Ventile Bremsen

Bremsen AG

Die Ventile erlauben die fein dosierte Übertragung von Pressluft zu den Abnehmern der Brems- und Luftfedersysteme. Die Produktpalette umfasst alle Bedürfnisse einer herkömmlichen Bremsanlage, wie z. B. Fußbrems- und Handbremsventil, Relaisventil, Zugkraftregler, Anhängersteuerventil, Luftfederventil oder Schaltventil für den Behälterbetrieb - auch als ideale Abrundung der Steuerelektronik. Die nach dem "Plug-and-Play"-Prinzip konzipierten Bausteine bringen dem Anwender erhebliche technologische und organisatorische Vorzüge.

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Zum Abbremsen der Fahrzeuge wird die Druckluftbremsanlage hauptsächlich im Eisenbahnbetrieb eingesetzt. In der Luftbremse wird sowohl Luft als Wärmeträger als auch zur Regelung des Bremsvorganges eingesetzt. Der tatsächliche Bremseffekt wird durch Drücken der Bremsbeläge entweder auf die Lauffläche der Laufräder oder auf die Bremsscheibe einwirken. Bei Schienenfahrzeugen liegen die Scheibenbremsen auf der Achse des Laufradsatzes (Radsatzwelle), bei beengten Platzverhältnissen, vor allem bei getriebenen Laufrädern, auf der Seite der Scheiben und sind in der Regel aus Zweischeiben zur verbesserten Wärmeableitung aufgebaut.

Hauptgründe für die Druckluftbremsung waren die unmittelbare Regelbarkeit durch den Lokführer und die Fähigkeit, alle Waggons eines Zugs gleichmässig zu bremsen. Zudem war dieses Verfahren unempfindlicher gegen Luftverluste, da das Betriebsmedium Pressluft bei Bedarf nachgefüllt werden konnte. Vor der Verfügbarkeit der Luftbremse wurden die Fahrzeuge von Hand abgebremst.

In den Einzelwagen war ein Bremsmann eingebaut, der eine Feststellbremse betätigte. Die Bremsen mussten auf die entsprechenden Meldungen des Triebfahrzeugführers hin betätigt oder gelüftet werden. In Reisezügen wurde manchmal eine mit der Lokpfeife verbundene Kommunikationsstrecke an der Wagenaußenseite befestigt. Als Notbremse, die es dem Bahnpersonal oder den Fahrgästen ermöglicht, im Gefahrenfall ein Signal an die Bremse auszulösen.

Das Arbeiten der Bremspediteure war extrem anstrengend, da der Platz auf einer geöffneten Bühne lange Zeit schutzlos war. Später erst bot die sogenannte Bremserkabine einen Wetterschutz. Da aber die Bremspediteure in der Lage sein mussten, Lärm von aussen zu hören, konnten sie die Bremserkabinen nicht isolieren. Nach der Entwicklung unbefriedigender Bremsen mit Kette und Dampfantrieb durch George Westinghouse wurde 1869 die direkte Druckluftbremse und 1872 die Druckluftautomatik erfunden.

Beim Einführen einer Dauerbremse für den gesamten Zug, die an der Zugmaschine betrieben werden kann, wurden neben der Druckluftbremsanlage auch andere Anlagen berücksichtigt. Vor allem die Seilbremsen hatten jedoch aufgrund der Reibung des Seils klare Vorteile gegenüber den Druckluftbremsen und waren daher auf die Nische beschränkt. Als einzige der Varianten erfüllte sie alle Voraussetzungen für eine solche Bremsanlage in gleichem Maße wie die Druckluftbremsanlage.

Mit der Saugluft-Bremse sind die Vorteile von Undichtigkeiten gegenüber der Druckluft-Bremse besonders bei langen Strecken spürbar. Die 1922 von der International Union of Railways entwickelte Güterzugsbremse für den grenzüberschreitenden Straßenverkehr mit Gestängesteller. Die vom Bremszylinder 16 ausgehende Zugkraft wird auf den horizontalen Hebel 12, davon auf den Kombi-Bremsgestängesteller 10 - Lastgestänge 13 - Bremsgestänge 19 weiter über den vertikalen Bremshebel 20 über die Dreiecke 24 auf die Bremssohlen 23 und damit auf die Lauffläche der Laufräder übertragen.

Die Kraftübertragung auf den horizontalen Hebel 12 erfolgt über die Bremsspindel 6, die Mutter der Bremsspindel 7, die Bremswelle 8 und die Handbremsdeichsel 9. Als Standardbremse für Bahnen wird die mittelbar arbeitende, automatisch oder automatisch arbeitende Druckluft-Bremsanlage eingesetzt. Es ist eine Dauerbremse, mit der alle mit ihr verbundenen Zug- oder Rangierfahrzeuge vom Fahrerhaus eines Triebfahrzeugs oder eines Steuergeräts aus betätigt werden.

Die Druckluftzufuhr zum Bremssattel erfolgt bei dieser Variante über das Regelventil aus dem Zusatzluftbehälter, der durch den Druck der Hauptluftleitung geregelt wird. Sie wird auch als automatisierte oder automatisierte Druckluftbremsanlage bekannt, da sie beim Abkuppeln des Fahrzeugs jedes Teil des Fahrzeugs anspricht. Grundsätzlich setzt sich die Druckluftbremsanlage aus einem Druckbehältersystem, Bremszylindern und Druckluftleitungen an jedem einzelnen Kraftfahrzeug zusammen, die beim Zusammenbau eines Zugs an den Kupplungspunkten ineinandergreifen.

Sämtliche Zugfahrzeuge haben einen durchgehenden, zusammenhängenden Hauptluftkanal (HL). Der Luftkompressor im Triebwerk liefert ihnen über das Fahrerbremsventil in Europa, den GUS-Staaten und Nordafrika Druckluft mit einem Regelbetriebsdruck von in der Regel 5 bar. Neben dem Hauptluftkanal (HBL) fungiert der Hauptluftkanal auch als Stromversorgungs- und Signalübertragungsweg. Jedes Fahrzeug verfügt außerdem über einen Zusatzluftbehälter, der über ein Regelventil permanent aus der Hauptluftrohrleitung befüllt wird, sowie über druckluftbetriebene Bremsscheiben zylinder und Bremsbeläge an den Laufrädern oder Scheibenbremse im Laufrad oder auf der Achswellen.

Grundlegendes Bedienelement der Anlage ist das Bremsventil des Fahrers am Zugfahrzeug (z.B. eine Lokomotive) oder der Steuerkasten. Wenn alle Zusatzluftbehälter befüllt sind und der Betriebsdruck der Steuerung im Hauptluftkanal anliegt, wird die Feststellbremse inaktiviert. Bei Druckentlastung der Hauptluftrohrleitung lenken die Regelventile die Druckluft aus den Druckluftbehältern in die Bremszylinder, die dann über ein Gestänge die Bremsbeläge gegen die Felgen bzw. Scheibenbremse pressen oder die Bremssättel der Scheibenbremse anfahren.

Das Bremssystem ist so ausgelegt, dass bei einem Druckabfall in der Hauptleitung auf ca. 3,5 bar (Vollbremsung) und bei vollständiger Entleerung der Hauptleitung (0 Bar bei Schnell-, Not- oder Notbremsung) ein Bremszylinderdruck von max. 3,8 bar angelegt wird. Die Bremsung wird nach einem Abbremsvorgang durch Nachfüllen der Hauptleitung auf den Steuerbetriebsdruck von 5bar gelockert.

Das Regelventil kehrt in die Ausgangsposition zurück, die Zusatzluftbehälter werden befüllt, die Druckluft strömt aus den Zylindern nach außen und die Bremsbeläge werden gelöst. Zur Auslösung der Druckreduzierung in der Hauptluftrohrleitung und damit des Bremsvorgangs wird das Fahrer-Bremsventil am Zugfahrzeug oder an der Zugmaschine in der Regel vom Fahrer angesteuert.

Das Abreißen der Hauptluftrohrleitung bei Fahrten mit dem Zug hat ebenfalls einen Abbremsvorgang zur Folge. Anders als beim Dosierbremsen über das Fahrerbremsventil (Betriebsbremsung von der ersten Stufe bis zur vollen Bremsung - VB) wird in den beiden letztgenannten Situationen schnell gebremst. Kann die zu verfahrende Last beim Manövrieren nur mit der Lokbremse gebremst werden und müssen keine übermäßigen Steigungen überwunden werden, wird das Fahrzeug zur Beschleunigungsfahrt ohne wirksame Druckluftbremsung durch Entlüftung des Bremszylinders und bei alten Regelventilen auch des Hilfsluftbehälters angetrieben.

Die Dauerbremse kann nicht für den Abschiebe- und Auslaufbetrieb verwendet werden. Sie kann stufenweise betätigt, aber nur sofort gelüftet werden. Die als " löslich " gekennzeichnete Bremsanlage erlaubt keine allmähliche Verringerung der Bremsleistung. Wird die Hauptbremsleitung nach einer vorherigen Bremsbetätigung nur leicht erhöht, so fahren die Stellventile (von denen jeder Schlitten eines hat) in die Löseposition, d.h. sie lüften die Bremsen der jeweiligen Schlitten voll.

Wird das Bremsventil des Fahrers nach einem (auch nur leichten) Druckanstieg in der Hauptleitung nicht lange genug in die Löse- oder Fahrstellung gefahren, werden die Zusatzluftbehälter jedes Waggons nicht mit Pressluft nachgefüllt. Wenn in dieser Lage das Bremsen wiederholt werden soll (z.B. weil der Triebfahrzeugführer sich verrechnet hat), muss der Bremsdruck in der Hauptbremsleitung weiter reduziert werden als im vorhergehenden Bremszyklus.

Durch mehrmaliges Nachstellen der Zugkraft, ohne das Bremsventil des Fahrers für längere Zeit in die Fahrstellung zu versetzen und damit die Anlage zu füllen, kann die Druckluftversorgung aus der Hauptleitung, aber auch aus den daran anschließenden Zusatzluftbehältern, komplett ausgenutzt werden. Für eine Abbremsung steht dann keine Pressluft mehr zur Verfügung. 2. Technisch wird dies als "Erschöpfung der Bremse" (Erschöpfung der Bremswirkung) bezeichnet.

Soll die Feststellbremse bei großen Steigungen gelüftet werden, muss die Reise zunächst so weit abgebremst werden, dass genügend Zeit bleibt, um die Hauptluftrohrleitung und alle Zusatzluftbehälter im Fahrzeug über die Löse- oder Fahrstellung des Fahrer-Bremsventils nachzufüllen. Der Betrieb der Einfach-Lösebremse erfordert viel Übung auf großen Steigungen. In Mitteleuropa ist die einfach gelüftete Bremsanlage im regulären Betrieb nur noch bei alten Triebwagen zu finden; sie wurde nahezu komplett durch die einfachwirkenden Bremsen von KnorrBremse (KE), 0erlikon (O) und Dako (Dk) ersetzt.

Wie in den USA ist diese an die dort übliche größere Zuglänge angepaßt, bei der Mehrkolbenbremsen nicht problemlos einsetzbar sind. Als multi-löslich werden die heute in Europa verwendeten Bremsen beschrieben, die auch schrittweise gelöst werden können. Zur Vermeidung von Erschöpfung der Bremsen und um den Triebfahrzeugführern die Einstellung der Wirkung zu vereinfachen, wurden mehrgängige Bremsen entwickelt.

Bei den ersten Ausführungen handelte es sich um eine Zweikammerbremse nach dem Modell der Saugluftbremse, bei der beide Kolbenseiten im Bremszylinder mit Druck beaufschlagt werden. Auch die Hildebrand Knorr-Bremse (Hik) kann schrittweise gebremst und gelöst werden; beim Loslassen wird der Zusatzluftbehälter unter jedem Fahrzeug sofort nachgefüllt. Außerdem sind Regelventil und Bremszylinder separat, individuell austauschbar und wesentlich geringer.

Währenddem die Kunststoff-Knorr-Bremse über einen Zusatzbremszylinder mit zwei Arbeitsräumen (Zweikammerbremse) verfügt, ist die Kunststoff-Knorr-Bremse (Hik) eine Einkammer-Bremse. Wurde bei der Kunststoff-Knorr-Bremse nur das Übersetzungsverhältnis zwischen Hauptleitung (HL) und Bremse verwendet, das bei Undichtigkeit des Bremszylinders durch die konstante Leerung des Zuluftbehälters zu einer abnehmenden Bremse führt, wird bei der Kunststoff-Knorr-Bremse auch der Tankdruck berücksichtigt.

Fällt der Druck in der Hauptleitung unter den Vorratsdruck, wird die komprimierte Luft aus der Hauptleitung unmittelbar in den Zylinder eingespeist, so dass die Bremskräfte nicht abgebaut werden können. Es wird zwischen den Bremspositionen nach der möglichen Wirkung und der Reaktionszeit unterschieden. Da die Bremsenpositionen G und P ohne Spannungsversorgung arbeiten, sind sie für den Frachtverkehr geeignet.

Bei der R-Brake ist ein Schleuderschutz erforderlich, der bei alten Autos mechanischer und bei heutigen Autos elektronischer Art ist, um ein Verriegeln der Reifen zu verhindern; nur dieser kann aufgrund der Erhöhung der Bremsleistung über 55 km/h deutlich mehr als 100% des Bremsgewichts einbringen. Bei der Befüllung bis zu 95 Prozent des größten Bremszylinderdruckes gilt die angegebene Zeit, bis der Bremszylinderdruck unter 0,3 bzw. 0,4 bar fällt (abhängig vom Jahr, in dem die Bremsen genormt sind)[4].

Die Umschaltung zwischen den Bremspositionen geschieht manuell. Für jedes Zugfahrzeug muss die gewünschte Bremsposition mit der Umschalteinrichtung für Druckluft-Bremsen separat festgelegt werden. Der dazugehörige Wechselhebel ist außen am Waggon montiert und zur einfachen Unterscheidung mit einem Gelbkugelgriff (Bremsentypen Güter- und Personenzug) oder Schleifengriff (nur Personenzugbremse) ausgestattet.

Hinzu kommt die belastungsabhängige Regulierung der Bremskräfte, die einer Überbremsung bei niedriger Nutzlast und einer zu schwachen Kraft bei beladenem Fahrzeug gegenübersteht. Es gibt sie in verschiedenen mechanischen Getriebeausführungen: durch Austausch des Bremsgestänges oder der pneumatischen Kraftübertragung (z.B. über ein Wiegeventil) mit Zusatzfedern aus Edelstahl. Weil das Luftfeder-Ventil immer die gleiche Höhe regelt, ergibt der Luftdruck ein messbares Belastungssignal.

Das Bremsgerät der Kraftfahrzeuge ist an den langen Seiten in Kurzform geschrieben. High-Bremsen ist eine Verlängerung der Druckluft-Bremse für hohe Drücke. Bei einer Reibbremse sinkt die Abbremskraft bei höherer Gleitgeschwindigkeit der Reibungselemente. Ein achslagernder Bremsdruckregler mit Druckübersetzung reguliert den Strom. Bei höherem Reifendruck ist eine Druckzufuhr mit höherem Reifendruck erforderlich; dies ist jedoch nur bei Zugmaschinen möglich.

Die Rückwärtskompatibilität und Ausfallsicherheit der Bremsen wird durch die gleiche Funktionsweise wie bei einer Mehrflächenbremse gewährleistet. Der Druckverstärker befindet sich jedoch zwischen den beiden Zylindern und dem Regelventil. Der Booster steigert den Luftdruck bei Drehzahlen über 70 km/h auf max. 5,5 ( "Bremsposition P2") bzw. 8 Bar ( "Bremsposition R"). Unterschreitet die vom achsgelagerten Bremsdruckregler ermittelte Drehzahl ca. 55 km/h (Schalthysterese), wird der Bremszylinderdruck selbstständig auf den Normalwert der niedrigen Bremsung eingestellt.

Aus dem Hauptluftbehälter wird die Pressluft für die hohe Bremsleistung angesaugt. Obwohl die Hauptluftspeicherleitung (HBL), die den Waggonzug mit 10 bar Pressluft speist, in der Regel in Personenzügen gekoppelt ist, wird diese Linie bei Bahntrennung jedoch so weit aufgefahren, dass kein höherer Luftdruck mehr zur VerfÃ?gung steht. Selbst wenn ältere Waggons ohne Hauptluftbehälterlinie in einen Waggonzug eingebaut werden, ist eine HBL-Luftversorgung mit 10bar nicht mehr sichergestellt.

Bei Personenwagen wird der hohe Bremsdruck daher von den üblichen 5bar aus der Hauptleitung geliefert. Für die hohe Verzögerung sorgen große Behälter (bis zu 200 l pro Fahrzeug) und in der Regel zwei grossvolumige Bremse. Der maximale Druck des Bremszylinders liegt bei normalem Bremsen bei ca. 1,7bar und der Druck bei hohem Bremsdruck bei ca. 3,8lbar. Ein blockierter Laufradsatz hat eine wesentlich geringere Bremseigenschaft und durch die Reibung auf der Laufschiene treten in kürzester Zeit flache Stellen am Laufradsatz auf, die die Leichtgängigkeit und in schwerwiegenden Ausnahmefällen die Fahrsicherheit beeinträchtigen.

Bei abrupter Geschwindigkeitsänderung werden die Massen umgeleitet und die Achsbremse gelöst. Bei erneuter Beschleunigung der Welle schliessen die Zentrifugalgewichte das Steuerventil wieder und bremsen weiter. Rutscht die Welle, wird der Druck zunächst aufrechterhalten und dann allmählich reduziert, bis sich die Welle wieder bewegt.

Das Regelventil ist in der Regel mit einem Schnellbremshebel ausgestattet. Beim Bremsen strömt eine bestimmte Druckluftmenge aus der Hauptluftrohrleitung. Um ein gleichmäßigeres Abbremsen der Fahrzeuge zu gewährleisten, wurde die Reaktionszeit der Bremsklappen für lange Güterverkehrszüge artifiziell gebremst.

Zur Beschleunigung des Druckverlustes und damit zur Verkürzung der Reaktionszeit der Bremsen im Strang sind Ventile installiert, die einen raschen Druckverlust im Hauptluftkanal erfassen und diesen durch das öffnen weiterer Ausgänge weiter vorantreiben. Dadurch wird nicht die Eindringgeschwindigkeit gesteigert, sondern die Drehzahl des Druckverlustes, der erforderlich ist, um auf das schnelle Bremsen im Bremspedal zu reagieren.

Bei der indirekten elektro-pneumatischen Bremsenansteuerung (bessere elektro-pneumatische Bremsenansteuerung mit indirektem Effekt) handelt es sich um eine überlagerte Ansteuerung der Bremsenansteuerung über die Pressluftleitung durch die zusätzlich, aber schaltbare Ansteuerung der Bremsenventile durch Elektronik. Die elektro-pneumatische Bremsenansteuerung eliminiert den nachteiligen Effekt der geringen Eindringgeschwindigkeit der Druckluftbremse. In einigen nicht UIC-konformen Ausführungen wird die elektro-pneumatische Bremsanlage auch ohne die Einwirkung der Hauptleitung betätigt (sog. elektro-pneumatische Direktbremse).

Nur beim Abschleppen wird die Hauptleitung eingeschaltet. Alle Bremsenansteuerungen erfolgen über Bremscomputer und elektro-pneumatische Umformer. Mit dieser Konstruktion können elektrisch aktive Strombremsen mit Druckluftbremsen gleichzeitig funktionieren und auch dann noch zusammenwirken, wenn die Achse gleitet. Beim Einsatz von Einzellösemittelbremsen besteht die Möglichkeit, dass die Bremsen erschöpft sind und der Zug bei längeren und steilen Steigungen durchbrennt, sowie der Vorteil der mangelnden Einstellbarkeit.

Die Compagnie de la Compagnie de la Compagnie de la Compagnie d' État de la Compagnie de la Compagnie de la Compagnie de la Compagnie de la Compagnie de la Compagnie de la Lyon-Méditerranée (PLM) stattete ihre Personenzüge mit einem zweiten Luftkanal und einer weiteren, direkt wirkenden Druckluftbremse aus. In der Schweiz und bei einigen anderen Eisenbahnen wurde diese zusammen mit der unmittelbar wirksamen Westinghousebremse auch als Doppel-Westinghousebremse, Doppelbremse oder Henri-Bremse verwendet. Die Direktdruckluftbremse, in der Schweiz als Regelbremse bekannt, drückt die ganze Luft nur über das Zusatzbremsventil (Regelbremsventil) am Zugfahrzeug in die Bremspedal.

Der Druckluftanschluss erfolgt über einen Druckminderer aus dem Druckluftbehälter. Im gelösten Zustand tritt die Abluft über das Fahrer-Bremsventil aus. Der Bremszylinderdruck kann sowohl beim Bremsen als auch beim Loslassen durch kleine Druckveränderungen am Bremsventil des Fahrers stufenlos geregelt werden. Allerdings verhält sich die Direktbremse in ganzen Fahrzeugen extrem schleppend und erfordert viel Praxis, präzise Streckenkenntnisse und eine weitsichtige Arbeitsweise des Lokführers.

Die Direktbremsen wurden ab der Hälfte der 1950er Jahre durch die Übernahme von Mehrfachbremsen in die Waggons entfernt. Diese Direktbremse dient nun als zusätzliche Haltebremse (in der Bremsadresse durch mZ gekennzeichnet) nur noch am Zugfahrzeug oder am Steuerungswagen und ggf. an anderen Triebfahrzeugen in Mehrfachtraktion. Da sie nur zum Rangieren verwendet wird, wird sie in der Schweiz als Rangierbremse bezeichnet.

Im Einzelfall wird die Direktbremse elektro-pneumatisch vom Fahrkorb aus gesteuert und kann in diesem Falle auch auf das Triebwerk einwirken. Bremsen an Eisenbahnfahrzeugen müssen als sicherheitsrelevantes Bauteil regelmässig überprüft und gewartet werden. Die Arbeit muss von besonders qualifiziertem Fachpersonal ("Bremsenschlosser") ausgeführt werden. Auf dem Gebiet der nichtstaatlichen Bahnen in Deutschland gilt die Vorschrift des VDV Dokuments 885 (Maintenance Guide for Brakes and Compressed Air Tanks for Non-Federal Railways - IBD-NE) als anerkanntes technisches Regelwerk.

Das IBD-NE bietet zur Zeit vier verschiedene Typen von Bremsenrevisionen (verkürzte Darstellung): ggf. Bremse B0, Funktions- und Dichtsitzprüfung. Bei Güterwaggons ist nach Berührung der Bremse während der Arbeit am Kraftfahrzeug, z.B. durch Anheben der Karosserie, Bearbeitung des Radsatzes oder Auswechseln von Bremskomponenten, ein Bremssystem durchzuführen bei Güterwaggons im Rahmen der HU, Prüfung des Zustands und des einwandfreien Betriebs, einschließlich Prüfung der Drucklufttanks und Teildemontage der Bremse.

Bei der Hauptkontrolle des Fahrzeug-Bremsgestänges demontieren, überholen oder austauschen, Sicherungsventile überprüfen, Ausblaseleitungen, Drucktank kontrollieren. Friederich Sauthoff: Bremsenkunde für den fahrzeugtechnischen Service. Eisenbahnverlag, Heidelberg/Mainz 1978, DNB 940312727. Bremsen. Jahrgang 122 Josef-Keller-Verlag, Starnberg 1962, DNB 450612392 Hans Schneeberger: Das Regelventil als Herzstück der Bremsen. Hochsprung Die Personenwagen für den grenzüberschreitenden Transport nach Österreich wurden neben der Druckluftbremsanlage mit einer Vakuumbremse ausgestattet.

Hochsprung unter ? French für "Brake".