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Elektrische Bremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf elektrische Bremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Es sollen
eine oder mehrere Bremsen elektrisch angelegt und durch Federwirkung mechanisch
ausgelöst werden. Das elektrische Bremsensystem ist allgemein für einen Wagenzug
anwendbar und kann auch für ein einzelnes Fahrzeug benutzt werden.
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Das Haupterfindungsmerkmal besteht darin, daß die beiden Klemmen der
elektrischen Bremsenbetätigungsvorrichtung gleiches Potential aufweisen, wodurch
sie in elektrischem Gleichgewicht gehalten wird, und durch verstellbare Mittel,
wie Pedal oder Handschalter, das Potential der einen Klemme verringert wird und
das der anderen Klemme aufrechterhalten bleibt, wodurch die Bremsenbetätigungsvorrichtung
zum Ansprechen gebracht wird und die Bremsung erfolgt.
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Die erfindungsgemäße elektrische Bremse arbeitet in ähnlicher Weise
wie die bekannten und erfolgreichen Luftbremsensysteme, ist aber in verschiedener
Hinsicht vorteilhafter als eine Luftbremsenanordnung. Ihre Wirkungsweise ist schneller.
Sie weist eine einfachere Konstruktion auf. Sie kann mit weniger Kosten hergestellt
und montiert werden.
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Ihre Unterhaltungskosten sind geringer, und schließlich ist sie in
ihrer Wirkungsweise höchst zuverlässig. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden
an Hand der Zeichnung beschrieben.
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Fig. i ist die Anordnung der elektrischen Bremse gemäß der Erfindung,
welche nur durch eine Batterie betätigt wird; Fig. 2 und 3 sind in größerem Maßstab
Einzelheiten verschiedener Formen der elektrischen Bremsbetätigungseinrichtung der
Fig. i, wobei Fig. 2 eine Seitenansicht und Fig. 3 ein vertikaler Schnitt ist; Fig.
4 ist die Anordnung des verbesserten Bremsensystems, welche in Abänderung der Anordnung
gemäß Fig. i durch eine Potentialdifferenz zwischen einer Kraftleitung und einer
Batterie betätigt wird;
Fig. 5 stellt eine Abänderung des Bremsensystems
der Fig. 4 mit einer selbsttätigen Not- und Haltebremse dar.
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In Fig. i ist i eine Batterie, die bei 2 geerdet und mit einem veränderlichen
Widerstand 3 verbunden ist. Der Schaltarm 4 des Widerstandes 3 ist durch eine Gelenkstange
5 mit einem Pedal 6 drehbar verbunden, Die Leitung 7 führt über die elektrische
Bremsenbetätigungsvorrichtung 8 zur Erde 9. Die Vorrichtung 8 betätigt einen Arm
io, welcher schwenkbar mit einer Gelenkstange ii verbunden ist, welche wiederum
schwenkbar am Brernsenarm 12 angebracht ist. Der Bremsschuh 13 wird von dem Bremsenarm
12 gehalten. Das eine Ende einer Rückzugfeder 14 ist mit dem Bremsenarm 12 und ihr
anderes Ende an einer geeigneten Stelle '15 des Fahrzeuges befestigt, auf welchem
die Bremsen montiert sind.
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Die elektrische Bremsenbetätigungsvorrichtung gemäß Fig. 2 besteht
im wesentlichen aus einer Solenoidspule 16 mit einem Kern 17, welcher eine starre
Verlängerung 18 für die schwenkbare Verbindung mit dem Arm io aufweist.
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Die Wirkungsweise ist wie folgt: Das Pedal 6 ist schwenkbar bei i9
montiert, und bei Nichtniederdrücken durch den Fahrer wird es durch die Feder 20
in seiner Ruhestellung, wie dargestellt, gehalten. Durch das Niederdrücken des Pedals
wird die Gelenkstange 5 nach rechts gestoßen, dadurch schwingt der Schaltarm 4 und
kommt mit dem Widerstand 3 in Kontakt. Bei weiterem Niederdrücken des Pedals 6 wird
der Arm 4 weiter nach rechts bewegt, bis schließlich genügend Strom durch die Vorrichtung
8 nach Erde 9 fließt. Dadurch wird der Kern 17 (Fig.2) nach links entgegen dem Widerstand
der Feder 14 bewegt. Somit wird der Bremsschuh 13 auf die Bremstrommel oder die
Gleitfläche eines Rades (nicht dargestellt) gedrückt. Das Loslassen des Pedals bewirkt
eine Verminderung des Stromflusses durch die elektrische Einrichtung 8, bis ein
Punkt erreicht ist, wo die Feder 14 den Widerstand des Solenoids 16 überwindet und
der Bremsschuh zurückgezogen wird.
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Die in Fig. 3 dargestellte elektrische Bremsenbetätigungsvorrichtung
besteht im wesentlichen aus einem Elektromotor 27 mit einer Welle 21, welche ein
Ritzel 22 trägt. Das Ritzel kämmt mit einem Zahnrad 23 für die rotierende oder schwingende
Bewegung eines Armes 24, welcher schwenkbar mit der Gelenkstange ii für die Bremsenbetätigung
verbunden ist. Fließt der Strom aus der Leitung 7 durch die Wicklungen des Motors
27 zur Erde 9, wird die Welle 21 mit ihrem Ritzel 22 gedreht. Das Ritzel 22 dreht
das Zahnrad 23, welches den Arie 24 ausschwenkt. Die Motorwicklung ist derart, daß
das Außenende des Annes ii in der Darstellung der Fig. 3 nach rechts ausgeschwenkt
wird. Somit 'wird der Bremsschuh 13 entgegen der Federwirkung 14 angelegt. Bei Verminderung
des Stromflusses durch den Motor 27 bewirkt die Feder 13 die Bewegung der Gelenkstange
i i nach links. Der Bremsschuh 13 wird zurückgezogen, und die Zahnräder 23 und 22
rotieren in umgekehrter Richtung.
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Ein an dem festen Gelenkpunkt 26 montierter Handbremsenhebel 25 dient
als Notbremse beim Parken des Fahrzeuges. Fig. ¢ zeigt eine Abänderung des Systems.
Eine Batterie dient zur Betätigung der Bremsen. Es ist aber eine Hauptleitung mit
der Batterie und mit der einen Seite oder Klemme der elektrischen Bremsvorrichtung
verbunden. Ihr Arbeiten ist von der Potentialdifferenz zwischen Batterie und Hauptleitung
abhängig. In dieser Form kann sich die Hauptleitung 3o durch eine Anzahl von Wagen
eines Wagenzuges erstrecken oder über mehr als ein Fahrgestell eines Straßenfahrzeuges.
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Die Batterie 31 ist bei 32 geerdet und durch eine Leitung 33 mit der
elektrischen Betätigungsvorrichtung 34 verbunden, welche von einer der beiden in
den Fig. 2 oder 3 dargestellten Typen sein kann. Im dargestellten Fall handelt es
sich um die Type der Fig. 3, wobei die Leitung 33 mit der einen Bürste 35 des Motors
verbunden ist. Die Hauptleitung 30 ist mit der Leitung 33 über eine Elektronenröhre
36 verbunden, die Strom von der Leitung 3o nur in einer Richtung fließen läßt. Vor
der Elektronenröhre 36 führt eine Leitung 37 von der Hauptleitung 30 zur
anderen Bürste 38 des Motors. Die elektrische Bremsenbetätigungsvorrichtung weist
einen mit der Gelenkstange 40 schwenkbar verbundenen Arm 39 auf. Die Gelenkstange
40 ist schwenkbar mit dem den Bremsschuh 42 tragenden Bremsarm 31 verbunden. Das
eine Ende der Rückzugfeder 43 ist mit dem Bremsarm 41 verbunden und ihr anderes
Ende an einer geeigneten Stelle 44 des Fahrzeuges befestigt.
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Im Betrieb wird das Potential in der Hauptleitung 3o auf einer bestimmten
Höhe gehalten, damit die Batterie 31 geladen bleibt. Wenn dann der Handschalter
45 in der Leitung 30 geschlossen wird, wird die Batterie 31 aufgeladen. Die
Bürste 35 der elektrischen Einrichtung '34 erhält Strom aus der Leitung 30, ebenso
auch die Bürste 38, so daß die elektrische Einrichtung 34 elektrisch ausgeglichen
ist. Es wird demnach keine Kraft auf den Schwenkarm 39 ausgeübt, und der Bremsschuh
wird in seiner Nichtbremsstellung durch die Rückzugfeder 43 gehalten.
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Wird der Schalter 45 geöffnet, so wird das Potential in der Leitung
37 verringert. Der Spannungsabfall in der Leitung 37 beeinflußt die eine Bürste
38 der Einrichtung 34, aber nicht die andere, welche durch die Batterie 31 und die
Elektronenröhre 36 auf ihrem Potential gehalten wird.
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Dadurch entsteht zwischen den beiden Bürsten oder Klemmen der Einrichtung
34 eine Potentialdifferenz. Der Strom fließt durch die Einrichtung 34 von der Batterie
31 zur Hauptleitung 30 und bewirkt, daß der. Arm 39 nach rechts in der Fig.
4 ausgeschwenkt wird. Die Gelenkstange 40 wird nach rechts gestoßen, damit wird
der Bremsarm 41 bewegt und der Bremsschuh 42 in die Bremsstellung gebracht.
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Wird hierauf das Potential in der Hauptleitung 30 durch Schließen
des Schalters 45 wiederhergestellt, so verschwindet die Potentialdifferenz zwischen
den Klemmen oder Bürsten 35 und 38 der Einrichtung. Die elektrische Bremsenbetätigungseinrichtung
34 wird wieder ausgeglichen, und der Bremsschuh wird durch die Feder 43 zurückgezogen.
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Diese Anordnung ist einfach und im Falle ihrer Anwendung bei einem
Wagenzug sehr sicher, weil ein allgemeines Versagen nur den Teil des Systems auf
der
Seite der Leitung 30 außerhalb der Elektronenröhre beeinflussen
kann, die trotzdem eine Bremsstellung hervorrufen kann. Fehler, die auf der anderen
Seite der Röhre 36 auftreten können, können nicht allgemein sein. Sie werden nur
einen Wagen beeinflussen. In diesem Falle können die Bremsen dieses Wagens dadurch
leicht unwirksam gemacht werden, indem der Schalter 46 in der Leitung 33 geöffnet
oder sonstwie die Batterie 31 abgeschaltet wird. Der Wagenzug kann trotzdem weitergefahren
werden, bis sich eine Gelegenheit ergibt, den Fehler auf dem einen Wagen ausbessern
zu lassen. Für ein allgemeines Versagen infolge eines Unglücksfalles kann zur Ergänzung
der Leitung 30 eine Hilfsleitung vorgesehen sein, bis die Hauptleitung wieder
ausgebessert ist.
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Eine Handbremse für längeres Parken dürfte bei obigem System zweckmäßig
sein. Ein selbsttätiges Bremsen beim Parken ohne Stromfluß kann man anwenden, wie
sich dies aus der Beschreibung der Fig. 5 ergibt.
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In diesem Falle wird die Hauptleitung 5o auf einem Potential gehalten,
welches ausreicht, um die Batterie 51 aufgeladen zu halten. Die Erde 52 dient zur
Ladung der Batterie. Der Stromfluß zur Batterie 51 geht über eine Elektronenröhre
53, welche den Strom nur in der Pfeilrichtung fließen läßt. Die Leitung 54 führt
von der Batterie 51 zu der einen Seite oder Klemme 55 einer elektrischen Bremsenbetätigungseinrichtung
56, und eine zweite Leitung 57 führt oberhalb der Elektronenröhre 53 von der Leitung
50 zur anderen Seite oder Klemme 58 der Einrichtung. Die dargestellte Bremsenbetätigungseinrichtung
ist von der in der Fig. 2 gezeigten Type. Man hat eine Solenoidspule 59 mit einem
Kern 6o, der bei Herstellung einer Potentialdifferenz zwischen den Klemmen 53 und
58 hochgezogen wird.
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Ist der Schalter 61 in der Leitung 5o geschlossen, so hat man keine
Potentialdifferenz zwischen den Leitungen 54 und 57. Die Solenoidspule 59 ist nicht
erregt, und ihr Kern 6o befindet sich in der gezeigten Stellung. Wird der Schalter
61 geöffnet, dann tritt eine Potentialverminderung in der Leitung 57 auf, und es
fließt von der Batterie 51 durch die Spule 59 Strom. Sie wird erregt, und der Kern
6o wird in die Spule gezogen. Die Verlängerung 63 des Kernes 6o weist einen durchgehenden
Stift 81 auf, um gegen einen Arm 64 anschlagen zu können, der durch die Gelenkverbindung
65, 66, 67 und 68 mit dem Bremsschuh so verbunden ist, daß beim Hineinziehen des
Kernes 6o in die Spule der Bremsschuh 69 in die Bremslage gebracht wird.
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Die Wirkungsweise ist ganz ähnlich der bereits an Hand der Fig. 4
beschriebenen Wirkungsweise. Es ist eine Haltebremse zugefügt. Sie besteht aus einer
Verlängerung 70 des Kernes 6o und 63 mit einer Platte 71, welche an der Verlängerung
7o befestigt ist und die Solenoidspule 72 trägt. Rings um die Solenoidspule 72 befindet
sich eine Schraubenfeder 73. Die Ankerplatte 74 umfaßt gleitbar das Verlängerungsstück
70 und ruht auf der Feder 73. Die Solenoidspule 72 erhält Strom aus einer
Leitung 75 unabhängig von der Leitung 50.
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Solange Strom durch das Solenoid 72 fließt, wird die Ankerplatte 74
angezogen gegen die Federwirkung 73 gehalten. Die elektrische Bremsenbetätigungsvorrichtung
56 arbeitet dann so, als ob die genannte Bremseneinrichtung nicht vorhanden wäre.
Wird der Schalter 76 der Leitung 75 geöffnet, so hört der Stromfluß durch das Solenoid
72 auf. Durch die Feder 73 wird die Ankerplatte 74 entlang dem Verlängerungsstück
70 und 63 nach oben gehoben, wodurch das damit in Berührung kommende Ende
des Armes 64 hochgehoben wird. Die Gelenkverbindung 65, 66, 67 und 68 wird betätigt,
der Bremsschuh 69 angelegt, und die Bremsung bleibt bestehen. Wenn hierauf ein Bremsvorgang
durch Potentialabfall in der Leitung 5o hervorgerufen wird, wird der Kern 6o in
die Spule 59 gezogen. Dadurch wird die Platte 71 der zweiten Vorrichtung hochgehoben,
und die Ankerplatte 74 kommt wieder auf die Solenoidspule 72 zu liegen. Durch Schließen
des Schalters 76 hält dann die Solenoidspule 72 die Ankerplatte 74 angezogen, und
die Feder 73 ist im zusammengedrückten Zustand für einen neuen Bremsvorgang bereit.
Dieses System ist sehr wirksam, da, falls das ganze System, welches auf die Leitung
50 und sämtliche Batterien 51 anspricht, ausfallen sollte, die Bremsen noch immer
durch Öffnen des Schalters 76 angelegt werden können.
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Falls die Bremse durch diese Einrichtung angelegt und nur ein einziger
Wagen angehalten wird, dürfte es zweckmäßig sein, eine Bremsenauslösung von Hand
vorzusehen. Dies geschieht durch das Gelenkstück 77, dessen eines Ende schwenkbar
mit dem Bremsarm 68 und dessen anderes Ende mit dem Gelenk 78 verbunden ist. Letztgenanntes
ist schwenkbar bei 79 mit einem feststehenden Teil 8o des Fahrzeuges verbunden.
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Es ist klar, daß die durch das Bremspedal und den veränderlichen Widerstand
in der Fig. i dargestellten Mittel zum allmählichen Anlegen der Bremsen ebenso anwendbar
sind für die Systeme der Fig. 4 und 5.