Bremsvorrichtung an Fahrzeugen, insbesondere an Schienenfahrzeugen. Bremsvorrichtungen für Fahrzeuge, ins- besondere für Schienenfahrzeuge, bei welchen die Bremswirkung auf Reibung zwischen festen Körpern, zum Beispiel Rad und Bremsklotz, beruht, haben den Nachteil, dass sich die Bremsflächen mit der Zeit abnützen.
Ausserdem findet an den Reibflächen eine be trächtliche Wärmeentwicklung statt, wenn zum, Beispiel wie bei Bergbahnen in starken Gefällen gefahren und andauernd eine grosse Leistung abgebremst werden muss. Es müs sen dann besondere Kühlvorrichtungen für die Bremsflächen vorgesehen werden, zum Beispiel Bespritzen mit Wasser, was einen grossen Wasserverbrauch zur Folge hat.
Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor- antrieb wird in vielen Fällen der Motor zum Bremsen herangezogen, indem man denselben als Kompressor arbeiten lässt. Diese Art der Bremsung hat jedoch den Nachteil, dass nur ein Teil der normalen Motorleistung auf diese Weise als Bremsleistung zur Verfügung steht.
Vorliegende Erfindung betrifft nun. eine Bremsvorrichtung an Fahrzeugen, insbeson dere an Schienenfahrzeugen, welche sich gegenüber den oben erwähnten Vorrichtun gen dadurch auszeichnet, .dass bei Brems fahrt mindestens ein Teil der erforderlichen Bremsleistung durch mindestens eine in das Fahrzeug eingebaute., von den Rädern des Fahrzeuges; aus angetriebene Wasserbremse, zum Beispiel nach Art der Junkers- oder Froudebremsen oder einfacher in Flüssigkeit laufender Scheiben etc. erzeugt wird.
Der artige Wasserbremsen können zum Beispiel sowohl für lange Talfahrten, als auch für Bremsung zwecks Verzögerung des Fahr zeuges benützt werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes in An wendung auf ein Verbrennungsmotorschie- nenfahrzeug dargestellt.
Der Motor a ist auf dem Rahmen b des Fahrgestelles gelagert und treibt über ein Ge- triebe c mittels Kardanwellen d und Achs- antrieb e die Triebachsen des Fahrgestelles an. An irgend einer Stelle der Kraftüber tragung, eventuell auch an der Motorwelle selbst wird die Wasserbremse g angekuppelt. In dem gezeichneten Beispiel ist die Wasser bremse g mit der Primärwelle lz des Getrie bes e gekuppelt. Die Zuführung des Wassers zu der Wasserbremse geschieht durch Lei tung i, die Abführung durch Leitung k.
Lei tung i ist an .den Druckstutzen der Kühl- wasserpumpe l des Motors a unter Zwi schenschaltung eines Dreiweghahnes m an geschlossen, die Leitung k an den Zu lauf az zum Kühler o unter Zwischenschal tung eines Dreiweghahnes mi. Ausserdem ist an ,der Wasserbremse g ein A.blasshahn nag vorgesehen.
Bei der gezeichneten .Stellung der Hahnen<I>m,</I> mi und m2 ist,der normale Kühlwasserkreislauf zwecks Kühlung .des Motors vorhanden. Das Wasser wird durch die Pumpe l .durch den Hahn<I>m</I> hindurch bei pi in :den Motor gedrückt, verlässt denselben bei p2 und tritt durch Hahn mi und Leitung n in den Kühler o über, von welchem aus es durch ,die Leitung ni zur Kühlwasserpumpe zurückkehrt.
Wie aus der Zeichnung zu er sehen ist, ist dabei Hahn m2 geöffnet, so,dass die Wasserbremse entleert und .somit ausser Betrieb ist. Soll die Wasserbremse g einge schaltet wenden, so werden die Hahnen m., mi und m2 alle miteinander mittels des Gestän ges qi, q2 und q3 umgestellt, so dass die mit den Reibern der Hähne m, mi, m2 verbun denen Hebel<I>r,</I> ri,
r2 die punktierte Lage ein nehmen. Nach vollzogener Umstellung zir kuliert das Wasser nicht mehr durch den Motor, sondern durch die Wasserbremse, deren Ablaufhahn 9722 nunmehr geschlossen ist.
Das Wasser tritt durch den Hahn m aus dem Druckstutzen der Pumpe l in die Zuleitung <I>i</I> der Wasserbremse<I>g,</I> verlässt letz tere durch die Leitung k und gelangt über Hahn mi und Leitung n in den Kühler o und von dort über Leitung ni zur Pumpe l zurück.
Mit der Umschaltung der Hähne ist natürlich die Brennstoffzufuhr zum Motor abzustellen und dessen Welle von der Verbin dung mit dem Antrieb @d@er Achsen loszukup- peln. Letzteres aber nur, sofern mit dem Mo tor nicht gebremst werden soll.
Da das Wasser in der Wasserbremse g während der Bremsung sich erwärmt. muss dasselbe irgendwie, zum Beispiel durch den im Luftstrom .des Ventilators s stehenden Kühler o gekühlt werden. Es muss somit da für gesorgt werden, dass bei Bremsfahrt der Ventilator s läuft und die Luft durch den Kühler o hindurchfördert. Es ist nach der Zeichnung zu diesem Zweck der Wellenzug s1, s2 an eine Welle des Getriebes c ange schlossen, die läuft, solange das Fahrzeug in Fahrt ist.
Für die Rückwärtsfahrt ist indem Getriebe c ein Wendegetriebe eingebaut. Um den Ventilator stets in gleicher Richtung lau fen lassen zu können, was von Vorteil ist, muss der Wellenzug si, s2 an einer Welle .des Getriebes angeschlossen werden, welche stets in gleicher Richtung läuft.
Zu .diesem Zweck kann natürlich auch die Motorwelle selbst dienen. Auch die Kühlwasserpumpe L muss an eine solche Welle angeschlossen sein, was in der Figur beispielsweise :
durch Antrieb der Pumpe Z vom Kegelgetriebe t2 aus mit tels Welle s3 geschieht. Wenn für Rück wärtsfahrt der Motor das Fahrzeug nicht zu treiben braucht, wie das bei Schienenfahr zeugen zum Beispiel für Zahnstangenstrecken der Fall sein kann, kann vom Einbau eines urendegetriebes in die Kraftübertragung abgesehen werden.
Tritt das Fahrzeug, ohne gedreht zu werden, die Talfahrt an, so muss zum Beispiel das Kegelgetriebe ti als Wende- getriebe ausgebildet werden, wenn bei Tal fahrt, bei der die Drehrichtung der Welle t sich umkehrt, der Ventilator s und die Kühlwasserpumpe l in gleicher Drehrich tung wie bei Bergfahrt laufen sollen.
Unter Umständen kann man aber auch nur den An trieb der Kühlwasserpumpe reversierbar machen, und lässt .den Ventilator bei Brems fahrt in umgekehrter Richtung wie bei Berg fahrt laufen, und den Luftstrom in umge kehrter Richtung -durch ,den Kühler o treten.
Die Umschaltung der Hahnen na, 7n1, M2 kann mit der Umschaltung des Kegelrad wendegetriebes, zum Beispiel ti gekuppelt werden, so dass diese Manöver durch einen einzigen Handgriff des Führers ausgelöst werden können.
An das Gestänge qi, q2 und qs kann auch ein Hebel angeschlossen wer den, .der die Kupplung<I>v</I> zwischen Motor<I>a</I> und Getriebe e ausrückt,, so dass,der Motor bei Übergang, auf Bremsbetrieb mit der Wasser bremse g automatisch abgeschaltet wird. Das Auskuppeln des Motors kann natürlich auch durch eine andere in dem Getriebe c unter gebrachte Kupplung erfolgen.
statt die Wasserbremse g durch Füllen und Entleeren in oder ausser Betrieb zu set zen, kann man; dieselbe auch durch Ein- oder Ausschalten der Kupplung u in oder ausser Betrieb setzen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass keine Wasserverluste im Kühl wassersystem eintreten und der Wasserver brauch somit auf blosse Verdunstungsverluste beschränkt bleibt.
Die Betätigung der Kupp lung u kann natiirlich mit dem Crestänge qi, q2 und q3 verbunden werden.
Wasserverluste durch Entleeren der Was serbremse g können auch dadurch vermieden werden, d.ass man -die Wasserbremse in einen Tank w auslaufen lässt, aus welchem das Wasser durch eine besondere, nicht gezeich nete Pumpe in den Kühlwasserkreislauf zu- rückbefördert werden kann.
Die Wasserbremse kann statt von der Welle h von einer andern Welle des Ge triebes c aus angetrieben werden, zum Bei spiel von der raschlaufenden Welle 1a aus. Der Anschluss an eine raschlaufende Welle hat den Vorteil, dass die Wasserbremse klein gebaut werden kann. Es kann für den An trieb der Wasserbremse natürlich auch noch eine besondere Übersetzung ins Schnelle vor gesehen werden.
Es kann die Kühlung des Bremswassers auch durch eine besondere Kühlvorrichtung erfolgen. Die Ventilation kann auch so ge baut sein, .dass zum Beispiel bei Triebfahr zeugen für Zahnstangenstrecken bei Berg fahrt die Luft durch, den Kühler gedrückt, bei Talfahrt durch .denselben hindurch ge saugt wird. Zur Bremsung können Motor a undWasser- bremse g gleichzeitig herangezogen werden.
In diesem Falle muss dem Motor ein Teil seines Kühlwasserkreislaufes erhalten blei ben, was zum Beispiel durch eutsprechend- bffnungsverhältnisse der tàknen <I>m,</I> mi, <I>m2</I> erreicht werden kann.
Die Wasserzirkulation kann auch so aus gebildet werden, dass beim Übergang auf Bremsbetrieb der Motorwasserkreislauf er halten bleibt und die Wasserbremse lediglich in .Serie zum Motor in diesen Kreislauf ein geschaltet wird. Ferner kann bei abkuppel- barer Wasserbremse letztere ständig, das heisst auch dann, wenn nichtgebremst werden muss, vom Kühlwasserstrom des Motors durchflossen sein.
Braking device on vehicles, in particular on rail vehicles. Braking devices for vehicles, in particular for rail vehicles, in which the braking effect is based on friction between solid bodies, for example wheel and brake pad, have the disadvantage that the braking surfaces wear out over time.
In addition, a considerable amount of heat is generated on the friction surfaces when, for example, as with mountain railways, there is steep incline and a high level of power has to be braked continuously. Special cooling devices must then be provided for the braking surfaces, for example spraying with water, which results in a large amount of water being used.
In vehicles with a combustion engine drive, the engine is often used for braking by allowing it to work as a compressor. However, this type of braking has the disadvantage that only part of the normal engine power is available as braking power in this way.
The present invention now relates. a braking device on vehicles, in particular on rail vehicles, which distinguishes itself from the above-mentioned devices by the fact that when braking, at least part of the required braking power is driven by at least one of the vehicle's wheels; from powered water brake, for example in the manner of Junkers or Froud brakes or simple discs running in liquid etc.
The like water brakes can be used for example both for long descents, as well as for braking for the purpose of decelerating the vehicle.
The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention applied to an internal combustion engine rail vehicle.
The motor a is mounted on the frame b of the chassis and drives the drive axles of the chassis via a gear c by means of cardan shafts d and axle drive e. At some point in the power transmission, possibly also on the motor shaft itself, the water brake g is coupled. In the example shown, the water brake g is coupled to the primary shaft lz of the gearbox e. The supply of the water to the water brake is done through Lei device i, the discharge through line k.
Line i is connected to the pressure port of the cooling water pump l of the motor a with a three-way valve m interposed, line k to the inlet az to the cooler o with a three-way valve mi interposed. In addition, a blow cock is provided on the water brake.
In the illustrated position of the taps <I> m, </I> mi and m2, the normal cooling water circuit is available for cooling the motor. The water is forced through the pump l. Through the tap <I> m </I> at pi in: the motor, leaves the same at p2 and passes through tap mi and line n into the cooler o, from which it through, the line ni returns to the cooling water pump.
As can be seen from the drawing, tap m2 is open so that the water brake is emptied and is therefore out of order. If the water brake g is to be switched on, the taps m., Mi and m2 are all switched with one another by means of the rods qi, q2 and q3, so that the levers <I> connected to the friction of the taps m, mi, m2 r, </I> ri,
r2 take the dotted position. After the change has been completed, the water no longer circulates through the motor, but through the water brake, the drain cock 9722 of which is now closed.
The water passes through the tap m from the pressure port of the pump l into the supply line <I> i </I> of the water brake <I> g, </I> leaves the latter through the line k and arrives via the valve mi and line n into the cooler o and from there back to the pump l via line ni.
When the cocks are switched over, the fuel supply to the motor must of course be switched off and its shaft disconnected from the connection with the drive of the axles. The latter, however, only if the engine is not to be braked.
Because the water in the water brake g heats up during braking. it has to be cooled somehow, for example by the cooler in the air flow of the fan. It must therefore be ensured that when braking, the fan s runs and the air conveys through the cooler o. It is according to the drawing for this purpose, the wave train s1, s2 is connected to a shaft of the transmission c, which runs as long as the vehicle is in motion.
A reversing gear is installed in gear c for reversing. So that the fan can always run in the same direction, which is an advantage, the shaft train si, s2 must be connected to a shaft of the gear unit, which always runs in the same direction.
The motor shaft itself can of course also serve this purpose. The cooling water pump L must also be connected to such a shaft, which is shown in the figure, for example:
by driving the pump Z from the bevel gear t2 with means of shaft s3. If the motor does not need to drive the vehicle for backward travel, as can be the case with rail vehicles, for example for rack and pinion sections, the installation of a Urend gearbox in the power transmission can be dispensed with.
If the vehicle starts downhill without being turned, the bevel gear ti, for example, must be designed as a reversing gear, if the fan s and the cooling water pump l in are driving downhill where the direction of rotation of the shaft t is reversed the same direction of rotation as when driving uphill.
Under certain circumstances, however, it is also possible to make only the drive of the cooling water pump reversible, and let the fan run in the opposite direction when braking as when driving uphill, and the air flow in the opposite direction through the radiator.
The switching of the taps na, 7n1, M2 can be coupled with the switching of the bevel gear, for example ti, so that these maneuvers can be triggered by a single movement of the driver.
A lever can also be connected to the linkage qi, q2 and qs, which disengages the clutch <I> v </I> between motor <I> a </I> and gearbox e, so that the motor at Transition to braking operation with the water brake g is automatically switched off. The disengagement of the motor can of course also be done by another clutch placed in the transmission c.
instead of setting the water brake g by filling and emptying it in or out of operation, one can; the same can also be switched on or off by switching the clutch u on or off. This process has the advantage that there is no loss of water in the cooling water system and the consumption of water is therefore limited to mere evaporation losses.
The actuation of the coupling u can of course be connected to the crest rod qi, q2 and q3.
Water losses by emptying the water brake g can also be avoided by letting the water brake run out into a tank w, from which the water can be returned to the cooling water circuit by a special, not shown, pump.
The water brake can be driven from another shaft of the Ge gear c instead of the shaft h, for example from the high-speed shaft 1a from. The connection to a fast running shaft has the advantage that the water brake can be built small. A special speed-up ratio can of course also be provided for driving the water brake.
The brake water can also be cooled by a special cooling device. The ventilation can also be designed in such a way that, for example, in the case of motor vehicles for rack and pinion sections, the air is pushed through when driving uphill, the cooler is pushed and sucked through it when driving downhill. Motor a and water brake g can be used simultaneously for braking.
In this case, the engine must retain part of its cooling water circuit, which can be achieved, for example, through the appropriate opening ratios of the tàknen <I> m, </I> mi, <I> m2 </I>.
The water circulation can also be designed in such a way that the engine water circuit is retained when the engine is switched to braking mode and the water brake is only switched on in series with the engine in this circuit. Furthermore, when the water brake can be uncoupled, the cooling water flow from the motor can flow through the latter at all times, that is to say even when there is no need to brake.