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Elektropneumatisches Ventil für Druckluftbremsen. Es sind, elektrische
Steuerventile für Drückluftbremsen bekannt, bei denen ein ein Wechselventil beeinflussender
Druckluftkolben einerseits unter der Wirkung des Bremszylindendruckes, anderseits
unter ider Einwirkung eines Elektromagneten steht :derart, daß idiese beiden Kräfte
gegeneinander wirken und je nach .dem Überwiegen der einen oder ider anderen Kraft
Klurch das Wechselventil eine Verbindung zwischen dem Hilfsluftbehälter und dem
Bremszylinder oder zwischen dem letzteren und der Außenluft hergestellt wird.
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Bei dem vorliegenden Steuerventil ist nun ein als Verteiler wirkendes
Drosselventil mit einer .elektromagnetischen Ausgleichsvorrichtung in der Weise
vereinigt, @daß eine gleichzeitige, beim Anziehen -und Lösen dämpfend wirkende Bremsung
aller Wagen des Zuges und :unabhängig von der Abnutzung der Bremsbacken .und proportional
der Achsbelastung und .der Zuggeschwindigkeit erzielt wird. Der Elektromagnet wind
hierbei so eingerichtet, daß seine Zugkraft nicht von den Hub, sondern nur von oder
iStärke des ihn durchfließenden Stromes abhängig ist und zum unmittelbaren Ausgleich
des Druckes der Bremszylinderluft zur Zeit der Tätigkeit der elektromagnetischen
Bremsung idient.
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Eine Ausführungsform eines derartigen Ventils ist in Abb. i im senkrechten
Schnitt dargestellt. Abb. 2 zeigt idie Einrichtung zum Regeln des Stromes entsprechend
der Achsbelastung.
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Das Verteilungsventil ist in einem Gehäuse i eingeschlossen, :das
drei Rohranschlüsse 2, 3,4 besitzt, von .denen 2 mit dem Bremszylinder, 3 mit :dem
Hilfsbehälter und endlich q. .mit dem Auslaß ides Steuerventils in Verbindung steht.
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Im Innern des Gehäuses sind .auf einer verschiebbaren Stange 8 drei
Kolben 5, 6, 7 aus Bronze, Rotguß oder -Graphit :befestigt.
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Der Kolben 7 besitzt .den doppelten Querschnitt :des Kolbens 6, der
denselben. Durchmesser hat, wie der Kolben 5. Das Zylinderinnere steht .durch ,die
Bohrungen 9, io, i i mit den Kammern 12, 13-in Verbindung, von denen Kammer 12 durch
Anschluß 3 mit dem nicht :dargestelltes Hilfsbehälter und Kammer 13 mit dem Auslaß
des Steuerventils einer auf der Zeichnung nicht veranschaulichten üblichen, selbsttätigen
iBremse verbunden ist. Durch Bohrungen 9 ist das Innere :des Ventilzylinders über
Kammer fq. .durch eine Reihe von Löchern 15 mit der Außenluft in Verbindung.
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Die Kolbenstange 8 ist aus Bronze und ist oben idurch eine Stange
16 aus leicht nickelhaltigem Eisen verlängert, idie zwecks Vermeidung der Oxydation
verzinnt oder verkupfert ist. Diese- Stange dient als Anker des Elektromagneten,
der so - eingerichtet
ist, daß seine Anziehtingskäüft voan
Weg unabhängig ist .und nur von der Stärke des die Wicklung durchfließenden Stromes
abhängt. Auf die Stange wirkt eine Rückzugsfeder 17, die die Stange bei Stromunterbrechung
in die auf der Zeichnungdargestellte Lage zurückführt.
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Alle Elektromagnete eines Zuges sind hintereinander geschaltet, wobei
der Strom :durch ein zweites Kabel, vorzugsweise durch die Schienen zurückgeführt
wird.
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Die Wirkungsweise des 'Ventils ist folgende: Befindet sich das Bremsventil-
des Lokomotivführers in Fahrtstellung, so befindet sich ,die Einrichtung` iti Ruhestellung,
die in der Zeichnung dargestellt ist. Schickt man nuri einen Strom durch den Elektromagneten,
so wird der Anker angezogen und dadurch die Öffnung 12 freigegeben, so daß die verdichtete
Luft des Hilfsbehälters in den Bremszylinder gelangt. Dieses Überströmen der Luft
hört auf, sobald der auf den Kolben 7 wirkende Druck des -Bremszylinders die Zugkraft
des Elektromagneten übersteigt, da ja der Kolben 7 die doppelte Querschnittsfiäche
des Kolbens 6 hat.
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Die Bremsung aller Wagen erfolgt gleichzeitig und wird durch die von
der Maschine aus einzustellende Stromstärke des den Elek= tromagmeten ,durchfließenden
Stromes geregelt. Die Hilfsbehälter fassen genügend Luft zur Versorgung jeden Zylinders.
Der Druck erleidet in der Leitung nur einen geringen Abfall, der in keinem Fall
eine Betätigung der Steuerventile veranlassen kann. Beim Lufteinlaß in die Hilfsbehälter
bleiben die Ventile in ihrer Stellung, ebenso das Bremsventil, da die Leitung immer
von anderswo .gespeist wird. Die Luft des Bremszylinders .kann erst durch die Au.slaßleitung
des Steuerventils entweichen, wenn diese Leitung mit der Kummer 13 in Verbindung
steht, :deren Öffnungen alsdann durch .den Kolben 6 verschlossen sind. Man sieht
also, daß das Steuerventil, d. h. die übliche durchgehende Bremse, stets bereit
ist, im Falle einer Notbremsung von irgendeiner Stelle des Zuges aus. in Tätigkeit
znz treten.
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Wenn infolge der unvermeidlichen Verluste auf langen Gefällen der
Luftdruck in den Bremszylindern sinkt, so geht der Kolben 7 unter der dann überwiegenden
Wirkung des Elektromagneten wieder nach oben, so daß eine neue Luftmenge dem Bremszylinder
zuströmt, bis der Druck von neuem der Zugkraft des Elektromagneten entspricht. Die
Bremskraft ist also so lange konstant, als- die Stromstärke im Elektromagneten auf
einem unveränderlichen Wert gehalten wird; sie hängt also von -dieser Stromstärke
-ab. Um die Bremsen zu lösen, genügt es, den. Strom zu unterbrechen, wodurch der
Kolben durch den auf ihm wirkenden Luftdruck des Bremszylinders und durch :die Wirkung
der Feder 17 nach unten geschoben wird. Hiendurch werden die Öffnungen der ringförmigen
Kammer 13 frei, so daß die Zylinderluft durch den Auslaß -des in Lüftungsstellung
gehaltenen Steuerventils durch .Stutzen q. und die öffnungen i o, g, 15 in -das
Freie entweichen kann.
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Findet .die Stromunterbrechung durch einen zufälligen Bruch in der
,Anlage während der Tätigkeit der elektropneumatischen Bremse statt, so tritt das
Steuerventil selbsttätig in üblicher Weise in Tätigkeit und schließt seinen Auslaß,
so daß jede Verbindung mit dem Stutzen 3 abgeschnitten ist. Infolgedessen ist die
Tätigkeit der selbsttätigen, :durchgehenden Bremse nicht gehindert.
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Um eine der Achsbelastung proportionale Bremsung zu erhalten, wie
solche besonders für Güterzüge in Betracht kommt, wo das Verhältnis der von den
Achsen aufzunehmenden Belastungen in viel ,größeren Grenzen als bei Personenzügen
schwankt, wendet man die in Abb. 2 schematisch dargestellte Anordnung für jeden
Wagen an. Im Nebenschluß zur Wicklung des, in Abb. i dargestellten Elektromagneten
ist beispielsweise ein Bogen ig aus Neusilber angeordnet, der in der Art der bei
Amperemtern üblichen Nebenschlüsse mit einer Anzahl von vorstehenden ,Rippen versehen
ist. Das untere Ende 2o dieses Bogens ist vollkommen isoliert, bezeichnet !die Stellung
größter Stromstärke und bildet die Ruhelage für einen im Mittelpunkt des Bogens
isoliert ,gelagerten Hebel 21, der auf dem Bogen ig gleitet. Wenn das Ende 22 des
:Hebels auf einem mit einer Schmierbüchse des betreffenden Wagens verbundenen Anschlag
26 ruht, wird der durch den I\Tebensehluß- gebildete Widerstand entsprechend der
zunehmenden Last größer und größer, bis bei Vollast der volle Strom durch die Wicklung
geht. In den Zwischenstellungen wird durch die passende Einteilung der Kontaktrippen
auf dein Bogen ig der Widerstand für jede Hebelstellung geregelt und damit auch
der Teil des Stromes bestimmt, der die Wicklung durchfließt. Bei dieser Anordnung
ergibt sich jedoch eine schnelle Abnutzung der Kontakte, da der Hebel 21 stets allen
Schwingungen der Achsabfederung folgt. Zur Vermeidung dieses Nachteiles wird das
Ende 22 des Hebels 21 mit der Stange 23 eines kleinen Kolbens 24 verbunden, dessen
Zylinder 25 aus dem Bremszylinder mit Luft gefüllt wird. Bei .gelösten Bremsen hebt
eine Feder 27 den i#,'olben 24. hoch; erst im Augenblick- des Bremsens wird der
Kolben 2.4 durch die Bremsluft zurückgedrängt, so daß eine Stange 23 -gegen den
mit .einer Schmierbüchse verbundenen Anschlag
26 stößt; :der Abstand
a ändert sich mit der Last, der Hebel 21 nimmt eine hiervon abhängige Stellung ein
und regelt .den Wert des Nebenschlusses der Wicklung und damit die Stärke der Bremsung.
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,Durch Einschaltung von Widerstand in den Speisestromkreis ist die
Bremsstärke veränderlich. Diese veränderliche und den Strom schwächende Einschaltung
wird -vom Lokomotivführer gemäß den A.nzeigungen eines Amperemeters, .das entweder
nach ,der @Stromstärke oder .dem Druck :geeicht ist, vorcgenommen. Der Strom wird
von .einer von der Achse angetriebenen .und mit einer Akkumulatorenbatterie zusammenarbeitenden
Dynamomaschine erzeugt. Für gewöhnlich lädt die Dynamo die Batterie auf, im Augenblick
des Bremsens wird sie mit der Batterie in Serie geschaltet.
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Da die Spannung der Dynamo, die die Spannung ;der Batterie erhöht,
bei Geschwindigkeitsabfall nachläßt, so läßt auch der Strom und damit die Stärke
.der Bremsung bis zu dem Augenblick ,nach, in .dem die Batterie allein den Strom
liefert.
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Wenn auch vorstehendes die bevorzugteste Anwendungsart der Erfindung
ist, so kommen doch noch weitere Anwendungen in Betracht, wie -beispielsweise der
Ersatz der Alelnumulatorenbatterie durch eine Turbomaschine, oder die Verwendung
einer Achsdynamo als Mittel zur Abschwächung in einem Leitungsnetz konstanter Spannung,
oder ein unabhängiges System, in dem die Spannung durch selbsttätige Einschaltung
von Widerständen in den Verbrauchsstromkreis sinkt oder durch Einschaltung eines
Geschwindigkeitsreglers im Erregerstromkreis. Die in ,den Stromkreis eingeschalteten
Widerstände sind von der Art, wie sie für eine dämpfende Regelung verwendet werden.
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Dank allen Anordnungen, denen sich .das Ventil vorliegender Erfindung
anpassen kann, kann .man die Aufgabe der Bremsung durch unmittelbare Bremsen -als
gelöst betrachten, indem im Falle eines vorkommenden Bruches in der Leitring eine
selbsttätige Bremsung erfolgt, ohne daß die Einrichtung der Bremse in ihrem Aufbau
verwickelter würde als bei bereits bestehenden.
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Dieses Ventil und seine Anordnung kann allen vorhandenen Bremsarten
angepaßt werden, ohne deren Tätigkeit zu hindern, selbst bei gleichzeitig erfolgender
Notbr emsnung von irgendeiner Stelle des Zuges aus, wobei natürlich'die zusätzlichen
Einrichtungen in ihrer Bauart .entsprechend dem in Aussicht genommenen Bremssystem
geändert werden können, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen.