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Bremsanlage, insbesondere für Schienenfahrzeuge Die Erfindung bezieht
sich auf eine Bremsanlage, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit einem Zugwagen,
der eine selbständige elektrische und eine Druckmittelbremsanlage enthält, und mit
nur mit Druckmittelbremsanlagen versehenen Anhängern, deren Bremsen von beiden Motorwagenbremsen
aus betätigt werden, wobei die Anhängerbremse dem Betätigungsdruck der Zugwagenbremse
entsprechend abgestuft wirkt. Man steht bei diesen Bremsanlagen vor der Aufgabe,
die gewöhnlich als Betriebsbremse dienende elektrische Zugwagenbremse und auch die
meist als Halte- und Notbremse dienende Druckmittelbremse des Zugwagens in geeigneter
Weise auf den oder die Anhänger einwirken zu lassen. Diese Aufgabe wird nach der
Erfindung gelöst durch Steuermittel, die derart ausgebildet sind, daß sie die Anhängerbremse
auch entsprechend dem Bremsstrom der elektrischen Zugwagenbremse abgestuft wirken
lassen, und zwar so, daß beide Zugwagenbremsen voneinander unabhängig und auch überlagerbar
auf die Steuerung der Anhängerbremse einwirken. Dadurch wird erreicht, daß bei allen
Bremsungen des Zugwagens der Anhänger stets in dem richtigen Ausmaß zum Bremsen
herangezogen wird und z. B. sowohl bei langer Talfahrt als auch bei plötzlicher
Vollbremsung nicht die Bremsen des Zugwagens belastet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Sie zeigt eine Bremsanlage in schematischer Darstellung, zum Teil im Schnitt.
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Die Stromquelle der elektrischen Zugwagenbremse besteht aus den beiden
Motorankern r und 2
des Zugwagens, die über ihre Feldwicklungen
3 und 4 mit der Fahrzeugmasse verbunden sind. Mit Hilfe eines Stufenschalters 5
kann der Stromkreis über eine je nach der Bremsstärke verschiedene Anzahl von Bremswiderständen
6 und einen Vorschaltwiderstand 7 geschlossen werden. Parallel zu diesem Vorschaltwiderstand
ist eine Erregerspule 8 eines Magnetventils 9 geschaltet.
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Die für die Druckmittelbremse benötigte Druckluft wird von einem Druckerzeuger
Io geliefert, der die Luft über einen Druckregler II und Rückschlagventile I2, I3,
I4 in einen Hauptbehälter I5 und Hilfsbehälter I6 und I7 drückt. Diese Hilfsbehälter
sind über Steuerventile I8 und I9 mit Bremszylindern 2o und 2I zu je einer Bremsgruppe
verbunden.
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Von dem Hilfsbehälter I6 führt eine Leitung 22 zu einem Führerventil
23, von diesem eine Zugwagensteuerleitung 24 zu den Steuerventilen I8 und I9.
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Zum Steuern der Anhängerbremse ist außer dem Magnetventil 9 ein Umsteuerventil
25 angeordnet. Es ist als Dreikammerventil ausgebildet mit einem Gehäuse 26, an
dem sich der Sitz 27 für eine Ventilplatte 28 befindet, und einem Ventilrohr 29,
das seinerseits von der Ventilplatte 28 abgeschlossen werden kann. Das Ventilrohr
29 trägt Kolben 3o und 3I und wird von einer am Gehäuse I abgestützten Feder 32
nach unten gedrückt. Es gleitet dichtend in der Öffnung 33 einer Zwischenwand 34
des Gehäuses I.
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Der Ventilteller 28 wird von einer Feder 35 gegen seinen Sitz 27 oder
das Rohr 29 gedrückt. Er befindet sich in einem Druckraum 36, der mit der Zugwagensteuerleitung
24 verbunden ist.
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Unterhalb des Kolbens 3o befindet sich die Steuerkammer 37. Sie ist
durch den Spielraum zwischen dem Ventilrohr 29 und seiner Führung im Gehäuse I mit
einem an den Ventilsitz 27 grenzenden Ringraum 38 verbunden. Von diesem Ringraum
geht eine Steuerleitung 39 aus, die über eine Kupplung 4o zu einem Steuerventil
4I im Anhänger führt. Von diesen führen Leitungen zu einem Vorratsbehälter 42 und
einem Bremszylinder 43.
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Zwischen dem Kolben 30 und der Zwischenwand 34 des Umsteuerventils
25 liegt die Druckkammer 44. Sie ist mit dem Hilfsbehälter I7 durch eine Leitung
verbunden.
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Der Kolben 3I und die Zwischenwand 34 begrenzen die Bremskammer 45,
von der eine Leitung 46 zu dem Magnetventil 9 führt.
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Dieses Magnetventil besteht in der Hauptsache aus einem Gehäuse 47,
das einen Ventilsitz 48 und eine Zwischenwand 49 enthält, ferner aus einer Ventilplatte
5o und einem Ventilrohr 5I. Die Ventilplatte 5o wird von einer Feder 52 gegen den
Sitz 48 gedrückt; sie befindet sich in einem Druckraum 53, der durch eine Leitung
54 mit dem Hilfsbehälter I7 verbunden ist.
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Das Ventilrohr 5I ist mit einem gewissen Spiel in dem Gehäuse I geführt
und an seinem unteren Ende eingeschnürt, so daß ein an den Ventilsitz 48 grenzender
Ringraum 55 entsteht. Von diesem Ringraum geht die zum Umsteuerventil 25 führende
Leitung 46 aus. Das Ventilrohr 5I trägt einen Rückführkolben 56, der durch einen
Faltenbalg 57 mit der Zwischenwand 49 dicht verbunden ist. An seinem oberen Ende
enthält das Ventilrohr Löcher 58 und trägt in seiner Verlängerung einen Anker 59.
Dieser befindet sich im Bereich der Erregerspule B.
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In Fahrtstellung nehmen die Teile der Bremsanlage die gezeichnete
Lage ein. Der Bremsstromkreis ist unterbrochen. Die Erregerspule 8 ist daher stromlos,
der Faltenbalg 57 in der Art der handelsüblichen Federungskörper hält den Rückführkolben
56 und das Ventilrohr 5I in ihrer höchsten Stellung. Die Bremskammer 45 ist daher
über die Leitung 46, den Ringraum 55, das Innere des Ventilrohrs 5I und die Löcher
58 mit der Außenluft verbunden.
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Die Behälter I5, I6 und I7 enthalten Druckluft. Von dem Hilfsbehälter
I7 aus stehen die Druckkammer 44 und der Druckraum 53 unter Vorratsdruck. Der letztere
ist durch die Ventilplatte So abgeschlossen, die unter dem Druck der Feder 52 und
der Vorratsluft auf ihrem Sitz 48 ruht.
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Das Führerventil 23 verbindet in der Fahrtstellung die Leitung 22
mit der Zugwagensteuerleitung 24, so daß diese die Steuerventile I8 und I9 sowie
den Druckraum 36 unter Vorratsdruck hält. Die Steuerventile halten daher in an sich
bekannter Weise die Kolben der Bremszylinder 2o und 2I in Lösestellung. Außer in
dem Druckraum 36 herrscht Vorratsdruck in dem Ringraum 38, der Steuerkammer 44 und
der Anhängersteuerleitung 39, wodurch über die Kupplung 4o das Steuerventil 4I unter
Druck und der Bremszylinder 43 in Lösestellung gehalten werden.
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In dem Umsteuerventil 25 wirken beiderseits der Kolben 3o und 3I je
gleiche Kräfte: in der Steuerkammer 37 und der Druckkammer 44 Vorratsdruck, in der
Bremskammer 45 Außenluftdruck, wie stets auf der Außenseite des Kolbens 3I. Die
Druckkräfte auf das Ventilrohr 29 gleichen sich daher aus, und es wird von der Feder
32 nach unten gegen den Ventilteller 28 gedrückt, so daß es diesen von seinem Sitz
entfernt hält, seinerseits aber von ihm verschlossen wird.
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Wird der Zugwagen mit Hilfe des Führerventils 23 gebremst, so entlüftet
dies in an sich bekannter Weise die Zugwagensteuerleitung 24; die Steuerventile
I8 und I9 sprechen darauf an und lassen Druckluft von den Hilfsbehältern 16 und
17 in die Bremszylinder 2o und 21 strömen.- Die Bremsen werden infolgedessen angezogen,
und. zwar jeweils entsprechend der Drucksenkung -in der Zugwagensteuerleitung 24.
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Diese Drucksenkung pflanzt sich aber auch durch den offen stehenden
Ringraum 38 in die Anhängersteuerleitung 39 fort und löst über das Steuerventil
41 die Anhängerbremse aus, indem von dem Steuerventil 41 Druckluft von dem Vorratsbehälter
42 in den Bremszylinder43 geleitet wird. Der ganze Wagenzug bremst also gleichmäßig:
Durch den Spielraum zwischen dem Ventilrohr29 und dem Geh.äuse z6 strömt auch Luft
aus der Steuerkammer 37
ab, der Druck in der Druckkammer 44 überwiegt
und hält das Ventilrohr 29 in seiner tiefsten Stellung.
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Läßt man durch das Führerventil 23 wieder Druckluft in die Zugwagensteuerleitung
24 strömen, so kehren die Teile der Bremsanlage in die Fahrtstellung zurück, die
Bremsen werden gelöst. Diese an sich bekannten Vorgänge sind unabhängig von der
elektrischen Bremse.
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Wird der Zugwagen elektrisch gebremst, so werden die Motoren in der
dargestellten Schaltung als Generatoren verwendet; je nach der eingeschalteten Bremsstufe
sind mehr oder weniger Widerstände 6 in den Stromkreis gelegt. Der Bremsstrom durchfließt
die Ständer 3 und 4 und Anker I und 2 der Generatoren, die Widerstände 6, den Stufenschalter
5, den Vorschaltwiderstand 7 und parallel dazu die Erregerspule B. Die letztere
wird also abhängig von der Stärke des Bremsstroms erregt und zieht dementsprechend
den Anker 59 an. Dadurch wird das Ventilrohr 5I nach unten geschoben, es setzt sich
auf die Ventilplatte 5o und hebt diese von ihrem Sitz 48 ab. Das Ventilrohr ist
damit verschlossen; Druckluft strömt von der Leitung 54 und dem Druckraum 53 durch
den geöffneten Ringraum 55 in die Leitung 46 und die Bremskammer 45, wodurch die
Steuerleitung 39 über das Ventilrohr 29 mit der Außenluft verbunden wird. Zugleich
dringt auch Luft von dem Ringraum 55 durch den Spielraum zwischen dem Ventilrohr
51 und seiner Führung unter den Rückführkolben 56 und wirkt der Kraft der Erregerspule
8 entgegen. Hat der Druck eine bestimmte Höhe erreicht, so gleicht er diese Kraft
aus und hebt das Ventilrohr 51 wieder an, bis sich die Ventilplatte 5o auf ihren
Sitz legt. Es stellt sich also durch dieses Magnetventil 9 in der Leitung 46 und
der Bremskammer 45 ein Druck ein, dessen Höhe von der Stärke des Bremsstroms abhängt.
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In dem Umsteuerventil 25 bewirkt dieser Druck, daß mit Hilfe des Kolbens
3I das Ventilrohr 29 angehoben wird. Die Ventilplatte 28 legt sich auf ihren Sitz,
die Verbindung von der Zugwagensteuerleitung 24 zur Steuerleitung 39 wird unterbrochen.
Das Ventilrohr hebt sich darauf von der Ventilplatte 28 ab und läßt Luft aus der
Steuerleitung 39 durch das Rohrinnere ins Freie strömen. Der sinkende Druck in der
Steuerleitung 39 läßt über das Steuerventil 41 die Anhängerbremse ansprechen.
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Diese Drucksenkung pflanzt sich auch über den Spielraum zwischen dem
Ventilrohr 29 und dem Gehäuse I in die Steuerkammer 37 fort, sie wirkt dem Druck
in der Bremskammer 45 entgegen. Sinkt daher der Druck in der Steuerleitung 39 und
der Steuerkammer 37 um einen gewissen Betrag, so senkt sich das Ventilrohr 29 wieder
auf die Ventilplatte 28, und die Verbindung zur Außenluft wird unterbrochen. Steigt
der Druck in der Bremskammer 45 weiter an, so hebt sich das Ventilrohr 29 wieder
und senkt den Druck in der Steuerleitung 39 noch mehr; die Bremse des Anhängers
wirkt also abhängig von dem Luftdruck in der Leitung 46 und damit abhängig von der
Stärke des Bremsstroms im Zugwagen. Diese Vorgänge beeinflussen die Druckluft-Zugwagenbremse
nicht.
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Wird während einer Teilbremsung des Zugwagens und Anhängers mit Strom
plötzlich stark mit Druckluft gebremst, so sinkt der Druck in der Zugwagensteuerleitung
24 und dem Druckraum 36 unter den Druck im Ringraum 38 und dem der Feder 35. Durch
diesen Druckunterschied hebt sich die Ventilplatte 28 von ihrem Sitz und läßt Luft
von der Steuerleitung 39 zur Zugwagensteuerleitung 24 entweichen. Die Druckluftbremsung
kann sich also der Strombremsung überlagern, wie auch umgekehrt: Ist die Ventilplatte
28 von ihrem Sitz abgehoben und der Druck in den Steuerleitungen 24 und 39 ein gewisses
Maß gesenkt, und wird von einem kräftigen Bremsstrom ein starker Luftdruck in die
Bremskammer 45 geleitet, so hebt dieser Druck das Ventilrohr 29 an, die Verbindung
zwischen den Steuerleitungen wird unterbrochen, und die Steuerleitung 39 wird noch
weiter entlüftet.
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Die dargestellte Bremsanlage kann noch dadurch erweitert werden, daß
weitere Bremszylinder oder ganze Bremsgruppen mit Hilfsbehältern, Steuerventilen
und Bremszylindern im Motorwagen oder Anhänger angebracht werden. Es kann auch ein
zweites Fahrerventil für die entgegengesetzte Fahrtrichtung angeordnet und beispielsweise
mit dem Hilfsbehälter 17 verbunden werden; entsprechend kann die Steuerleitung 39
so durch den ganzen Zugwagen verlängert sein, daß an jedem Ende des Zugwagens eine
Kupplung angebracht werden kann.