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Bremseinrichtung für die Treibachsen von Elektrofahrzeugen Die Erfindung
betrifft eine Bremseinrichtung für die Treibachsen von Elektrofahrzeugen, bestehend
aus einer eigenerregten generatori:schen und einer mechanischen Bremse, die durch
einen an sich bekannten Bremslüfter in Abhängigkeit von :der Stromstärke im generatorischen
Bremsstromkreis gelöst wird.
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Es ist bekannt, in elektrischen Triebfahrzeugen und Triebwagenzügen
die Fahrmotoren während des Bremsbetriebes generatorisch arbeiten und in Verbindung
mit einer zusätzlichen, fremderregten und ebenfalls auf die Räder wirkenden Elektromagnetbremse
die gewünschte Verzögerung erzeugen zu lassen. Bei dieser Anordnung ist die auf
das gleiche Treibrad wie der bremsende Fahrmotor wirkende Elektromagnetbremse mit
dem Bremsstrom des Fahrmotors elektrisch oder elektromechanisch in der Weise gekoppelt,
daß die Summe der beiden auf das gleiche Treibrad wirkenden Bremskräfte .eine vorbestimmte
bzw. von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Größe nicht überschreitet. Als Koppelglied
zwischen dem elektromagnetischen und dem generatorischen Brems-S,trom'kreis ist
ein Kahledruckregler vorgeschlagen worden.
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Ferner ist eine Bremsschaltung, insbesondere für Fahrzeuge mit elektrischem
Antrieb, veröffentlicht worden, bei der eine genoratorische elektrische Bremsung
in Verbindung mit einer elektromechanischen Bremse vorgesehen ist, wobei die Bremsströme
des Generatorbremsstromkreises und des Batteriebremsstromkreises einen gemeinsamen
Widerstand, insbesondere die Motorfeldwicklungen und einen festen, nicht abschaltbaren
Anpassungswiderstand, gleichsinnig durchfließen, wobei in den Batteriestromkreis
der elektromechanischen Bremse eine Sperrzelle eingeschaltet ist.
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Durch die Verwendung eines gemeinsamen Widerstandes für den Generatorbremsstromkreis
und den Batteriebremsstromkreis ist die Auslegung der elektromechaniiischen Bremse
von .der Dimensionierung der magnetischen Erregung der Fahrmotoren abhängig und
damit einer optimalen Bemessung nicht zugänglich.
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Erfindungsgemäß wird deshalb bei einer Bremseinrichtung der eingangs
gekennzeichneten Art die mechanische Bremse über zwei an sich bekannte Sperrzellen
mit Hilfe einer Hilfs-, insbesondere einer Batteriespannung bzw. mittels einer aus
dem Bremsstromkreis entnommenen Spannung betätigt und gleichzeitig ein Rückstrom
in die nicht benutzte Stromquelle verhindert. Weiterbildungen dieser Erfindung sind
in einer solchen Auslegung der Bremseinrichtung zu sehen, daß bei Beginn des Bremsbetriebes
die mechanische Bremse durch Verringern der Hilfsspannung angelegt, mittels des
Bremsstromes gelüftet und nach Abklingen des Bremsstromes vor dem Stillstand des
Fahrzeuges wieder angelegt wird, wobei die Summe der mechanisch und elektrisch erzeugten
Bremskraft während des ganzen Bremsbetriebes praktisch konstant gehalten wird und
daß ein an sich bekannter hydraulischer Bremslüfter eingesetzt wird.
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Durch diese technische Lehre werden Schwierigkeiten vermieden, .die
sich bisher bei dem gleichzeitigen Einsatz einer generatori.schen und einer elektromechanischen
Bremse ergeben und .die zum Überbremsen und damit zum Gleiten einer Achse geführt
haben, weil eine .gegenseitige Beeinflussung der Bremsstromkreise durch Rückstrom
-in die nicht benutzte Stromquelle damit verhindert ist. Ein weiterer Fortschritt
ist in der Verwendung einer mechanischen Bremse zu sehen, die durch Anlegen .einer
Hilfsspannung willkürlich gelüftet werden kann und bei der im unerregten Zustand
die Bremsklötze sich anlegen, denn eine solche Bremse entspricht den schärfsten
Anforderungen hinsichtlich der Betriebssicherheit.
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Für den Fall, daß als mechanische Bremse eine Federkraft-Speicherbremse
vorgesehen ist, die in der Ruhestellung bremst und in der Arbeitsstellung, z. B.
während des Fahrbetriebes, mittels .einer Zusatzkraft elektrisch gelöst wird, sind
in den Zeichnungen drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar
Fig. 1 eine Bremsschaltung, in welcher die mechanischen Bremsen mittels Solenoide
gelöst werden, die von der Batterie oder von einer Spannung, welche an einem .im
Bremsstromkreis befindlichen Widerstand abgegriffen wird, erregt werden,
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2 eine Bremsschaltung, in welcher, statt wie in Fig. 1 elektromagnetisch zu lösen,
die in dem Bremsstromkreis und Batteriestromkreis dominierende Spannung für den
Antrieb eines Elektromotors verwendet wird, der seinerseits mittels einer Pumpe
die mechanischen Bremsen hydraulisch lüftet, Fig.3 eine Bremsschaltung, in der die
dominierende Spannung aus Bremsstromkreis und Batteriestromkreis ein elektropneumatisches
Regelventil erregt, das mit Hilfe des Druckluftbordnetzes die mechanischen Bremsen
lösen kann.
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In Fig. 1 wird mit Hilfe des Schalters 1 die Bremshereitschaft des
Hauptstromkreises hergestellt. Es liegen bei diesem Schaltzustand der Schalter 1,
der Anlaßwiderstand 2, der Motoranker 4 sowie die Hauptstromfeldwicklung 5 und ein
zweiter Widerstand 6 in Reihe. Schalter 1 und Widerstand 6 sind einpolig geerdet.
Sofern das Fahrzeug mehrere Fahrmotoren besitzt, können parallel zu dem Motor 4,
5 weitere Motorstromkreise parallel angeordnet werden.
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Neben dem Fahrmotorstromkrei.s ist ein Batteriestromkreis vorhanden,
bestehend aus einer Batterie I0, die einpolig geerdet ist, einem Widerstand
11,
einer Sperrzelle 7 und einem Solenoid 12, das ebenfalls einpolig geerdet
ist und das im erregten Zustand eine Federkraft-Speicherbremse 13 lüftet. Der Batteriestromkreis
ist mit dem Hauptstromkreis, in welchem die Fahrmotoren liegen, durch eine Verbindungsleitung,
in der ein Schalter 9, der beim Bremsen geschlossen ist, ein Gleichrichter 8 und
ein Einstellwiderstand 3 liegen, verbunden.
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Von einem bereits bekannten Fahrschalter wenden Teile der Widerstände
2 und 11 kurzgeschlossen und so die Stärke der Bremsung eingestellt.
An Stelle -: cn Fahrschaltern, deren Kontakte unmittelbar Widerstandsstufen kurzschließen,
können Schaltwerke oder Nachlaufsteuerungen beliebiger Konstruktion Verwendung finden.
Handelt es sich um ein Fahrzeug für ein Wechselstromnetz, so kann die Batterie
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durch einen Transformator mit Gleichrichter und der Widerstand
11 beispielsweise durch eine auf die Primärseite dieses Transformators wirkende
Magnetverstärkeranordnung ersetzt werden.
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Bewegt sich das Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit und
wird auf Bremsung umgeschaltet, so erregt sich der Hauptstromkreis mit der dem 1Iotor
eigentümlichen Zeitkonstanten auf einen von der Fahrschalterstellung beeinflußten
Wert. Bis zu diesem Zeitpunkt ist die elektrische Bremse nicht voll wirksam, so
daß die mechanische Zusatzbremse ansprechen soll, was dadurch veranlaßt wird, daß
nur die von der Batterie zugeführte Spannung verringert bzw. ganz abgeschaltet wird,
so daß die Federkraft-Speicherbremse anspricht. Die Stärke der Bremsung wird bei
der vorgeschlagenen Schaltung sowohl für den Bremsstromkreis als auch für den Batteriestromkreis
mittels des Fahrschalters eingestellt. Die Sperrzelle 7 hat bei diesem Betriebszustand
lediglich einen vernachlässigbaren Widerstand, während .die Sperrzelle
8 -in Sperrichtung beansprucht wird und keinen Strom hindurchläßt. In dem
Maße wie der Hauptstromkreis erregt wird, also die elektrische Bremsung zunimmt,
steigt die Spannung an Widerstand 6 und damit auf der linken Seite der Sperrzelle
8 an. Sobald diese die Spannung übersteigt, die an Sperrzelle 7 anliegt, fließt
über Schalter 9, Sperrzelle 8 und Widerstand 3 ein Strom durch das Solenoid 12.
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Das hat also zur Wirkung, daß, nachdem der Bremsstrom auf seinen durch
die Stellung des Fahrschalter; vorgegebenen Höchstwert angestiegen ist, an dem Bremslüfter
der Zusatzbremse 13 eine Spannung ansteht, welche dazu ausreicht, die während der
Erregung des Bremsstromkreises wirkende Zusatzbremse zu lösen. Wenn .das Triebfahrzeug
nahezu stillgesetzt ist und die Motordrehzahl nicht mehr dazu ausreicht, den erforderlichen
Bremsstrom zu erzeugen, so sinkt die Spannung am So,leno,id .der Zusatzbremse, und
diese greift wieder ein und bremst damit das Fahrzeug bis zum Stillstand mit nahezu
konstanter Verzögerung ab.
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In Fig.2, die im übrigen in ihrer Funktion der Fig. 1 entspricht,
wird die mechanische Zusatzbremse 13 nicht mittels eines Solenoids gelöst, sondern
wie schon erwähnt, mittels eines Elektromotors 14, einer Flüssigkeitspumpe 15 und
einem Zylinder 16 mit verschiebbarem Kolben.
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In Fib. 3, die in ihrer Funktion ebenfalls der Fig. 1 entspricht,
wird die mechanische Zusatzbremse 13 mittels eines Druckluftzylinders 17 mit verschiebbarem
Kolben und eines elektropneumatischen Regelventils 18 gelöst. Die dafür erforderliche
Druckluft wird aus dem Druckluftbordnetz 19 entnommen.