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Druckluftbremse, insbesondere für die Lokomotiven von Grubenzügen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckluftbremsanlage, die insbesondere bei den
Kohlen- und Abraumförderzügen Anwendung findet und deren Eigentümlichkeit vornehmlich
darin besteht, daß der Wagenzug mittels der bekannten automatischen oder indirekt
wirkenden Druckluftbremse abgebremst wird, die sich auch an der Lokomotive befindet,
daß aber an letzterer darüber hinausgehend, also zusätzlich zu jener Einrichtung,
.noch eine-Vorrichtung-zur direkten oder unmittelbaren Bremsung vorgesehen ist.
Diese zusätzliche Bremsvorrichtung hält man für erforderlich, um beim Vorrücken
des meist aus Selbstentladewagen bestehenden Wagenzuges zu der Entladestelle den
Zug schnellstens an der gewünschten Stelle zum Halten. zu bringen. Hierfür eignet
sich die direkte Bremse der Lokomotive wegen ihrer feinfühligen Abstufbarkeit besonders
gut.
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Bei der bislang bekannten Druckluftbremse der angegebenen Art wird
die Ausführung einer direkten Bremsung nicht mit einem besonderen Führerventil durchgeführt,
wie dies etwa bei den mit Haupt- und Zusatzbremse ausgerüsteten Lokomotiven der
Reichsbahn der Fall ist, sondern das Führerventil der Lokomotiven der Grubenbahnen
ist so eingerichtet, daß auf die Fahrtstellung in Richtung auf die Bremsstellungen
hin zuerst die Stellung für die direkte Bremsung der Lokomotive folgt. Soll also
der Zug lediglich automatisch gebremst werden,
so muß der Bedienungshebel
des Führerventils schnell über die Stellung für direkte Bremsung der Lokomotive
hinweg in die Zugbremsstellung verlegt werden.
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Schon hierbei kann ungewandte Bedienung der Bremse zu der unerwünschten
Erscheinung führen, daß bei zu langsamer Bewegung des Bedienungshebels des `Führerventils
eine direkte Bremsung der Lokomotive erfolgt, die ein Auflaufendes schwächer gebremsten
Wagenzuges auf die Lokomotive zur Folge hat.
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Der Umstand, daß für die Betätigung der direkten Lokomotivbremse und
der automatischen Lokomotiv- und Zugbremse nur eineinziges Bedienungsglied vorgesehen
ist, was man an sich als Vereinfachung der Anlage begrüßen kann, hat noch weitere
Nachteile im Gefolge: Soll nur die direkte Lokomotivbremse angezogen werden (Fahrt
in sanftem Gefälle), so wird durch das Verlegen des Führerventils in die betreffende
Lage die Verbindung der Zugbremsleitung mit dem Hauptluftbehälter der Lokomotive
über den bekannten Druckregler gesperrt; die Zugbremslekung bekommt also keinen
vom Druckregler in der Druckhöhe eingestellten Zuschuß von Druckluft. Da aber gerade
im rauhen Bergwerksbetrieb die Fahrzeuge wenig pfleglich behandelt werden, ist die
Zugleitung der Bremse meist stark undicht; fällt die Zufuhr von Druckluft über den
Druckregler weg"so bremst sich der Zug über Leitungsundichtigkeiten in zunehmender
Maße ein und kommt vorzeitig zum Halten. - Ein anderer Nachteil-der bekannten, gemäß
der Erfindung zu verbessernden Bremseinrichtung besteht darin, daß, wenn durch Vermindern
des Bremsleitungsdrucke, eine Vollbremsung an Lokomotive und Wagenzug ausgeführt
wurde und der Lokomotivführer lediglich die Bremswirkung der Lokomotive durch Verlegen
des Führerventilhebels in die Stellung für Lösen der Lokomotivbremse (direkte Bremse)
abzuschwächen oder aufzuheben sucht, die Entlüftung sich nicht auf den Bremszylinder
beschränkt, sondern sich auch auf den Hilfsbehälter erstreckt, weil. dieser durch
das, in Bremsstellung verbleibende Steuerventil der automatischen oder indirekten
Bremse mit dem Bremszylinder verbunden bleibt. Die Hilfsbehälterluft gehtin diesem
Falle nutzlos verloren, und der Lösevorgang wird wegen der Notwendigkeit des Auslassens
größerer Luftmengen (Bremszylinder und Hilfsbehälter) verzögert.
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Die Verbesserung einer solchen Bremsanlage gemäß der Erfindung soll
sich dahin auswirken, daß die Bedienung der indirekten Bremse jederzeit durchführbar
sein soll, ohne die direkte Lokomotivbremse hierbei ansprechen zu lassen, daß ferner
die direkte Lokomotivbremse nach Bedarf bedient werden kann, ohne an der jeweiligen
Wirkung der indirekten Bremse etwas zu ändern. Ferner soll bei Ausführung einer
direkten und automatischen Schnellbremsung das Nachfüllen des Hilfsbehälters "beim
direkten Auffüllen des Bremszylinders vermieden wenden; ebenso soll beim direkten
Lösen der Lokomotivbremse .das unerwünschte. Entleeren des Hilfsbehälters vermieden,
werden. Schließlich soll, wenn die Bremsleitung des Zuges- stak undicht ist, was
beim rauhen Grubenbahnbetrieb so gut wie unvermeidlich ist, der eingestellteDruck
in der Bremsleiteng bei eingeleiteter Bremsung auch dann erhalten bleiben, wenn
die direkte Lokomotivbremsung benutzt wird (Fahrt im Gefälle).
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Um bei grundsätzlicher Beibehaltung der zweifachen Bremssteuerung
die erwähnten Nachteile zu vermeiden, ist das, Führerbremsventil mit. getrennten
Steuermitteln für die direkte und die indirekte Bremse ausgestattet. Ein zwischen
dem Hauptluftbehälter und der indirekten Bremsleitung angeordnetes Druckhalteventtil
sorgt außerdem dafür, daß der in der indirekten Bremsleitung jeweils eingestellte
Druck durch Nachspeisen aufrechterhalten wird; geeignete Absperrventile unterbrechen
ferner die Verbindung zwischen Hilfsluftbehälter und Bremszylinder bei Betätigung
der direkten Bremse.
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Die Steuerung der direkten Bremse leitet ein an sich bekanntes Doppelventil
ein, das durch eine am Bremsgriff angelenkte Klinke bedient werden kann. Da die
Durchlaßfluerschnittte des Doppelventils nicht genügen, um die großen Bremszylinderräume
der schweren Grubenlokomotiven schnell genug aufzufüllen und zu entleeren, dient
es nur zur Vorsteuerung zweier Übertragungsventile, die ihrerseits die nötigen Durchlässe
für das Be- und Entlüften der Bremszylinder freilegen. Das Schema einer Bremsanlage
für eine Grubenlokomotive mit den Sondereinrichtungen gemäß der Erfindung ist in
der Zeichnung veranschaulicht.
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Das Führerventil i besitzt den bekannten, mittels drehbaren Handgriffs
2 zu betätigenden-Drehschieber 3 für die selbsttätige oder indirekte Bremse und
eine mit dem Handgriff 2 verbundene, in der senkrechten Ebene -zu betätigende Klinke
q., mittels deren die durch eine Feder auseinandergedrückten Ventile 5 und 6 betätigt
werden,. die die Enden einer Längsbohrung in der Spindel des, Drehschiiebers 3 beherrschen,
die außerdem Querbohrungen aufweist. Das Gehäuse des Führerventils i steht über
eine Leitung 7 und das in ihr befindliche Druckminderventil 8 mit dem durch eine
Luftpumpe mit Druckluftversorgten Hauptbehälter 9 in Verbindung. Eine Leitung io
stellt die Verbindung des Drehschieberspiegela mit dem Staubehälter i i und weiterhin
mit der Steuerkammer des Druckhalteventils 12 her, das durch die Leitung 13 mit
dem Haupitluftbehälter 9 verbunden ist. Das Druckhalteventil 12 besitzt, einen Doppelkolben
1q.-15.. Der zwischen den Kolben befindliche Raum ist mit der Außenluft verbunden.
Die Kolbenverbindungsstange besitzt eine Längs- und eine Querbohrung. Die Längsbohrung
wird durch das Ventil 16 beherrscht. Der Raum oberhalb des Kolbens 15 ist mit der
indirekten oder selbsttätigen, durch den Zug hindurchgeführten Bremsleitung 17 verbunden.
Das, Ventil i6 ist mit dem Vorsteuerventil 18 zu einem Doppelventil verbunden und
in dem Hauptventil i8a geführt: Die Ventile 18 und 18a beherrschen die Verbindung
zwischen dem Haupt-Behälter 9 (Leitung 13) und der selbsttätigen oder indirekten
Bremsleitung 17. An letztere ist in hekanuter
Weise über ein Steuerventil
ig der Hilfsbehälter 2o angeschlossen. Die vom Steuerventil ig beherrschte Verbindung
zwischen diesem und dem Bremszylinder 2o11 ist über ein Absperrventil 21 geführt,
das durch einen Stufenkolbensatz 22-23 gesteuert wird. Die Kammer unter dem
Kolben 22 ist durch eine Drosselbohrung mit dem Raum zwischen den beiden Kolbenstufen
22 und 23 verbunden; bei plötzlichem Druckabfall in letzterem schließt der in der
Unterkammer entstehende Überdruck den Durchlaß und unterbricht die Verbindung zwischen
Hilfsbehälter 2o und Bremszylinder 2o11. Außerdem ist zwischen dem Absperrventil
21 und dem Bremszylinder 2o11 ein bei derartigen zusammengesetzten Bremssystemen
bekanntes Rückschlagventil2q. angeordnet. Dem Bremszylinder 2o11 ist das Bremsventil
25 und das Löseventil 26 vorgeschaltet, die von dem Doppelventil in der Schieberspindel
gesteuert werden.
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Die Bedienungs- und Wirkungsweise der dargestellten Bremsvorrichtung
ist u. a. die folgende: Zum Zweck der Abbremsung der Lokomotive und des Zuges mittels
der selbsttätigen (indirekten) Bremse wird mittels des Handgriffs 2 der Drehschieber
3 im Führerventil i. in eine Lage gebracht, in der er den Staubehälter i1 über die
Leitung io entlüftet (auf der Zeichnung dargestellte Sachlage). Die Entlüftung des
Staubehälters io wird nur bis zu dem Grade der gewünschten Bremsstufe getrieben.
Der auf die Oberseite des Kolbens 15 im Druckhalteventil 12 wirkende Druck der Leitung
17 treibt den Kolbensatz 1q.-15 abwärts; bei geschlossen bleibendem Ventil 18 und
18a gibt das Ventil 16 die Längsbohrung in der Verbindungsstange der Kolben 14 und
15 frei und die Druckluft der Bremsleitung 17 entweicht über die Kolbenstangenbohrungen
und die Gehäuseöffnung ins Freie. Die Drucksenkung in der indirekten Bremsleitung
17 erfolgt nach Maßgabe der Druckminderung im Staubehälter ii. Sie hört auf, sobald
der Druck in der Leitung 17 dem im Behälter i i herrschenden Druck entsprechend
angeglichen ist. Das Steuerventil ig läßt Druckluft aus dem Hilfsbehälter 2o über
das Absperrventil 2i und das Rückschlagventil 2q. in den Lokomotivbremszylinder
2o11 strömen, bis in diesem der gewünschte Bremsdruck erreichet ist, worauf das
Steuerventil ig in die Abschlußstellung geht. Sollte durch Undichtigkeiten der Rohrleitungen
oder Schlauchkupplungen in der Bremsleitung 17 der Druck weiter sinken, als es der
im Staubehälter i i eingestellten Druckstufe entspricht, so verschiebt sich der
Kolbensatz 1q.-15 im Druckhalteventil 12 nach oben, das Ventil 18 öffnet sich und
läßt Hauptbehälterluft so lange in die Bremsleitung strömen, wie das zur Aufrechterhaltung
des eingestellten Druckes erforderlich ist. Ergibt, sich die Notwendigkeit, die
Bremswirkung der Lokomotive etwa zum Zweck raschen Anhaltens an der Entladestelle
oder aus anderem Grunde zu vermehren, so wird die Klinke q. am Führerhebel i betätigt.
Das Ventil 5 wird geschlossen, das Ventil 6 geöffnet. Hauptbehälterluft strömt über
die. Leitung 7, Ventil 6, die oben durch das Ventil 5 geschlossene Längsbohrung
in der Spindel des Drehschiebers 3 sowie durch dessen Ouerbohrungen, ferner durch
den Kanal :27 und Leitung 28 unter den Stoßkolben des Bremsventils 25, hebt den
im Ventilgehäuse befindlichen Ventilkörper von seinem Sitz und bewirkt ein Einströmen
von Druckluft aus der Leitung 7 in den Bremszylinder 2o11, den in diesem herrschenden
Druck vermehrend. Das Rückschlagventil 2q. verhindert Überströmen des höheren Bremszylinderdruckes
zum Absperrventil 21, zum Steuerventil ig und in den Hilfsbehälter 2o. Soll die
Bremswirkung der Lokomotive vermindert werden, so wird der Drehschieber 3 in eine
Stellung verlegt, in welcher der Kanal 27 mit der Leitung 29 Verbindung hat. Der
Stoßkolben im Löseventil 26 wird dann beim Anheben der Klinke q. von unten her mit
Druckluft beaufschlagt, das Löseventil öffnet sich und läßt Druckluft aus dem Bremszylinder
2o11 ins Freie entweichen. Das in Abschlußstellung befindliche Steuerventil ig verhindert
Druckverluste aus dem Hilfsluftbehälter 2o. Zum Lösen der indirekten oder selbsttätigen
Bremse wird das Führerventil in eine Stellung verlegt., in welcher der Druck im
Staubehälter ii über Leitung io aus dem Hauptluftbehälteer gwieder erhöht wird.
Der Kolbensatz 14-15 wird aufwärts getrieben, und bei geschlossenem Ventil 16 werden
die Ventile 18 und i811 von ihrem Sitz gehoben. Die Bremsleitung 17 wird mit Druckluft
gefüllt, das Steuerventil ig geht in die Lösestellung, in welcher der Hilfsbehälter
2o aus der Leitung 17 heraus gefüllt wird. Mit diesem Vorgang erschöpft sich der
Einfluß des Lösevorgangs, so weit es sich lediglich um die Lokomotivbremse handelt.
Die Bremszylinderentlüftung an der Lokomotive kann über das Steuerventil ig nicht
bewirkt werden, weil das Rückschlagventil 2q. das verhindert. Für die Entlüftung
des Bremszylinders 2o11 muß das Löseventil 26 in Wirksamkeit treten. Zu diesem Zweck
ist im Drehschieber 3 eine in der Zeichnung nicht sichtbare Bohrung vorgesehen,
die bei in Lösestellung befindlichem Drehschieber 3 Hauptbehälterluft durch die
Leitung 2g in das Löseventil 26 gelangen läßt, wodurch die Entlüftung des Bremszylinders
2o11 herbeigeführt wird. Man erkennt, daß das Rückschlagventil 2q. bei der Ausführung
der direkten Bremsung den Übertritt von Druckluft zum Hilfsbehälter 2o verhindert
und damit einer Verzögerung der Bremsdruckvermehrung an der Lokomotive entgegenwirkt.
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Das Absperrventil 21 verhütet, daß bei der Entlüftung des, Bremszylinders
mittels der Einrichtung für direktes Bremsen und Lösen Druckluft aus dem Hilfsbehälter
2o verlorengeht, was an sich eintreten könnte, wenn das Steuerventil ig bei einer
Vollbremsung mit der indirekten Bremse sich in der Bremsstellung befindet, also
den Hilfsbehälter2o mit der zum Bremszylinder 2o11 führenden Leitung verbindet.
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Die Anwendung der vorgeschlagenen Steuermittel beschränkt sich nicht
auf die Bremsen von Grubenlokomotiven; sie kann vielmehr auch für andere Fahrzeuge
mit ähnlichen Betriebsbedingungen in Frage kommen. Bei kleinen Bremszylinderräumen
können die Übertragungsventile 25 und 26 entfallen.
Die Absperrventile
2i und 24 können zu einem Bauteil vereinigt werden. Das Drnckhalteventil ermöglicht
die Einstellung sehr feiner Bremsstufen und kann deshalb auch bei Fahrzeugen angewendet
werden, die nur mit der selbsttätigen (indirekten) Bremse ausgeführt sind.