-
Sicherheitsbremse eines Schienenfahrzeuges, insbesondere für Zahnradbahnen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsbremse eines Schienenfahrzeuges,
insbesondere eines Zahnradfahrzeuges, bei welcher eine Bremsung des Fahrzeuges zufolge
Ansprechens eines Sicherheitsfliehkraftregulators in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung
bewirkt werden kann.
-
Bei einer bekannten Sicherheitsbremse dieser Art besteht der fahrtrichtungsabhängige
Sperrmechanismus darin, daß ein im Gehäuse des. Sicherheitsregulators kippbar angelenkter
Träger einer Sperrnase mit zwei Anblasflügeln versehen ist, von denen je nach -der
Drehrichtung bzw. der Fahrtrichtung der eine oder andere Flügel durch einen Luftstrom
angeblasen wird, welcher durch eine entsprechend angeordnete Luftauffangvorrichtung
erzeugt wird. Diese Vorrichtung hat den. Nachteil, daß die in -dem engen Raum des
Regulatorgehäuses erzeugten Luftströme nur bescheidene Verstellkräfte auszulösen
imstande sind und deshalb die im Sperrmechanismus. auftretenden Reibungswiderstände
unter Umständen nicht zu überwinden vermögen. Ein weiterer Nachteil besteht darin,
daB die Intensität des Luftstromes bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit ebenfalls
gering ist. Die bei Fahrtrichtungswechsel notwendige Sperrung oder Freigabe der
Auslösevorrichtung zur Sicherheitsbremse kann dann in unbeabsichtigter Weise ausbleiben,
was die Betriebssicherheit gefährdet.
-
Es sind auch fahrtrichtungsabhängige Sperrvorrichtungen bekannt, bei
denen ein Schleppglied vorgesehen
ist, dessen Masse durch die Beschleunigung
des Anfahrvorganges je nach der Fahrtrichtung in die eine oder in die andere seiner
beiden Endstellungen gebracht wird und in dieser Stellung den Sicherheitsregulator
sperrt oder freigibt. Solche Einrichtungen .haben den Nachteil, daß rasche Geschwindigkeitsänderungen
während der Fahrt eine Verstellung der Schleppvorrichtung hervorrufen und somit
die Betriebssicherheit gefährden können.
-
Um diese Nachteile zu vermeiden, werden beim Erfindungsgegenstand
nicht Luftströme oder Trägheitswirkungen, sondern die Reibungskräfte einer Schleppvorrichtung
zur Umstellung des Sperrmechanismus in die eine oder andere Endlage verwendet, wobei
für diesen Mechanismus -in - jeder der beiden Endstellungen eine Blockierung vorgesehen
ist.
-
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt Fig. i eine Vorrichtung im Aufrißschnitt, bei der die Schleppvorichtung
mit dem Sicherheitsregulator zusammengebaut ist, Fig. 2 den zugehörigen Seitenriß,
im Schnift nach der Linie II-II der Fig. i sowie den zugehörigen Ausklinkmechanismus.
imn Seitenriß, Fig. 3 den zu Fig. i gehörenden Seitenriß im Schnitt nach. der Linie
-III-III der Fig. i, - -" " " Fig.4 eine andere Art der Verriegelung des Regulators,
Fig.5 eine Variante der Vorrichtung, Fig. 6 eine Ansicht des Schnittes nach der
Linie VI-VI der Fig. 5, Fig. 7 eine weitere Variante der Vorrichtung. - -Der zur
Sicherheitsbremsausrüstung des Zahnradfahrzeuges gehörende Fliehkraftregulator ist
nach Fig. i bis 3 in einem am Fahrzeugrahmen :2 befestigten Gehäuse 3 gelagert,
und sein Gehäuse i wird von einer nicht eingezeichneten Fahrzeugachse oder einer
mit ihr gekuppelten Welle, z. B,. der Motorwelle, über die Welle4 und das. Zahnradpaar
5, 6 in Drehung versetzt. Der Regulator besitzt eine am Gehäuse i mittels Zapfen
7 schwenkbar angelenkte Schwungmasse 8,- die durch eine vorgespannte Schraubenfeder
9. gegen den am Gehäuse i festen Anschlag 1o gezogen wird. Die Charakteristik der
Feder ist so gewählt, daß, bei Überschreitung der zulässigen Fahrgeschwindigkeit
die Reglermasse 8 plötzlich ausschlägt; indem die Zunahme der Fliehkraftkomponente
beim Ausschlagen deutlich diejenige der Federrückstellung überwiegt. Die Schwungmasse
8 ist in Fig. 2 in ausgeschlagener Lage strichpunktiert eingezeichnet. Mit dem Ausschlagen
der Schwungmasse 8 dreht sich auch die mit ihr verbundene Nase i i ; diese ragt
dabei um einen bestimmten- Betrag aus dem, Regulatorgehäuse i heraus und schlägt
gegen- den in der gleichen .Ebene befindlichen, am Rahmen 2 _ angelenkten Anschlaghebel
13. Dieser wird entsprechend aasgelenkt und bringt auf 'irgendeinem bekannten Weg
die Sicherheitsbremse zum Ansprechen. Nach Fig. 2 z, B. gelangt der Hebel 13 dabei
in die strichpunktiert :angegebene- Stellung 14 und klinkt mit seinem -oberen -Teil
15 den Ausklinkhebel 16 aus, worauf mittels der Zugfeder 17 das Ventil 18
der Bremsluftleitung i9 geöffnet und eine Notbremsung des oder der Fahrzeuge eingeleitet
wird.
-
Am Gehäuse i des Sicherheitsregulators ist koaxial eine Vorrichtung
angebaut, die zur Sperrung des Sicherheitsregulators in der einen Fahrtrichtung,
in der Regel bei Bergfahrt, dient.
-
Auf dem Zapfen 2o, der eine Verlängerung des mit dem Gehäuse i verschraubten
Deckels, 2,r bildet, ist ein Mitnehmer-2@2 beschränkt drehbar gelagert. An einem
seiner Arme 23 ist ein Reibschuh 24 mittels eines Zapfens 25 angelenkt. Dieser Reibschuh
wird durch die Feder 27 gegen den am Fahrzeugrahmen befestigten-zweiten, als Reibscheibe
28 ausgebildeten Mitnehmer gedrückt.
-
Diese @ in Fig. i und 2 gezeigte Lage der Vorrichtung ist ihre Ruhelage
bei stillstehendem Fahrzeug. Gerät das Fahrzeug in Bewegung und der Sicherheitsregulator
in Rotation, z. B. in Richtung des Pfeiles der Fig. 2, so wird durch die zwischen
dem Reibschuh 24 und der Reibscheibe 28 auftretenden Reibkräfte der Mitnehmer 22,
zunächst -festgohalten, wobei er sich auf dem, Zapfen 2o dreht, bis die am Mitnehmer
22 feste Nase 3o. an der Fläche 31 des in dem Deckel 21 vorgesehenen Ausschnittes
32 zum Anliegen kommt. Da die Nase 30 dabei rädial 'unmittelbar außerhalb der am
Fliehgewicht 8 festen Nase 34 zu stehen kommt, wird das Fliehgewicht 8 an einer
Bewegung nach außen, .die zur Drehung des Hebels 13 und damit zur Auslösung der
Bremse führen. würde, gehindert.
-
Fährt dagegen das Fahrzeug in der entgegengesetzten Richtung an, so
dreht sich das Regulatorgehäuse i in der zum. Pfeil der Fig. 2 entgegengesetzten
Richtung, und die Nase 30 des Mitnehmers 22 kommt an der Fläche 35 des Ausschnittes
32 zum Anliegen. Wie leicht ersichtlich, wird dabei einer Auswärtsbewegung der Nase
3.4 und damit des Fliehgewichtes 8 des Regulators kein Hindernis mehr entgegengesetzt,
wenn die Drehzahl des Regulatorgehäuses. infolge Überschreitung der zulässigen Fahrgeschwindigkeit
groß genug ist, und es wird die Bremse ausgelöst.
-
Es besteht die Gefahr, daß durch irgendwelche heftige Beschleunigung
oder Verzögerung des Fahrzeuges eine Veränderung der Stellung des Mitnehmers 22
gegenüber. .dem .Deckel 21 bzw. . eine Änderung der- relativen Lage der Nasen 30
und 34 eintritt, und' zwar auch dann, wenn die -Nasen 30 und 34 voreinander stehen
wie in Fig. 2, solange die_Ansprechgeschwindigkeit des Regulators nicht überschritten
ist und daher diese Nasen nicht aneinander anliegen. ZTm . daher ein Versagen des
Sicherheitsregulators zu verhindern, ist an einem zweiten Arm 26 des -Mitnehmers
22 mittels des Zapfens 36.- das Fliehgewicht 37 angelenkt, dessen Feder 29 so bestimmt
ist, daß es nach Erreichung einer kleineren als der normalen Fahrgeschwindigkeit
ausschlägt und dessen Fortsatz 33 -beim Maximalausschlag vor- die. Klaue 38 zu stehen
kommt, die an der Scheibe 21- vorgesehen -ist und
durch welche ein
Zurückdrehen des Mitnehmers 22 mit den Armen 23, 26 aus der erreichten Endstellung
unmöglich gemacht wird. In Fig. 3 ist die Endstellung des Mitnehmers z2 mit den
Armen 23 und 26 für Bergfahrt (Nase 34 verriegelt) ausgezogen, jene für Talfahrt
(Nase 34 freigegeben) strichpunktiert eingezeichnet.
-
Der Reibschuh 24 und seine Feder 27 können auch derart ausgebildet
werden, daß der Reibschuh bei Erreichung einer kleineren als der normalen Fahrgeschwindigkeit
durch Fliehkraftwirkung von der Reibscheibe 28 abgehoben wird. Durch diese Maßnahme
wird die Abnutzung der Reibflächen sowohl der Reibschuhe wie auch des feststehenden
Mitnehmers 28 auf ein Minimum reduziert, was eine Vereinfachung und, Verbilligung
des Unterhalts der Sicherheitsvorrichtung bedeutet.
-
Auch können der Reibschuh 24 und das Fliehgewicht 37 miteinander fest
verbunden oder sogar zu einem Stück vereinigt werden, wie beim Fliehgewicht 37 gestrichelt
angedeutet ist (vgl. auch Fig. 5). In diesem Fall kann der Fortsatz 42 des Fliehgewichtes
weggelassen werden, der bei kleiner Fahrgeschwindigkeit infolge des Zuges der Feder
29 an dem Arm 26 zum Anliegen kommt und die Einwärtsbewegung des Fliehgewichtes
37 begrenzt.
-
Bei Einrichtung nach Fig. i bis 3 kann noch eine Verriegelung des
Fliehgewichtes 8 durch andere Mittel vorgesehen sein, was in Fig.4 angedeutet ist.
Dabei ist sowohl die Achse 6 des Regulators wie auch das Fliehgewicht 8 mit einer
Bohrung 45 bzw. 52 versehen, die bei der Ruhelage des Fliehgewichtes 8 koaxial zueinander
stehen, so daß zur Verriegelung des Fliehgewichtes der in der Achse 6 des Regulators
geführte Bolzen 39 in die Bohrung 52 des Fliehgewichtes geschoben werden kann. Der
Bolzen 39 kann auf irgendeine Art automatisch oder vom Fahrzeugführer selbst betätigt
sein, sei es auf mechanischem, elektrischem oder pneuematischem Wege.
-
Bei der Bauart der erfindungsgemäßen Einrichtung nach Fig. 5 und 6
ist der Sicherheitsregulator nach der Art der gewöhnlichen Zentrifugalregler mit
Pendelgewichten 4o gebaut, und der Bremsauslöseimpuls wird auf elektrischem Wege
erzeugt. Das. Zahnrad 6, das auf der Regulatorwelle 41 festsitzt, ist wie bei der
Ausführung nach Fig. i von einer mit einer Fahrzeugachse fest gekuppelten Welle
4 aus über ein Zahnrad 5 angetrieben. Die Pendelfliehgewichte 40 sind einerseits
mittels der Pendel 43 an der auf der Reglerwelle festen Scheibe 44 angelenkt
und anderseits durch Lenker 46 mit der auf der Reglerwelle 41 verschiebbaren Hülse
47 gelenkig verbunden. Die Hülse 47 steht ständig unter dem Druck der Reglerfeder
4.8. Sie trägt eine Kontaktscheibe 49, die beim Ausschlagen der Reglergewichte 4o
die beiden Kontakte 5o des Stromkreises 5i berührt und miteinander leitend verbindet.
-
Die Schleppvorrichtung, d; h. die Vorrichtung zur fahrtrichtungsabhängigen
Sperrung des Sicherheitsregulators, ist bei der Bauart nach Fig. 5 wie bei der Bauart
nach Fig. i bis 4 koaxial zum Sicherheitsregulator angeordnet. An dem scheibenförmigen
Mitnehmer 55, der auf der Verlängerung 56 der Regulatorwelle 41 lose und. beschränkt
beweglich sitzt, sind mittels der Zapfen 25 die beiden Reibschuhe 24 angelenkt,
die wie bei der Bauart nach Fig. i bis 4 mittels der Federn 2:7 gegen den am Fahrzeugrahmen
befestigten zweiten als Reibscheibe 28 ausgebildeten Mitnehmer gedrückt werden.
Auf der Scheibe 55 sind zwei ringförmige Kontaktstreifen 57 und 58 befestigt, die
-ständig mit den zwei Schleifkontakten 59 und 6o des Stromkreises 51 in Berührung
stehen. Mit dem Zapfen 56 ist ferner eine Scheibe62 verbunden, die dem: Deckelei
des Regulatorgahäuses der Fig. i entspricht und welche die Beweglichkeit des Mitnehmers
55 begrenzt, indem eine an ihr angebrachte Klaue 63 in einen Ausschnitt 64 des Mitnehmers
55 eingreift und an einer der beiden Endflächen 66 und 67 dieses Ausschnittes zum.
Anliegen kommt (Fig. 6). Mindestens einer der Reibschuhe 24 ist mit einem Fliehgewicht
37 vereinigt und trägt einen Fortsatz 33, der beim Abheben der Reibschuhe von der
Bremsfläche 28 neben. die Klaue 63 zu stehen kommt und das Zurückdrehen des Mitnehmers
aus der Endlage verhindert, d. h. denselben blockiert.
-
Bei einer der Endlagen des, Mitnehmers 55 kommen zwei mit den Kontaktringen
57 und 58 -fest verbundene Kontakte 69 und 7o auf die Kontaktplatte 72 zu stehen,
die an der Scheibe 62 befestigt ist; sie werden. dadurch leitend miteinander verbunden.
In der andern Endlage des Mitnehmers 55 kommen die Kontakte 69, 7o neben diese Kontaktplatten
72 zu stehen, so daß keine Verbindung zwischen ihnen hergestellt wird.
-
Die Kontakte 50, 59- und 6o liegen in Serie in dem Stromkreis 51,
der von einer Stromquelle, z. B. der Batterie 75, gespeist ist und der ein Solenoid
76 enthält,- das zur Betätigung des zugehörigen Eisenkernes 77 dient. Die Ausklinkvorrichtung
der Bremse besteht aus den gleichen Teilen 13 bis i9 wie sie Fig. 2 zeigt.
-
Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 5 und 6 läßt sich leicht
erkennen. Je nach der Fahrtrichtung des Fahrzeuges ist der Stromkreis 51 durch die
Kontakte 69, 7o geöffnet oder geschlossen. Normalerweise wird die Einrichtung so
vorgesehen, daß bei Bergfahrt das erstere, bei Talfahrt das letztere der Fall ist.
Wird bei geschlossenen Kontakten 69, 70, 72 die zulässige Fahrgeschwindigkeit überschritten,
so wird durch die niedergehende Kontaktscheibe 49 des Sichenheitsreglers der Stromkreis
51 vollends geschlossen und das Solenoid 76 unter Strom gesetzt. Dadurch wird der
Kern 77 nach rechts gedrückt und verdreht damit den Hebel 13 in die punktiert gezeichnete
Lage 1q., worauf der Hebel 16 ausgeklinkt wird und' das Bremsventil 18 die Bremsung
des Fahrzeuges bewirkt.
-
Fährt das Fahrzeug in entgegengesetzter Richtung (Bergfahrt), so bleibt
der Kontakt bei 72
offen, und eine Bremsung wird auch bei Überschreitung der
für Talfahrt zulässigen Maximalgeschwindigkeit nicht eintreten. In Fig.6 ist die
Stellung
der Blockierungsklaue 63 und des. Kontaktes 72 relativ zum Mitnehmer 55 für Bergfahrt
ausgezogen, für Talfahrt strichpunktiert angegeben.
-
Die Einrichtung nach Fig.7 unterscheidet sich von jener nach Fig.
5 und 6 nur durch die Ausbildung der Schleppvorrichtung, bei welcher der zwei durch
eine Feder 8o gegeneinander gezogene Reibschuhe 8 1 tragende Mitnehmer 82
mit der Welle 41 des Sicherheitsreglers fest statt lose verbunden ist und dafür
der andere Mitnehmer 83, als Reibscheibe ausgebildet, mittels des Zapfens 84. beschränkt
drehbar am Fahrzeugrahmen gelagert ist. Der Zapfen 84. trägt die Scheibe 85, an
der die Rasten 86, 87 vorgesehen sind, gegen welche der am Fahrzeugrahmen bei 88
gelagerte' Arretierzapfen 89 durch eine Feder 9o angedrückt wird. Diese Scheibe
85 trägt eine Kontaktplatte 92, die bei Eingriff des Zapfens 89 in die Rast 87 die
Kontakte 93 und 94 des Steuerstromkreises 51 nicht miteinander verbindet, wie Fig.
7 zeigt. Ist dagegen die Scheibe 85 so gestellt, daß der Zapfen 89 in die Rast 86
eingreift, so verbindet die Platte 92 die beiden Kontakte 93 und 94. Die Scheibe
85 ist gegenüber der Achse des Zapfens 84. zwecks besserer Anschaulichkeit in Untersicht
und daher geneigt dargestellt. In Wirklichkeit steht sie zum Zapfen 84 .senkrecht.
Sowohl der Sicherheitsregulator als auch die Bremsauslöseeinrichtung sind in Fig.7
dieselben wie in Fig. 5.
-
Die Einrichtung nach Fig. 7 wirkt wie folgt: Bei Bergfahrt wird die
Scheibe 85 durch die an dem Mitnehmer 83 (Reibscheibe) wirkende Reibung der Reibschuhe
81 in der Richtung des angegebenen Pfeiles mitgenommen, bis der Arretierzapfen 89
in die Rast 87 einschnappt, die Scheibe 85 festhält und gegen unerwünschte Bewegungen.
infolge von Massenträgheitswirkungen blockiert. Dabei kommt die Kontaktplatte 92,
wie in Fig. 7 gezeigt, in einen gewissen Abstand von,den beiden Kontakten 93 und
94 zu stehen, so daß der Stromkreis 51 auch bei Verbindung der Kontakte 5o durch
die Kontaktplatte 49 des Sicherheitsreglers geöffnet bleibt und eine Bremsauslösung
durch das Solenoid 76 nicht erfolgen kann.
-
Befindet sich das Fahrzeug aber in entgegengesetzter Fahrtrichtung
auf Tälfährt, so wird die Scheibe 85 durch die Reibschuhe 81 dem eingezeichneten
Pfeil entgegen so weit gedreht, bis der Zapfen 89 in die Rast 86 einschnappt und
die Scheibe festhält, wobei die Kontaktplatte 92 mit den beiden, Kontakten 93 und
94 in Berührung kommt und den Stromkreis 51 an dieser Stelle schließt Kommen dabei
die Fliehgewichte 4o des Sicherheitsregulators zum Ausschlagen und schließt derselbe
.den Stromkreis 5 i mittels der Kontaktteile 49 und .50, so wird das Solenoid unter
Strom gesetzt und löst die Fahrzeugbremse aus.
-
Es liegt auf der Hand, daß eine Bauart der fahrtrichtungsabhängigen
Vorrichtung nach Fig.5 oder 7 an Stelle derjenigen der Fig. i vorgegeben werden
kann, wobei die Blockierung des Fliehgewichtes 8 durch den Zapfen 39 der Fig. q.
erfolgen kann, 'der durch einen Magnet ähnlich' 76, 77
(Solenoid -h
Kern) betätigt werden kann, dessen Stromkreis allein durch den Kontakt 72 der Schleppvorrichtung
geschlossen oder geöffnet wird. Die Nasen 30 und 34 sind alsdann überflüssig.
Diese Art der Blockierung ist dann vorteilhaft, wenn die Schleppvorrichtung nicht
koaxial zum Sicherheitsregulator, sondern getrennt von ihm angeordnet ist. Dabei
kann der Sicherheitsregulator auch. entsprechend Fig. 5 oder 7 ausgebildet sein.
In diesen Fällen bilden der Zapfen 2o und der an ihm feste Deckel 2,1 der Fig. i
oder die Teile 56, 62 der Fig. 5 ein Stück irgendeiner Antriebswelle, die ebenfalls
von einer Radachse angetrieben wird. Die Mittel zur Übertragung der Ausschläge der
fahrtrichtungsabhängigen Vorrichtung zum Sicherheitsregulator und zur Bremsapparatur
können z. B. mechanischer, elektrischer, pneumatischer oder elektropneumatischer
Art sein.
-
Statt die Zentrifugalkräfte von Fliehgewichten zur Bremsauslösung
und zur Blockierung der Schleppvorrichtung zu benutzen, kann ein kleiner Stromerzeuger
vorgesehen sein, der von einer Fahrzeugachse aus angetrieben ist und dessen mit
steigender Fahrgeschwindigkeit steigende Klemmenspannung zur Steuerung der Auslöse-
und Blockiervorrichtung verwendet wird.