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Einrichtung zur Bremsung von elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen,
insbesondere von Mehrwagenzügen, in Kurzschlußbremsschaltung mit elektromechanischer
Zusatzbremse Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Bremsung von elektromotorisch,
angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere von Mehrwagenzügen, in Kurzschlußbremsschaltung
mit elektromechanischer Zusatzbremse.
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Bei solchen elektrischen. Bremseinrichtungen besteht der Nachteil,
daß bei einer unteren Grienzge!schwdndigkeit von etwa 5 km/Std. die Stromerzeugung
der Motoren. und damit auch. die Bremswirkung sowohl der Triebwagen als auch der
Bremssolenolide in. dem. oder den Beiwagen: erheblich nachlassen, um bei Geschwdndigkeiten
von etwa q. km/Std. ganz zu verschwinden. Besitzen die Wagen keine durch Netzs,tromerregte
Schienenbremse, dann kann die Stillsetzung des Zuges nur mit Hilfe der Triehwagenhandbremse
erfolgen.. Abgasehen von dem unerwünschten Auflaufen der nunmehr unabgebremsten
Beiwagen ist es insbesondere bei starken Gefällen nicht leicht, den. Zug überhaupt
zum Halten zu bringen.
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Es ist durchaus möglich, im Bedarfsfalle die Bremssolenoide unmittelbar
über Vorscha:ltwiders,tänd-e an die Fahrleitungsspannung zu legen. In diesem Falle
ist es aber erforderlich, die verhäfnismäßig hohe Fahrdrahtspann.ung 2n den Vorschalt=
widerständen bis auf den sehr viel kleineren Spannungswert zu vernichten, der zur
Betätigung der Bremssolenoide erforderlich ist, so daß ein unnötiger Leistungsverbrauch
eintritt.
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Es ist ferner bekannt, außer der Ku:rzschlußbremse noch weitere, hiervon
getrennte Zusatzbremsen,- vorzusehen., bei,spielsweii,se Druckluftbremsen
oder
Schienenbremsen, die aus. einer Batterie gespeist werden. Diese besondren Zusatzbremsen
bedeuten aber einen verhältnismäßig großem Aufwand.
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Die Erfindung bezweckt, diese besonderen Zusatzbremsen zu ersparen
und die Kurzschlußbremse selbst für die Bremsung bei kleinem, Geschwindigkeiten
und auch im Stillstand; geeignet zu machen. Dies wird nach der Erfindung dadurch
erreicht, daß eine aus einer elektroinagnetischen Festhaltevorrichtung und einer
elastischen Ausgleichsvorrichtung bestehende Zusatzbremse in der Weise konstruktiv
nvit der Solenoidbremse vereinigt ist, daß ein Teil der Kurzschlußbremsenergie in
der elastischen Ausgleichsvorrichtunk gespeichert wird und beim Nachlassen oder
Aufhören der Kurzschlußbremsung eine dauernde Brenns.wirkung hervorruft.
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Das Solenoid legt bei seiner Erregung durch den Kurzschlußbremsstrom
über das Bremsgestänge, in dass eine vorgespannte, sich gegen, einen Anschlag abstützende:
Feder der Ausgleichsvorrichtung eingeschaltet ist, den Bremsklotz an, spannt dann
diese Feder weiter bis zu einem zweiten Anschlag, worauf dann das ganze Bremsgestänge
ein starres Gebilde wird und die Wirkung der Feder ausgeschaltet ist. Wenn die Erregung
des Solenoides durch den Kurzschlußbremsstrom nachläßt oder aufhört, geht der Zugkolben
des Solenoides bis. zum Anschlagen an die Festhaltevorrichtung zurück. Hierbei entspannt
sich die Feder so weit, d:aß sie zwischen ihren beiden erwähnten Anschlägen spielt,
so daß sich nunmehr die in ihr aufgespeicherte Energie auf das Bremsgestänge auswirken
kann.
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In den Figuren der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigt Fi.g. i das Schaltschema, Fig. 2 das Brem-ssolenoid mit der
Zusatzbremse und der Ausgleichsvorrichtung für das Bremsgestänge, Fig. 3 eine besondere
Ausbildung eines Druckkontaktes, Fig. 4 bis 7 schematisch die verschiedenen Arbeitsstellungen
der Einrichtung nach Fig. 2, Fig. 8 die konstruktive Durchführung der selbsttätigen
Nächstelleinrich.tung, Fig. g und to das Schema dieser Nachstellvorrichtung, Fig.
i i eine konstruktive Durchführung der Nachstellvorrichtung nach den Fig. g und
to, Fig. 12 die Ausbildung der beiden Arten von Führungsschlitzen für die Nachstellvorrichtung
und die Fig. 13 bis 16 Schnitte durch, diese Führungsschlitze mit den entsprechenden
Führungsbalzen.
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In Fig. 1 besteht der Motorstromkreis aus den Fahrmotoren. i t und
12, die in verkreuzter Schaltung üben dem Regelwiderstand 13 an der durchgehenden
Bremsleitung 14 liegen, wobei ein an die durchgehende Brernsleitung angeschlossener
Bremsschutzwiderstand 15 den Bremsstromkreis im Triebwagen schließt. An der Bremsleitung
14 liegen. für die Beiwagen I und II die Brenissolenoide 16 und 17.
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Als eine vom der Bremsspannung unabhängige Spannungsquelle -wird die
Spannung des Fahrdrahtes 18 über einen Vorwiderstand rg und über einen nur auf dien
Bremsstellungent geschlossenen Ordnungskontakt 2o eines hier nicht dargestellten
Fahrschalters an die Betätigungsleitung 2z gelegt, an der die elektromechanischen
Zusatzbremsen 22 und 23 liegen.
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Statt der Fah:rdrahtspannung kann. auch als eine von der Bremsspannung
unabhängige Spannung die Spannung der Akkumulatorenbatterie 24 an die Betätigungsleitung
21 gelegt werden., die beispielsweise bereits für andere Zwecke, wie zur Stromversorgung
der Scheinwerfer, zur Notbeleuchtung oder für Signalvorrichtungen, notwendig ist.
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In dem: folgenden Figuren wird die Einwirkung dieser Zusatzbremse
auf die Kurzschlußbremsvorrichtung dargestellt.
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Nach Fig.2 besteht die Kurzschlußbremsvorrichtung aus einer So,lenoidspule
25, die in einem das Gehäuse bildenden Eisentopf 26 angeordnet ist und den Zugkolben
27 umschließt. In dem Eisentopf 26.ist in einer nicht näher bezeichneten Ringnut
eine Zusatzwicklung 28 untergebracht, die mit der auf derBrem;szugstange 2g angeordneten
Tellerscheibe 30 aus Eisen so zusammenarbeitet, daß beide eine elektromagnetische
Festhaltevorrichtung für den Zugleolben, 27 ergeben.
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Die Tellerscheibe 3o bildet in ihrer angezogenen Stellung dabei einen.
Eisenrückschluß zu dem. Eisentopf 26 und ist über ein federndes Schleppglied 31
mit der Bremszugst@ange 2g verbunden und. befindet sich mit diesem in einer Haube
32, die über den Eisentopf 26 gesetzt ist.
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Zwischen dem eigentlichen Bremsgestänge 33 und der Bremszugstange
29 ist eine elastische Ausgleichsvorrichtung eingeschaltet, die aus einem fest mit
der Bremszu:gstange 29 verbundenen Federtopf 34 besteht, in dem eine vorgespannte
Schraubenfeder 35 untergebracht ist, dien mit einem gewissen Spiel in dem Raum 36
auf das Bremsgestänge 33 einwirkt.
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Wie Fig. 3 zeigt, ist im inneren Rand des. Eisentopfes 26 ein Druckkontakt
37 isoliert angeordnet, an dem das eine Ende der Zusatzwicklung 28 angeschlossen
ist. Kommt die Tellerscheibc 30 zur Anlage, so wird dieses Ende der Zusatzwicklung
selbsttätig über diesen Druckkontakt 37 und die Tellerscheibe geerdet; das. andere
Ende 38 der Zusatzwicklung 28 liegt an der Betätigungsleitung 2l.
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Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist, an Hand der Fig: 4 bis 7
beschrieben, folgende: Bei gelöster Bremse befinden sich die Tellerscheibe
30 und der Zugkolben 27 in der Lage nach Fig. 4. Wird die Solenoidspule 25
von dem Motorbremsstrom durchflossen, so wird nach Fig. 5 der Zugkolben, 27 in die
Solenoidspule 25 hinreingezogen und damiiit die Tellerscheibe 30 schließlich,
in die Lage nach Fig. 6 gebracht. Hierbei wird zunächst der Stromkreis für die Zusatzwicklung
28 über den Druckkontakt 37 (Fig. 3) geschlossen und gleichzeitig
ein
Eisenrückschluß durch die Tellerscheibe geschaffen, so. daß dadurch eine elektromagnetische
Festhaltevorrichtung für den Zugkolben über das federnde Schleppglied 3 i gebildet
ist. Beim weiteren Hineinziehen; des Zugkolbens 27 in die Solenoidspule 25 wird
die vorgespannte Schraubenfeder 35 in, dem Federtopf 34 so weit zusammengedrückt,
bis die Begrenzung durch den Anschlag 39 erreicht ist. Damit besteht zwischen der
Bremszugstange 29 und dem Bremsgestänge 33 eine starre, nicht elastvsche Verbindung,
so daß von diesem Zeitpunkt ab nach Belieben größere Zugkräfte auf dien nicht näher
bezeichneten. Bremsklotz gegeben werden können.
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Dadurch dient die elastische Ausgleichsvorrichtung zur Aufspeicherung
eines Teiles der Kurzsch.lußbremisenergie.
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Läßt nun die Zugkraft der Solenoidspule. 25 aus irgendeinem Grunde
nach, z. B. durch Schadhaftwerden der Motorbremse oder durch Unwirksamwerden derselben,
bei kleinen Geschwindigkeiten, so, geht, wie: in Fig. 7 dargestellt, der Zugkolblen
27 bis zur Anlage an d@iei elektromagnetische Fes,th:altevorrichtung zurück und
damit auch der Federtopf 34 so weit, daß die vorgespannte Schraubenfeder 35 wieder
zwischen der Bremszugstange 29 und dem Bremsgestänge 33 elastisch eingeschaltet
ist. Dadurch wird nach der Erfindung die Wirkung einer Zusatzbremse erreicht, deren
Arbeitsspiel durch die Ausbildung des Raumeis, 36 im Federtopf 34 gegeben ist.
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Durch das. Festhalten ist es möglich, die au.fgespeichierte Energie
über diese elastische Ausgleichsvorrichtung freizugeben.
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Die vorgespannte Schraubenfeder 35 erhält vor ihrem Einsetzen in den
Federtopf 34 eine solche Vorspannung, daß die Bremskraft auf einen gewünschten festen
Reibungswert zwischen Rad und Bremsklotz eingestellt werden kann. Eine entsprechende
Regelvorrichtung zur Veränderung der Vorspannung kann an dem Federtopf vorgesehen
werden.
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Zum Ausgleich der Rückwirkung des. Bremsverschleißes auf das Bremsgestänge
33 ist, wie die Fig.8 bis 16 zeigen, eine selbsttätig wirkende Nachstellvorrichtung
vorgesehen,. Diese Nachstellvorrichtung ist ebenfalls in der Ha,ub,e 32 des Bremssolenoides
untergebracht.
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Nach Fig. 8 ist die Bremszugstange 29 an ihrem Ende mit einem Gewinde
4o versehen, das in die mit dem Zugkolben 27 fest verbundene Führungshülse 41 eingreift.
Auf diese Führungshülse 41 ist die Tellerscheibe 30 mittels Keil und Nut
aufge setzt, so daß sich Führungshülse und Tellerscheibe gegeneinander in Achsrichtung
wohl verschieben., aber nicht verdrehen können. Auf der Nabe 42 der Tellerscheibei
30 ist die selbsttätige Nachstellvorrichtung aufgesetzt. Diese besteht, wie
dies. in.sbesondere die Fig. 9 und io schematisch und Fig. ii konstruktiv zeigen,
aus einer unter dem Druck einer Felder 43 stehenden Brücke 44, die durch einen Kniehebel
45 dadurch verschiebbar ist, daß sie mit einem gewissen Spiel 46 (Fig. i i) auf
der Nabe 42 sitzt. Der Festpunkt 47 des Kniehebels 45 befindet sich dabei: an der
Tellerscheibe 30.
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Ein als Fühlhebel ausgebildetes Meßglied 48 ist, wie Fig. 8 zeigt,
an der Tellerscheibe 30 um dem Punkt 49 drehbar gelagert und durch eine Verbin:dungslasche
5o mit der Führungshülse 4i des Zugkolbens 27 drehbar verbunden,. In der Telleracheibe
3o ist wenigstens ein Mi:tneh merstift 5 i eingeschraubt, der im: entsprechende
Bohrungen 52 des Zugkolbens 27 eingreift. In dieser Bohrung 52 befindet sich gleichzeitig
das federnde Schleppglied 31 (Fig. 2) für die Tellerscheibe 3o. Dieses federnde
Schleppglied ist zwischen das freie Ende des Mitnehmcrstiftes 5 i und den Einsatzstift
53 des Zugkolbens 27 geschaltet. An den Enden der Brücke 44 sind verschieden starke
Führungsbolzen 54 und 55 vorgesehen, die wechselweise in Führungsschlitze 56 und
57 einer in die Haube 32 eingesetzten Buchse 58 eingreifen. Diese Führungsschlitze
sind in Fig. 12 in ihrer Abwicklung dargestellt. Die oberen breiten Führungsbolzen
54 bewegen sich dabei in den axial liegenden breiten Führungsschlitzen 56 und die
unterem schmaleren Führungsbolzen 55 in den schmaleren Führungsschlitzen 57. Durch
letztere werden die axial verlaufenden breiten Führungsschlitze 56 untereinander
verbunden. Wie die Fig. 13 bis 16 erkennen lassen, sind die schmaleren, für
eine Drehung vorgesehenen Führungsschlitze 57 tiefer als die nur für die Axialbewegung
bestimmten breiteren Führungsschlitze 56.
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Bewegt sich der Zugkolben 27 bei Lösung der Bremse waagerecht nach
links, so gleitet der Führungsbolzen 54 in der Stellung nach den Fig. 9 und
13 in dem breiten oberen Führungsschlitz 56, während der Führungsbolzen 55
nur in den entsprechenden unteren breiten Führungsschlitz 5o so hineinragt, wie
Fig. 14 zeigt, d. h., die axiale Führung des beim Bremsen und Lösen hin- und hergehenden
Kolbens erfolgt normalerweise lediglich durch den breiten 'oberen Führungsbolzen
54. Hierbei wird die Tellerscheibe 30 ohne Relativbewegung gegenüber der mit dem
Zugkolben 27 fest verbundenen Führungshülse 41 mit dieser hin- und herbewegt.
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Ist jetzt ein Bremsverschleiß eingetreten von einer solchen Größe,
daß der Zugkolben 27 mehr in die Solenoidspule 25 hineingezogen wird, als es der
vorgenommenen Einstellung entspricht, so findet eine Relativbewegung zwischen der
sich gegen die Stirnfläche des Gehäuses 26 der Solenoidspule 25 anlegenden Tellerscheibe
30 und der mit dem Zugkolben 27 sich weiterbewegenden Führungshülse 41 statt,
und infolgedessen wird das Meßglied 48 im Uhrzeigersinne um den Festpunkt 49 auf
der Tellerscheibe 30 gedreht. Es drückt auf das Gelenk 59 des Kniehebels
45 und drückt dieses durch, so daß unter der Einwirkung der Feder 43 die Brücke
44 um das Spiel 46 (Fig. i i) auf die Nabe 42 der Tellerscheibe heruntergedrückt
werden kann. Dadurch wird der breitere Führungsbolzen 54 aus dem oberen axialen
breiten Führungsschlitz 56 herausgezogen (vgl. Fig. io und 15) und der schmalere
untere Führungsbolzen 55 in den
schmalen unteren Führungsschlitz
57, wie die Fig. io und 16 zeigen, hineingedrückt. Erfolgt nun mit Hilfe der im
einzelnen nicht näher bezeichneten Rückholfeder des Bremsgestänges 33 eine Bewegung
des Zugkolbens 27 in die gelöste Bremsstellung, so wird die Brücke 44 infolge des
Eingriffes ihres Führungsbolzens 55 in einen schmalen Führungsschlitz 57 um ein
durch die Anordnung der Führungsschlitze bedingtes Mali gedreht. Die Brücke ,44.
nimmt dabei über den an der Tellerscheibe 30 gelagerten Kniehebel 45 die
Tellerscheibe 30 mit, und diese dreht die mit ihr durch Keil und Nut gekuppelte
Führungshülse 41 am Zugkolben 27 auf die mit Gewinde 40 versehene Bremszugstange
29 herauf. Dabei kann diese Drehung dem halben Umfang oder einem Bruchteil des Umfanges
der Buchse 58 entsprechen. Kurz vor Erreichung der Stellung, in der die Bremse,
gelöst ist, schlägt das Gelenk 59 des Kniehebels 45 an den Boden der Haube 32 an,
und der Kniehebel 45 wird wieder in die gespannte Lage nach Fig. 9 zurückgedrückt.
Damit kommt wieder der obere breite Führungsbolzen 54 in den oberen axialen breiten
Führungsschlitz 56, wie Fig. 13 zeigt, und das Spiel kann sich von neuem wiederholen.
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Da die Auslösung des Kniehebels 45 immer nur dann erfolgt, wenn die
Tellerscheibe 3o an der Stirnfläche des Solenoidgehäuses anliegt, und da die Rückstellung
des Kniehebels 45 immer dann erfolgt, wenn das Gelenk 59 des Kniehebels 45 an den
Boden der Haube 32 anschlägt, sind die Größe des Hubes der Tellerscheibe 30, während
der eine Verdrehung der Führungshülse 41 stattfindet, sowie der Beginn und das Ende
dieses Hubes immer dieselben, so daß der Bolzen 54 am Ende des Verstellhubes immer
einen axialen Führungsschlitz 56 vorfindet.
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An Stelle der beschriebenen selbsttätigen Nachstellvorrichtung kann
auch eine der an sich bekannten Vorrichtungen, z. B. ein Bremsgestängeregler, verwendet
werden, bei dem die Verkürzung des Bremsgestänges beim Bremsverschleiß durch eine
Klinkschaltvorrichtung bewirkt wird.