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Bremsregler für elektrische Bremseinrichtungen, insbesondere für Straßenbahnen
und ähnliche Fahrzeuge Die Erfindung betrifft einen Bremsregler für elektrische
Bremseinrichtungen, insbesonvdere für Straßenbahnen und ähnliche Fahrzeuge. Bei
den bisher üblichen Bremsschaltungen, für durch Solenoide betätigte Bremsen, insbesondere
bei elektrischen Straßenbahnanhängewagen, waren mehrere Faktoren bei der Bremsberechnung
zu berücksichtigen, und zwar der Reibungskoeffizient zwischen Rad und Schiene, der
auftretende Bremsstrom, das jeweilige Wagengewicht und die sich während der Eintauchtiefe
des Kernes ändernde Solenoidzugkraft.
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Der Reibungskoeffizient zwischen Rad und Schiene ändert sich sehr
häufig und ist bisher bei sämtlichen Berechnungen in der mannigfachen Art seines
Auftretens nicht berücksichtigt worden. Der auftretende Bremsstrom
ändert
sich während des Bremsvorganges, weil die von den Motoren abgegebene Stromstärke
nicht unveränderlich ist und beim Fahren mit einem beispielsweise Zwei- oder Dreiwagenzug
die Stromstärke um fast ioo°lo schwankt. Um hierbei die gröbsten Differenzen zu
vermindern, hat man bereits versucht, Ersatzwiderstände einzubauen, die dann eingeschaltet
«-erden, falls der zweite Anhängewagen in Fortfall kommt; es wird dann zum Salenoid
des ersten Anhängewagens ein Widerstand parallel oder vorgeschaltet, um den auftretenden
Strom abfließen zu lassen oder zu verdrängen. Man hat nun auch, um diese Schaltung
des Parallel- bzw. V'orschaltens nicht dem Personal überlassen- zu müssen, in der
Weiterentwicklung ein Schütz eingebaut. das bei Erreichen einer gegebenen Stromstärke
selbsttätig einen Widerstand parallel oder vorschaltet, um den Strom in der gleichen
Weise zu verteilen bzw. zu verdrängen.
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Es ist wohl bereits versucht worden, die Reibungsverhältnisse zwischen
Schienenbremse und Schiene zu berücksichtigen. Es geschah dies zu dem Zweck, die
Bremskraft gleich zu halten und einen stets gleich langen Bremsweg zu erzielen.
Es hatte diese Anordnung jedoch den Nachteil, daß beispielsweise bei einer Notbremsung
keine größere Kraft herausgeholt werden konnte, da die überschüssige Energie lediglich
in Wärme umgesetzt wurde und nicht zur Abbremsung selbst nutzbar gemacht werden
konnte. Die Erfassung des jeweiligen Wagengewichtes ges(-hah bereits in der Weise,
daß man die Durchfederung des Wagens auf einen Schalter übertrug, um einen Widerstand
vor- oder parallel zu legen.
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Die Solenoldzugkraft ändert sich bei den marktüblichen Solenoiden
in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe des Kernes. Hieraus ergibt sich, daß sämtliche
Einrichtungen und Schaltungen unzweckmäßig sind und keinen vollen Erfolg bringen,
falls nicht ein Solenoid mit einer gleichbleibenden Zugkraftkennlinie über den ganzen
Arbeitshub verwandt wird. Dies zu erreichen, ist Zweck der Erfindung, was dadurch
bewirkt wird, daß dem Hauptsolenoid ein Zwischensolenoid oder ein ähnlich wirkendes
Steuerungsmittel vorgeschaltet ist, das unter Berücksichtigung des Wagengewichtes
und des jeweiligen Reibungskoeffizienten zwischen Rad und Schiene durch Verwendung
von Zwischentviderständen beeinflußt wird und so die Stromstärke regelt, die dem
Hauptsolenoid zugeführt wird.
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In den Zeichnungen sind zwei schematische Darstellungen von Bremsreglerschaltungen
gezeigt, und zwar in Abb, i eine Schaltung, bei der dem Hauptsolenoid ein Zwischensolenoid
vorgeschaltet ist, das mit Zwischenwiderständen zusammenarbeitet, und in Abb. 2
eine Schaltung. bei der an Stelle des Zwischensolenoides dem Hauptsolenoid ein Hebelgestänge
vorgelagert ist, das die dem Hauptsolenoid vorgeschalteten Zwischenv. iderstände
beeinflußt.
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Durchfließt nun beispielsweise nach der Schaltung Abb. i ein Bremsstrom
die Spule i und wird hierbei ein Grenzwert von beispiels-«eise ;o Ampere erreicht,
so fließt der gesamte Strom über die Spule i, den Kontaktgeber 2 und das Solenoid
3 an Erde. Ül)ersteigt der Strom den Grenz«-ert von 7 o Ampere, so wird der Kern
4, der mit der Spule i ein Zwischensolenoid bildet, in die Spule i hineingezogen,
und es wird dem Hauptsolenoid 3 ein Widerstand 6 parallel und ein Widerstand 5 vorgeschaltet.
Durch eine entsprechende Ausgleichung wird hierdurch eine gleichmäßige Stromstärke
in dem Hauptsolenoid 3 gehalten unter der Voraussetzung, daß das Wagengewicht G
und der Reibungskoeftizient zwischen beispielsweise dem Dremsklotz g und dem Rad
io unverändert bleiben. Ändert sich z. B. das Wagen-,vicht G, so wird die Feder
8 in Pfeilrichtung gespannt, und es wird eine größere Zugkraft der Spule i erforderlich,
um den Kern -1 und damit den Kontaktgeber 2 in der von diesem nach oben zeigenden
Pfeilrichtung zu bewegen. Ändert sich jedoch selbst bei größerem Wagengewicht durch
schlüpfrige Straßenverhältnisse der Reibungskoeffizient, so wird die Reibungskraft
P in der daneben angezeigten Pfeilrichtung geringer, und der Hebel ; wird nach oben
gezogen, wodurch die Feder 8 wieder entspannt wird. An Stelle des Reibwertes zwischen
Rad und Reibklotz g kann auch ohne weiteres der Reibwert zwischen Rad und Schiene
selbst auf die Feder 8 übertragen werden.
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Bei einem derart ausgebildeten Bremsregler können also die drei Faktoren
Stromstärke, Wagengewicht und Reibungskoeffizient volle Berücksichtigung finden.
Es ist bei einer derartigen Ausführung erreicht, daß selbst bei besetztem `Vagen
und sinkendem Reibungskoeffizienten die Solenoidstromstärke geringer wird und sich
somit den Reibungsverhältnissen der Schiene anpaßt. Es kann so nicht mehr wie bisher
vorkommen, daß z. B. bei einer N otbremsung, bei der die Fahrkurbel durchgerissen
wird, Überströme entstehen, die bei schlüpfrigem Straßenzustand den Wagen trotz
Parallehviderstand und reiner Wagengewichtsregelung zum Rutschen bringen. An Stelle
des Reibklotzes g kann auch ein Register mit verschiedenen Löchern eingesetzt werden,
das vom Fahrpersonal bedient wird und auf dem
die verschiedenen
Schienenzustände, wie naß, feucht, trocken, eingetragen sind.
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Der Bremsregler nach Abb.2 zeigt eine Schaltanordnung, die überall
da vorteilhaft anzuwenden ist, wo keine Solenoide mit gleichmäßiger Zugkraft zur
Verfügung stehen. Überschreitet die Zugkraft in dem Solenoid 3 die durch das Wagengewicht
G und den dem Reibungskoeffizienten entsprechenden Wert, so schaltet der Kontaktgeber
2 einen Widerstand vor und parallel.. Wird nach der Abb. :2
das Solenoid 3
erregt, so wird der Hebel 13
zunächst um den Punkt To so lange verschwenkt,
bis die Bremsklötze 15 anliegen und der Punkt i i dadurch festliegt. Bei einer zu
großen Zugkraft im Solenoid 3 dreht sich der Hebel 13 im Punkt ii und spannt
über Punkt To und 14 die Feder B. Gleichzeitig werden über den Kontaktgeber 2 die
Widerstände 5 und 6 geschaltet. Durch die Vor- bzw. Parallelschaltung wird der Strom
in dem Solenoid 3 so lange gemindert; bis der Gleichgewichtszustand mit der Feder
8 wiederhergestellt ist. Wird nun das Wagengewicht G vergrößert, so wird die Feder
8 mehr gespannt, und es ist dadurch eine größere Kraft erforderlich, um den Kontaktgeber
2 in Bewegung zu setzen. Würde bei einer Wagengewichtsvergrößerung im gleichen Augenblick
der Reibungskoeffizient entsprechend fallen, so würde der Punkt 1a seine Lage beibehalten
und keine Stromänderung im Solenoid 3 hervorrufen. Mit dieser Anordnung ist es auch
möglich, Soienoide mit einer schwankenden Zugkraftkennknie und ohne ein zusätzliches
Relais einwandfrei zu regeln. Es werden hier durch Federn, Hebelanordnung und Vor-
und Parallelwiderstände die gesamten Faktoren auf eine sichere und billige Weise
erfaßt. Die Bestimmung des Reibungskoeffizienten kann natürlich auch empirisch erfaßt
werden. Es erfordert dies jedoch stets eine gewisse Fachkenntnis und ein gutes Schätzungsvermögen
des Personals.
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Bei Verwendung von Schienenbremsen kann an Stelle eines Parallelrestwiderstandes,
der nicht abgeschaltet werden kann, auch eine Schienenbremse S eingeschaltet werden.
Es wird hierbei dann bei Bremsungen, bei denen der eingestellte Strom überschritten
wird, der verbleibende Reststrom, der sonst über den Parallelwiderstand nach Erde
fließt, in die Schienenbremse geschickt werden, so daß also auch dieser Strom zur
Bremsbetätigung herangezogen wird.
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Man hat bisher bei den erhöhten Fahrgeschwindigkeiten immer einen
Weg gesucht, der die Räder bis an die Grenze des Reibungskoeffizienten zwischen
Rad und Schiene ab, bremst und die verbleibende Bremsverzögerung selbsttätig auf
die Schienenbremse ableitet. Es wird also bei der Normalbremsung das Solenoid nur
allein erregt, und nur bei Notbremsungen und schlüpfrigem Schienenzustand wird die
Schienenbremse zugeschaltet.
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An Stelle des Reibklotzes, welcher auf das Rad oder die Schiene gedrückt
wird, kann auch ein Laufrad, welches mit einer entsprechenden Abbremsung versehen
ist, zur Bestimmung des Reibungskoeffizienten Anwendung finden.
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Bei der Verwendung von der Oberleitung gespeister Wicklungen der Schienenbremse
können die letzten Kontakte der Widerstände 5 oder 6 zum Einschalten des Oberleitungsstromes
für die Schienenbremse- benutzt werden.