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Bremseinrichtung mit veränderbarer Bremskraft an Seilbabnfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung mit veränderbarer Bremskraft an Seilbahnfahrzeugen,
welche mindestens eine druckgelüftete Fangbremse enthält und bei welcher die eigentliche(n)
Bremse(n) in einem mit dem Fahrwerk des Seilbahnfahrzeuges gekuppelten separaten
Bremsgehäuse angeordnet und Mittel vorhanden sind, um nach erfolgter Bremsauslösung
automatisch den Bremsdruck bei zunehmendem
Bremskraftreibwert zu
verringern und bei abnehmendem Bremskraftreibwert zu erhöhen.
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Bei der Konstruktion von Bremseinrichtungen für Seilbahnfahrzeuge,
insbesondere für Lurtseilbahnen, wird im allgemeinen zur Ermittlung der benötigten
Bremskraft der Reibungskoeffizient/u als eine konstante Größe angesehen. Gemäß behörlicher
Vorschrift ist mit einem Reibungskoeffizienten von/u = 0,1 zu rechnen und die Prüfung
und Abnahme von Bremseinrichtungen bei Luftseilbahnen erfolgt auf dieser Grundlage.
Tatsächlich ist der Reibungskoeffizient/u nicht konstant, sondern schwankt im wesentlichen
zwischen 0,05 .,, 0,3, je nach der Oberflächenbeschaffenheit der Bremsorgane und
des ortsfesten Bahnteiles, an dem die Bremsung erfolgt, also bei einer Luftseilbahn
des Tragseiles oder bei einer Standseilbahn der Schiene. Es ist praktisch nicht
möglich, für den ortsfesten Bahnteil über die gesamte Bahnlänge während einer langen
Betriebszeit einen in einem sehr engen Streubereich liegenden Reibungskoeffizienten
zu erhalten. Auch bei vollgeschlossenen Tragseilen gibt es immer glatte und rauhe
Stellen. Solche Umstände sind natürlich bei der Festlegung des konstanten Rechenwertes
für den Reibungskoeffizienten berücksichtigt worden. Dies führt aber dazu, daß in
den meisten Fällen die Bremskraft zu groß ist, d.h. zu stark gebremst wird. Nach
erfolgter Bremsung kommt es dann zuerst zu einem Anfressen der Bremsbacken
während
des Bremsens und später zum Abschmelzen des Bremsbackenmaterials. Ein zu starkes
Bremsen bedeutet bei einer Luftseilbahn die Gefahr der Überlastung des Fahrzeuges
durch Zentrifugalbeschleunigung, Überlastung des Zug- und Tragseiles, der Stützen
usw., d.h. daß Anlage und Passagiere gefährdet sind. Dies trifft auch bei Standseilbahnen
zu. Bei zu schwacher Bremsung besteht Abgleitgefahr für die Kabine.
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Die bei zu starkem Bremsen vorhandenen Gefahren hat man frühzeitig
erkannt und es schon fürher als wünschenswert erachtete die Bremskraft der Bremsvorrichtungen
an Seilbahnfahrzeugen ändern zu können. So findet sich beispielsweise im Schweizer
Patent Nr. 209 254 der Hinweis, daß die Größe der Bremskraft durch die bei einer
Bremsung am Fahrzeug auftretende Verzögerung beeinflußt werden könnte.
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Eine technische Realisierung dieser Möglichkeit ist in dieser Patentschrift
jedoch nicht angegeben. In der jüngeren schweizerischen Patentschrift Nr. 292 279
ist eine Bremsvorrichtung mit veränderbarer Bremskraft an Seilbahnfahrzeugen beschrieben,
bei welcher zwischen dem übliche Zangenbremsen aufweisenden Fahrwerk und dem Lastbehälter
des Fahrzeuges ein Getriebdderart eingeschaltet ist, daß der Lastbehälter selbsttätig
die Bremskraft der Zangenbremse beeinflußt, wobei der Lastbehälter mit dem Fahrwerk
für eine Relativverschiebung in Fahrtrichtung gelenkig miteinandere
verbunden
sind und die beim Bremsen gegen den Druck einer Feder stattfindende Verschiebung
durch das Getriebe eine entsprechende Schließbewegung der Zangenbremse direkt oder
über gegenläufige Keile bewirkt. In der noch jüngeren schweizerischen Patentschrift
32) 222 ist eine weitere Bremsvorrichtung mit veränderbarer Bremskraft beschrieben,
bei welcher ein gegenüber dem Seilbahnfahrzeug in der Fahrbahn verschiebbar separater
Bremsschuhträger beim Bremsen selbsttätig durch Federeinwirkung gegen einen die
Zange schließenden Keil gezogen wird. Eine praktische Bedeutung haben solche Bremsvorrichtungen
mit veränderbarer Bremskraft jedoch nicht erlangt. Nach wie vor wurde und wird bis
heute die Konstruktion von Bremseinrichtungen an Seilbahnfahrzeugen, wie eingangs
dargelegt, auf einen angenommenen konstanten Reibungswert abgestellt. Diese Konzeption
hat sich insbesondere bei leichten Luftseilbahnfahrzeugen bewährt und hat damit
ihre Berechtigung gefunden. Inzwischen hat jedoch im Luftseilbahnbau das Fassungsvermögen
der Kabinen und damit das Gewicht der Fahrzeuge beträchtlich zugenommen, wobei die
Tendenz vorherrscht, noch größere Seilbahnfahrzeuge mit über hundert Personen aufnehmenden
Kabinen zu bauen. Unter diesen Umständen ist eine Bremseinrichtung mit einer sich
während des Bremsens entspreChend den streuenden Reibungswerten ändernden Bremskraft
wieder aktuell, da nur durch solche Bremseinrichtungen eine einwandfreie und insbesondere
pendelungsfreie Fangbremsung
ermöglicht und die Sicherheit der Passagiere
gewährleistet ist. Die vorstehend genannten bekannten Bremseinrichtungen dieser
Art sind jedoch zu ungenau und in ihrer Wirkung allzu träge, um bei derart schweren
Seilbahnfahrzeugen auch nur eine einigermaßen zuverlässige Bremsung zu ergeben.
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Wie hoch die die Sicherheit betreffenden Anforderungen für eine Bremseinrichtung
mit veränderbarer Bremskraft zu stellen sind, ergibt sich beispielsweise daraus,
daß eine Steuerung der Bremskraft in Abhängigkeit von mittels eines von einer Laufrolle
angetriebenen Beschleunigungsmessers, z.B. einem Tachodynamo, gemessenen Verzögerungs-
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Beschleunigungswerten als unzulänglich angesehen werden müßte, da
der Fall nicht ausgeschlossen werden kann, daß die den Tachodynamo antreibende Laufrolle
kurzzeitig auf dem Tragseil rutscht oder vom Tragseil abgehoben ist und gerade während
dieser Zeit eine Fangbremsung eingeleitet wird.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Bremseinrichtung mit veränderbarer
Bremskraft für Seilbahnfahrzeuge zu schaffen, mit welcher auch schwerste Fahrzeuge
genau und zuverlässig gebremst werden können, die ausreichend schnell auch auf schnelle
Anderungen des Reibungskoeffizienten während der Bremsung reagiert und die im Bedarfsfalle
auch für eine Bremsung des bergwärts fahrenden Fahrzeuges erweitert werden kann,
und zwar so, daß keinerlei Umstellungen beim Fahrrichtungswechsel- nötig sind.
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Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß das die
Fangbremse(n) trangende Bremsgehäuse an das Fahrwerk für Berg- und Talfahrt mittels
mindestens je einer Kraftmeßvorrichtung angekuppelt und der Bremslüftdruck über
eine Bremskraftwaage von den Bremskraftmeßvorrichtungen gesteuert wird. Wegen der
Bremskraftmessung mit Kraftmeßvorrichtungen, für die bekannte, zuverlässige und
auch für starke Kräfte genaue Meßwertgeber, wie Dehnungsmeßstreifen, elektrische
oder hydraulische Kraftmeßdosen oder auch, und zwar vorteilhaft Meßfedern verwendet
werden können, ist aubh bei schwersten Seilbahnfahrzeugen beim Bremsen die Verschiebung
des Bremsgehäuses gegenüber dem Fahrwerk nur sehr gering und zufolge der Steuerung
des Bremsluftdruckes über eine Bremskraftwaage direkt durch die Bremskraftmeßvorrichtungen
ist ein schnelles, genaues und in jedem Betriebszustand des Fahrzeuges zuverlässiges
Reagieren der Fangbremsen erreicht, so daß die Betriebssicherheit in jedem Falle
gewährleistet ist. Als Fangbremsen können bekannte federbelastete und durch hydraulische
Bremslüftzylinder lüftbare Zangenbremsen verwendet werden und die Bremslüftzylinder
der Zangenbremsen können an eine Steuerhydraulik mit einer von den Kraftmeßvorrichtungen
gesteuerten Steuervorrichtung angeschlossen sein, wobei die Steuerhydraulik eine
Bremsauslösevorrichtung enthält und wobei bei nichtbetätigber Bremsauslösevorrichtung
in den Bremslürtzylindern der volle Luftdruck vorhanden ist
und
bei ausgelöster Bremsauslösevorrichtung die BremslüStzylinder an die Steuervorrichtung
angeschlossen sind. In Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes kann die Steuervorrichtung
einen Leerlaufbereich, der dem Kraftmeßbereich der Kraftmeßvorrichtungen bis zu
einer bestimmten Nennbremskraft entspricht, und je einen Steuerbereich für Bremsen
bei Talfahrt und Bremsen bei Bergfahrt aufweisen, wobei im Leerlaufbereich die Bremslüftzylinder
für vollständigen tüftdruckabfall und im Steuerbereich für eine Steuerung des Lüftdruckes
durch die Bremskraft-Meßvorrichtungen geschaltet sind, so daß beim Auslösen einer
Bremsung an der Zangenbremse zunächst der volle Bremsdruck wirksam ist und bei vorhandenem
oder auftretendem höheren Bremskraftteibwert der Druck in dem Bremslüftzylinder
sehr schnell durch die dann in einem Steuerbereich aktive Steuervorrichtung entsprechend
erhöht und damit der Bremsandruck verringert wird, und zwar unterschiedlich, je
nachdem, ob die Bremsung während einer Tal- oder einer Bergfahrt erfolgt.
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Die Bremskraftwaage kann von einfacher Konstruktiön sein und aus einem
mittels einer Anschlußachse an das Fahrwerk angelenkten, in Fahrbahnrichtung nicht
verschiebbaren Teil und aus einem mit dem Bremsgehäuse starr verbundenen, relativ
zum angelenkten Teil in Fahrbahnrichtung verschiebbaren Bremsschlitten bestehen
und im angelenkten Teil sowie im Bremsschlitten können Auflageflächen gebildet sein,
von denen die Bremskräfte auf die zwischen diesen Flächen angeordnete Bremskraftmeßvorrichtungen
übertragen werden. Um
die empfindlichen Teile der Bremskraftwaage,
also insbesondere die Kraftmeßvorrichtungen, gegen äußere Einflüsse zu schützen
besteht zweckmäßig der an das Fahrwerk angelenkte Teil aus einem zylindrischen Gehäuse
und einem an dessen Boden angelenkten koaxialen Übertragungsstab mit einem zwei
der vier Auflageflächen bildenden zylindrischen Auflageteil und der Bremsschlitten
kann als ein im Gehäuse geführter zylindrischer Hohlkörper ausgebildet sein, der
den Übertragungsstab in sich aufnimmt und an dessen Innenseite die beiden anderen
der vier Auflageflächen gebildet sind. Vorteilhaft werden, wie erwähnt, als Kraftmeßvorrichtungen
Meßfedern verwendet, von denen eine für die Erfassung der Bremskräfte bei Talfahrt
und die andere für die Erfassung der Bremskräfte bei Bergfahrt dimensioniert ist
und jede Meßfeder entsprechend zwischen einer Auflagefläche des Bremsschlittens
und einer Auflagefläche des Übertragungsstabes angeordnet ist, wobei die Steuervorrichtung
durch die bei wirkender Bremskraft auftretende Verschiebung des Bremsschlittens
relativ zum Übertragungsstab direkt gesteuert ist. In der Steuerhydraulik kann der
Bremszylinder jeder Zangenbremse des Bremsgehäuses an eine die Auslösevorrichtung
enthaltende Bremsflüssigkeitsleitung angeschlossen sein, welche im Leerlaufbereich
der Steuervorrichtung mit einer zu einem Bremsflüssigkeitsbehälter rührenden Rücklauflei
tung verbunden ist und welche im Steuerbereich der Steuervorrichtung für Steuerung
der Bremskraft bei Talfahrt und im Stauerbereich
für Steuerung
der Bremskraft bei Bergfahrt von der Rücklaufleitung abgetrennt und statt dessen
an einen entsprechenden durch die Bremskraft-Meßvorrichtung für Talfahrt bzw0 durch
die Bremskraft-Meßvorrichtung für Bergfahrt gesteuerten Druckgeber der Steuervorrichtung
angeschlossen ist. Um ein vollständiges Lüften der Bremsen während der Bremskraftsteuerung
zu verhindern, kann an jeder der zu den Druckgebern führenden Anschlußleitungen
ein Druckakkumulator angeschlossen sein. Als Steuervorrichtung kann eine Ventileinheit
mit gesteuerten Druckgebern verwendet werden. Eine für den vorliegenden Zweck geeignete
Steuervorrichtung einfacher und robuster Bauart kann aus einem Steuerzylinder bestehen,
dessen Kolben durch eine Rille in einen talseitigen Kolbenteil und einen bergseitigen
Kolbenteil aufgeteilt und mit dem Übertragungsstab fest verbunden ist, wobei im
Steuerzylinder auf der Seite des talseitigen Kolbenteiles ein Druckraum und auf
der Seite des bergseitigen Kolbenteiles ein weiterer Druckraum vorhanden ist. Damit
bei einer Kolbenverschiebung in einen Druckraum hinein, in dem anderen Druckraum
kein die Steuerung ungünstig beeinflussender Unterdruck entstehen kann, weisen zweckmäßig
die beiden Kolbenteile je eine bis nahe zur Rille führende axiale Nut auf, durch
die im Steuerbereich der Steuervorrichtung jeweils der für die Steuerung der Bremskraft
bei Talfahrt bzw. bei Bergfahrt unwirksame Druckraum mit der Rücklaufleitung verbunden
ist.
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Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung aus Steuerzylinder
und Steuerkolben mit zugeordneter Steuerhydraulik für die Bremslüftzylinder und
damit Fangbremsen ermöglicht eine exakte und zuverlässige Bremsung selbst bei schnellen
Anderungen des Reibungskoeffizienten während der Bremsung.
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Tatsächlich läßt sich die Bremskraft in Steuerzeitintervallen von
0,03 sec. und weniger regulieren. Das bedeutet stets wohldefinierter Anpreßdruck
der Fangbremsen bzw. ihrer Bremsbacken an das oder die Tragseile, und zwar selbst
dann, wenn die Bremskraft in verhältnismäßig schneller Folge heftig schwingt.
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Für den Fall jedoch, daß die Bremskraft mit extrem hoher Frequenz
schwingt, schlägt die Erfindung vor, und diesem Vorschlag kommt selbständige Bedeutung
zu, daß die Steuervorrichtung ein von der Ubertragungsstange betätigbares Bremskraft-Steuerventil
aufweist, welches im Leerlaufbereich einerseits die von dem Bremsflüssigkeitsbehälter
unter Zwischenschaltung der Pumpe zu den Bremslüftzylindern führende Bremsflüssigkeitsl-eitung
mit der zum Bremsflüssigkeitsbehälter zurückführenden Rücklaufleitung verbindet,
andererseits eine von der Bremsflüssigkeitsleitung abzweigende Speicherleitung mit
einem Einspritzspeicher verbindet, und welches im Steuerbereich - nach durch die
Übertragungsstange erfolgter Umstellung - einerseits die BremsSlüssigkeitsleitung
von der Rücklaufleitung trennt und mit dem Einspritzspeicher verbindet, andererseits
die Speicherleitung
von dem Einspritzspeicher trennt. - Bei dieser
Steuervorrichtung wird ein Steuerzeitintervall von 0,005 sec. erreicht, so daß ein
extrem schnelles Ansprechen gewährleistet ist, wenn die Bremskraft sprungweise ansteigt
oder fällt. In Strenge wird eine Regulierung des Anpreßdruckes mittels Öleinspritzung
verwirklicht, wobei der Einspritzspeicher gleichsam einen Druckgeber darstellt.
Die Bremskraft läßt sich dadurch sprungweise um einen vorgewählten Betrag aussteuern.
- Bei dieser Ausführungsform ist die Bremsauslösevorrichtung in die Rücklaufleitung
eingesetzt, während an die Speicherleitung noch ein Füllspeicher angeschlossen ist.
Der Speicheranschluß ist vorzugsweise zwischen dem Bremskraftsteuerventil und einem
Rückschlagventil in der Speicherleitung vorgesehen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig.
1 einen schematischen Aufriß eines Fahrwerkes einer Zweiseilbahn mit angekuppeltem
Bremswagen, Fig. 2 das Fahrwerk mit Bremswagen der Fig. 1 in AuSsicht, Fig. 3 einen
Schnitt durch den Bremswagen längs der Linie II-II in Fig. 2,
Fig.
4 einen Schnitt durch den Bremswagen längs der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 schematisch
eine eine Bremskraftwaage mit Meßfedern enthaltende Steuerhydraulik für die Fangbremsen,
Fig. 6 einen Querschnitt eines in der Steuerhydraulik enthaltenen Steuerzylinders
und Fig. 7 eine abgewandetele Ausführungsform der Steuerhydraulik mit einem Bremskraft-Steuerventil.
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Das in Fig. 1 schematisch im Aufriß und in Fig. 2 in Draufsicht beispielsweise
dargestellte Laufwerk 1 einer Zweiseilbahn mit zwei parallelen, ortsfesten Tragseilen
2 ist im wesentlichen von üblicher Bauart. Der Hauptträger 3 des Laufwerkes trägt
an jeder Seite vier Zweierwippen 4 mit den Laufrollen 5 und dem seitlich abstehenden
Ausleger 6, an den der Pendelarm mit der Kabine (nicht dargestellt) befestigt ist.
Unten am Hauptträger 3 ist bergseits das Zugseil 7 und talseits das Gegenseil 8
befestigt. Auf der Bergseite ist an den Hauptträger 3 ein Bremswagen 9 mittels einer
Bremswagen-Anschlußachse 14a angekuppelt, der am anderen Ende auf den beiden Tragseilen
2 durch in Supporte 10 gelagerte Rollen 11 abgestützt ist, Der Bremswagen 9
enthält
in seinem Gehäuse 12 im dargestellten Beispiel zwei Fangbremsen 13, eine für jedes
Tragseil 7, und ist über eine Kraftwaage 14 mit der Bremswagen-Anschlußachse 14a
verbunden. Das Bremsgehäuse 12 kann auch für jedes Tragseil 7 mehrere Fangbremsen
13 enthalten und zwischen Laufrollen über die Kraftwaage 14 an den Haupt träger
13 angekuppelt sein.
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-Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Bremswagen 9 längs der Linie
II-II in Fig. 2, wobei nur die hier wesentlichen Teile wiedergegeben sind. Auf einem
zwischen zwei Tragseilen 2 angeordneten rohrförmigen Längsträger 15 sind Querträger
16 befestigt, welche die um Zapfen 17 drehbaren Schenkel 18 der beiden zangenförmigen
Fangbremsen 13 tragen. Die beiden Fangbremsen 13 sind identisch. Die an den unteren
Schenkelenden befindlichen Bremsbacken 19 werden beim Spreizen der oberen Schenkelenden
an das Tragseil 2 angedrückt. In den oberen Enden der Schenkel 18 sind Drehzapfen
20 gelagert. Am Drehzapfen 20 des dem Längsträger 15 naheliegenden Schenkels 18
ist um den Zapfen drehbar eine Führungsstange 21 befestigt (Fig. 5), auf deren Ende
eine Schraubenmutter 22 aufgeschraubt ist. Die Schraubenmutter 22 dient als Widerlager
für einen auf der Führungsstange 21 beweglichen Federteiller 23. Ein zweiter auf
der W hrungsstange 21 beweglicher Federteller 24 ist mittels Stützarme 25 dem Drehzapfen
20 des dem Längs träger 15 ferneliegenden
Schenkels 18 abgestützt.
Auf der Führungsstange 21 ist zwischen den beiden Federtellern 23 und 24 die gespannte
Bremsfeder 26 angeordnet, so daß durch sie die beiden Schenkel 18 der Bremse über
die Führungsstange 21 und den einen Federteller 23 bzw. über den anderen Federteller
24 und die Stützarme 25 gespreizt und die Bremsbacken 19 an das Tragseil angepreßt
werden. Die Bremsfeder 26 ist so bemessen, daß in jedem Falle an den Bremsbacken
19 die maximale Bremskraft erhalten wird. Zum Lüften der Bremse 13 dient ein Bremslüftzylinder
27, der zwischen den Drehzapfen 20 an den oberen Enden der Schenkel 18 angeordnet
ist. Die Bremse ist normalerweise im belüfteten Zustand gehalten, wobei die Bremsfeder
26 gespannt ist. Bei geöffneter Bremse ist der Bremslüftzylinder 27 dauernd unter
Druck und durch Veränderung des Druckes im Bremslüftzylinder kann die Bremskraft
geändert werden. Beim Bremsen wird der Druck im Bremslüftzylinder 27 über eine Steuerhydraulik
durch die Bremskraftwaage 14 gesteuert.
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Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Bremswagen 9 längs der Linie
IV-IV in Fig. 3, in welchem schematisch eine Bremskraftwaage 14 wiedergegeben ist.
Mit dem rohrförmigen Längsträger 15 fest verbunden sind, wie bereits erwähnt, die
Querträger 16, die die um Zapfen 17 drehbaren Schenkel 18 der Fangbremsen 9 tragen.
Auf der Bergseite des Bremswagens
befinden sich die Rollensupporte
10 mit den Laufrollen 11. Am talseitigen Ende bildet der Längsträger 15 einen Bremsschlitten
28, der innen in einem Führungsgehäuse 29 verschiebbar gelagert ist. Das Führungsgehäuse
29 ist durch die Bremswagen-Anschlußachse 14a mit dem Hauptträger 3 des Fahrwerks
so verbunden, daß es sich in Bahnrichtung nicht gegenüber diesen verschieben kann.
Der Bremsschlitten 28 ist mit dem Führungsgehäuse 29 durch zwischengeschaltete Kraftmeßvorrichtungen
gekuppelt. Eine mögliche Ausführung einer solchen Kupplung ist schematisch in Fig.
4 gezeigt. An den Boden 30 des Führungsgehäuses 29 ist ein axialer Übertragungsstab
31 angelenkt, der ein zylindrisches Auflager 32 mit einer bergseitigen und einer
talseitigen Auflagefläche 33 bzw. 34 aufweist. Im Bremsschlitten 28 sind für dieses
Auflager 32 zwei Widerlager 35 und 37 gebildet, eines talwärts mit einer der talseitigen
Auflagefläche 33 zugekehrten Gegenfläche 36 und eines bergwärts mit einer der bergseitigen
Auflagefläche 34 zugekehrten Gegenfläche 38. Zwischen den beiden Paarungen, talseitige
Auflagefläche 33 und Gegenfläche 36 sowie bergseitiger Auflagefläche und Gegenfläche
36 sind je eine oder mehrere Kraftmeßvorrichtungen 39a bzw. 39b angeordnet. Bei
einer Bremsung während der Talfahrt werden die talseitigen Kraftmeßvorrichtungen
39a und bei einer Bremsung während der Bergfahrt die bergseitigen Kraftmeßvorrichtungen
39b gepreßt. Den Seilbahnanlagebedingungen entsprechend können
die
Meßfedern tal- und bergseits verschieden dimensioniert sein; im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die talseitigen Kraftmeßvorrichtungen 39a zum Messen starker Kräfte und die
bergseitigen Kraftmeßvorrichtungen 39b zum Mess&i vergleichsweise geringer Kräfte
dimensioniert.
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Für die Bremskraftmessung können verschiedene Meßvorrichtungen benutzt
werden, z.B. elektrische oder hydraulische Druckmeßdosen, Dehnungsmeßstreifen oder
Meßfedern. Die konstruktive Ausbildung des Bremsschlittens und der Kupplung mit
dem Führungsgehäuse ist natürlich im wesentlichen durch die jeweils verwendete Art
von Meßvorrichtung bestimmt und bietet keinerlei Schwierigkeiten. Mit den Ausgangssignalen
der Kraftmeßvorrichtungen, dh. den elektrischen Meßspannungen, Meßdrücken oder Meß-Verschiebungen
z.B. des Übertragungsstabes 31 gegenüber dem Bremsschlitten 28 wird eine Steuereinrichtung
40 gesteuert, die ihrerseits den Öldruck im Bremslüftzylinder 27 der Bremse steuert.
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In Fig. 5 ist schematisch eine bevorzugte Ausführung einer Bremseinrichtung
wiedergegeben. Der untere Teil der Zeichnung stellt eine Kraftwaage 14 mit Steuervorrichtung
dar, an die die hydraulische Anlage der Bremseinrichtung angeschlossen ist. In der
Kraftwaage 14> die im wesentlichen wie die in Fig. 4 gezeigte Kraftwaage ausgebildet
ist, sind als Kraftmeßvorrichtungen Meßfedern 41a, 41b vorgesehen,
weil
Federn an sich robuste und zuverlässige Kraftmeßvorrichtungen sind, die ohne komplizierte
SchutzmarJnahmen den rauhen Betriebsbedingungen bei LuCtseilbahnen hinsichtlich
Klima- und Wi t terungsverhäl tni 5 sen gewachsen sind, was für die Betriebssicherheit
wichtig ist. Zudem können durch entsprechende Ausbildung einer Meßfeder oder einer
Kombination von Meßfedern die bei schweren Seilbahnfahrzeugen auftretenden starken
Bremskräfte auch auf einem verhältnismäßig kurzen Federweg von nur wenigen cm hinlänglich
genau erfaßt werden. Die Steuervorrichtung 40 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einem Steuer zylinder 42, der am Bremsschlitten 28 befestigt ist, wobei der
Bremsschlitten 28 in Form eines Hohlzylinders auszebildeG ist, der abgedichtet auf
der Übertragungsstange 31 und in dem zylindrischen Führungsgehäuse 29 axial verschiebbar
ist.
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Das aus dem Bremsschlitten 28 herausragende Ende der Übertragungsstange
31 trägt den Kolben 43 des Steuerzylinders.
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Der Kolben 43 weist eine ringsum laufende Rille 43c auf, durch die
der Kolben 43 in einen talseitigen Kolbenteil 43a und einen bergseitigen Kolbenteil
43b aufgeteilt ist. Jeder Kolbenteil 43a, 43b weist auf seiner Mantelfläche eine
axiale Nut 44a, bzw. 44b auf, die von der betreffenden Kolbenstirnfläche ausgeht
und bis nahe zur Rille 43c führt, jedoch nicht in diese einmündet. In der "Null-Lage"
des Kolbens 43, auf die noch zurückgekommen wird, ist im Steuerzylinder 42 beidseits
des Kolbens 43 je ein Druckraum 45
bzw. 46 und im Bereich der Rille
47c ein Ringraum 47 vorhanden. An die Steuervorrichtung 40 ist eine Steuerhydraulik
angeschlossen, durch die die Steuervorrichtung 40 mit dem oder den Bremslüftzylinder(n)
27 verbunden ist. In Fig. 5 ist die Steuerhydraulik nur soweit wiedergegeben, als
zur Erläuterung der Funktionsweise der Steuervorrichtung 40 unbedingt erforderlich
ist. An den Ringraum 47 sind zwei Ölleitungen 48,49 angeschlossen (vgl. auch Fig.
6), von denen die eine Leitung 48 über einen Knotenpunkt 50, eine Auslösevorrichtung
51 und einen zweiten Knotenpunkt 52 zu dem Bremslüftzylinder 27 der Fangbremsen
13 (in der Zeichnung ist stellvertretend für alle Fangbremsen der Bremseinrichtung
nur eine einzige dargestellt) und die andere Ölleitung 49 direkt zu einem Ölbehälter
61 führt. Der bergseitige Druckraum 46 im Steuerzylinder 42 ist durch eine Leitung
53 mit einem in Fig. 5 als Rückschlagventil 54 angedeuteten Steuerorgan mit dem
Knotenpunkt 50 der Ölleitung 48 verbunden. Auf gleiche Weise ist der talseitige
Druckraum 45 durch eine Leitung 56, die ebenfalls ein in Fig. 5 als Rückschlagventil
55 wiedergegebenes Steuerorgan 56, enthält, mit dem genannten Knotenpunkt 50 verbunden.
An die vom zweiten Knotenpunkt 52 weg- und zu den BremslüStzylindern 27 führende
Ölleitung 48a ist z.B. ein Druckakkumulator 57 angeschlossen. Mit einer Pumpe 60,
deren Auslauf durch die einRückschlagventil 59 enthaltende Leitung 58 mit dem Leitungsknotenpunkt
52 verbunden ist, kann Öl aus dem Behälter 61 in die Leitung 48, 48a gepumpt werden0
Die
Auslösevorrichtung 51, z.B. eine Kombination von Ventilen,
ist zweckmäßig so ausgebildet, daß sie durch Schlaffseil, von Hand und durch Geschwindigkeitsüberschreitung
auslösbar ist.
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Wie bereits erwähnt wurde, sind die Bremslüftzylinder 27 der Fangbremsen
13 bei geöffneter Bremse dauernd unter Druck, um die Bremsen gelüftet zu halten.
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Das Auslösen der Bremsung erfolgt durch Betätigung der Auslösevorrichtung
und zwar von Hand bei einer gewollten Bremsung oder automatisch über eine Schlaffseilauslösung
bei nachlassendem Zug am Zugseil (Seilbruch) und bei Geschwindigkeitsüberschreitung.
Bei betätigter Auslösevorrichtung 51 sind die Bremslüftzylinder 27 über die Leitungen
48a, 48, den Ringraum 47 im Steuerzylinder 42 und die Leitung 49 mit dem Ölbehälter
61 verbunden, so daß der Druck in den Bremslüftzylindern 27 abfällt und die Bremsbacken
19 (Fig. 3) durch die Bremsfeder 26 an das Tragseil 2 angepreßt werden.
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Beim Anpressen der Bremsbacken während der Talfahrt bleibt der Bremswagen
gegenüber dem Fahrwerk zurück, so daß das Führungsgehäuse 29 von dem Bremsschlitten
28 abgezogen und damit der Kolben 43 im Steuerzylinder 42 nach links bewegt wird,
wobei Fahrwerk (Führungsgehäuse) und Bremswagen (Bremsschlitten) miteinander durch
die starke Talfahrt-Meßfeder 41a gekuppelt sind und von dieser die effektive
Bremskraft
erfaßt wird. Bei Bergfahrt wird der Bremswagen vom Fahrwerk bergwärts gestoßen und
die Kupplung von Fahrwerk und Bremswagen erfolgt durch die Bergfahrt-Neßfeder 41b,
die bei belüfteter Bremse den Hangabtrieb des Bremswagens und die an ihm auftretenden
Beschleunigungs- und Reibungskräfte abstützen muß. Wird auf Bergfahrt gebremst,
so schiebt sich das Führungsgehäuse 29 auf den Bremsschlitten 28 auf und der Kolben
43 bewegt sich im Steuerzylinder nach rechts, wobei die Bremskraft von der Bergfahrt-Meßfeder
41b erfaßt wird. In der in Fig. 5 gezeigten Einrichtung ist in dem doppeltwirkenden
Steuerzylinder 42 auf jeder Seite des Kolbens 43 ein Druckraum 45, 46 vorhanden.
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Ist bei der Talfahrt der Druck im bergseitigen Druckraum 46 stets
Null, so ist die Talfahrt- Bremskraft gleich der Kraft der Talfahrt-Meßf eder 41a
plus der Steuerkolbenkraft in bezug auf den talseitigen Druckraum 45. Bei Bergfahrt
mit gestoßenem Bremswagen liegen die entsprechenden Verhältnisse vor, d.h. ist der
Druck im talseitigen Druckraum 45 stets Null, so ist die Bergfahrt-Bremskraft gleich
der Kraft der Bergfahrt-Meßfeder 41b abzüglich der Stoßkraft für den Bremswagen
(Hangabtrieb, Beschleunigung, Reibung) plus der Steuerkolbenkraft in bezug auf den
bergseitigen Druckraum 46.
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Das Führungsgehäuse 29 mit dem Übertragungsstab 31, der Bremsschlitten
28 mit dem Steuerzylinder 42 und dem Kolben
43 sowie dessen Rille
43c sind so konstruiert und die Meßfedern 41a, 41b so dimensioniert, daß bei gelüftteten
Bremsen in allen normalen Betriebszuständen bei Berg- und Talfahrt von dem Kolben
43 eine Ausgangslage eingenommen wird, in welcher die Mündungsöffnungen der beiden
Ölleitungen 48 und 49 im Steuerzylinder 42 miteinander durch die Rille 43c verbunden
sind. Wird nun die Bremsauslösung 51 betätigt, so wird der Bremslüftzylinder 27
über die Leitung 48a, 48, die Rille 43c und die Leitung 49 mit dem Ölbehälter 61
verbunden. Der Druck im Bremslüftzylinder 27 verschwindet und die Bremsfeder 26
bringt die Bremsbacken zum Anliegen an das Tragseil. Der Druck in den Drucicräumen
45, 46 ist wegen deren Verbindung über die Ölleitungen 53, 56 und die Rückschlagventile
54, 55 mit der leitung 48 ebenfalls Null. Durch das Anlegen der Bremsbacken an das
Tragseil wird der Kolben 43 aus seiner Ausgangslage je nach Fahrtrichtung nach links
oder rechts verschoben. Dem Nennwert der Bremskraft entspricht eine bestimmte Kraft
der Talfahrt- bzw. der Bergfahrt-Meßfeder 41a, 41b ui3ddarnit einem bestimmten Federweg.
Diesem bestimmten Federweg entspricht die Breite der Rille 43c im Steuerkolben 43.
Hat demnach beim Anlegen der Bremsbacken die Bremskraft den Nennwert, so verschiebt
sich zwar der Steuerkolben 43, die Ölleitungen 48 und 49 bleiben jedoch über die
Rille 43c miteinander verbunden. Während dieses Kolbenhubes, dem Leerlauf erfolgt
keine Steuerung der Bremslüftkraft und hinsichtlich der Bremslüftkraft-Steuerung
sind die Endlagen
des Steuerkolbens die Null-Lagen. Ist oder wird
die Bremskraft infolge eines größeren Reibungskoeffizienten größer, so verschiebt
sich der Steuerkolben 43 über die Null-Lagen hinaus nach links oder rechts. Beim
Überschreiten der Null-Lage, z.B. bei Talfahrt, verschließt der Kolbenteil 43b die
Mündungsöffnung der Ölleitung 48, während die Mündungsöffnung der Ölleitung 49 in
dessen Nut 44b zu liegen kommt, so daß der bergseitige Druckraum 46 im Steuerzylinder
durch die Nut 44b und die Ölleitung 49 mit dem Ölbehälter 61 verbunden ist und durch
das aus dem Ölbehälter 61 nachfließende Öl im Druckraum 46 einen Unterdruck verhindert
(Fig. 6). Bei abgeschlossener Ölleitung 48 ist der talseitige Druckraum 45 von der
zum Ölbehälter 61 führenden Ölleitung 49 abgetrennt und die durch Verschieben des
Steuerkolbens 43 erzeugte Steuerkolbenkraft wirkt über die leitung 56, das Rückschlagventil
55, die Ölleitungen 48 und 48a auf den Bremslüftzylinder 27> so daß die Andruckkraft
der Bremsbacken an das Tragseil entsprechend vermindert wird. Damit nimmt auch die
Bremskraft ab und mit abnehmender Bremskraft wird auch die Linksverschiebung des
Steuerkolbens 43 kleiner bzw. kehrt sich in eine Rechtsverschiebung, um, bis sich
Kräftegleichgewicht eingestellt hat, d.h. die Bremskraft den Nennwert angenommen
hat, bei welcher der Steuerkolben 43 in seiner einen Null-Lage steht. Beim Bremsen
auf Bergfahrt findet der analoge Vorgang statt0 Durch den nach rechts verschobenen
Steuerkolben
43 wird die Ölleitung 48 abgeschlossen und durch die Nut 44a im talseitigen Kolbenteil
43a der talseitige Druckraum 45 an die zum Ölbehälter 61 führende Ölleitung 49 angeschlossen,
während der bergseitige Druckraum 46 über die Leitung 53 und das Rückschlagventil
54 mit der abgeschlossenen Ölleitung 48 in Verbindung ist.
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Bei schweren Luftseilbahnfahrzeugen werden je Tragseil mehr als eine
Bremse vorgesehen. Die Auslösung der Bremsen erfolgt, wie erwähnt, durch die Auslöseeinrichtung
51 bei Schlaffseil, Geschwindigkeitsüberschreitung und Handbetätigung. Es ist nun
nicht in jedem Fall nötig, daß alle Fangbremsen gleichzeitig ausgelöst werden. So
reicht es beispielsweise bei Antrieb der Seilbahn in der Bergstation aus, daß nur
bei Bruch des bergseitigen Zugseiles alle Bremsen und bei Bruch des talseitigen
Zugseiles oder bei Handauslösung nur ein Teil der Fangbremsen auslöst. Die Fangbremsen
sind in einem solchen Falle zu Gruppen zusammengefaßt und ihre Bremslüftzylinder
sind dann durch die entsprechenden Auslösevorrichtungen an die Ölleitung 48 angeschlossen.
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Auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Funktionsweise sind verschiedene
Ausführungsvarianten möglich. So kann anstelle eines Steuer zylinders als Steuervorrichtung
ohne Schwierigkeiten auch eine Ventileinheit benutzt werden, die beispielsweise
bekannte Stahlrohrregler enthält. In der
vorstehend beschriebenen
Bremseinrichtung ist die direkte Verstellung des Steuerkolbens durch die Meßfedern
von besonderem Vorteil. Eine solche direkte Verstellung kann auch bei Ventileinheiten
realisiert werden. Werden als Kraftmeßvorrichtungen statt Meßfedern andere Meßwertgeber/
insbesondere elektrische Meßwertgeber, wie Dehnungsmeßstreifen, verwendet, so ist
im allgemeinen eine direkte Verstellung der Steuervorrichtung nicht möglich und
es müssen Übertragungsglieder verwendet werden, die zusätzliche Störungsquellen
darstellen können. Ein weiterer Vorteil der Meßfedern und der Steuerhydraulik ist,
daß die Bremseinrichtung ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen ohne weiteres 0 in einem
Temperaturbereich von -35°C bis +650C einwandfrei funktioniert, also in einem Temperaturbereich
der auch bei Bergbahnen kaum überschritten wird.
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Für den Fall, daß die Bremskraft mit extrem hoher Frequenz schwingt
und folglich besonders kurze Steuerzeitintervalle zur Verfügung stehen müssen, nämlich
bis z.B. 0,005 sec., weist die Steuervorrichtung nach abgewandelter Ausführungsform
gemäß Fig. 7 ein von der Übertragungsstange 31 betätigbares Bremskraft-Steuerventil
40 auf, welches im Leerlaufbereich einerseits die von dem Bremsflüssigkeitsbehälter
61 unter Zwischenschaltung der Pumpe 60 zu den BremslüStzylindern 27 führende Bremsflüssigkeitsleitung
48 mit der zu dem Bremsflüssigkeitsbehälter 61 zurückführenden Rücklaufleitung 49
verbindet, andererseits eine von der Bremsflüssigkeitsleitung
48
abzweigende Speicherleitung 62 mit einem Einspritzspeicher 63 als Druckgeber verbindet,
und welches im Steuerbereich - nach durch die Übertragungs stange 31 erfolger Umstellung
- einerseits die Bremsflüssigkeitsleitung 48 von der Rücklaufleitung 49 trennt und
mit dem Einspritzspeicher 63 verbindet, andererseits die Speicherleitung 62 von
dem Einsprltzspeicher 63 trennt. Die Bremsauslösevorrichtung 51 ist hier in die
Rücklaufleitung 49 eingesetzt. An die Speicherleitung 62 ist ein Füllspeicher 64
angeschlossen. Der Speicheranschluß ist zwischen dem Bremskraft-Steuerventil 40
und einem Rückschlagventil 65 in der Speicherleitung 62 vorgesehen. - So lange sich
also das Bremskraft-Steuerventil 40 in Null-Lage befindet, d.h. die Steuervorrichtung
bei geöffneter Bremsauslösevorrichtung 51 im Leerlaufbereich arbeitet, kann die
Bremsflüssigkeit in den Bremsflüssigkeitsbehälter 61 zurückSliessen. Einspritzspeicher
63 und Füllspeicher 64 sind miteinander verbunden, jedoch vom Steuersystem abgetrennt.
Wird die Bremskraft zu groß, erfolgt Aussteuerung durch Umstellung des Bremskraft-Steuerventils
40 mittels der Übertragungsstange 31. Die Bremsflüssigkeit kann nun nicht mehr in
den Bremsflüssigkeitsbehälter 61 zurückfließen. Einspritzspeicher 63 und Füllspeicher
64 sind getrennt. Der Einspritzspeicher 63 ist über die Bremsflüssigkeitsleitung
48 mit den Bremsluftzylindern 27 verbunden, welche die Fangbremsen um einen vorgewählten
Betrag öffnen. Dieses Wechselspiel läßt sich, wie bereits erwähnt, in Steuerzeitintervallen
bis zu 0,005 sec. wiederholen.