch den Bremsregelschalter
eine Anzahl von die mehrstufige Einsteuerung der Verteilerorgane ermöglichenden
elektrisch gesteuerten Antriebseinrichtungen betätigt wird und daß in Abhängigkeit
von der Beweglichkeit der elektrischen Antriebseinrichtungen oder der mit ihnen
zusammenarbeitenden mechanischen Übertragungsmittel :das Verteilerorgan in eine
der jeweiligen Stellung des Bremsregelschalters entsprechende Stellung bewegt wird.
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Mehrere Ausführungsbeispiele für die Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt. Der Befehlsschalter i ist mit seiner Welle :2 drehbar gelagert und
hat ein Kontaktstück 3, das mit den Kontakten 4., 5, 6, 7, 8 und 9 zusammenwirkt.
Vom Befehlsschalter i wird ferner ein Schieber Io verstellt. Von den Kontakten 4
bis 9 sind Leitungen zu den Magnetwicklungen i i, 12, 13, 14, 15 und 16 geführt,
deren Kerne sich auf Hebeln 17, 18, i9 und, 2o abstützen. Die Hebel 17 und 18 stützen
sich auf einem weiteren Differentialhebel 2I, die Hebel i9 und 2o auf dem Differentialhebel
22 ab, während die Differentialhebel 21 und 22 über einen Differentialhebel 23 auf
den Stößel 24 wirken. Eine Feder 25 sucht die Hebel 17 bis 23 und die Stößel der
Elektromagnete in der :dargestellten Lage zu halten. Am Stößel 24 ist der Winkelhebel
26 geführt, der über eine Stange 27 mit dem Verteilerorgan 28 einer nicht dargestellten
Druckluftbremse in Verbindung steht.
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Gleichachsig mit der Stange 2.7 ist die Stange 29 eines Kolbens 3o
angeordnet, die durch eine Feder 31 im Zylinder 32 in der gezeichneten Lage gehalten
wird, jedoch den Verteiler 28 in eine Bremsstellung zu führen vermag, sobald der
Kolben 30 von links her durch Druckluft beaufschlagt wird. Dies geschieht
dann, wenn der Befehlsschalter in die Stellung 33 geführt wird. In dieser Stellung
verbindet der Schieber Io den Zylinder 32 über. die Leitungen 34 und 35 mit dem
Druckluftbehälter 36. Die Luft strömt in den Zylinder 32 und führt :den Kolben
30 und damit auch das Verteilerorgan 28 in die Bremsstellung.
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Bei -.der dargestellten Anordnung lassen sich durch die Einstellung
des Befehlsschalters in :die verschiedenen Bremsstellungen sechs Bremsstufen einstellen,
.deren Größe durch die Endstellung des oder der jeweils eingeschalteten Magnete
iI bis 16 eindeutig festliegt. Die Einrichtung läßt sich nicht nur zum stufenweisen
Erhöhen des Bremsdruckes verwenden, sondern damit auch von jeder Bremsdruckstufe
:durch Bewegen des Befehlsschalters entgegen :dem Uhrzeigersinne den Bremsdruck
auf einen geringeren Betrag einstellen.
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Die in der Fig. 2 dargestellte Anordnung zeigt eine Ausführungsform
der Erfindung, beider man mit nur drei vom Befehlsschalter betätigten Magneten auskommt.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel, bereits beschriebene Teile sind"
mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Vom Befehlsschalter können über die Leitungen
37, 38 und 39 die Magnete 4o, .41 und 42 an Spannung gelegt werden.. Die Kerne :der
Magnete 41 und 42 sind über einen Differentialhebel 43 miteinander verbunden, der
über eine Lasche 44 an einem weiteren Differentialhebel 4.5 angreift. An einem Endpunkt
.des Differentialhebels 45 ist über eine Stange 46 der Kern des Magneten 4o angelenkt,
während der andere Endpunkt des Hebels über eine Lasche 47 und eine Stange 48 mit
dem Verteilerorgan 28 in Verbindung steht. Der Kolben 30 ist bei diesem Ausführungsbeispiel
über einen zweiarmigen Hebel 49 mit dem Verteilerorgan verbunden und gestattet im
-Notfall die unmittelbare Verstellung des Verteilerorgans 28 durch Druckluft. Die
Stange .46 wird durch eine Druckfeder 5o in der dargestellten Endlage gehalten,
während eine Zugfeder 51 den Differentialhebel 43 in der dargestellten Endlage hält,
solange keiner der Magnete 4.1 oder q.2 erregt wird. Durch Einschalten eines oder
gleichzeitiges Einschalten zweier oder aller Magnete 4.o, .11, 42 lassen sich verschiedene
Bremsstellungen :des Verteilerorgans 28 und dementsprechend auch verschiedene Bremsdrücke
erzielen. Hierbei dient die Kopplung der Differentialhebel 43 und 45 dazu, die Zahl
der einzelnen Bremsstufen zu erhöhen.
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Bei .der in der Fig.3 ,dargestellten Ausführungsform dient als Antriebseinrichtung
zum Verstellen des der Einfachheit halber nicht dargestellten Verteilerorgans eine
Schwinge 52, die über eine Stange 53 am Verteilerorgan angreift und durch zwei Solenoide
5,4 und 55 in der einen oder anderen Richtung verstellt wird. An der Schwinge ist
eine
unter Wirkung einer Feder 56 stehende zweiteilige Verriegelungseinrichtung
57 angeordnet, die mit elektromagnetisch gesteuerten Sperrgliedern 58 bis 66 zusammenarbeitet.
Entsprechend der Einstellung des Befehlsschalters i wird die Schwinge 52 in der
einen oder anderen Richtung bewegt und gleichzeitig :das der gewünschten Bremsstufe
zugeordnete Sperrglied in die Bewegungsbahn der Verriegelungseinrichtung 57 gebracht.
Kommt -die Schwinge in die eingestellte Lage,
so -kommt die Verriegelungseinrichtung
57 mit dein dem Bremsdruck zugeordneten Sperrglied, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
dem Sperrglied 58, zum Eingriff und hält diesen Bremsdruck bis zur Einstellung eines
anderen Bremsdruckes oder bis zum Lüften der Bremse durch den Befehlsschalter i
aufrecht.
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Da die unmittelbare Durchführung der Einstellung der Verteilerorgane
verhältnismäßig große Magnete bedingt, ist man bei dem in der Fig. 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel dazu übergegangen, .die einzelnen Bremsstufen der Verteilerorgane
nicht durch .die diesen Bremsstufen zugeordneten Magnete unmittelbar steuern zu
lassen, sondern zwei Antriebsmagnete 54 und 55 vorzusehen, die zur Verstellung ,des
Verteilerorgans über den gesamten Arbeitsbereich .dienen, und zur Einstellung der
einzelnen Bremsstufen Sperrglieder vorzusehen, zu deren Einstellung kleine Kräfte
genügen. Der Antrieb der Sperrglieder 58 bis 66 kann daher von sehr kleinen Magneten
durchgeführt werden.
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Bei dem in der Fig. 4 :dargestellten Ausführungsbeispiel dient zum
Einstellen des Verteilerorgans 28 ein Hilfskolben 67, dessen Steuerschieber 68 durch
zwei Elektromagnete 69 und- 70 gesteuert wird. An der vom Hilfskolben zum
Verteilerorgan führenden Stange sind Rasten 71 angeordnet, in die ein Sperrstift
72 eingreifen kann. Eine Feder 73 sucht den Sperrstift mit den Rasten
71 in Eingriff zu halten, während zur Aufhebung der Verriegelung die Magnete
74 und 75 dienen. Von der Stange :des Kolbens 67 wird über eine Verzahnung 76 das
Ritzel 77 einer Schaltwalze 78 angetrieben, über die der Stromkreis der Magneten
69, 74 und 75 geführt ist. Im Stromkreis des Magneten 69 ist noch ein Schalter 79
vorgesehen, der den Stromkreis .des Magneten 69 so lange unterbrochen hält, bis
der Sperrstift 72 aus der Rast in der Stange des Kolbens 67 herausgehoben ist. Vom
Luftbehälter 36 ist eine zusätzliche Leitung 8ö zum Steuerschieber 68 geführt. Der
Stößel 29 am Kolben 30 gestattet im Notfall Tiber einen Hebel bi die Verstellung
des Steuerschiebers 68 im Bremssinn und das Ausrücken des Sperrstiftes 72, so daß
die Bremsung auch rein pneumatisch durchgeführt werden kann.
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Bei dem in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel für die Erfindung
werden in ähnlicher Weise wie bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
mehrere untereinander ,gekoppelte Differentialhebel verwendet. Bei der dargestellten
Ausführungsform dienen zum Einstellen des Verteilerorgans 28 vier Hilfskolben 82,
83, 84 und 85, die je paarweise durch die Differentialhebel 86 und 87 miteinander
verbunden sind. Die Differentialhebel 86 und 87 stehen über die Stangen 88 und 89
mit einem weiteren Differentialhebel 9o in Verbindung, der seinerseits über den
Hebel 9,1 und die Stange -)2 am Verteilerorgan 28 angreift. Den einzelnen Hilfskolben
sind elektrisch gesteuerte Ventile 93, 94, 95 und 96 zugeordnet, die je nach der
Stellung des Befehlsschalters i einzeln oder in beliebiger Kombination gesteuert
werden können. Bei dieser Anordnung sind acht verschiedene Bremsstellungen möglich.
Die unter der Belastung der Federn 97 und 98 stehenden Kolben 99 und Ioo dienen
im Notfall dazu, die Bremse auf rein pneumatischem Wege mit dem Höchstdruck anzulegen.
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Mit :den Kolben 82, 83, 84 und 85 sind kleine Kolben IoI, Io2, Io3
und Io4 starr verbunden, ;die zum Zurückführen der gesamten Einrichtung in die dargestellte
Außerbetriebsstellung :dienen. -Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel
sind mehrere Hilfskolben Io5, i o6, 107 und i o8 hintereinander angeordnet. Den
Kolben Ios, Io8 sind die Zylinder Io9 bis II2 zugeordnet. Der Zylinder II2 ist fest
angeordnet, während die übrigen Zylinder axial verschiebbar sind. I 13 bis
I 16 sind die Zuleitungen zu den Zylindern, in welche die elektrisch gesteuerten
Regelorgane 117 bis 120 eingeschaltet sind. Mit Ausnahme der Zuleitung i 16
zu :dem Zylinder 112 sind :die übrigen Zuleitungen entsprechend der Beweglichkeit
;der Zylinder nachgiebig oder beweglich ausgebildet.
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Der Kolben Io6 steht mit dem Zylinder Io9 in fester Verbindung, so
daß durch die Beaufschlagung des Kolbens Io6 über -die Leitung I i4 sogleich auch
der Zylinder Io9 nach rechts: bewegt wird. In gleicher Weise ist auch der Kolben
i o7 mit :dem Zylinder i i o und der Kolben i o8 mit .dem Zylinder i i i verbunden.
Man kann nun wahlweise durch Beaufschlagung des Kolbens 105 eine verhältnismäßig
geringe Bremsstufe einstellen. Weiterhin ist es möglich, nur ,den Kolben i o6 zu
beaufschlagen, und auf :diese Weise die etwas größere, der Hublänge :des Kolbens
im Zylinder iIo entsprechende Bremssteuerbewegung durchzuführen. Durch gleiches
Beaufschlagen der Kolben Io6 und Io5 läßt sich eine dritte Bremsstufe einstellen.
Entsprechende Kombinations- und Permutationsmöglichkeiten ergeben sich bei der Beaufschlagung
der übrigen Kolben.
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Bei der in der Fig.7 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind
die ebenfalls gleichachsig .angeordneten Zylinder der einzelnen Hilfskolben baulich
vereinigt. Konzentrisch zu ihnen befindet sich eine der Zahl der beaufschlagten
Zylinderräume entsprechende
Anzahl von ortsfesten Zuleitungen,
die ihrerseits über elektrische Steuerglieder in Abhängigkeit vom Befehlsschalter
verstellbar sind. Der Hilfskolben I2I kann über den Raum 122 und den Kanal 123 beaufschlagt
werden. Da sich der Hilfskolben auf der Traverse 124 abstützt, wird der Zylinder
12S so weit angehoben, bis der Kolben 121 auf das einstellbare Widerlager 126 trifft.
Über den Kanal 127 kann :der Kolben 128 beaufschlagt wenden, wodurch sich eine weitere
Bremsstufe durch alleinige Beaufschlagung dieses Kolbens und eine .dritte Bremsstufe
durch gemeinsame Beaufschlagung der Kolben 121 bis 128 ergibt. Der Teil 129 enthält
zwei Zylinder, in -denen die Kolben 130 und 131 geführt sind. Durch Zuleitung von
Druckluft über die Räume 13a und 133 sowie die Kanäle 134 und 135 können
die Kolben 130 und 131 beaufschlagt werden. Es lassen sich in der gleichen Weise
wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 eine große Anzahl von Bremsstufen durch
Steuerungen der nicht dargestellten elektrischen Steuerglieder entsprechend der
Stellung des Befehlsschalters i einstellen. Während bei der in der Fig. 6 dargestellten
Ausführungsform bewegliche Zuleitungen zu den einzelnen Zylinderräumen erforderlich
waren, kann man bei der dargestellten Ausführungsform mit ortsfesten Zuleitungen
auskommen, so daß die Gefahr der Beschädigung der Zuleitungen vermieden ist. Die
ortsfesten Zuleitungen sind mit 136, 137, 138 und 139 bezeichnet. Die eingestellte
Bremsstufe wird jeweils über den mit dem in der Betriebsstellung 131 bezeichneten
Kolben 131 verbundenen Stößel I4o übertragen.
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In der Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung
nach der Erfindung schematisch im Schnitt dargestellt, welches im wesentlichen eine
kinematische Umkehr des bisher beschriebenen Ausführungsbeispiels ist, indem nämlich
der Zylinder selbst stillsteht und er mehrere sich mit verschieden großen Hüben
bewegende Kolben enthält. Diese Anordnung hat .den weiteren Vorteil einer besseren
baulichen Ausgestaltung und einer leichteren Herstellung sowie einer vorteilhafteren
Unterbringungsmöglich- . keit der Bremseinrichtung, indem *diese außen ein feststehendes
Gehäuse hat, in welchem alle beweglichen Teile im Innern geschützt angeordnet sind.
Diese Anordnung ist im wesentlichen dadurch möglich geworden, daß die einzelnen
Kolben im Zylinder hintereinander, also in Reihe geschaltet sind und verschieden
große Hübe haben. Das Zylindergehäuse hat sechs Druckluftstutzen und ebenso viele
Kammern, die durch fünf gegeneinander bewegliche Kolben gebildet werden. Der an
der Zylinderbodenseite befindliche Kolben stützt sich gegen den Zylinderboden ab,
der an der Zylinderöffnungsseite befindliche Kolben wird von einer sich gegen den
Zylinderdeckel legenden Feder vorwärts geschoben, so @daß durch diese Feder normalerweise
sämtliche Kolben stets gegen den folgenden Kolben und der letzte auf den Zylinderboden
gedrückt wird. Die einzelnen Zwischenkolben sind mit Kolbenstangen zur Führung des
folgenden Kolbens versehen. Der Zylinder ist mit 141 und seine sechs Anschlußstutzen
sind mit 1q.2 bis 147 bezeichnet. Der Bodenkolben 148 kat einen Ansatz i49, mit
.dem er sich gegen den Zylinderboden i 5o stützt. Ferner hat er eine Führung 151
für den Zwischenkolben 15a. Der Zwischenkolben 152 kann sich gegenüber dem Kolben
148 um ein durch :die Anschläge 153 und 154 begrenztes Stück verschieben. In gleicher
Weise sind die Kolben 16o, 161, 162 mit dem jeweils @davorliegenden Kolben verbunden.
Ein Unterschied besteht lediglich darin, daß .die Bewegungsmöglichkeit der ein-
i zelnen Kolben gegenüber ihrem Führungskolben verschieden groß ist. Der Kolben
16o kann sich gegenüber dem Kolben 152 um den gleichen Hub wie der Kolben 152 gegenüber
.dem Kolben 148 bewegen. Der Kolben 161 hat jedoch ;dem Kolben 16o gegenüber eine
Bewegungsmöglichkeit von 3 Hubeinheiten, wenn der Kolben 16o sich um eine Hubeinheit
bewegt. Der Kolben 162 kann sich um 6 Hubeinheiten, also um doppelt soviel wie der
Kolben 161, bewegen. Die Anordnung hat den Vorteil, -daß man sowohl mit Druckluft
als auch elektrisch .die volle Rückstellung bzw. den vollen Hub der Bremssteuervorrichtung
erreichen kann. Die volle Rückstellung wird erzielt, wenn lediglieh in den Stutzen
147 die Druckluft einströmt und alle anderen Stutzen 142 bis 1:I6 :die Luft in den
einzelnen Kammern ins Freie gelangen lassen. Der volle Hub wird erreicht, wenn die
Druckluft durch den Stutzen 142 unter den Kolben 148 strömt, wobei aus allen anderen
Kammern :die Luft ins Freie entweicht.
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Zur Steuerung der einzelnen Kolben in dem gemeinsamen Zylinder dient
ein Befehlsschalter i und ein Schieber io, welche in der gleichen Weise wirken wie
die bei den anderen Ausführungsbeispielen verwendeten gleichartigen Befehlsschalter
und Steuerschieber. Der Schieber i o ist durch eine Leitung 165 mit dem Stutzen
142 und durch eine Leitung 1c36 mit dem Stutzen 147 verbunden. Die Leitung 168 führt
zu den übrigen Stutzen 143 bis 146. Vor jedem Stutzen ist ein elektrisch gesteuertes
Ventil angeordnet, das durch elektrische Leitungen 169 bis 172 mit dem Befehlsschalter
i verbunden ist.
Die zu den einzelnen Stellungen o bis 12 des Befehlsschalters
i gehörenden Kolbenstellungen sind in der Tabelle neben der Fig. 8 im einzelnen
angegeben. In dieser Tabelle ist angegeben, welche von den Magnetventilen eingeschaltet
und welche ausgeschaltet sind.