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Druckluftbremse mit zusätzlicher Magnetschienenbremse Bei Druckluftbremsen
mit zusätzlicher Magnetschienenbremse, welche nur bei einer Schnellbremsung in Tätigkeit
tritt, ist es bekannt, mit Hilfe eines Fliehkraftreglers die Magnetschienenbremse
auszuschalten, sobald die Fahrgeschwindigkeit einen unteren Grenzwert erreicht hat.
Mit einer solchen geschwindigkeitsabhängigen Überwachung ist zwar eine Sicherheit
gegen das Einschalten, der Magnetschienenbremse bei stillstehendem Fahrzeug erreicht,
jedoch besteht dabei der Nachteil, daß infolge des völligen Abschaltens dieser Bremse
bei noch verhältnismäßig schnell bewegtem Fahrzeug die Wirkung der Bremse nicht
bis zu einem Höchstmaß ausgenutzt ist, d. h., daß der gerade bei Schnellbremsungen
sehr wichtige Bremsweg unnötigerweise verlängert wird.
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Es ist weiter eine Druckluftbremse mit bei Schnellbremsung wirksam
werdender Magnetschienenbremse bekannt, bei der nach dem Wirksamwerden, der letzteren
Bremse ein Zeitrelais dafür sorgt, daß ihre Abschaltung nach einem willkürlich regelbaren
Zeitabschnitt erfolgt. Diese Bremseinrichtung hat infolge ihrer Unabhängigkeit von
der Fahrgeschwindigkeit den Nachteil, daß sie auch bei stillstehendem Fahrzeug zur
Wirkung gebracht werden kann, was aus verschiedenen betrieblichen Gründen unerwünscht
ist.
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Diesem Stand der Technik gegenüber ist .es die Aufgabe der Erfindung,
bei einer Drucklufthremse die nur im Falle der Schnellbremsung wirksam werdende
Magnetschienenbrernse so anzuordnen und zu gestalten, daß einerseits die optimale
Ausnutzung der letzteren möglich und andererseits ihr Wirksamwerden bei stehendem
Fahrzeug trotzdem ausgeschlossen ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Überwachungseinrichtung
gelöst, die unter dem Einfluß einer zweiten, von der Fahrgeschwindigkeit abhängigen
Überwachungseinrichtung zunächst eine konstante Wirkung der Magnetschienenbremse
aufrechterhält und nach Absinken der Fahrgeschwindigkeit auf einen Grenzwert Mittel
zur Wirkung bringt, welche die völlige Abschaltung der Magnetschienenbremse längstens
bis zum Stillstand des Fahrzeuges verzögern.
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Dabei ist es gemäß der weiteren Erfindung zur Erzielung der optimalen
Wirkung vorteilhaft, in den Erregerstromkreis der Magnetschienenbremse einen verstellbaren
Widerstand einzuschalten, welcher unter dem E:influß der die Abschaltung der Magnetschienenbremse
verzögernden Wirkung den Erregerstrom der Magnetschienenbremse bis zur Abschaltung
kontinuierlich verringert.
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Um für den Fall des vorzeitigen Lösens der Druckluftbremse die Ausschaltung
der Magnetschienenbremse mit möglichst geringer zeitlicher Verzögerung zu erreichen,
wird im Rahmen der Erfindung des weiteren eine vom Bremszylinderdruck beeinflußte
Überwachungseinrichtung vorgeschlagen, welche die Magnetschienenbremse - vorzugsweise
unter vorhergehender kontinuierlicher Verringerung ihres Erregerstromes - mit Erreichen
eines unteren Grenzwertes dieses Druckes abschaltet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in schematischer Weise dargestellt.
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An die Hauptluftleitung 1 ist in üblicher Weise ein Steuerventil 3
von an sich bekannter Bauart angeschlossen, welches einen an sich ebenfalls bekannten
Druckübersetzer 5 entsprechend den Druckveränderungen in der Hauptluftleitung 1
zwecks Beaufschlagung des Bremszylinders 7 aus dem Vorratsluftbehälter 9 beeinflußt.
Der Druckübersetzer 5 ist über eine Leitung 11 an eine in der Bremstechnik als Achslagerbremsdruckregler
bekannte Überwachungseinrichtung 13 angeschlossen. Diese Überwachungseinrichtung
13 besteht aus einem nicht gezeigten Fliehkraftregler, der auf der Achse des Laufrades
15 so angeordnet ist, daß er in dem Geschwindigkeitsbereich oberhalb einer Grenzgeschwindigkeit
von z. B. 50 km/h die Leitung 11 unter Abschluß einer Entlüftung 16 mit einer weiteren
Leitung 17 verbindet, die zum Vorratsbehälter 9 führt. Diese Leitungsverbindung
hat zur Folge, daß der Druckübersetzer 5 in bekannter und daher nicht zu beschreibender
Weise eine auf das Leergewicht des. Fahrzeuges bezogene höhere Abbremsung einsteuert
als in dem Geschwindigkeitsbereich unter 50 km/h; in welchem der Achslagerbremsdruckregler
13 die Leitungen 11 und 17 unter Entlüftung der ersten Leitung durch den Auslaß
16 trennt.
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An die vom Achslagerbremsdruckregler 13 zum Druckübersetzer 5 führende
Leitung 11 ist ein Leitungszweig 19 angeschlossen, welcher in den Raum 21
einer
Überwachungseinrichtung 23 mündet. Die eine Wand des Raumes 21 ist von einem Kolben
25 gebildet, der unter der- Wirkung einer Druckfeder 27 steht. Dieser Kolben sitzt
auf einer Kolbenstange 29, welche in einer Zwischenwand 31 abgedichtet geführt ist
und ein Doppelventil 33, 35 betätigt. Das Ventil 33 findet seinen Sitz bei 37, während
für das Ventil 35
ein Sitz 39 vorgesehen ist. Die beiden Sitze 37,
39 überwachen Öffnungen eines im Gehäuse der Einrichtung 23 vorgesehenen Kanals
41, wobei die dem Sitz 37 zugehörende Öffnung in einen Gehäuseraum 43 und die dem
Sitz 39 zugehörende Öffnung in einen weiteren Gehäuseraum 45 mündet. Der Raum 45
ist über einen Drosselquerschnitt 47 mittels der Leitung 49 an eine Übertragkammer
51 eines Schnellbremsbeschleunigers 53 von bekannter Bauart angeschlossen, der seinerseits
mit der Hauptluftletung 1 verbunden ist. Das eine Ende dies Kanals 41 im Innern
der Überwachungseinrichtung 23 führt zu einem für die Aufnahme von Druckluft bestimmten
Zeitbehälter 55, und das andere Ende des Kanals ist mittels der Leitung 57 an einen.
Raum 59 einer Ventileinrichtung 61 angeschlossen. Im Raum 43 der Überwachungseinrichtung
23 ist eine Feder 63 gelagert, welche den Ventilteller 33 auf seinen Sitz 37 zu
pressen versucht. Außerdem ist der Raum 43 über einen Drosselquerschnitt 65 mit
der Außenluft verbunden. Der Raum 59 der Ventileinrichtung 61 ist auf seiner einen.
Seite von einem Kolben 67 begrenzt, welcher von einer Feder 69 beeinflußt wird.
Der Kolben 67 betätigt über eine in der anderen Begrenzungswand 71 des Raumes 59
abgedichtet gelagerte Kolbenstange ein hülsenförmiges Glied 73, dessen in. der Zeichnung
linkes offenes Ende als Sitz für einen federbelasteten Ventilteller 75 dient. Ein
zweiter, konzentrisch zu diesem Sitz angeordneter Ventilsitz 77 befindet sich in
einer Zwischenwand 79 der Ventileinrichtung 61. Diese Zwischenwand sowie eine weitere
Gehäusewand 81 bilden einen Raum 83, an welchen eine Leitung 85 angeschlossen ist.
Das andere. offene Ende der Hülse 73 ist in der aus der Zeichnung ersichtlichen
Weise mit der Außenluft verbunden. Der Ventilteller 75 ist in einem Raum 87 der
Ventileinrichtung 61 angeordnet, der über eine Leitung 89 mit dem Vorratsluftbehälter
9 in Verbindung steht. Die Leitung 85 führt unter einen Kolben 91, der in einem
am Rahmen des Fahrzeuges befestigten Zylinder 93 verschiebbar gelagert ist und zum
Abheben des Bremsmagneten 95 von der Fahrschiene 97 dient. Der Magnet 95 wird in
seiner abgehobenen Lage durch einen an der Hubstange 99 angreifenden Riegel
101
gesichert. Die Verschiebung dieses Riegels erfolgt durch einen Kolben
103, dessen eine Seite vom Überdruck im Raum 105 eines Zylinders heaufschlagt wird
und dessen andere Seite der Wirkung einer Feder 107 ausgesetzt ist. Der Raum
105 ist über eine Leitung 109 an die Leitung 57 angeschlossen. Die nicht gezeigte
Wicklung des Schienenbremsmagneten 95 erhält ihren Strom aus einer Batterie 111.
Der Stromkreis 113, über welchen die Batterie und der Bremsmagnet verbunden sind,
wird zunächst durch einen Schalter 115 überwacht, dessen Betätigungskolben 117 durch
eine Feder 119 in der Offenstellung des Schalters gehalten wird. Das Schließen der
Schalterkontakte erfolgt durch Beaufschlagung des Kolbens 117 über eine Leitung
121, die über die Leitungen 123 und 109 ebenfalls an die Leitung 57 angeschlossen
ist. Aus der Leitung 123 wird über eine Leitung 125 ein weiterer Kolben 127 mit
Druckluft beaufschlagt, der gegen die Kraft einer Feder 128 die Windungen 129 eines
Widerstandes verschiebt, welcher seinerseits mit dem Schalter 115 im Stromkrens
113 hintereinandergeschaltet ist. Die Spannung in diesem Stromkreis ist von der
Stellung eines. die Windungen 129 abgreifendem, Reiters, 131 abhängig, der
durch einen Kolben 133 bewegt wird. Der Kolben 133 steht unter den Einflüssen einer
Feder 135 und des jeweiligen Druckes im Bremszylinder 7, der ihm über eine Leitung
137 vermittelt wird. An diese Leitung ist außerdem eine Überwachungseinrichtung
139 angeschlossen-, welche einen durch eine Feder 141 belasteten Kolben 143 enthält.
Dieser Kolben öffnet oder schließt ein Ventil 145, das in seiner Offenstellung die
an der Überwaeh=gseinrichtung 139 mündende Leitung 123 über einen Auslaß 147 mit
der Außenluft verbindet.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Wird
vom Lokomotivführer bei einer Geschwindigkeit über 50 km/h eine Schnellbremsung
durchgeführt, so wirkt die Druckluftbremseinrchtung in der üblichen Weise, wobei
der Achslagerbreinsdruckregler 13 die Leitungen 11 tind 17 unter Absperrung der
Entlüftung 16 verbunden hält und damit für den notwendigen hohen Abbrernsungsgrad
sargt. Zur Erzielung der bei einer Schnellbremsung gefärfierten raschen Absenkung
des Druckes in der Hauptluftleitung 1 wird die letztere vom Schnellbremsbeschleuniger
53 angezapft, wobei sich einentsprechender Überdruck in der Übertragkammer 51 aufbaut.
Nachdem durch den Achslagerbremsdruckregler die Leitungen 11 und 17 verbunden sind
und damit auch in der an die Leitung 11 angeschlossenen Leitung 19 der Überdruck
des Vorratsbehälters 9 herrscht, ist der Kolben 25 der Überwachungseinrichtung 23
durch diesen. Überdruck in seiner aus der Zeichnung ersichtlichen Lage gegen die
Kraft der Feder 27 gehalten, wobei das. Ventil 35 geöffnet und das. Ventil
33 geschlossen ist. Infolge des offenen Ventils 35 kann die Druckluft aus
der Übertragkammer 51 unter : entsprechender Drosselung durch den Querschnitt 47
über die Leitung-49 in den Zeitbehälter 55 und parallel hierzu in die Leitung 57
einströmen. Der Behälter 55 wird aufgeladen, und über die Leitung 57 wird der Kolben
67 beaufschlagt, der gegen die Kraft der Feder 69 die Hülse 73 in der Zeichnung
nach rechts bewegt, woben es zum Abschluß des Ventils 75 auf dem Sitz 77 und hierauf
zu einer Entlüftung des bisher mit dem Behälter 9 verbundenen Hubzylinders 93 über
die Leitung 85 und das Innere der Hülse 73 kommt. Nachdem infolge des Überdruckes
in der Leitung 57 und damit in der Leitung 109 auch der Kolben
103 beaufschlagt wurde und den Riegel 101 gegen die Kraft der Feder
107 aus seiner Sperrlage entfernt hat, kann mit dem Entlüften des Zylinders
93 der Schienenbremsmagnet 95 auf die Schiene 97 abfallen. Die Drucksteigerung in
den Leitungen 57, 109 tritt auch in de-r Leitung 123 auf, deren Entlüftung über
den Auslaß 147 infolge des durch den ansteigenden Bremszylinderdruck inzwischen
erfolgten Abschlusses des Ventils 145 gesperrt ist. Unter diesem Überdruck in der
Leitung 123 wurde der Kontakt 115 geschlossen, und außerdem wurden die Windungen
des Widerstatides 129 in der Zeichnung nach links bewegt. Diese Bewegung erfolgt
gegenläufig mit derjenigen des Reiters 131, welcher seine Verschiebung durch den
vom Bremszylinderdruck beaufsch,lagten Kolben 133 erfährt. In der sich einstellenden
gegenseitigen Endlage der Windungen 129 und des Reiters 131 ist eine Einstellung
erreicht, in welcher bei ausgeschaltetem Widerstand .der größte Stromfluß im Kreis
113 und damit auch, die höchste Bremswirkung des unter dem elektromagnetischen
Fluß sich an der Schiene 97 festsaugenden
Magneten 95 die Folge
sind. Unter der Voraussetzung der Aufrechterhaltung der Bremsung im Druckluftte@il
bleibt nun der erreichte Bremszustand bis zum Abfall der Fahrgeschwindigkeit auf
50 km/h aufrechterhalten. Bei dieser Geschwindigkeit und der derselben entsprechenden
Drehzahl des Laufrades 15 schaltet der Fliehkraftregler der Überwachungseinrichtung
13 auf Entlüftung der Leitung 11 durch den Auslaß 16 um, was einerseits eine Herabsetzung
der prozentualen Abbremsungshöhe im Druckluftbremsteil zur Folge- hat. Andererseits
wird mit dieser Entlüftung aber auch der Raum 21 der Überwachungseinrichtung 23
über die Leitung 19 entleert, so: daß die Feder 27 dien Kolben. 25 nunmehr unter
Abschluß des Ventils 35 und Öffnen des Ventils 33 nach links bewegt. Damit ist die
Verbindung zur Übertragkammer 51 des Schnellbremsbeschleunigers 53 unterbrochen,
und der Inhalt des Behälters 55 sowie der mit diesem Behälter parallel geschalteten
Leitungen 57, 109, 123, 121 und 125 entleert sich nach einer gewünschten Zeitfunktion:
über die Drosseldüse 65 ins Freie. Als erste Folge dieses Druckabbaues in der Leitung
123 bewegt sich der Kolben 127 unter der Wirkung der Feder 128 allmählich in seine
Ausgangsstellung zurück, wobei es zu einer Zuschaltung der Widerstandswindungen
129 und damit zu einer kontinuierlichen Abnahme des Erregerstromes mit entsprechender
Verringerung der Bremswirkung des Schienenb.remsmagneten 95 kommt. Ist nach Ablauf
einer vorgeschriebenen Zeit der Druck in der Leitung 123 genügend weit gesunken,
so wird durch Öffnen des Schalters 115 der Stromkreis 113 völlig- unterbrochen und,
damit der Bremsmagnet95 ausgeschaltet. Die fortschreitende Druckverringerung in
der Leitung 57 hat auch eine Bewegung des Kolbens 67 durch die Feder 69 zur Folge,
wobei die durch das Innere der Hülse 73 verlaufende Entlüftung abgeschlossen und
das Ventil 75 aufgestoßen wird; so daß Druckluft aus dem Behälter 9 über
die, Leitungen. 89 und 85 unter den Kolben 91 gelangen kann. Damit hebt dieser Kolben
den Schienenbremsmagneten 95 von: der Schiene 97 ab. Mit dem Absinken des Überdruckes
in der Leitung 109 wurde inzwischen der Riegel 101 durch die Feder 107 wieder in
seine Sperrstellung gebracht, wo er das Ende der Hubstange 99 zwecks mechanischer
Verriegelung des Bremsmagneten 95 erwartet.
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Somit wird. der Schienenbremsmagnet 95 - unter Vorbereitung durch
Erreichen der unteren Grenzgeschwindigkeit von 50 km/h - nach Ablauf einer seiner
optimalen Ausnutzung entsprechenden Verzögerungszeit vor dem Stillstand des Fahrzeuges
rechtzeitig genug von der Schiene abgehoben, um einen von: den Fahrgästen als unangenehm
zu empfindenden Haltestoß zu verhindern.
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Beim Lösen der Druckluftbremse sinkt der Druck im Bremszylinder 7
ab, so daß der Reiter 131 des Widerstands 129 unter der Wirkung der Feder, 135 seine
Ausgangslage erneut erreicht und das Ventil 145 durch die Feder 141 geöffnet wird;
womit alle Teile sowohl der Druckluft- als auch der Magnetschienenbremse wieder
ihre in der Zeichnung gezeigte Stellung einnehmen.
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Die richtige Reihenfolge in der Funktion der einzelnen Überwachungsmittel
ist durch entsprechende Bemessung der Flächen ihrer Betätigungskolben sowie der
diese Kolben beeinflussenden Federkräfte zu erzielen. __-Wird nach. Einleitung einer
Schnellbremsung wäh rend der Funktion der Magnetschien:enbremse die Druckluftbremse
aus irgendwelchen Gründen wieder gelöst, so tritt bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
keine überflüssige Verlängerung der Wirkung der Magnetschienenbremse dadurch ein,
daß letztere Bremse erst nach Absinken der Fahrgeschwindigkeit auf dein unteren
Grenzwert und Verstreichen der durch das Zeitrelais bedingten Verzögerung wieder
gelöst würde, Sobald vielmehr der Lokomotivführer durch Erhöhung des Druckes in
der Ha,uptlu.ftleitung 1 die Druckluftbrennse löst und als Folge davon der Druck
im Bremszylinder 7 genügend abgesunken ist, wird nach vorhergehender Verringerung
des Erregerstromes durch Verstellung des Reiters 131 auf der Widerstandswicklung
129 das Ventil 145 geöffnet, womit sich über den großquerschnittigen Auslaß 147
die Leitungen 123 usw. rasch entlüften. Infolge dieser Entlüftung der Leitung 123
kommt es - wie schon im Zusammenhang mit denn. Verlauf der Druckabsenkung in dieser
Leitung über die Düse 65 beschrieben - zur Bewegung des Kolbens 67 der Ventileinrichtung
61 durch die Feder 69 mit der Folge des Aufstoßens des Ventils 75, 77. Über das
offene Ventil gelangt Druckluft aus dem. Vorratsbehälter 9 durch die Leitungen
89
und 85 zum Kolben 91 im Hubzylinder 93, und der Kolben hebt den Schienenbremsmagneten
95 in seine Ruhelage zurück, in welcher er durch den Riegel 101 gesichert wird.
Diese Entlüftung mit ihren Folgen findet unabhängig davon statt, ob, das Lösen der
Druckluftbremse im oberen oder unteren. Geschwindigkeitsbereich erfolgt. Nehmen
im oberen Geschwindigkeitsbereich die Ventile 33, 35 ihre aus der Zeichnung ersichtliche
Stellung ein, so wird über den Auslaß 147 außer dem Zeitbehälter 55 auch die Übertragkammer
51 entlüftet, wogegen im unteren Geschwindigkeitsbereich mit offenem Ventil 33 und
geschlossenem Ventil 35 eine beschleunigte Entlüftung des Zeitbehälters 55 parallel
zum Drosselquerschnitt 65 erfolgt, wäh; rend die Übertragkammer 51 daran nicht teil
hat und zum richtigen Zeitpunkt durch den Schnellbremsbeschleuniger 53 entladen
wird.
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Bei einer Schnellbremsung im Gesch.windigkeitsbereich unter 50 km/h
ist durch den Achslagerbremsdruckregler 13 die Leitung 11 unter Entlüftung durch
den Auslaß 16 von der Leitung 17 getrennt, und die Druckluftabbremnsung findet daher
mit verminderter prozentualer Abbremsungshöhe statt. In der Überwachungseinrichtung
23 der Magnetschienenbremse fehlt der Überdruck im Raum 21, und die Feder 27 hält
das Ventil 33 geöffnet und das Ventil 35 geschlossen. Der Behälter
55 sowie die mit demselben verbundenen Betätigungsleitungen 57, 109 usw. sind somit
im entleerten Zustand von der Leitung 49 und der Übertragka,mmer 51 des Schnellbrernsbeschleunigers
53 getrennt, so da,ß ein Ansprechen dieses Beschleunigers mit der Folge. der Aufladung
deT Kammer 51 im Geschwindigkeitsbereich unter 50 km/h keine Wirkung auf die Überwachungseinrichtungen
der Magnetschienenbremse ausüben kann und die letztere somit trotz der Schnellbremsung
im Druckluftteil in ihrer angehobenen und verriegelten Ruhelage verbleibt. Der Druckanstieg
in der Übertragkammer 51 kann sich nur bis in den Raum 45 der Überwachungseinrichtung
23 fortsetzen, und d'er Überdruck sowohl in letzterem Raum als auch in der Übertragkammer
wird zum richtigen Zeitpunkt über den Schnellbremsbeschleuniger 53 wieder abgebaut.
Auf Grund der Beschränkung der Einschaltmöglichkeit der Magnetschienenbremse auf
Geschwindigkeiten über der Grenzgeschwindigkeit von. z. B. 50 km/h sind die Gefahren
einer Überbremsung im unteren Geschwindigkeitsbereich und einer Absenkung der Schienenbremsmagneten
bei
stillstehendem Fahrzeug vermieden.