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Einrichtung zur Steuerung des Bremsvorganges in Gleisbremsanlagen
für Schienenfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung
des Bremsvorganges in Gleisbremsanlagen für Schienenfahrzeuge mit einer in das Gleis
eingebauten ausweichenden Bremsrampe und mit einem nach hydrostatischem Prinzip
arbeitenden hydraulischen Bremssystem, dessen Bremsflüssigkeit durch die Bewegung
des die Bremsrampe überfahrenden Schienenfahrzeuges in Umlauf gesetzt wird.
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Zur vorteilhaften und zweckmäßigen Vernichtung der Bewegungsenergie
des zu bremsenden Schienenfahrzeuges sind Einrichtungen erforderlich, durch welche
die Bremswirkung z. B. nach der notwendigen Auslaufstrecke des Fahrzeuges, nach
der Einlaufgeschwindigkeit des Fahrzeuges in die Bremsstrecke und nach dem Gewicht
des zu bremsenden Fahrzeuges eingestellt "werden kann. Es muß sichergestellt werden,
daß die Bremswirkung das für das betreffende Fahrzeug zulässige Maß nicht überschreitet,
und weiter muß verhindert werden, daß durch eine Sperrung der Rampe das Fahrzeug
aus dem Gleis gehoben werden kann. In Grenzfällen sollte auch eine Haltebremsung
erzielt werden.
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Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß am hydraulischen Bremssystem
der Bremseinrichtung ein Drosselventil angeordnet ist, welches den Druck der Bremsflüssigkeit
z. B. in Abhängigkeit vom Fahrzeuggewicht, von der Fahrgeschwindig-]seit und/oder
von einer willkürlichen Einstellung aus korrigierend steuert.
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Des weiteren besteht die Erfindung darin, daß das Drosselventil im
wesentlichen aus mehreren druckausgeglichenen Schieberelementen mit einer oder mehreren
Steuerkanten aufgebaut ist, die mit einem Servokolben verbunden sein können. Vorteilhaft
kann
mit dem Servokolben ein Steuerkolben zusammenarbeiten, der den Servokolben z. B.
so lange verstellt, bis ein z. B. durch einen Betätigungshebel eingestellter Druck
erreicht ist. Der die Stellung des Drosselschiebers bestimmende und auf den Steuerkolben
wirkende Betätigungshebel kann von Hand und/oder durch andere willkürliche Auslösungen,
vorzugsweise durch Fernbedienung, eingestellt werden, wobei die Stellung des Servokolbens
zum Drosselschieber unabhängig von der Einstellung durch den Betätigungshebel, z.
B. durch Verschieben der Schieberhülse über den zugehörigen Servokolben, verändert
wird.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung betrifft die Anordnung eines Hilfssteuerkolbens
am Steuersystem des Drosselventils, der über einen Hilfsservökolben, z. B. in der
Nähe der Bremsrampe angeordnet, die Schieberhülse des Steuerkolbens steuert, wobei
der Hilfssteuerkolben über ein geeignetes Gestänge an einer längs der Bremsrampe
angeordnete und die Überschreitung eines zulässigen Bremsdruckes verhindernde Fühlschiene
angelenkt ist. Ein zusätzlicher mit der Fühlschiene oder einem oder mehreren Abschnitten
der Fühlschiene in Verbindung stehender Steuerkolben, der z. B. über Hebel und Sperrklinken
angelenkt ist, kann vorteilhaft beim Einfahren des Fahrzeuges in die Bremsanlage
eine Entriegelung der in Bereitstellung stehenden Bremsrampe und des Drosselsystems
und nach Durchlauf des Fahrzeuges eine Sperre vornehmen.
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Durch ein vor der Bremse in den Schienenstrang eingebautes weiteres
Fühlelement, welches mit dem Drosselventil, vorzugsweise mit dem Betätigungshebel,
in Verbindung steht, kann zweckmäßig das Fahrzeuggewicht zur korrigierenden Steuerung
des Bremsvorganges herangezogen werden. Mittels anderer in der Anlaufstrecke eingebauter
mechanischer, hvdraulischer oder elektrischer Kontaktstellen kann auch zum gleichen
Zweck der Betätigungshebel in Abhängigkeit von der Einlaufgeschwindigkeit des Fahrzeuges
beeinflußt werden. Die Schieberelemente des Drosselventils können zur leichten Nachstellung
axial einstellbar sein und zweckmäßig gleichachsig mit dem Servokolben liegen, wobei
sie frei beweglich mit der Arbeitsstange des Servokolbens über Kugelgelenke verbunden
sind.
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Vorteilhaft kann ferner die Schieberbüchse um die Schieberelemente
auswechselbar angeordnet sein, wobei die Schieberbüchse für höhere Drücke vorzugsweise
aus einem anderen Material als das Gehäuse des Drosselventils, z. B. aus einem korrosions-
und wärmebeständigen Material, bestehen kann. An Stelle von Druckflüssigkeit zur
Steuerung des von dem Drosselventil beeinflußten Bremssvstems kann z. B. auch Druckluft
günstig angewendet werden. In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Fig. i zeigt eine Übersicht über die gesamte Bremsanlage, Fig. 2 einen
teilweisen Ausschnitt aus der Bremsanlage und Fig. 3 das Drosselventil mit den den
Bremsdruck beeinflussenden Einrichtungen.
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In Fig. i sind in den Schienenstrang z Bremsrampen 2 eingebaut, zwischen
denen nachhydrostatischem Prinzip arbeitende hydraulische Brems-Systeme 3 angeordnet
sind. Vor den Bremsrampen befinden sich im Schienenstrang geschwindigkeitsabhängige
Kontaktstellen 4 und gewichtsabhängige Kontaktstellen 5. Ferner sind neben den Brems.-rampen
Fühlschienen 6 angeordnet. Nach Fig. 2 ist neben einer Schiene i eine Rampe 2, z.
B. bestehend aus einer dreigängigen Spindel, und eine Fühlschiene 6 gelagert. Die
Spindel sitzt fest auf einer Achse 7 und treibt mit dieser ein Zahnradvorgelege
8; an, von dem schließlich eine Welle 9; eine Ölpumpe io, z. B. eine Zahnradpumpe,
antreibt. Von der Druckseite ii der Pumpe führt eine Leitung 12 zu einem Drosselventil
13, von dort eine Leitung 14 zu einem ölvorratsbehälter 15. Die Saugseite 17 der
Pumpe steht über eine Leitung 16 mit dem Vorratsbehälter 15 in Verbindung. Von der
Leitung 16 zweigt ferner zu einer z. B. elektrisch angetriebenen Hilfspumpe 18 und
zu einem z. B. auf 3 atü eingestellten Ventil i9 eine Leitung 2o ab. Eine Druckleitung
2i führt vom Ventil zg zur Druckseite i i der Pumpe i o und eine Rückleitung 22
in die Saugleitung 16 zurück.
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In Fig. 3 ist das Drosselventil 13 nach Fig. i schematisch und vergrößert
dargestellt. In dem Gehäuse 23 des Drosselventils ist eine auswechselbare Schieberbüchse
24 mit Steueröffnungen 25 nach der als Auslaufraum dienenden Leitung 14 hin angeordnet.
Die Bremsflüssigkeit tritt an der öffnung 12 axial zur Schieberbüchse 24 ein, in
der zwei druckentlastete Schieberelemente 26, 26' gleiten. Untereinander sind diese
Schieberelemente über Kugelgelenke 27, 28 und eine Stange 29 verbunden. An dem Schieberelement
26' ist ferner gelenkig über eine ballige Ausbildung 3o die Kolbenstange 31 angelenkt,
auf der innerhalb eines Zylinders 32 ein Servokolben 33 befestigt ist.
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Der Zylinderraum 32 hat über öffnungen 34 mit einem parallel zu diesem
liegenden Zylinderraum 35 Verbindung, wobei Öffnungen 36 zu einem Kanal 37 und anschließend
zu der als Auslaufraum dienenden Leitung-14 führen. Innerhalb des Zylinderraumes
35 ist eine Schieberhülse 38 und darin ein Steuerkolben 39 angeordnet. Auf der Schieberhülse
38, die in einen Zylinderraum 4o hineinragt, ist ein Hilfsservokolben 41, der sich
gegen eine Feder 42 abstützt, befestigt. Eine Verlängerung 43 des Steuerkolbens
39 führt durch den Raum 40 zu einem am Steuerkolben angelenkten, als zweiarmigen
Hebel ausgebildeten Rückführgestänge 44, das am Punkt 45 mit der Kolbenstange 31
des Servokolbens 33 verbunden ist. Am anderen Ende des Rückführgestänges, am Punkt
46, ist eine Stange 47 angelenkt, die wiederum mit dem Hebel 48 eines an der Achse
49 im Gehäuse gelagerten Betätigungshebels 5o zusammenarbeitet: Der Zylinderraum
4o des Hilfsservokolbens 41 ist durch eine Leitung 51 mit einer Öffnung 52 eines
Zylinderraumes 53 verbunden. Innerhalb des
Zylinders 53 ist ein
durch eine Feder 54 belasteter weiterer Steuerkolben 55 angeordnet, der über ein
Gestänge 56 und einen Hebel 57 mit einer Fühlschiene 6, die neben dem Gleis i liegt,
das Anliegen der Fahrzeugräder auf der Schiene i fühlt.
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In das Drucksystem der hydraulischen Bremseinrichtung ist ferner eine
Verriegelungseinrichtung eingeschaltet, die das hydraulische Drosselsystem der Bremseinrichtung
erst in Bereitschaftsstellung bringt, wenn eine Radachse des zu bremsenden Fahrzeuges
in die Bremseinrichtung einläuft. Zu diesem Zweck sind parallel zur Fühlschiene
6 geeignete Fühlleisten angebracht, die auf die Stange 58 einwirken. Diese wird
von einer Feder 59 und einem Hebel 6o gehalten. Das Ende 61 der Stange 58 greift
in einen Hebel 62 ein, wodurch ein Steuerkolben 63 gegen den Druck einer Feder 64
angehoben wird. Der Zylinderraum 65 des Steuerkolbens 63 hat eine Zuleitung 66 zu
einem durch eine Feder 67 belasteten Servokolben 68. Die Stange 69 dieses Kolbens
trägt an ihrem oberen Ende einen Sperrdaumen 70, der in Nuten einer Rastscheibe
71 einrasten kann. Die Rastscheibe 71 sitzt auf einer der im Bremssystem angeordneten
Wellen in starrer Verbindung mit der nach Fig. 2 dargestellten Spindel 2.
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Die Wirkungsweise der nach Fig. 1, 2 beispielsweise dargestellten
Gesamtanlage des Bremssystems ergibt sich wie folgt: Das Rad eines zu bremsenden
Fahrzeuges rollt über die Schiene i und läuft mit seinem Spurkranz in einen bereitliegenden
Schraubengang der Spindele ein. Dadurch wird über die Welle 7, das in Schnelle übersetzte
Zahnradvorgelege 8 und die Welle 9 die Bremsölpumpe io zur Förderung von Bremsflüssigkeit
im Kreislauf 12, 1q., 15, 16 gegen das Drosselventil 13 veranlaßt.
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Die Betätigung der Schieberelemente 26, 26' (Fig.3) des Drosselventils
erfolgt über einen Servokolben 33, der über den Steuerkolben 39 so lange verstellt
wird, bis der am Betätigungshebel So eingestellte Bremsdruck erreicht ist. Dies
tritt dann ein, wenn die Steuerkanten des Steuerkolbens 39 die Schlitze der Schieberhülse
38 überdecken (Folgesteuerung). Die Einstellung des für die Bremsung erforderlichen
Druckes am Drosselventil über den Betätigungshebel So kann zentral von einer Überwachungsstelle
von Hand aus erfolgen oder automatisch, z. B. durch Vorkontakte in der Anlaufstrecke,
abhängig vom Gewicht des Fahrzeuges oder von der Fahrgeschwindigkeit.
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Überschreitet nun der Bremsdruck, der durch Wahl der Hebelstellung
des Betätigungshebels So am Drosselventil eingestellt ist, den maximal zulässigen
Bremsdruck, so hebt sich bei der in diesem Fall angenommenen Art der Schienenbremsanlage
mit ausweichender Rampe das Rad von der Oberkante der Schiene i ab, wodurch die
Fühlschiene 6, die sich neben dem Schienenkopf gegen die Radbandage anlegt, nach
oben ausweicht. Dadurch wird der Steuerkolben 55 nach links verschoben; es kann
damit Steuerflüssigkeit vom Anschluß 72 nach dem Anschluß 52 und in die Leitung
51 gelangen, wobei sie über den Hilfsservokolben 41 die Steuerhülse 38 so verschiebt,
daß der am Betätigungshebel So eingestellte Bremsdruck niedriger gestellt wird,
und zwar so lange, bis die Oberkante der Fühlschiene 6 um ihren völligen Hub auf
die Oberkante der Schiene i zurückgestellt wird, womit das Rad des abzubremsenden
Fahrzeuges wieder auf die Schiene i zum Anliegen kommt. Es wird also automatisch
verhindert, daß eine unzulässig starke Bremswirkung auftritt: In den Druckkreislauf
des Steuersystems ist ferner ein Steuerkolben 63 eingeschaltet, der beim Anlauf
des Fahrzeuges auf die Fühlschiene 6 über das Gestänge 58 nach rechts bewegt wird.
Diese horizontale Bewegung wird durch einen Hebel 62 in eine vertikale Bewegung
umgelenkt, d. h. der Steuerkolben 63 wird gegen den Druck der Feder 64 angehoben.
Durch diesen Vorgang wird Öl, das unabhängig vom Bremsdruck durch eine z. B. elektrisch
angetriebene Hilfspumpe 18 erzeugt und in der Leitung 21 zugeführt wird und welches
vorzugsweise unter einem Bereitschaftsdruck von z. B. 3 atü steht, über die Öffnung
73 in den Zylinder 74 vor den Servokolben 68 gepreßt und dieser gegen den Druck
der Feder 67 zurückgedrückt. Hierdurch wird ein Sperrdaumen 70 ausgerastet,
der die ausweichende Bremsrampe., bzw. die Rastscheibe 71 so lange in ihrer Bereitschaftsstellung
festhält, bis der zu bremsende Wagen in die Anlaufkurve der Rampe eingelaufen ist.
Bis zu diesem Augenblick ist der Sperrhaken 61 des Gestänges 58 und des Hebels 62
noch nicht voneinander getrennt. Der Sperrdaumen 7o bleibt also in dieser Stellung
in der ausgerückten Lage. Beim weiteren Einlauf des Fahrzeuges in die Bremsrampe
wird nun die Fühlschiene 6 um eine weitere Phase abgesenkt, wodurch das Gestänge
58 noch weiter nach rechts verschoben wird. Dabei rastet der Sperrhaken 61 des Gestänges
58 aus dem des Hebels 62 aus; so daß der Steuerkolben 63 unter dem Druck der Feder
64 die Verbindung über den Anschluß 73 zum Zylinderraum 74 unterbricht und die Verbindung
zum Anschluß 75 herstellt, der in den drucklosen Behälter 15 des Systems zurückführt.
Dadurch fällt der Druck im Zylinder 74 plötzlich ab, die Feder 67 drückt den Kolben
mit dem Sperrdaumen 70 an die Peripherie der Rastscheibe 71 und kommt nach
vollem Durchlauf des Rades durch die Bremsrampe in der nächsten Raststellung wieder
zum Einklinken. Die Fühlschiene 6 ist am Auslaufende symmetrisch ausgebildet wie
am Einlauf, so daß beim Abheben der Fühlschiene der Hebel 58 sich nach links
bewegt, wodurch der Sperrhaken 61 über den entsprechenden Haken am Hebel
62 und mit Hilfe der Feder 59 in die Ausgangsstellung gebracht wird.
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Die Sperreinrichtung ist ferner so ausgebildet, daß nach Durchlauf
des Fahrzeuges durch die Bremsrampe die wieder in Bereitschaft gebrachte Rampe durch
denselben Sperrdaumen fixiert wird.
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Die Verwendung der Steueranlage des Drosselventils ist nicht auf Gleisbremsanlagen
mit ausweichenden Rampen beschränkt, sondern kann in
gleicher Weise
auch bei anderen Bremsanlagen, z. B. bei Gleisbremsen mit Radbackenbremsen Anwendung
finden, sofern die Anpreßkraft durch ein hydraulisches System erfolgt.