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Steuervorrichtung für elektrische Bremsen, insbesondere für Fahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für elektrische Verzögerungsbremsen,
hauptsächlich für Fahrzeuge, und betrifft im besonderen die Verzögerungsbremsen
mit einem einem geschlossenen Kreis angehörenden Anker, welcher sich in einem Magnetfeld
drehen kann, welches mit Hilfe eines mit einem oder mehreren Elektromagneten ausgerüsteten
Induktors erzeugt wird, welche von einem Erregerstrom durchflossen werden, wenn
die Verzögerungswirkung erhalten werden soll.
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Im allgemeinen hat der Anker die Form einer Scheibe und ist mit dem
zu bremsenden Teil fest verbunden, während der Elektromagnet oder die Elektromagnete
gegenüber dem Fahrgestell des Fahrzeugs fest liegen; es ist jedoch klar, daß auch
die umgekehrte Anordnung gewählt werden kann.
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Der die Elektromagnete während der Zeiten, zu welchen die Verzögerung
oder Bremsung des Fahrzeugs erhalten werden soll, speisende Strom wird im allgemeinen
von der Akkumulatorenbatterie des Fahrzeugs geliefert.
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Es ist klar, daß eine derartige Verzögerungsbremse nur richtig arbeiten
kann, solange eine Relativbewegung zwischen dem Anker und den Elektromagneten stattfindet,
und daß ihre Wirkung Null ist, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, selbst
wenn die Elektromagnete in diesem Augenblick erregt sind. Es müssen daher zur Stillsetzung
des Fahrzeugs stets außer den Verzögerungsbremsen
der betrachteten
Art andere, wenigstens während des Stillstands wirkende Bremsen benutzt werden.
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Infolge der Unwirksamkeit der Verzögerungsbremse während des Stillstands
des Fahrzeugs würde die Fortdauer der Erregung der Elektromagnete der Verzögerungsbremse
während des Stillstands einen reinen Verlust darstellen und außerdem eine schnelle
Entladung der Akku-. mulatorenbatterie herbeiführen.
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Die Erfindung bezweckt insbesondere die Vermeidung dieses Nachteils.
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Erfindungsgemäß wirkt auf die Vorrichtung zur Steuerung des Erregerstroms
des Elektromagnets oder der Elektromagnete beständig eine vorzugsweise von einer
Feder geliieferte Kraft ein, welche diese Vorrichtung in die Stellung zurückzuführen
sucht, in welcher die Speisung der Elektromagnete der Verzögerungsbremse unterbrochen
ist, wobei diese Steuervorrichtung mit Verriegelungsvorrichtungen versehen ist,
welche sie in der Stellung oder wenigstens einer von mehreren Stellungen halten
können, in welchen die Elektromagnete der Verzögerungsbremse mit Strom gespeist
werden und in welche die Steuervorrichtung entgegen der Einwirkung der obigen Kraft
durch den Fahrer des Fahrzeugs gebracht wurde, wobei Vorrichtungen zur Aufhebung
dieser Verriegelungswirkung vorgesehen sind, welche infolge der Stillsetzung des
Fahrzeugs wirksam werden, so daß die Steuervorrichtung durch die obige Kraft in
die Stellung zurückgeführt wird, in welcher die Speisung der Elektromagnete der
Verzögerungsbremse unterbrochen wird, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet.
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Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft den Fall, daß die Steuervorrichtung
der Verzögerungsbremse eine Stellung aufweist, in welcher die Elektromagnete der
Verzögerungsbremse mit einer Überspannung gespeist werden, welche eine kräftige
Bremsung bewirkt, aber zur Vermeidung einer Beschädigung der Bremse nur während
einer verhältnismäßig kurzen Zeit angelegt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform
wirkt auf die Steuervorrichtung, falls sie durch den Fahrer in diese die Überspannung
anlegende Stellung gebracht wurde, eine Rückführungskraft, welche die Steuervorrichtung
selbsttätig in eine Stellung zurückführt, in welcher die Verzögerungsbremse mit
einer niedeigeren Spannung gespeist wird, wenn der Fahrer den Handhebel der Steuervorrichtung
losläßt, wobei keine Verriegelungsvorrichtung diese Rückkehr in eine Stellung geringerer
Erregerspannung verhindert.
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Die Erfindung ist nachstehend beispielshalber unter Bezugnahme auf
die Zeichnung erläutert. Fig. I zeigt schematisch als Beispiel eine erfindungsgemäße
Steuervorrichtung und ihre Verbindungen mit dem Elektromagnet oder den Elektromagneten
der Verzögerungsbremse; Fig. 2 zeigt mit mehr konstruktiven Einzelheiten, zum Teil
in Seitenansicht und zum Teil im Schnitt längs der gebrochenen Linie II-II der Fig.
3, eine an der Steuersäule unter dem Steuerrad befestigte erfindungsgemäße Steuervorrichtung;
Fig.3 zeigt schließlich einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2.
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Die mit A bezeichnete Bremse kann an einem Fahrzeug angebracht sein,
z. B. einem Lastwagen, einem Autobus, einem Triebwagen, einem Personenkraftwagen
usw.
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Die Verzögerungsbremse kann auf beliebige geeignete Weise ausgebildet
sein. In Fig. I ist sie rein schematisch angedeutet, wobei I ihren aus einem oder
mehreren Elektromagneten bestehenden Induktor und 2 ihren drehbaren Anker bezeichnet,
welcher z. B. die Form einer mit den zu bremsenden Rädern verbundenen einfachen
Scheibe hat.
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In den durch die nicht dargestellte Akkumulatorenbatterie des Fahrzeugs
gespeisten Erregerkreis des Induktors I ist eine Steuervorrichtung B eingeschaltet,
welche in ihren verschiedenen Stellungen entweder den Erregerstrom des Induktors
unterbricht oder die an die Klemmen des Induktors I angelegte Spannung regelt, indem
sie in den Speisestromkreis desselben verschiedene Widerstände 3, 4 und 5 einschaltet.
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Diese Steuervorrichtung B, welche von dem Fahrer mittels eines Handhebels
6 betätigt wird, steht erfindungsgemäß dauernd unter der Einwirkungeiner von einer
Feder 9 gelieferten Rückführungskraft, welche die Steuervorrichtung beständig in
die Stellung 0 zurückzuführen sucht, in welcher der Erregerstrom des Induktors der
Verzögerungsbremse A unterbrochen ist.
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Andererseits wird die Steuervorrichtung entgegen dieser Rückführungskraft
in wenigstens gewissen Stellungen der Stellungen a, b, c, d gehalten, in welchen
der Induktor I mit einer mehr oder weniger hohen Spannung gespeist wird, was eine
mehr oder weniger kräftige Bremsung bewirkt.
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Diese Verriegelungsorgane werden ihrerseits durch Vorrichtungen gesteuert,
welche die Entriegelung bewirken, wenn das Fahrzeug, an welchem die Verzögerungsbremse
angebracht ist, anhält. Diese Entriegelung gestattet die Rückkehr der Steuervorrichtung
B in die Stellung 0, in welcher der Induktor I nicht mehr mit Strom gespeist wird.
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Es ist klar, daß die eigentliche Steuervorrichtung sowie die Verriegelungsorgane
und die Eritriegelungsvorrichtungen auf verschiedene Weise ausgeführt werden können
und daß die in der Zeichnung dargestellten und oben beschriebenen Ausführungsformen
dieser Vorrichtungen und Organe nur die Erfindung keineswegs beschränkende vorteilhafte
Ausführungsformen darstellen.
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Bei der rein schematischen Darstellung der Fig. i weist die Steuervorrichtung
B eine um eine Welle 8 drehbare Scheibe 7 auf, an welcher der Handhebel 6 befestigt
ist. Die Scheibe 7 ist mit der Welle ä durch eine Rückholfeder 9 verbunden, welche
die Scheibe 7 in die in Fig. i dargestellte Stellung zurückzuführen sucht, in .welcher
sich ein an der Scheibe 7 befestigter Anschlag io gegen einen an dem Gehäuse der
Steuervorrichtung befestigten Anschlag i i legt.
Um den Induktor
I nacheinander über die abnehmenden Widerstände 3, 4 und 5 und schließlich überhaupt
ohne Widerstand zu speisen, verbindet die eine leitende Zone 12 aufweisende Scheibe
7 den beständig mit der Zone 12 in Berührung stehenden Kontakt 13 über diese mit
den Kontakten 14, 15, 16 und 17, wenn die Scheibe aus der Stellung 0 nacheinander
in die Stellungen a, b, c, d gebracht wird.
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In gewissen dieser Stellungen a, b, c, d, in Fig. I in den Stellungen
a, b und c, wird die Scheibe 7 durch Verriegelungsorgane verriegelt, welche z. B.
durch eine Schneide I8 gebildet werden, welche mittels einer Feder I9 gegen den
Umfang der Scheibe 7 gedrückt wird und mit Rasten 20a, 20b und 2oc zusammenwirkt,
wenn sich die Scheibe 7 in einer der Stellungen a, b und c befindet. Solange diese
Verriegelungsorgane wirksam sind, verhindern sie die Rückkehr der Scheibe 7 in die
Stellung 0, solange nicht der Fahrer durch Betätigung des Handhebels 6 diese Rückführung
vornimmt.
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Zur Erzielung der Entriegelung der Scheibe 7 beim Stillstand des Fahrzeugs
ist die Schneide 18 z. B. an einem Hebel 2I angebracht, welcher durch einen Elektromagnet
22 gesteuert wird, dessen Erregerstromkreis einerseits -von einem Schalter 23 gesteuert
wird, welcher sich schließt, wenn das Fahrzeug anhält, und andererseits von der
Steuervorrichtung B selbst, und zwar derart, daß die Schließung des Schalters 23
nur die Speisung des Elektromagnets 22 bewirken kann, falls sich die Hauptsteuervorrichtung
in einer der Stellungen befindet, in welchen der Induktor I mit Strom gespeist wird.
Der Speiseleiter 24 des Elektromagnets 22, in welchen der Schalter 23 eingeschaltet
ist, ist daher an den Kontakt I4 angeschlossen, welcher stromlos ist, wenn sich
die Scheibe 7 in ihrer Stellung 0 befindet. Die Entriegelungsvorrichtungen werden
so selbsttätig außer Betrieb gesetzt, wenn die Steuervorrichtung beim Stillstand
des Fahrzeugs in die Stellung 0 zurückkehrt. Andererseits arbeiten auch die Entriegelungsvorrichtungen
nicht, wenn das Fahrzeug fährt, da dann der Schalter 23 geöffnet ist.
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Der Schalter 23 oder ein beliebiger anderer entsprechender, die Entriegelung
der Steuervorrichtung B bewirkender Teil kann durch jeden Faktor betätigt werden,
welcher wenigstens normalerweise den Stillstand des Fahrzeugs anzeigt. So kann z.
B. dieser Schalter in Abhängigkeit von der Bewegung der Räder des Fahrzeugs betätigt
werden, so daß sich der Schalter 23 schließt, wenn die Räder stehenbleiben. Dies
kann durch einen von den Rädern angetriebenen Fliehkraftregler oder einen sich mit
den Rädern drehenden Teil erzielt werden. An Stelle eines derartigen Reglers kann
auch eine hydraulische oder pneumatische Vorrichtung benutzt werden, welche von
den Rädern angetrieben wird und den Schalter 23 geöffnet hält, solange sie infolge
der Bewegung der Räder einen Strömungsmittelstrom erzeugt. Schließlich kann noch
eine beliebige andere in Abhängigkeit von der Bewegung der Räder arbeitende Vorrichtung
zur Betätigung des Schalters 23 oder einer entsprechenden Vorrichtung benutzt werden.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Schalter 23 oder eine
entsprechende Vorrichtung durch die Öffnungsbewegungen der Türen des Fahrzeugs betätigt
werden. Insbesondere kann bei einem Autobus. od. dgl. die auf den Stillstand des
Fahrzeugs folgende Öffnungsbewegung der Tür benützt werden, um die Entriegelungsorgane
in Tätigkeit zu setzen, um die Erregung des Induktors der Verzögerungsbremse zu
unterbrechen.
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Weitere Faktoren zur Entriegelung durch Betätigung des Schalters 23
oder einer entsprechenden Vorrichtung können der Öldruck, die Bewegung, durch welche
der Fahrer die Handbremse anzieht, die Bewegung des Bremspedals der Fußbremse beim
Durchlaufen eines gewissen Teils ihres Hubs, die Bewegung des Zündschlüssels des
Motors usw. sein.
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In allen Fällen erfolgt die Entriegelung und infolgedessen die Unterbrechung
der Erregung des Induktors I der Verzögerungsbremse selbsttätig, ohne daß der Fahrer
hierfür ein besonderes Manöver ausführen muß. Man verhindert so die Entladung der
Batterie und andere schädliche Folgen, welche sich einstellen würden, wenn der Induktor
der Verzögerungsbremse während des Stillstands unter Spannung bliebe, weil der Fahrer
vergessen hat, die Steuervorrichtung mit Hilfe des Handhebels 6 in ihre Stellung
19 zurückzuführen.
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Aus Fig. I geht hervor, daß die Verriegelungsvorrichtungen nicht wirksam
sind, wenn der Handhebel 6 in die Stellung d gebracht wird, in welcher der Induktor
der Verzögerungsbremse ohne Zwischenschaltung irgendeines Widerstands gespeist wird.
Dieses Nichteingreifen der Verriegelungsvorrichtungen in dieser Stellung entspricht
einem anderen Kennzeichen der Erfindung. Die an den Induktor I für die Stellung
d der Steuervorrichtung angelegte Spannung ist nämlich eine Überspannung, welche
eine heftige Bremsung des Fahrzeugs bewirkt, aber nur an den Induktor während einer
verhältnismäßig kurzen Zeit angelegt werden kann. Das Fehlen von Verriegelungsrnitteln
für die Überspannungsstellung hat zur Folge, daß die Rückholfeder 9 die Steuervorrichtung
auf jeden Fall in eine Stellung zurückführt, in welcher der Induktor der Verzögerungsbremse
mit einer geringeren Spannung gespeist wird, sobald der Fahrer, welcher vorher den
Handhebel 6 in die Stellung d gebracht hat, diesen losläßt.
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Fig. 2 und 3 zeigen weniger schematisch als, Fig. i eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, von welcher angenommen ist, daß sie unter
dem Steuerrad angeordnet und an der Steuersäule 25 befestigt ist. Bei dieser
Ausführungsform ist der Handhebel 6 ebenfalls an einer Scheibe 7 befestigt, welche
frei um eine Achse 8 drehbar ist, wobei eine Rückhölfeder 9 zwischen dieser Achse
und der Scheibe angebracht ist.
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Auf einer Seite ist die Scheibe 7 mit einer nachgiebigen gespaltenen
Bürste 26 versehen, welche diametral beiderseits der Achse 8 liegt und mit einer
an einer Platte 27 befestigten leitenden Zone 12
sowie mit ebenfalls
an dieser Platte 27 befestigten Kontakten I4, 15, 16 und 17 zusammenwirkt.
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Die Verriegelungsorgane werden in Fig. 2 und 3 durch eine Scheibe
28 gebildet, welche so gehalten wird, daß sie eine etwa senkrecht zu ihrer Ebene
verlaufende Bewegung in der Richtung der Achse 8 ausführen, aber sich nicht um diese
Achse drehen kann. In dieser Scheibe 28 sind mehrere Öffnungen 29 angebracht, mit
welchen von der Scheibe 7 getragene konische Vorsprünge 30 zusammenwirken. Die Scheibe
7 wird in ihren verschiedenen, den Stellungen 0, a, b und c der Fig. I entsprechenden
Stellungen durch das Eintreten der Vorsprünge 30 in eine der Öffnungen 29 verriegelt.
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Die vorzugsweise aus einem magnetisierbaren Werkstoff bestehende Scchheibe
28 wird durch eine Feder 3I in ihre Arbeitsstellung gedrückt und kann in entgegengesetzter
Richtung durch einen Elektromagnet 22 angezogen werden, wenn dieser mit Strom gespeist
wird. Die Erregung dieses Elektromagnets bewirkt somit die Entriegelung der Scheibe
7, welche dann unter der Einwirkung der Feder 9 in ihre Stellung 0 zurückkehren
kann.
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Zur Vermeidung jeder Klemmwirkung des inneren Randes der mittleren
Öffnung 32 der Scheibe 28, durch welche die Achse 8 mit Spiel tritt, an der Außenfläche
dieser Achse, ist es zweckmäßig, die Scheibe 28 an einem federnden Teil 33 anzubringen,
welcher einerseits an dem Gehäuse 34 der Steuervorrichtung und andererseits an dem
Umfang der Scheibe befestigt ist. Dieser Tragteil 33 ist in seiner Ebene genügend
steif, um jede Drehung der Scheibe 28 um die Achse 8 zu verhindern, wobei er jedoch
genügend elastisch ist, um die etwa senkrecht zu ihrer Ebene erfolgenden Bewegungen
der Scheibe 28 zuzulassen, welche die Verriegelung oder die Entriegelung der Scheibe
7 bewirken.
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Schließlich ist noch zu bemerken, daß das Gehäuse 34 zweckmäßig aus
zwei Teilen 34a und 34b besteht, wie dies aus Fig.3 hervorgeht.