Sugeluftsbremse

På disse Drehschemelwagen the Rhaetian Railway er de sidemonterede vakuumbeholdere tydeligt synlige for vakuumbremsen.

Den sugeluft bremse , også kaldet luft sugebremse eller vakuum bremse , er en tjeneste bremse for lokomotiver og vogne , der anvendes i jernbanedrift til bremse tog . I modsætning til trykluftsbremsen , som overvejende bruges i dag , virker sugeluftsbremsen ikke gennem et overtryk, men derimod gennem et undertryk i forhold til det herskende omgivende lufttryk . Bremsen fik sit navn fra luftsugningsanordningen, der blev brugt til at generere undertrykket . Udtrykket vakuumbremse , som er almindeligt i Schweiz og Østrig , blev også tidligere brugt i Tyskland .

Arbejdsprincip

Ejektor (luftsugning) af sugeluftbremsen på lokomotiv 252.008 fra den tjekkoslovakiske statsbaner

Med sugeluftbremsen opstår bremsekraften ved, at forskellige trykniveauer virker på begge sider af bremsecylinderstemplet .

For at kunne bruge sugeluften bremsen som en sammenhængende tog bremse, er alle køretøjer af toget forbundet med en suge- luftledning (Schweiz: main vakuum linje ). Sugeluftslangerne på koblingerne plejede at være genkendelige ved deres skrueformede forstærkninger. Slanger uden synlig helix bruges nu også. Der er ingen stophaner på køretøjerne. Sammenlignet med trykluftbremser er slangekoblingerne mindre komplekse, da tætningsfladerne automatisk presser mod hinanden på grund af trykforskellen til udeluften. Slangekoblinger, der ikke er nødvendige, er dækket med blinde stikpropper, der er ophængt fra hovedstykket (f.eks. I Sachsen) eller permanent fastgjort (Storbritannien og Den Iberiske Halvø). Der skelnes ikke mellem automatiske og automatiske bremser alt efter virkemåden . Begge typer svarer i deres struktur til den direkte virkende eller den indirekte virkende trykluftbremse .

Ikke-automatisk sugluftbremse

I tilfælde af indsugningsbremsen, der ikke fungerer automatisk, skal der dannes et vakuum i bremsecylinderen og i sugeluftledningen til bremsning. For at frigøre bremsen åbnes en ventil, der forbinder ledningen med atmosfærisk lufttryk . Når trykket er fuldt udlignet, frigøres bremseklodserne igen fra hjuldækkene .

Den ikke-automatiske sugeluftbremse var delvist ansvarlig for Armagh-jernbaneulykken i 1889 , som kostede 80 menneskeliv. Den ikke-automatiske sugeluftbremse er ikke godkendt som driftsbremse på jernbaner.

Selvvirkende sugeluftbremse

Princip for den uafhængigt virkende indsugningsluft eller vakuumbremse

Den selvvirkende indsugningsluft eller vakuumbremse, også kaldet automatisk vakuumbremse (aV), fungerer på lignende måde som en to-kammer luftbremse, f.eks. B. Knorr to-kammer bremse Kzbr eller to-kammer bremsecylinder i Kunze-Knorr bremsen . Den mekaniske del af indsugningsluftbremsesystemet med bremsekobling , bremseklodser osv. Svarer stort set til de designs, der bruges til luftbremser. Da de lavere trykforskelle i sugeluftbremser kræver større bremsecylinderdiametre, installeres de normalt lodret. I køretøjer, der bruges på tværs af grænser i netværk med suge- og luftbremser, som det tidligere var tilfældet i trafikken med Den Iberiske Halvø og Storbritannien, virker suge- og luftbremsecylindre uafhængigt af hinanden på samme bremseforbindelse.

Evakuer eller slip

Den vakuumpumpe på lokomotivet sucks (evakuerer) luften fra hele systemet via en kontraventil , der skaber et negativt tryk. I damplokomotiver genereres dette med en ejektor , der kombineres med førerens bremseventil . Bremsecylindrenes nederste kamre evakueres via hovedluftledningen, og de øvre kamre og de særlige beholdere evakueres via kontraventiler. I tilfælde af vandrette bremsecylindre holder en returfjeder dem i frigivelsespositionen; Bremsen er driftsklar eller frigivet, når der genereres en trykforskel på 52 cm Hg (690  hPa ) mellem atmosfærisk tryk og systemet,  og der er trykudligning mellem de nedre og øvre kamre på de tilsluttede bremsecylindre. På lokomotivet begrænser en reguleringsventil trykforskellen mellem det atmosfæriske lufttryk og hovedluftledningen til 52 cm Hg. Kontraventilen forhindrer ukontrolleret indtrængning af udeluften, når vakuumpumpen står stille.

Bremser

Med førerens bremseventil reduceres vakuumet i hovedluftledningen og bremsecylindrenes underkamre ved kontrolleret indblæsning af udeluft. Undertrykket på 52 cm Hg i de øvre kamre og de særlige beholdere opretholdes takket være den automatiske tætning af de indbyggede kontraventiler. Som et resultat af trykforskellen i de to kamre overvindes kraften i returfjederen eller stemplets vægt, og stemplet bevæger sig i bremsestilling.

Ved hurtig eller nødopbremsning er sugeluftledningen forbundet direkte med udeluften. Dette ødelægger det negative tryk på meget kort tid og opnår den maksimale bremseeffekt. Hvis toget adskilles, reduceres undertrykket ved separationspunktet også øjeblikkeligt.

Fordele og ulemper i forhold til luftbremsen

Bremsekoblingsslanger på en Ge 4/4 II på Rhaetian Railway. Koblingen slanger ifølge den vigtigste vakuum luftledning (V) kan genkendes af forstærkninger med en ramme ringformet stål. Trykluftforsyningsledningen (D) kan bruges til at forsyne vogne med vakuumstyrede trykluftbremser.
  • Sugluftbremsen kan let reguleres og især frigøres gradvist. Det er uudtømmeligt. Begge gjorde dem særligt velegnede til bjergbaner. Med de relativt korte tog spillede det højere luftforbrug i forhold til enkeltkammerbremser ikke en afgørende rolle. Disse fordele var ikke længere væsentlige, da multi-release luftbremsen blev introduceret.
  • På grund af sin enkle struktur er sugeluftbremsen ufølsom og let at vedligeholde. Der kan ikke opstå funktionsfejl på grund af kondensvand, der fryser i luftkanalen .
  • Mens trykluftbremsen muliggør bremsecylindertryk på flere bar - op til 3,8 bar er almindelige - begrænses trykforskellen i indsugningsbremsen fra begyndelsen af ​​det atmosfæriske lufttryk (ca. 1 bar); faktisk opnås kun cirka 0,7 bar. For at opnå en sammenlignelig bremsekraft (trykforskel × stempelareal) skal bremsecylindrene have cirka to og en halv gange diameteren. Dette resulterer normalt i lodret installation af bremsecylindrene.
  • Sugluftbremsen reagerer langsommere.
  • Det er tungere og dyrere end nutidens luftbremser.
  • Vakuumbremsens nedbrydningshastighed er normalt 15, med hurtig opbremsning ca. 200 m / s. Den er derfor lavere end med trykluftsbremsen.
  • Mekanisk skridsikker beskyttelse kan ikke implementeres med indsugningsbremsen.
  • I tilfælde af damplokomotiver , den damp forbrug af ejektoren er en ulempe. På den anden side er ejektoren meget enklere og mindre tilbøjelig til at gå i stykker end den luftpumpe, der kræves til trykluftsbremsen, da den ikke har bevægelige dele.

Vakuumstyret luftbremse

Den vakuumstyrede trykluftsbremse har den fordel i forhold til den rene vakuumbremse, at den kan udstyres med en skridsikker regulator. For lokomotiver er en kombination med en shuntingbremse og en glidebremse mulig. Køretøjet kræver imidlertid trykluft, som enten leveres fra en luftkompressor eller fra fødeledning .

Den vakuumstyrede trykluftsbremse er udstyret med en vakuumreguleringsventil ud over den rene vakuumbremse . Dette har den samme funktion som luftbremseventilen.

Se også afsnittet Vakuumreguleringsventil i artiklen Reguleringsventil (jernbane)

historie

Manometer for vakuumbremsen i førerhuset på RhB Ge 2/4 222 fra 1913 af Hardy -brødrene AG fra Wien

Omkring midten af ​​1800 -tallet forsøgte mange opfindere at forbedre jernbanebremser og betjene dem centralt. Luftbremsen opfundet af George Westinghouse i 1869 var enestående . Det blev forbedret af Westinghouse, for eksempel med den automatiske bremseventil opfundet i 1872. Ikke desto mindre fangede Westinghouse -bremsen ikke overalt. En grund var Westinghouse's prispolitik. Han gav hverken rabatter eller tilladte licensproduktion for ikke at miste kontrollen over sin patenterede opfindelse.

James Smiths vakuumbremse var et billigt alternativ. Det er også en kontinuerlig bremse, men enklere end Westinghouse -bremsen. I USA slap Westinghouse af med denne konkurrence ved at opkøbe Smiths patentrettigheder i 1875. Konkurrencen fortsatte i England, hvor Westinghouse ikke havde nogen patentbeskyttelse, så de engelske jernbaner hovedsageligt skaffede den billigere, men ikke automatiske Smith -vakuumbremse.

Omkring 1875 forbedrede John Hardy Smith-vakuumbremsen med en ny bremsecylinder til den såkaldte Hardy-bremse . Denne bremse blev brugt på banerne i Rothschild -bankkoncernen, herunder i Frankrig, på Semmering , på Brenner og på Gotthard Railway . Fra 1900 og fremefter blev det standardbremseudstyr til tog, der drives af de østrigske statsbaner .

Den engelske tilsynsmyndighed krævede fra 1875 til de modsatte jernbaneselskaber at indføre automatiske kontinuerlige bremser ved Zugtrennungen automatisk standse toget. For ikke at skulle skaffe Westinghouse -bremsen udviklede TG Clayton, leder af vognværkstederne i Midland Railway , en automatisk vakuumbremse. I forbindelse med James Greshams forbedrede ejektor var den automatiske vakuumbremse nu praktisk og blev standarden i Storbritannien og imperiet dengang. Vacuum Brake Company Ltd. blev grundlagt i 1877 i London markedsførte patenterne Smith, Clayton, Gresham og Hardy.

John Hardys søn William Edward overtog ledelsen af ​​datterselskabet der i Wien og udviklede efterfølgende et bremseskred, hvormed motorføreren perfekt kan regulere bremsen. I 1885 blev den automatiske (Clayton) Hardy vakuumbremse fuldt udviklet og forblev uændret i næsten 50 år.

Typer af konstruktion og distribution

Rullende vogn af den Preßnitztalbahn med let synlige og lodret installerede vakuum bremsecylindre

Hardy og Körting indsugningsluftbremser (Köbr) kendetegnes ved navnene på producenterne af det respektive bremseudstyr . Begge typer kan bruges sammen.

Begge designs kan stadig ses i brug på nogle af de saksiske smalsporede museumskøretøjer og på Bruchhausen-Vilsen museumsjernbane .
Se også: Smalsporede jernbaner i Sachsen

I Østrig fra 1891 til begyndelsen af ​​Anden Verdenskrig blev der anvendt udsugningsbremser af Hardy- og Körting -konstruktionerne på forgængerne til nutidens østrigske forbundsbaner . Personvogne til international trafik var udstyret med en luftbremse ud over indsugningsbremsen. Sugeluftsbremsen er stadig meget udbredt på smalsporede jernbaner, f.eks. B. ved Mariazellerbahn eller Waldviertel smalsporede jernbaner . Sugluftbremsen blev også fastholdt på de smalsporede jernbaner i Jugoslavien, indtil den blev afbrudt.

I Schweiz omkring 1900 var vakuum- og trykluftbremser nogenlunde lige så udbredt på smalsporede jernbaner. I anledning af modernisering af det rullende materiel er de fleste jernbaner siden gået over til trykluftbremser. Bortset fra museumsbanerne kan du finde sugebremsede tog på Rhaetian Railway , Matterhorn-Gotthard Railway , Montreux-Berner Oberland Railway og Transports publics Fribourgeois .

I Storbritannien (herunder Irland ), i de britiske kolonier samt i Spanien og Portugal var den automatiske sugeluftbremse standard . Det blev gradvist erstattet af luftbremsen i Storbritannien fra 1970'erne. De indiske jernbaner og Sydafrika bruger stadig sugeluftbremsen, nogle i Argentina.

For de fleste af disse køretøjer leverede datterselskabet Gebrüder Hardy AG i Wien, der er tæt forbundet som en "generalrepræsentant" som et datterselskab af Vacuum Brake Company i London , bremseudstyret.

litteratur

Weblinks

Individuelle beviser

  1. ↑ a b Vakuumbremse i engelsksproget Wikipedia, adgang til den 18. januar 2014.
  2. ^ Walter von Andrian: "Wing multiple units" for RhB . I: Swiss Railway Review . Ingen. 8-9 . Minirex, 2016, ISSN  1022-7113 , s. 400-402 .