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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 20: Eisenbahnbetrieb.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 20. Juni 1893 ab.

In langen Eisenbahnzügen, für welche die Einkammer-Luftdruckbremsen von erhöhtem Werthe sind, treten, namentlich beim plötzlichen Anlassen der Bremsapparate derartige Stöfse und Zugtrennungen auf, dafs die Bremsen betriebsgefährlich wirken, und selbst die Festigkeit der Eisenbahnfahrzeuge den verheerenden Stofswirkungen nicht zu widerstehen vermag.

Ein Grund für die erwähnten Stofswirkungen liegt in der Anwendung des Verfahrens, einen Theil derjenigen Leitungsluft, welche namentlich beim plötzlichen Anlassen der Bremsen aus der Rohrleitung entfernt werden mufs, um eine Schnellwirkung zu erreichen, zur plötzlichen Ueberhöhung der normalen, vollen Bremswirkung und zu äufserster Beschleunigung des Eintritts dieser über das gewöhnliche Mafs hinaus gesteigerten Bremsvollwirkung zu benutzen.

Ein anderer Grund ist in den unzulänglichen Bauarten der Steuereinrichtungen zu finden, welche es bisher auf einfache Weise nicht zuliefsen, die Beschleunigung der Einleitung und die Art der Steigerung bis zur höchsten Bremswirkung derartig zu regeln, dafs ein Zerreifsen langer Züge ausgeschlossen ist.

Die namentlich durch den Zusatz von Leitungsluft übermäfsig grofs gewordene Bremswirkung tritt bei allen bekannten Bauarten stets im vorderen Theil des ' Zuges zuerst ein, so dafs es unmöglich ist, auch nur mäfsig lange Züge ohne heftige Stöfse plötzlich zu bremsen.

Die schädlichen Bremsstöfse. wachsen also unbedingt mit der Menge der beim Eintritt der Bremsung plötzlich ■ nach dem Bremscylinder überfüllten Rohrleitungsluft, und deshalb scheint es geboten, die Benutzung derselben zur Verstärkung der Bremswirkung aufzugeben, so lange es nicht glückt, durch einfache betriebssichere Einrichtungen diesen freiwerdenden Theil der Leitungsluft so zu führen und zu regeln, dafs er den schädlichen Anfangsbremsstofs nicht vermehrt.

Das bisherige Verfahren der Ueberführung und Vertheilung der Druckluft aus dem Hülfsluftbehälter nach dem Bremscylinder, sowie der Ueberfüllung der Rohrleitungsluft in den Bremscylinder und die dadurch bedingte, im vorderen Zugtheil zuerst eintretende plötzliche starke Bremswirkung, wie sie von den bisherigen bekannten Dreifachventilen vermittelt wurden, ist daher bei der vorliegenden Steuereinrichtung gänzlich verlassen worden.

Auch alle Bestrebungen, welche darauf zielen, eine möglichst gleichzeitig und gleichmäfsig, allmälig in allen Bremscylindern eines langen Zuges auftretende Bremswirkung zu erreichen, haben zu einer vollkommenen Lösung der Aufgabe, lange Züge schnell und doch stofslos zu bremsen, nicht geführt; vergl. z. B. die Patentschriften Nr. 58241, 67310 und 72272.

Zum anstandslosen Bremsen namentlich langer Züge durch Druckluft gehört die Erfüllung nachstehender drei Bedingungen:

1. Die Bremskraft mufs leicht und sicher, allmälig oder stufenweise beliebig bis zur Vollwirkung gesteigert werden können, durch allmäliges oder unterbrochenes Ablassen von wenig Leitungsluft aus der Rohrleitung.

2. Bei plötzlichem, stärkstem Anstellen der Bremsen mufs die Bremskraft zwar so schnell wie möglich in allen Bremscylindern des Zuges

(2. Auflage, ausgegeben am 18. Dezember igo2j

beginnen und überall ununterbrochen bis zur Höchstwirkung steigen, im hinteren Zugtheil aber mufs sie sehr schnell anwachsen, damit die Bremswirkung hier die im vorderen Zugtheil erreichte stark und dauernd überwiegt, so dafs der Zug gestreckt wird, gestreckt ohne Stofs zum Stillstand gelangt und auch beim Lösen der Bremsen ein Auseinanderlaufen der Fahrzeuge vermieden' wird.

3. Die Bremse mufs mit anderen Einkammer-Luftdruckbremsen anstandslos zusammen arbeiten können. Diesen drei bisher in ihrer Gesammtheit nicht erreichten Grundbedingungen genügt die vorliegende neue Erfindung eines eigenthümlichen Verfahrens der Druckluftvertheilung in die einzelnen Bremscylinder im vorderen und im hinteren Theil des Zuges und die neue Steuereinrichtung für Luftdruckbremsen, wie aus nachstehender Ausführung hervorgeht.

In Fig. ι bedeutet:

A eine Hauptrohrleitung,

B eine Steuereinrichtung,

C einen Bremscylinder,

D eine Luftkammer,

E einen Hülfsluftbehälter
in geeigneter Verbindung mit einander.

Fig. 2, 2a, 3 und 4 stellen die Steuereinrichtung B in verschiedenen Stellungen dar.

Die Hauptbestandtheile der Steuereinrichtung sind:

1. Ein in seinem Gehäuse dichtgeführter Doppelmanschetten-Steuerkolben c mit Spindel /,

2. ein von der Spindel / bethätigter Hohlschieber i,

3. ein Einlafsventil 0 mit Drosselventil o¹,

4. ein Doppelmanschetten-Hülfskolben m,

5. ein Absperrventil s.

Das Zusammenwirken dieser Theile geschieht wie folgt:

i. Erstmaliges Laden der Bremse
(Fig. 2 und 2 a).

Die von der Hauptrohrleitung A in die Steuereinrichtung bei α eintretende Luft füllt den Raum b und treibt den Kolben c nach rechts. Hierdurch wird die Zuleitung r zum Bremscylinder C durch das Einlafsventil 0, unterstützt von der Federy, von dem Raum/, welcher mit dem Hülfsluftbehälter E in dauernder Verbindung steht, abgeschlossen. Der Bremscylinder C steht dabei durch den Kanal r¹ und die Luftkammer D durch den Kanal u unter Vermittelung des Hohlschiebers i und des Kanals k mit der freien Luft in Verbindung. Das Ventil s verhindert hauptsächlich beim Vorgang des. erstmaligen Ladens, dafs zu heftig einströmende Leitungsluft unvermittelt in den weiten Kanal η gelangt, den Schieber i abklappt und dafs die zum Laden bestimmte Leitungsluft durch den Kanal k ins Freie abfxiefst. Die Leitungsluft tritt durch den Füllkanal d unter das Füllventil e und durch den vom Schieber befreiten Kanal d^l (Fig. 2) bezw. in den vom Umlauf kanal d¹ und über die Manschette e des Kolbens c (Fig. 2 a) in den Raum f bezw. Hülfsluftbehälter E und ladet denselben. Dabei tritt die Luft auch durch den Kanal ν in den Raum w unter den Kolben JM.

2. Allmäliges und stufenweises Anstellen der Bremsen (Fig. 3), Erfüllung der Grundbedingung Nr. 1.

Wird nur wenig Luft langsam aus der Hauptrohrleitung A bezw. Raum b abgelassen, so schliefst das Füllventil bezw. die Manschette den Raum/ sofort ab. Der Steuerkolben c bewegt sich entsprechend dem eintretenden Druckunterschiede nach links und nimmt nach einer kleinen Leerbewegung den Hohlschieber i durch die Führungsscheibe h zunächst so weit mit, dafs der Kanal r¹ durch die innere Deckplatte des Schiebers i von der freien Luft abgeschlossen wird.

Bei weiterer sanfter Bewegung des Kolbens c nach links wird das Einlafsventil 0 durch den Anschlag t ein wenig auf seinem Sitz gelockert bezw. gelüftet, und die Druckluft des Hülfsluftbehölters dringt langsam durch den Kanal r in den Bremscylinder C, und zwar bei fortdauernd geringer Oeffhung des Führerbremshahnes, d. h. allmäligem Abströmen der Rohrleitungsluft dem Abströmen entsprechend so. lange, bis ein Luftausgleich zwischen dem Hülfsluftbehälter und Bremscylinder erreicht ist.

Bei stufenweisem Anstellen der Bremsen durch wiederholtes Oeffnen und Schliefsen des Führerbremshahnes wird sich bei einer gröfseren Abströmung aus Raum b auf der linken Seite des Steuerkolbens c das Einlafsventil 0 etwas weiter von seinem Sitz bewegen, etwa wie in Fig. 3 angedeutet, und einen verhältnifsmäfsig grofsen, durch den Hals ^ des Drosselventils o¹ nur wenig beengten Kanal nach dem Bremscylinder C eröffnen. Im nächsten Augenblicke aber tritt hierdurch und durch das Schliefsen des Luftauslafshahnes auf der Lokomotive ein kleiner Luftüberdruck auf der linken Seite des Kolbens c ein und schiebt den Kolben um den Spielraum ρ zwischen dem hinteren Anschlag auf der Spindel und der linken Schieberkante wieder nach rechts. Der Schieber i bleibt dabei stehen, der Anschlag t des Einlafsventils 0 aber wird frei und die Feder^ schliefst das Einlafsventil 0 sofort wieder. Bei weiterer ähnlicher Abströmung' aus Raum b entsteht wieder ein kleiner Ueberdruck auf der rechten Seite des Steuerkolbens c, das Einlafs-

ventil ο eröffnet abermals auf einen Augenblick und das Spiel setzt sich so lange fort, bis nunmehr stufenweise die Höchstwirkung im Bremscylinder erreicht ist. Die Luftkammer D bleibt hierbei und bei beiden Arten des sogenannten Betriebsbremsens und bis zum völligen Ausgleich der Druckunterschiede im Hülfsluftbehälter und Bremscylinder, d. h. bis zum Eintritt der Höchstwirkung durch den Kanal u das entsprechende Loch in der inneren Deckplatte des Hohlschiebers / und Nuth χ im Schieberspiegel mit der freien Luft in Verbindung.

Wird sowohl das stufenweise wie das allmälige Bremsen bis zur Höchstwirkung fortgesetzt, d. h. bis Druckausgleich zwischen Hülfsluftbehälter E und Bremscylinder C erreicht ist, und wird der Druck in der Hauptrohrleitung A noch weiter vermindert, so wird der Steuerkolben c alsbald vom Ueberdruck auf der rechten Seite in seine äufserste Stellung nach links geführt. Er nimmt dabei den Schieber i so weit mit, dafs durch dessen Höhlung zwei Kanäle η und u verbunden werden.

Nunmehr kann durch das vom Luftüberdruck in f und w mittelst Kolben m angehobene Absperrventil s ein Theil der Rohrleitungsluft, ohne Widerstand zu finden, plötzlich in die Luftkammer D übertreten.

Der Zeiger des an der Hauptrohrleitung A auf der Lokomotive angebrachten Manometers geht in diesem Augenblick plötzlich zurück und giebt dem Lokomotivführer das sichere Zeichen, dafs die stärkste Bremswirkung erreicht und jedes weitere Ablassen von Luft aus der Hauptrohrleitung Verschwendung ist.

Um die Bremsen wieder zu lösen, wird Luftdruck in die Hauptrohrleitung^ eingelassen. Sobald derselbe den im Hülfsluftbehälter und im Bremscylinder verbliebenen Luftdruck übersteigt, wird der Kolben c wieder nach rechts bis an seinen Anschlag getrieben. Die Kanäle r und u werden hierbei durch den Hohlschieber i mit dem Freiluftkanal k abermals verbunden, so dafs die Luft aus dem Bremscylinder C und der Luftkammer D entweichen kann. Gleichzeitig tritt abermalige Ladung wie unter i. beschrieben wieder ein.

Bei jeder Bremsung wird durch den im Raum w eintretenden Ueberdruck der Kolben m und das Ventil s nach oben bewegt, wodurch einem Festsetzen dieser Theile vorgebeugt wird.

Ein Luftverlust kann dabei nicht eintreten, da die Leitungsluft in den Raum η nur bis vor den Hohlschieber i gelangt.

3. Plötzliches Anstellen der Bremsen (Fig. 4), Erfüllung der Grundbedingungen 2 bis 3.

Wird der Führerbremshahn plötzlich voll geöffnet und diese Eröffnung so lange erhalten, dafs ein grofser Spannungsabfall möglichst schnell in der Luftleitung A und den Kammern b der Steuereinrichtungen eintreten kann, so werden eine Anzahl der Steuerkolben c im vorderen Zugtheil durch den- hierdurch im Hülfsluftbehälter E sehr schnell eintretenden Ueberdruck augenblicklich ganz nach links, der Kolben m unabhängig von dem Steuerkolben c durch den Ueberdruck im Raum w bezw. im Hülfsluftbehälter in genau demselben Augenblick nach oben getrieben, und durch das hierdurch geöffnete Absperrventil s strömt gleichzeitig ein Theil der Luft aus der Hauptrohrleitung und dem Raum b durch Kanal η und durch den Hohlschieber i in die Luftkammer D. Hierdurch wird für lange Züge der sich verflachende Spannungsabfall entsprechend verstärkt.

Die Gröfse der Luftkammer wird dabei so bemessen, dafs selbst bei einer starken kurzen Eröffnung des Führerbremshahnes so viel Druckluft in die Kammer abströmt, dafs auch bei einem eintretenden Rückstofs der Druckluft in der Rohrleitung die Kolben c der Steuereinrichtungen im vorderen Zugtheil bis zur Erreichung der Höchstwirkung in ihrer Endstellung verbleiben müssen. Weiter hat die Luftkammer noch den dritten Zweck, das Zusammenarbeiten der vorliegenden Steuereinrichtung mit allen Einrichtungen anderer Einkarnmer-Luftdruckbremsen zu gestatten.

Beim plötzlichen Umschlagen des Steuerkolbens c aus der rechten in die linke Endstellung hat die Prefsluft im Hülfsluftbehälter nur einen Augenblick Gelegenheit, durch den gröfseren Querschnitt, welchen der Hals ^ des Drosselventils o¹ nach dem Kanal r freigiebt, in den Bremscylinder zu gelangen.

Eine Bremswirkung tritt sofort ein, im nächsten Augenblick drosselt aber bereits das Drosselventil o¹ die Zutrittsöffnung, und die Steigerung des Bremsdruckes im Bremscylinder bis zum Ausgleich des Druckes im Hülfsluftbehälter und Bremscylinder, d. h. bis zur Höchstwirkung erfolgt langsam, entsprechend der verbliebenen bestimmten Gröfse der schmalen, ringförmigen Ausströmungsöffnung. Jeder geringere Ausschlag des Steuerkolbens veranlafst dagegen die gröfsere Eröffnung des Kanals zwischen Hülfsluftbehälter und Bremscylinder und damit den schnellsten Eintritt einer grofsen Bremswirkung.

Durch diese eigenartige Zweitheilung der Wirkung des mit Steuerkolben verbundenen Einlafs- und Drosselventils 0 o¹ im vorderen und hinteren Theil des Zuges wird, wie weiterhin ausgeführt werden soll, auch den Grundbedingungen 2 bis 3 genügt.

Der Vorgang ist folgender:

Annähernd mit der Geschwindigkeit des Schalles pflanzt sich in der Rohrleitung nach

deren plötzlicher Volleröffnung durch den Führerbremshahn ein Spannungsabfall von vorn nach hinten fort, welcher stetig an Gröfse abnimmt, so dafs durch dessen Einwirkung nur eine gewisse Anzahl der in der vorderen Zughälfte befindlichen Steuerkolben plötzlich von einer Endstellung in die andere gelangen können.

Hierdurch öffnen die Einlafsventile ο der vorderen Steuereinrichtungen nur einen Augenblick voll und leiten eine schwache Bremswirkung ein. Die Zunahme dieser Wirkung wird jedoch sofort durch starke Drosselung mittelst der Drosselventile o¹ verzögert.

Der inzwischen im hinteren Theil des Zuges angelangte, schwächer gewordene Spannungsabfall vermag daselbst einen vollen und plötzlichen Umschlag der Steuerkolben nicht sofort hervorzubringen. Da aber gerade die kleineren Bewegungen der Steuerkolben die gröfste Eröffnung des Einlafsventils veranlassen und diese gröfste Eröffnung auch bei verschiedenen Stellungen durch den langen Hals ^, welcher das Einlafsventil ο mit dem Drosselventil o¹ verbindet, bis zum völligen Umschlag des Steuerkolbens andauert, so tritt hier eine sehr kräftige Bremswirkung sehr schnell ein.

Der hintere Zugtheil wird demnach, wie es sein niufs, früher mit gröfserer Kraft gebremst wie der vordere, und der ganze Zug kommt ohne,zusammengedrückte Bufferfedern und ohne durchhängende Kuppelungen zum stofsfreien Stillstand.

Durch geeignete Wahl des Querschnittes des Halses ^ und des Drosselventils o¹ kann man auch die Bremswirkung im vorderen Theil des Zuges überhaupt erst eintreten lassen, wenn dieselbe im hinteren Theile desselben schon erfolgt ist.

Claims

Patent-An Sprüche:

i. Eine Steuereinrichtung für Einkammer-Luftdruckbremsen, die bei einer starken Eröffnung der Luftleitung behufs sofortigen Abflusses von Leitungsluft bei einer Anzahl der vorderen Steuereinrichtungen doch den Eintritt einer gröfseren Bremswirkung in den Bremscylindern des hinteren Theiles langer Eisenbahnzüge schneller wie im früher vorgebremsten vorderen Zugtheil bewirkt sowie diese gröfsere Bremswirkung im hinteren Zugtheil bis zur Vollwirkung festhält, indem von der Bewegung der Steuerkolben c abhängige Einlafs- und Abschlufsventile mit Drosseleinrichtungen (ο ο¹) für den Uebertritt der Druckluft aus den Hülfsluftbehältern E nach den Bremscylindern C bei gröfster Bewegung des Steuerkolbens c eine kleinste und bei kleineren Bewegungen eine gröfste Durchgangsöffnung vermitteln, wobei in beiden Zugtheilen diese beiden Kanalquerschnitte derartig eröffnet werden und unverändert eröffnet bleiben, dafs die gröfsere Bremswirkung im hinteren Zugtheil schon eintreten mufs, bevor dieser auf den vorderen auflaufen kann, damit der ganze Zug gestreckt zum Stillstand gelangt und beim Lösen der Bremsen ein Auseinanderlaufen der Fahrzeuge vermieden wird.
2. Eine Ausführungsform der unter \. gekennzeichneten Steuereinrichtung, bei welcher beim plötzlichen Anlassen der für den Eintritt der Schnellbremswirkung und das sofortige Festhalten der im vorderen Zugtheil umgeschlagenen Steuerkolben in ihrer Endstellung nöthige Abflufs von Leitungsluft an jeder Steuereinrichtung dadurch begrenzt und beim allmäligen oder stufenweisen Anlassen der Bremsen der Eintritt der Höchstwirkung angezeigt wird, dafs ein mit dem Steuerkolben (c) verbundener Muschelschieber (i) in seiner linken Endstellung (Fig. 4) unter Vermittelung einer in diesem Augenblick von der Hülfsluftbehälter-Druckluft geöffneten, zwischen Hauptleitung (a) und einen abgeschlossenen Raum (D) eingeschalteten Abschussvorrichtung fm s) gestattet, Druck aus der Leitung so plötzlich und widerstandslos in den Raum (D) überzuführen , dafs am Druckmesser der Luftleitung ein Zeichen zum Schlufs des Führerbremshahnes erscheint.
3. Eine Ausführungsform der unter 1. gekennzeichneten Steuereinrichtung, bei welcher das in der Spindel / des Steuerkolbens c federnd geführte Einlafsventil ο mit dem Drosselventil o¹ durch einen dünneren Hals gleichmäfsigen oder wechselnden Querschnittes \ von solcher Länge verbunden ist, dafs in allen mittleren Stellungen, welche der Steuerkolben c nach Beginn seiner Bewegung bis gegen die linke Endstellung hin unter der verschiedenartigen Beeinflussung des Spannungsabfalls in langen Zügen einnehmen kann, eine dem Halse entsprechende gröfsere Eröffnung des Einlafsventils 0 gewahrt bleibt, bis Umschlag des Steuerkolbens und damit die starke Drosselung des Luftübertritts erfolgt, welche durch die Länge des Drosselkolbens o¹ auch bei rückwärtiger Beunruhigung des Steuerkolbens c durch unbeabsichtigte Schwankungen der Druckluft in der Leitung nicht aufgehoben wird.
4. Eine Ausführungsform der unter 2. gekennzeichneten Steuereinrichtung, durch welche die den Leitungsluftabflufs bei Schnellbremsungen begrenzende Luftkammer D bei allmäligem und stufenweisem Anlassen der Bremsen bis zum Eintritt der Voll-

wirkung dadurch stets mit der freien Luft in Verbindung und zur Aufnahme von Leitungsluft bereit gehalten wird, dafs eine mit dem Freiluftkanal k in Verbindung stehende Nuth (x) in der Schiebergrundfläche angebracht ist, und der Abschlufs dieser Nuth durch die innere Deckplatte des Schiebers (i) erst erfolgt, wenn diese Deckplatte auf der anderen Seite den Kanal η eröffnet, welcher die Rohrleitung α durch Ventil s und Kanäle η und u mit der Luftkammer D verbindet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.