Bremsen
[16] Bremsen (brakes; freins; freni).
Als B. für Eisenbahnfahrzeuge bezeichnet man jene mechanischen Vorrichtungen, durch deren Anwendung der Bewegungswiderstand der Fahrzeuge nach Bedarf gesteigert werden kann.
Die B. finden Verwendung zur Regelung der Zugsgeschwindigkeit, zum Anhalten der Züge und zur Sicherung stehender Fahrzeuge oder Züge gegen eine nicht beabsichtigte Ingangsetzung.
Inhalt: A. Allgemeines (Bremsarten). – B. Beschreibung der einzelnen Bremssysteme: I. Handbremsen; II. Gewichtsbremsen; III. Federbremsen; IV. Friktionsbremsen; V. Schaltwerksbremsen; VI. Bufferbremsen; VII. Druckluftbremsen; VIII. Luftsaugebremsen; IX. Dampfbremsen. – C. Bremsgestänge. – D. Stand der Bremseinrichtungen in den einzelnen Staaten. – E. Verbreitung der einzelnen Bremssysteme.
A. Allgemeines.
Rücksichtlich der Art, in der die hemmende Wirkung zu stände kommt, lassen sich folgende Hauptgruppen von B. unterscheiden:
1. Klotzbremsen, bei denen das Bremsen durch Anpressen von Backen (Klötzen) an die Radumfänge erfolgt. Zu dieser Gattung gehören fast alle derzeit bei den Eisenbahnfahrzeugen in Verwendung stehenden B.
2. Schlittenbremsen sind mechanische Vorrichtungen, mittels der Gleitbacken (Bremsschlitten, s.d.) gegen die Laufflächen der Schienen gedrückt werden können. Beim Bremsen erfolgt eine teilweise Entlastung der Räder, da ein Teil des Wagengewichts durch die Schlitten auf die Schienen übertragen wird. Infolge dieses Umstandes, und nachdem sich bei diesen B. beim Befahren von Weichen und Kreuzungen verschiedene Übelstände ergeben, ist die Verwendung von Schlittenbremsen auf ein Mindestmaß gesunken.
Bei elektrischen Lokalbahnen mit starken Gefällen von über 60‰ werden sog. elektrische Schienenbremsen benützt, die in die Gruppe der Schlittenbremsen fallen. Diese arbeiten in der Weise, daß ein mit dem Wagen verbundener Gleitschuh durch elektromagnetische Wirkung zum Anhaften an die Fahrschiene gebracht wird.
3. Keilbremsen, bei denen ähnlich wie bei Bremsschuhen (s.d.), Keile zwischen Rad und Schiene gepreßt werden und ein teilweises Abheben des Rades von der Schiene erfolgt. Die Keilbremsen wirken zwar kräftig, aber stoßartig, und ergeben sich beim Befahren von Gleisverbindungen dieselben Schwierigkeiten wie bei Schlittenbremsen. Aus diesem Grunde werden Keilbremsen nicht mehr angewendet.
4. Bandbremsen, bei denen das Bremsen der Räder mittelbar durch Bremsscheiben bewirkt wird, die auf den Radachsen festgekeilt sind. Nebenstehende Abb. (Abb. 3) versinnlicht in schematischer Darstellung eine Bandbremse. Das Stahlband, das die Scheibe S umgibt, ist mit seinen Enden mit dem zweiarmigen Hebel abc, dessen fester Drehpunkt c ist, in den Punkten a und d verbunden. Durch das Niederdrücken des Hebels wird das Band gespannt und kommt am Umfang der Scheibe mit einem bestimmten Druck zum Anliegen.
In der Regel werden Bandbremsen in der Weise ausgeführt, daß der Druck des Bandes nicht unmittelbar, sondern durch eine Anzahl Futterstücke auf den Umfang der Scheibe übertragen wird. In beiden Fällen hemmt die entstehende Reibung die Drehung der Scheibe[16] und damit auch die des Rades. Die Bandbremsen finden hauptsächlich bei Fahrzeugen von Bergbahnen Verwendung.
5. Zangenbremsen. Diese werden bei Bergbahnen als Gefahrbremsen angewendet und bestehen aus einer Zange, die in geringem Abstände den eigens geformten Kopf der Fahrschiene umgreift. Durch Schließen der Zange wird ein Festklemmen des Fahrzeugs an die Fahrschiene bewirkt (s. Strub, Die Bergbahnen der Schweiz, II. Band 1902).
6. Repressionsbremsen. Wird bei einer Dampflokomotive die Steuerung in die der Fahrtrichtung entgegengesetzte Stellung gebracht, so arbeiten die Dampfzylinder als Pumpen, d.h. sie saugen Luft und Rauchgase aus der Rauchkammer an und drücken sie verdichtet gegen den Kessel zurück. Läßt man dabei Dampf zu den Dampfzylindern zuströmen, so wirkt dieser hemmend dem Dampfkolben entgegen (Gegendampf, Kontradampf). Zur Verhütung des Ansaugens der die Dampfzylinder erhitzenden und verunreinigenden Rauchgase wird in die Rauchkammer oder in die Ausströmungsrohre Dampf und Wasser eingespritzt (Lechatelier, v. Borries, Krauß) oder es werden die Dampfzylinder durch Klappen oder Tellerventile von der Rauchkammer abgesperrt und mit der freien Luft in Verbindung gebracht. Die angesaugte, in den Dampfzylindern komprimierte Luft entweicht durch an den Einströmrohren angebrachte Ventile, wobei die Ausströmöffnung, nach Maßgabe der zu bewirken den Hemmung vergrößert, verkleinert oder ganz geschlossen werden kann (Riggenbach). Gleichzeitig wird zur Kühlung Wasser in die Dampfzylinder gespritzt. Die Riggenbachsche Repressionsbremse wird bei mit Dampf betriebenen Zahnradbahnen zur Regelung der Geschwindigkeit bei der Talfahrt benützt.
7. Elektrische Kurzschlußbremsen. Diese wirken in der Weise, daß die Motoren des in Bewegung befindlichen Fahrzeugs kurz geschlossen werden, sie arbeiten hierauf als Generatoren, wobei die erzeugte elektrische Energie durch Widerstände aufgezehrt wird. Diese Art B. wird hauptsächlich bei Straßen bahnen angewendet.
Da zum allergrößten Teile im Eisenbahndienst die Klotzbremsen Verwendung finden, sollen im folgenden nur diese behandelt werden.
Die B. bestehen der Hauptsache nach aus:
1. der Kraftmaschine (Bremsmotor), zur Erzeugung der für das Bremsen erforderlichen Kraft (Bremskraft);
2. dem Apparat, der das dem Bremsmotor zuzuführende Arbeitsmittel (verdichtete oder verdünnte Luft u.s.w.) liefert;
3. den Teilen für das Anlassen und Abstellen des Bremsmotors und für dessen Verbindung mit der unter 2 genannten Vorrichtung (Bremsleitung u.s.w.);
4. dem Mechanismus, durch den die Wirkung der Bremskraft vermittels der Bremsklötze als Bremsdruck auf die Radumfänge übertragen wird (Bremsgestänge).
Bei jenen B., bei denen die Bremswirkung durch den Aufwand der Muskelkraft des Menschen erzeugt wird, fehlen die sub 1, 2 und 3 angeführten Vorrichtungen vollständig und werden diese Konstruktionsteile durch den Menschen ersetzt.
Die Einrichtung der anfänglich zur Anwendung gekommenen B. erforderte für jedes mit einer B. ausgerüstete Fahrzeug eine besondere Bedienung (einen Bremser). Teils um Personal zu sparen, teils zur Erzielung einer verläßlichen Bremswirkung wurden später Bauarten ausgeführt, die das Anziehen und Lösen der B. (d.i. das Hervorrufen der Bremswirkung und ihre Aufhebung), für 2, mehrere und endlich für die sämtlichen mit B. versehenen Fahrzeuge des Zugs durch eine einzige Person gestatteten. In dieser Beziehung sind zu unterscheiden:
1. Einzelbremsen (gewöhnliche Hand oder Spindelbremse, Gewichtsbremse u.s.w.);
2. Zweiwagenbremsen (Hardy, Suchanek, Neblinger u.s.w.);
3. Gruppenbremsen (Heberlein u.s.w.);
4. durchlaufende, durchgehende oder kontinuierliche B. (Hardy, Körting, Westinghouse, Knorr, Carpenter, Klose u.s.w.).
Bei den Gruppenbremsen und bei den durchlaufenden B. ergibt sich eine weitere Gliederung nach der Art und Weise der Veranlassung der Bremswirkung und sind hiernach zu unterscheiden:
1. nicht selbsttätige B.,
2. selbsttätige B.
Bei den ersteren kann das Bremsen der Fahrzeuge nur durch die entsprechende Handhabung seitens des Bedienungspersonals geschehen, während bei den selbsttätigen B. die Wirkung der Bremskraft überdies noch durch[17] den Eintritt zufälliger Ereignisse (Reißen der Kuppelungen, Störungen im Bremsapparate u. dgl.) selbsttätig hervorgerufen wird.
Die selbsttätigen B. gliedern sich in die
1. Einkammer-,
Bei den Einkammerbremsen wird der Kolben im Bremszylinder vom Arbeitsmittel (verdichtete oder verdünnte Luft u.s.w.) nur von einer Seite, bei den Zweikammerbremsen von beiden Seiten beeinflußt.
Hinsichtlich der Wirkung teilt man die automatischen B. ein in
1. schnellwirkende, sog. Schnellbremsen,
2. nicht schnellwirkende, gewöhnliche B.
Bei den schnellwirkenden B. wird durch eigene Übertragungsorgane (Schnellbrems-, Steuerventile) die Bremskraft in der möglichst kürzesten Zeit ausgelöst. Bei den gewöhnlichen B. fehlen diese Bestandteile.
Die mit durchgehenden B. bewirkten Bremsungen können sein:
1. Betriebsbremsungen zum Anhalten der Züge an bekannten, vorher bestimmten Punkten, durch langsame und mäßig kräftige Wirkung der B.
2. Regulierbremsungen zur Regelung der Geschwindigkeit auf Gefällen oder Verlangsamen der Geschwindigkeiten an bestimmten Stellen der Bahn, durch wechselnde Stärke der Bremskraft.
3. Vollbremsungen, die dann erfolgen, wenn bei den Betriebsbremsungen zum Schlusse die volle, zur Verfügung stehende Bremskraft ausgeübt wird.
4. Schnellbremsungen zum Anhalten des Zuges auf den kürzesten Bremsweg.
5. Regulierschnellbremsungen, die eine Verbindung der Bremsung 1, 2 und 4 bilden.
6. Notbremsungen zum Anhalten des Zuges aus den Wagenabteilen im Gefahrfalle durch Betätigung der Notbremseinrichtung.
Die Zeit, die benötigt wird, um die Einleitung der Schnellbremsung von der Lokomotive bis zum letzten gebremsten Wagen fortzupflanzen, wird die Durchschlagszeit genannt. Die Rohrleitungslänge vom Bremsschieber bis zum Schnellbremsventil (Steuer- oder Übertragungsventil) in m gemessen, geteilt durch die Durchschlagszeit in Sekunden ergibt die Durchschlagsgeschwindigkeit in m für die Sekunde. Diese beträgt bei Druckluftbremsen 150–230 m/Sek., bei Vakuumbremsen 200–380 m/Sek.
Zum Messen der Durchschlagszeit werden Schreibapparate verwendet, die, im letzten Wagen aufgestellt, auf einem Papierstreifen folgende Aufzeichnungen machen:
1. durch elektrische Auslösung den Beginn der Einleitung der Bremsung auf der Lokomotive beim Umlegen des Bremshebels,
2. die Zeit in Bruchteilen von Sekunden,
3. die Druckänderung in der Hauptrohrleitung,
4. die Druckänderung im Bremszylinder.
Bei der vorher aufgestellten Einteilung der B. wurden bereits die an B. zu stellenden Bedingungen angedeutet. Die Anforderungen, die an die Eisenbahnbremsen gestellt werden, haben in den letzten Jahrzehnten eine wesentliche Steigerung erfahren. Die großartige Entwicklung des Eisenbahnwesens, das stete Bestreben, die Fahrgeschwindigkeit der Züge zu erhöhen, konnte nicht ohne nachhaltigen Einfluß auf die Bauart der B. bleiben, und ist die fortschreitende Verbesserung und der gegenwärtige Zustand hoher Vollkommenheit einiger Bremssysteme zum Teil als Folge jener Bestrebungen anzusehen.
Die geringe Belastung, bzw. Länge der Züge und deren verhältnismäßig niedrige Verkehrsgeschwindigkeit ließen früher die gewöhnlichen Einzelbremsen (Handbremsen), im Notfall unterstützt durch Gegendampf, für das Sicherheitsbedürfnis als ausreichend erscheinen.
Der Verkehr der Schnellzüge der Gegenwart wäre unmöglich, wenn dem Lokomotivführer nicht Mittel zu Gebote stünden, das ungemein große Bewegungsmoment des Zuges jederzeit zu beherrschen.
Demungeachtet finden Einzelbremsen immerhin noch große Verwendung, weil durchgehende B. hauptsächlich nur bei Personen- und Schnellzügen unentbehrlich erscheinen.
Doch liegen Bestrebungen vor, durchgehende B. auch für lange und schwere Güterzüge nutzbar zu machen.
Die seit dem Jahre 1903 in dieser Richtung durch einzelne Bahnverwaltungen mit verschiedenen Bremssystemen (automat. Vakuumbremse, Westinghouse, Knorr, Carpenter) ausgeführten Bremsversuche an Zügen bis zu 200 Achsen haben zum Teil sehr günstige Ergebnisse geliefert.
Die notwendigen Erfordernisse einer B. für mäßige Verkehrsansprüche wären hiernach:
1. Möglichste Einfachheit und Solidität der Konstruktion und Dauerhaftigkeit des Materials.
2. Leichte Handhabung beim Bremsen.[18]
3. Kräftige, entsprechend schnelle und verläßliche Wirkung.
4. Billige Herstellung und Erhaltung.
Für hohe Verkehrsansprüche sollen die B. außerdem noch den folgenden Bedingungen entsprechen:
5. die B. soll durchgehend und automatisch (selbsttätig) sein.
6. Sie soll sowohl durch den Lokomotivführer als auch durch das Zugspersonal, in besonderen Fällen auch durch die Reisenden in Wirksamkeit gesetzt werden können.
7. Sie soll bezüglich ihres Betriebszustands und Wirkungsgrades leicht kontrollierbar sein und soll überdies eine Selbstkontrolle ausüben.
8. Die Wirkung soll regelbar und anhaltend sein, möglichst rasch, aber nicht stoßartig erfolgen. Die Bremswirkung soll im ganzen Zug möglichst gleichzeitig und gleichmäßig eintreten. Das Gleiten der Räder auf den Schienen soll vermieden werden.
9. Die B. muß in Notfällen in derselben Weise wie unter normalen Verhältnissen benutzt werden können.
10. Die Bremsleitung und deren Verbindung von Fahrzeug zu Fahrzeug, d.i. die Kupplung, soll leicht und sicher in betriebsfähigem Zustand zu erhalten sein.
11. Die Bauart soll übersichtlich und für das Zugbegleitungspersonal verständlich sein.
12. Die Betriebskosten sollen sich möglichst gering gestalten.
Inwieweit bei den in Verwendung stehenden Bremsarten den aufgestellten Bedingungen entsprochen ist, wird bei Beschreibung der einzelnen Systeme näher erörtert werden.
In manchen Fällen werden die Fahrzeuge für 2 oder mehrere verschiedene Bremssysteme eingerichtet. Für durchgehende B. eingerichtete Wagen erhalten in der Regel auch die Einrichtung für Einzelbremsung (Handbremse), teils um die Wagen in Zügen, die keine durchgehende B. besitzen, als Bremswagen ausnutzen zu können, teils um den Wagen eine B. für Verschubzwecke zu geben. Fahrzeuge (Personenwagen), die auf mehreren Bahngebieten verkehren müssen, werden für die bei diesen Bahnen eingeführten Bremssysteme und außerdem noch für Handbremsung eingerichtet.
B. Beschreibung der einzelnen Bremssysteme.
Nach den unmittelbar auf das Bremsgestänge einwirkenden Bremskräften und unter Berücksichtigung der hauptsächlich in Verwendung stehenden Systeme ergeben sich folgende Gattungen von B.:
I. Handbremsen.
II. Gewichtsbremsen.
III. Federbremsen.
IV. Friktionsbremsen.
V. Schaltwerksbremsen.
VI. Bufferbremsen.
VII. Druckluftbremsen.
VIII. Luftsaugbremsen.
IX. Dampfbremsen.
I. Handbremsen sind B., bei denen die Muskelkraft des Bremsers als Bremskraft wirkt.
Die wichtigsten dieser B. sind:
a) Die Hebelbremsen, bei denen die Muskelkraft unmittelbar auf das Hebelwerk übertragen wird. Gewöhnlich wirkt jedoch nicht allein die Muskelkraft, sondern auch ein Teil des Körpergewichtes des Bremsers auf die B. Durch das Niederdrücken eines längeren Handhebels kann entweder ein Räderpaar (Abb. 4) oder es können beide Räderpaare (Abb. 5) gebremst werden.
Ähnliche Bauarten, wie solche in Abb. 4 u. 5 dargestellt sind, finden im Eisenbahnbetriebe vielfach in England und Frankreich als Rangierbremsen Verwendung. In der Nähe des freien Endes des großen Hebels ist gewöhnlich[19] eine einfache Sperrvorrichtung angebracht, die den Hebel in der niedergedrückten Lage festhält. Der Bremsdruck reicht infolge der elastischen Anspannung des Bremsgestänges insolange aus, als die fortschreitende Abnutzung der Klötze ein gewisses Maß nicht überschreitet.
Bei größerer Abnutzung der Bremsklötze würde ein weiteres Herabdrücken des großen Hebels erforderlich, jedoch nur insoweit ausführbar sein, als es der beschränkte Weg des Hebels gestattet; bei weiter zunehmender Abnutzung der Klötze würde somit das Bremsen schließlich unmöglich werden. Die B. muß aus diesem Gründe durch ein Nachstellen der Bremsklötze in brauchbarem Zustand erhalten werden. Die Sperrstange besitzt entweder Zahneinschnitte, in die der Hebel einklinkt, oder sie ist mit Löchern versehen, in die ein Vorsteckstift eingeschoben werden kann. Derlei B. werden auch als Einlegbremsen bezeichnet.
Die Hebelbremsen haben den Vorteil der Einfachheit und der Möglichkeit des raschen Anlegens der Bremsklötze an die Räder, jedoch den Nachteil, daß wegen des großen Hebelübersetzungsverhältnisses ein oftmaliges Nachstellen des Bremsgestänges sich als nötig erweist und daß ferner der ausübbare Bremsdruck an bestimmte Grenzen gebunden ist.
b) Spindelbremsen werden als Ketten- und als Schraubenbremsen ausgeführt.
Die Kettenspindelbremsen haben hauptsächlich bei Straßenbahnen Verwendung gefunden.
Mit Hilfe einer entsprechend gelagerten lotrechten Welle (Spindel), deren oberes Ende eine Kurbel trägt (Abb. 6) oder kurbelartig ausgebildet ist, kann eine Kette entweder unmittelbar auf das untere Spindelende oder auf eine dort aufgesteckte Trommel aufgewunden werden und wird durch Anspannung der Kette das mit dieser verbundene Bremsgestänge angezogen. Mit Kettenspindelbremsen lassen sich keine bedeutenderen Bremswirkungen erzielen. Wird der Durchmesser des Kurbelkreises mit d, jener der Spindel oder der Kettentrommel (oder richtiger der mittlere Durchmesser der auf die Spindel oder Trommel aufgewickelten Kette) mit δ, ferner die an der Kurbel angreifende Kraft mit P und die Spannung der Kette mit Z bezeichnet, so ist
Z = d/δ ∙ P.
Die Schraubenspindelbremsen (kurzweg Spindelbremsen genannt) gestatten es, das Wagengewicht für das Bremsen gut auszunutzen, da sie für jeden erforderlichen Bremsdruck hergestellt werden können.
Die Einrichtung der Spindelbremse ist folgende:
Auf dem oberen Teil der Spindel S (Abb. 7 u. 8) befindet sich die Kurbel K, während auf den unteren Teil der Spindel ein flaches Schraubengewinde geschnitten ist. Die Schraubenmutter M ist mit dem Hauptzugwinkel W entweder durch die Zugeisen Z verbunden (Abb. 7) oder unmittelbar in dem einen Armende des Hauptzugwinkels gelagert (Abb. 8). Das andere Ende dieses Winkelhebels ist durch die Hauptzugstange H mit dem weiteren Bremsgestänge verbunden. Zur Unterstützung der Bremsspindel ist das Lager L angeordnet. Bei der Drehung der Spindel bewegt sich die Mutter geradlinig nach auf- oder abwärts, da sie durch einen Führungsleisten F und die Zugeisen Z (Abb. 7) oder durch die Lagerung in dem Hebel W (Abb. 8) gehindert ist, die Drehung der Spindel mitzumachen.
Die Bedienung der Spindelbremse erfolgt durch einen Mann (Bremser), für dessen Aufenthalt entweder ein Standboden (Bremsplateau), ein offener Bremsersitz oder eine eigene Bremserhütte auf dem Wagen angebracht wird.
Wird der Durchmesser des Kurbelkreises mit d, die Höhe eines Schraubenganges mit h, der Wirkungsgrad der Schraube mit η, ferner die an der Kurbel wirkende Kraft mit P und die Spannung der Zugeisen, bzw. der Hauptzugstange (letzteres nur wenn der Winkel W[20] rechtwinkelig und gleicharmig ist) mit S bezeichnet, so ist
Dabei ist bei der am häufigsten vorkommenden Ganghöhe von 13 mm ein Wirkungsgrad der Schraube von 0∙35 einzusetzen. Als Kraft an der Kurbel werden in der Regel 50 kg angenommen.
Um beim Aufbremsen ein überflüssig weites Lösen der Bremsklötze zu vermeiden, hat hie und da die in Abb. 9 dargestellte Einrichtung Verwendung gefunden.
Auf die Bremsspindel ist hierbei auch im oberen Teil ein Gewinde geschnitten, auf dem sich eine zweite Mutter M1 bewegt, die ebenfalls geradlinig geführt ist.
Beim Anziehen der B. bewegt sich die Mutter M1 anfänglich nach aufwärts, wird aber nach einer Anzahl Drehungen nicht weiter gehoben, weil das Gewinde der Spindel aufhört, so daß bei dem weiteren Drehen der Spindel die B. allerdings mehr und mehr angezogen wird, die Mutter M1 jedoch in Ruhe bleibt. Bei der Rückdrehung der Spindel, also beim Lösen der B., kommt das Gewinde wieder mit der Mutter M1 zum Eingriff. Die Mutter M1 bewegt sich nach abwärts, bis sie gegen den Führungsring R stößt. Ein weiteres Abwärtsbewegen der Mutter M1 und damit ein weiteres Aufbremsen ist hierdurch verhindert. Gegen diese Vorrichtungen werden aus dem Grunde Einwendungen erhoben, da nur bei sorgfältiger Reinhaltung des oberen Schraubengewindes Funktionsstörungen zu vermeiden sind.
Wie schon erwähnt, bietet die Schraubenspindelbremse den Vorteil; für jeden erforderlichen Bremsdruck ausgeführt werden zu können, da man in der Wahl des Übersetzungsverhältnisses fast unbeschränkt ist. Die T. V. schreiben jedoch als höchstes Übersetzungsverhältnis 1 : 1200 vor. Höhere Übersetzungen haben den Nachteil, daß unter sonst gleichen Umständen mehr Kurbelumdrehungen erforderlich sind als bei geringeren Übersetzungen, daher bei derartigen B. der Beginn der Bremswirkung verzögert wird.
Wäre z.B. der Abstand der Klötze von den Rädern 20 mm, so müßte bei einer Übersetzung von 1 : 650 die Hand an der Bremskurbel einen Weg von 650 × 20 mm = 13.000 mm zurücklegen, damit die Klötze mit den Radumfängen in Berührung kommen. Beschreibt die Kurbel bei ihrer Drehung einen Kreis von 400 mm Durchmesser, so ist der Weg der Hand bei einer Umdrehung 400 × 3∙14 = 1256 mm. Es wären sonach mehr als zehn Umdrehungen erforderlich, nur um die Klötze zum Anliegen zu bringen und eine Bremswirkung zu erzielen. Es ist daher erklärlich, daß man bestrebt war, den Nachteil des »toten Ganges« möglichst zu beseitigen.
Auf einfachste Weise wird dies durch entsprechende Ausführung des Bremszugwinkels erreicht. Dadurch, daß die mathematischen Hebelarme ac und bc dieses Winkels (Abb. 10) nicht wie gewöhnlich einen Winkel von 90°, sondern einen spitzen Winkel einschließen, ist beim Anziehen der B. der Weg, den der Punkt a bei einer Kurbeldrehung zurücklegt, anfänglich verhältnismäßig groß und nimmt in der Folge mehr und mehr ab, mindestens innerhalb der Bewegungsgrenzen, die hier in Betracht kommen. Mit dieser Einrichtung ist allerdings der Nachteil verbunden, daß bei zunehmender Abnutzung der Klötze das für die Kraftäußerung maßgebende Übersetzungsverhältnis der B., das unmittelbar nach dem Regulieren der B. (Nachstellen der Klötze) seinen kleinsten Wert hat, beständig zunimmt.
Auch die Bremssysteme von Paulitschky und von Weickum gründen sich auf die Absicht, den Nachteil des toten Ganges tunlichst zu beseitigen.
Abb. 11 zeigt die Schnellbremsvorrichtung von Paulitschky, die dazu dient, beim Bremsen den Spielraum zwischen Rad und Bremsklotz mit einer Dritteldrehung an der Bremskurbel zu beseitigen und den bei der Montage der Klötze angenommenen Spielraum gleich zu erhalten, d.h. die Klötze im Verhältnis zu ihrer Abnutzung nachzustellen. Der eigentliche Bremsdruck wird mittels der Bremsspindelschraube erzeugt.
Diese ist eine gewöhnliche Schraubenspindel mit einem verlängerten Zapfen. An diesem befinden sich zwei kleine gußeiserne Zylinder a und a' mit[21] kurzen, steilen Schraubengängen b, die durch entgegengesetzte, weniger steile Schraubenflächen c und Ansätze d (Warzen) begrenzt werden.
Der Zylinder a' ist mit der Spindel fest verbunden, während der zweite a lose auf letzterer so aufgesteckt ist, daß sich die Schraubenflächen b beider Zylinder berühren.
Im Innenkreise, in der Längsrichtung des Zylinders a, bewegt sich in einer Nut ein kurzer Riegel e, der durch einen Gewichtshebel, allenfalls auch durch eine Feder mittels des Bufferstöckels h nach aufwärts gedrückt wird.
Dreht der Bremser die Spindel mit der Kurbel von rechts nach links, so gleiten die Schraubenflächen b des an der Spindel befestigten Zylinders a' und des durch das Bufferstöckel h festgehaltenen Zylinders a übereinander, u. zw. so lange, bis die beiden Gegenschraubenflächen c sich berühren und die aneinanderstoßenden Ansätze d ein Weitergleiten verhindern, wobei die Spindel samt Mutter und Zuglasche in die Höhe des Schraubenganges b der Zylinder a und a' gehoben wird. In diesem Moment hört die Verrieglung des Zylinders a mit dem Fußlager auf, worauf der Zylinder a mit der Spindel mitgedreht wird und die Stütze der Spindel gegen das Unterlager bildet.
Die Mutter an der Spindel, an der die Zuglaschen hängen, funktioniert wie gewöhnlich und wird dadurch mit einer Drittelumdrehung an der Kurbel der Spielraum zwischen den Rädern und Bremsklötzen sehr rasch aufgehoben, daher das Festbremsen schnell herbeigeführt.
Wird die Bremse gelüftet, so bewegen sich beide Zylinder mit der Spindel. Die Mutter mit den Lamellen wird durch die Spindelschraube nach abwärts geschoben und so der Bremsdruck nach und nach vermindert. Diese Verminderung des Bremsdrucks gestatten die Schraubenflächen c und der kleine Buffer h nur bis zu einer gewissen Grenze; ist diese erreicht, so verschieben sich beide Flächen c gegenseitig, die Zylinder gleiten ineinander, worauf der Zylinder a durch den Riegel e wieder mit dem Unterlager in Verbindung kommt und ein Weiteröffnen der Bremse verhindert.
Der Zeitpunkt des oben erwähnten Abgleitens der Zylinder tritt bei derselben Bauart nahezu ganz regelmäßig ein, wodurch auch das Öffnen der Bremse gleichmäßig begrenzt und so der fast immer gleich groß bleibende Spielraum zwischen Räder und Bremsklötzen bedingt wird.
Der Zuwachs des Spielraums durch die Abnutzung der Bremsklötze wird durch das Höherstehenbleiben der Mutter an der Spindel korrigiert.
Bei der Schnellbremse von Weickum wird der vorangegebene Zweck mit Hilfe einer zerlegbaren Schraube ohne Mutter erreicht.
Auf die Spindel (Abb. 12) ist kein Gewinde geschnitten, sondern an Stelle des Gewindes sind eine Anzahl einzelner Ringe mit schraubenförmigen Flächen auf die Spindel gesteckt.
Das Festbremsen geschieht bei dieser Einrichtung mit abnehmender Geschwindigkeit, aber zunehmender Kraft. Beim Lösen der B. ergibt sich der umgekehrte Vorgang. Diese B. ist ausgeführt worden, um Bremspersonal zu ersparen und wurde versucht, durch Verbindung der Handbremsen von zwei oder mehreren Wagen die gemeinschaftliche Bedienung der B. dieser Wagen durch einen Bremser möglich zu machen.
Zu diesen Einrichtungen, die jedoch nur mehr geschichtliches Interesse haben, gehören auch jene von Anderl, Suchanek, Neblinger, Ressig und Hardy.
Anderls Vorrichtung zur Verbindung gewöhnlicher Handbremsen besteht aus einer Hebelvorrichtung, die die Verbindung der Spindelbremsen von zufällig zusammenkommenden Wagen (die selbstverständlich hierfür entsprechend eingerichtet sein müssen) gestattet. Diese Konstruktion wurde probeweise auf den bayerischen Staatsbahnen ausgeführt. (Eine ausführliche Beschreibung und Zeichnung dieser Bremseinrichtung findet sich in dem Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens, Jahrg. 1886.)[22]
Die Bremskuppelungen von Suchanek und Neblinger haben der Hauptsache nach folgende Einrichtung. Die beiden Wagen, die gekuppelt werden sollen, kehren einander die Stirnseiten zu, an welchen sich die Bremsspindeln (Bremsplateaus, Bremsersitze) befinden. Entweder ist die Einrichtung derart, daß die Bremsspindel des einen Wagens durch Kegelräder und Gelenkstangen mit einer Kurbel in Verbindung steht, die am andern Wagen angebracht ist, so daß der dort befindliche Bremser sowohl die B. des Wagens, auf dem er sich befindet, als auch die B. des andern Wagens von einem Stand aus bedienen kann, oder sie ist in der Weise durchgeführt, daß die Bremsspindeln der beiden Wagen durch Kegelräder und Gelenkstangen in entsprechende Verbindung gebracht werden können, wodurch die gleichzeitige Bedienung beider B. durch einen Bremser von jedem der beiden Wagen aus möglich ist. Versuchsweise wurde diese Konstruktion bei einigen Wagen der österreichischen Staatsbahnen ausgeführt. (Näheres s. Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens, Jahrg. 1882.)
In ähnlicher Weise arbeitete die Vorrichtung von Ressig.
Hardys Zweiwagenbremse ist in Abb. 13 und 14 dargestellt und sind jene Bestandteile, die einer gewöhnlichen Spindelbremse hinzugefügt werden müssen, um sie für diese Zweiwagenbremse umzugestalten, in Abb. 13 durch Schraffierung ersichtlich gemacht. Die Verlängerung des Winkelhebels a dient dazu, die Gestänge zu kuppeln, falls der Wagen A in umgekehrter Stellung gegen den Wagen B steht.
Abb. 14 zeigt das Detail der Kuppelung der Bremsgestänge zweier Wagen. Bei der Konstruktion dieser Kuppelung wurde auf das notwendige Bufferspiel und das Befahren von Bahnkrümmungen Rücksicht genommen.
In die Zugstange p des Wagens B ist eine Schraubenkuppelung s mit linkem und rechtem Gewinde eingeschaltet, um das gleichmäßige Einstellen der Bremsklötze der beiden Wagen zu ermöglichen. Unter dem Wagen B ist eine Blechhülse t angebracht, in die der Kuppelungshebel k eingeschoben werden kann, wenn der Wagen B allein, d.h. nicht in Verbindung mit einem für diese Zweiwagenbremse eingebrachten Wagen rollt.
Wird die Bremsspindel des ersten Wagens in Tätigkeit gesetzt, so werden die Bremsklötze, da hier die vorhandene B. unverändert bleibt, wie bisher an die Räder angedrückt; gleichzeitig wird aber durch die Bewegung des Bremsschwellenhebels b vermöge der Zugstange c und des Winkelhebels d der Kuppelungshebel k nach aufwärts bewegt, hierdurch der Bremswellenhebel q des zweiten Wagens angezogen, wodurch auch die Bremsklötze dieses Wagens an die Räder angedrückt werden.
Zweiwagenbremsen können wohl nur dort Verwendung finden, wo die Verkehrsverhältnisse gestatten, daß die hiefür eingerichteten Wagen vereinigt bleiben. Bei Wagen für den allgemeinen Verkehr können solche Einrichtungen nicht ausgenutzt werden, diese sind daher nur in einzelnen Fällen erprobt, jedoch nicht dauernd in Verwendung gekommen.
Die T. V. enthalten hinsichtlich der Handbremsen nachfolgende Bestimmungen:
§ 79. Die Bremskurbeln müssen zum Festbremsen rechts zu drehen sein.
§ 101. Jede Tenderlokomotive muß neben einer etwa vorhandenen anderweitigen Bremsvorrichtung eine schnell und kräftig wirkende Handbremse haben.
§ 113. Die Tender müssen mit Handbremse (Spindel- oder Hebelbremse) versehen sein. Bei neuen Tendern muß die Handbremse auf sämtliche Räder wirken. Das Übersetzungsverhältnis der Spindelbremse vom Kurbelhandgriffe bis zu den Bremsklötzen soll mindestens das 20fache des in t gemessenen Gewichtes des Tenders mit vollen Vorräten betragen. Hebelbremsen sollen die gleiche Wirksamkeit haben.
§ 131. Das Übersetzungsverhältnis der Spindelbremsen vom Kurbelhandgriffe bis zu den Bremsklötzen muß bei Bremsspindeln mit einfachem Gewinde für zwei- und dreiachsige Wagen das 40- bis 60fache, für vier- oder sechsachsige Wagen das 30- bis 50fache des gesamten Raddruckes der gebremsten Räder in t betragen; bei Bremsspindeln mit doppeltem Gewinde kann das Übersetzungsverhältnis um ein Viertel vermindert werden. Das Übersetzungsverhältnis darf jedoch in keinem Falle 1 : 1200 überschreiten. Für Personen-, Post- und Gepäckwagen ist hierbei das Eigengewicht, für Güterwagen das Gesamtgewicht (Eigengewicht und Ladegewicht) zu gründe zu legen. Mit Spindelbremse müssen mindestens zwei Achsen des Wagens gebremst werden können.
II. Gewichtsbremsen (Wurfbremsen). Bei dieser Gattung B. wird der Bremsdruck durch die Einwirkung eines Gewichtes von[23] entsprechender Größe auf das Hebelwerk der B. hervorgerufen. Für das Zu- und Aufbremsen der Gewichtsbremse ist das Sinkenlassen und Heben des Bremsgewichtes erforderlich.
Zu dieser Art von B. gehört die Extersche Hebelbremse.
Aus Abb. 15 ist die Anordnung einer solchen B. bei einer zweiachsigen Tenderlokomotive ersichtlich. Bei Umlegung des Gewichtshebels tritt die B. sofort in Wirksamkeit. Der Bremsdruck läßt sich durch ein entsprechendes Niederdrücken oder Heben des Gewichtshebels steigern oder vermindern. Die B. funktioniert gut, wenn ihrer Regulierung genügende Aufmerksamkeit zugewendet wird. Diese B. wird vielfach in Deutschland bei Tendern und Tenderlokomotiven ausgeführt.
Die Schnellbremse von Gassebner ist eine Zusammensetzung von Spindel- und Gewichtsbremse. Aus Abb. 16, 17, 18 und 19 ist die Anordnung dieser B. für Wagen mit Bremsplateau zu entnehmen.
Durch das Auslösen der Aufhängung des Fallgewichts p wird der Hebel m in Funktion gesetzt und die Bremsspindel samt Zahnstück gehoben. Die Klötze legen sich sofort mit einem dem Fallgewicht und der Hebelübersetzung entsprechenden Druck an die Radreifen. Die Sperriegel f (bzw. einer derselben), halten diese Stellung fest und geben die Stütze für das folgende gänzliche Festbremsen, das durch 1/2 bis 11/2 Kurbelumdrehungen erreicht wird. Statt des Fallgewichts kann bei geschlossener Bremserhütte auch ein Fußtritt angewendet werden.
Um aufzubremsen, werden mit der Kurbel 1/2 bis 11/2 Umdrehungen (in entgegengesetzter Richtung wie für das Zubremsen) gemacht; hierdurch wird das Fallgewicht wieder gehoben und die Sperriegel werden mittels der Auslösevorrichtung zurückgezogen, worauf die Spindel samt Zahnstück in die ursprüngliche Stellung zurückfällt.
Die Gewichtsbremse von Middelberg (Abb. 20) hat der Hauptsache nach folgende Einrichtung:[24]
Durch Drehung eines Handrades wird die Zugstange z vermittels eines Zahngetriebes gehoben und dadurch die Bremswelle v in Drehung versetzt. Dies bewirkt das Abziehen des Bremsklotzes vom Rad durch die Stangen z1 und d2 und hiernach wird das Federhängeisen z2, durch die Stangen d1 und z1 unterstützt.
Durch das Auslösen einer Klinke kann man die Zugstange z wieder herabfallen lassen. Die Bremswelle dreht sich dann zurück und der Bremsklotz wird an das Rad gedrückt, indem sich der Zug des Federhängeisens z2 durch die Verbindung der Stangen d1 und d2 kniepreßartig auf den Klotz überträgt.
Bei dieser B. erzeugt also das Gewicht des Wagens den Bremsdruck. Damit das Bremsen nicht stoßartig erfolgt, ist die Zugstange z mit einem Kolben in Verbindung gebracht, der in einem mit Glyzerin gefüllten Rohr, in das er nicht dicht paßt, eingeschlossen ist.
Diese B. wurde bei Gepäckwagen versuchsweise ausgeführt; weitere Verbreitung hat sie jedoch nicht gefunden.
Bei der durchlaufenden Gewichtsbremse von v. Borries wird durch eine eigenartige Verbindung des das Bremsgewicht tragenden Winkelhebels mit der Zugstange der B. der Vorteil erzielt, daß die Bremsklötze mit kleiner Hebelübersetzung angelegt und dann mit starker Übersetzung festgedrückt werden. Auf jede Bremsung folgt unmittelbar und selbsttätig das durch die Abnutzung der Klötze etwa erforderlich gewordene Nachstellen.
Das Heben und Senken des Bremsgewichts geschieht, ähnlich wie bei der Heberlein-Bremse (s.u.), durch eine über die Wagen geführte Leine, die von der Lokomotive oder von dem Gepäckwagen aus angezogen oder nachgelassen werden kann. Bei den ausgeführten B. beträgt die Kraft zum Heben des Gewichtes 35 kg, und können die Bremsklötze durch gänzliches Nachlassen der Leine mit einem Gesamtdruck von 7000 kg angepreßt werden. Durch Anziehen der Leine kann die Bremskraft geregelt oder ganz aufgehoben werden (siehe Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens, Jahrg. 1887).
Cowling Welck und Parker Smith haben zur Beseitigung der Betriebsschwierigkeiten, die sich aus der Einführung verschiedener Bremsarten (Luftsaugebremse, Luftdruckbremse) auf Linien mit gegenseitigem Wagenaustausch ergeben, eine B. ausgeführt, die sowohl mittels Preßluft als durch Saugen, sowie auch mit der Hand betätigt werden kann. Das Bremsen der Räder erfolgt einseitig durch Kniehebelübersetzung mittels eines 200 kg schweren Gewichtsklotzes, der sich in der Mitte zwischen zwei zu bremsenden Achsen befindet.
Dieses Gewicht wird durch eine zylindrische Umhüllung gegen Staub geschützt und bildet selbst einen unten durch Lederstulpen abgedichteten Hohlzylinder, in dem sich ein am Wagengestell befestigter Kolben befindet. Der Zylinderraum ist unten durch die am Kolben, oben durch die am Gewichtszylinder befestigte Dichtung abgeschlossen. Der Kolben besitzt zwei Bohrungen, von welchen die eine mit der Druckluftleitung und dem Ringraum zwischen Kolben und Zylinder, die andere mit der Saugleitung und dem Raum zwischen dem unteren Kolbenende und dem Zylinderboden in Verbindung steht. Ist der Wagen in einen mit einer Druckluftbremse ausgestatteten Zug eingereiht, so tritt die Druckluft durch die erste Kolbenbohrung in den Ringraum, drückt gegen dessen obere am Zylinder befindliche Dichtung, hebt den Zylinder und löst auf diese Weise die B.; wird der Druck in der Leitung vermindert, so sinkt der Zylinder und zieht die B. an.
Beim Anschluß des Wagens an eine Saugebremse wird ein Leersaugen des unteren Zylinderteils durch die zweite Kolbenbohrung und somit ein Heben des Gewichtszylinders durch den Druck der Außenluft und Lösung der B. herbeigeführt; das Einlassen von Luft in die Saugleitung hat das Anziehen der B. zur Folge. Endlich ist in dem äußeren Gehäuse eine mittels gewöhnlichen Handbetriebs zu bewegende Welle gelagert, mit der der Gewichtszylinder durch Hebelübersetzung und Klinkenvorrichtung so verbunden ist, daß das Heben des Gewichtes zunächst die Lösung der B., bei Überschreitung eines bestimmten Punktes aber die Auslösung der Klinke und das Anziehen der B. durch Niedersinken des Gewichtes zur Folge hat (Engineering 1887).
Diese B. haben mit Ausnahme jener von Exter nur vereinzelt Anwendung gefunden.
III. Federbremsen. Bei diesen vermittelt eine Feder die Einwirkung irgend einer mechanischen Kraft auf das Bremsgestänge.
Bei den B. von Newall wird die Spannung einer kräftigen Feder bei angezogener B. durch das Gestänge auf die Klötze übertragen. Das Entbremsen geschieht durch Zusammenpressen der Feder mit Hilfe eines Zahngetriebes. Die Achse des größeren Rades dieses Getriebes setzt sich als Welle längs des Wagendaches fort und kann durch ein Gelenkstück mit der B. des nächsten Wagens gekuppelt werden (s. Heusinger, Handbuch Bd. II).
Eine der vorangegebenen B. sehr ähnliche Bauart ist unter dem Namen Foysche B. zur Ausführung gekommen.[25]
Die Einrichtung der durchgehenden selbsttätigen Dampfbremse von Klose (Abb. 21 und 22) besteht im wesentlichen darin, daß eine kräftige Feder φ, die mit dem Bremsgestänge des Fahrzeuges durch den Hebel H und die Zugstange z verbunden ist, das Anpressen der Klötze an die Räder bewirkt. Das Lösen der B. wird mit Hilfe eines Dampfkolbens K erreicht, dessen Stange k an einen Hebel h angreift, der mit dem Hebel H entsprechend verbunden ist. So lange hinreichend gespannter Dampf, der aus der von der Lokomotive kommenden Hauptleitung l durch die Zweigleitung l2 in den Zylinder gelangt, auf den Kolben drückt, wird durch letzteren die Feder φ mittels des Hebelwerkes zusammengepreßt und die B. ist offen. Der Ablauf des etwa vor dem Kolben sich ansammelnden Wassers erfolgt durch das Loch i (Abb. 21), während im Zylinder kondensiertes Wasser durch den Kondensationsautomaten γ entfernt wird. Eine Verminderung der Spannung des Dampfes in der Rohrleitung bedingt ein Freiwerden der Federkraft und ein Anziehen der Bremse.
Die Klosesche B. war in der Schweiz (Brünig-Bahn, Berner Oberland-Bahnen) in größerem Umfang in Verwendung, wird jedoch durch die Druckluftbremse nach und nach ganz verdrängt.
IV. Friktionsbremsen.
Die Friktions- oder Reibungsbremsen beruhen auf dem Grundsätze, die lebendige Kraft des in Bewegung befindlichen Zuges für das Bremsen derartig zu verwerten, daß mit Hilfe einer auf einer Radachse festsitzenden Friktionsscheibe eine zweite solche Scheibe in Drehung versetzt und damit eine Kette aufgewickelt, bzw. angespannt wird, wodurch das Anziehen des Bremsgestänges erfolgt.
Eine solche von Mayer herrührende B. kam in Amerika zur Ausführung. Der Friktionsapparat dieser B. wird von einer Achse des Tenders oder des ersten Wagens angetrieben. Die Kette läuft unter dem ganzen Zug fort und sind die Bremsgestänge der einzelnen Bremswagen mit dieser Kette verbunden. Ganz ähnlich war ursprünglich die Friktionsbremse von Heberlein eingerichtet.
Bei den verbesserten Friktionsbremsen, die hauptsächlich auf Nebenbahnen in Deutschland Verwendung fanden, ist jedes bremsbare Fahrzeug mit einem Friktionsapparat ausgerüstet.
Hierher gehören die B. von Becker, Heberlein und Schmid.
Die Becker-B. ist wegen ihrer komplizierten Kettenkupplungen und der raschen Abnutzung[26] der einzelnen Teile sehr bald vollständig außer Gebrauch gekommen.
Für Nebenbahnen hat die verbesserte Heberlein-B. ausgebreitete Verwendung gefunden (Abb. 23, 24, 25).
Bei der durchgehenden Heberlein-B. wird eine Friktionsrolle b gegen eine auf der Radachse des Fahrzeuges aufgekeilte Rolle a gesenkt. Von der Nabe der Rolle b läuft eine sich schraubenförmig aufwickelnde Galle'sche Kette auf die Übersetzungsrolle c, an deren verlängerter Nabe eine zweite Galle'sche Kette befestigt ist, die an der Zugstange des Bremsgestänges angreift.
Das Heben und Senken des Friktionsapparates erfolgt durch eine an der Stirnseite des Fahrzeuges angebrachte Hebestange n mittels einer über den ganzen Zug gehenden und durch Rollen geführten Leine. Die Hebestange n greift am längeren Arm des Winkelhebels p an; die Stange i, die am kürzeren Arm von p angreift, faßt mit ihrem anderen Ende den Rahmen e, der durch Hängelaschen h am Untergestell des Fahrzeuges aufgehängt ist und den Rollen b und c als Lager dient.
Das Spannen und Loslassen der Leine geschieht durch eine an der Lokomotive angebrachte Bremshaspel, die entweder mit der Hand bedient wird oder als Dampfhaspel eingerichtet ist. Jedes Fahrzeug hat an beiden Enden sein eigenes Stück Bremsleine mit Kuppelungshaken.
Der an der Hebestange angebrachte Handgriff o und Versicherungsring l haben den Zweck, die B. des betreffenden Fahrzeuges beim Rangieren offen zu halten und die sonst selbsttätige Wirkung auszuschließen; er dient aber auch zur Bedienung der B. von der Hand aus. Um zu bremsen, wird der Haken des Handgriffes o aus dem Ring herausgehoben und die Hebestange n langsam herabgelassen; um zu entbremsen, wird der Haken des Handgriffes o wieder in den Ring l eingehängt. Die gegenseitige Stellung des Handgriffes und des Ringes ist eine solche, daß, im Fall die Bremsapparate der Fahrzeuge kontinuierlich verbunden sind, beim Spannen der Leine der Ring von selbst aus dem Haken herausfällt, wodurch die kontinuierliche Bedienung der B. ermöglicht wird.
Der Bremsdruck kann durch passende Wahl des Gewichts q und des Verhältnisses der Rollendurchmesser für jedes Fahrzeug entsprechend bemessen werden. Sobald die Bremsklötze fest angezogen sind, gleitet die Rolle a an der festgestellten Rolle b so lange vorüber, bis das Fahrzeug zur Ruhe kommt oder die B. durch Abziehen des Rahmens e gelöst werden.
Die Hebestange n ist an ihrem oberen Ende mit einer Kulisse an einem Winkelhebel s aufgehängt. Das eine Ende von s ist an einem fixen Bock befestigt, der eine Rolle r1 trägt; das andere Ende von s trägt eine zweite Rolle r2. Wird die Leine, die um die beiden Rollen entsprechend geschlungen ist, nachgelassen, so geht r2 und mit ihr der Hebel s und die Hebestange nach unten und die B. tritt in Tätigkeit. Durch Spannen der Leine werden die Bremsapparate außer Tätigkeit gesetzt.
Die Schmidsche durchgehende Schraubenradbremse unterscheidet sich von den vorgenannten Friktionsbremsen dadurch, daß das Anziehen der Bremsklötze nicht unmittelbar durch die Friktionsrollen bewirkt, sondern mit letzteren ein Schraubenbremsapparat betätigt wird, durch den das Anziehen der Bremsklötze erfolgt.
Diese Einrichtung bietet gegenüber der von Heberlein den Vorteil, daß die Friktionsrollen außer Eingriff gebracht werden können, sobald die geeignete Anspannung der B. erreicht ist, da das Schraubenrad auch dann in der erlangten Stellung verbleiben kann.
Während bei der Becker- und Heberlein-B. die Räder der gebremsten Fahrzeuge der Fahrrichtung entgegen nicht gehalten sind und ein Strecken des Zugs infolge der Bufferwirkung oder ein Rückwärtsrollen auf einer Steigung nicht verhindert wird, bleibt diese B. für jede Fahrrichtung geschlossen. Bei den vorgenannten zwei Bremseinrichtungen müssen die Bremsketten erst beim Rückwärtsrollen in verkehrter Richtung aufgewickelt werden, bis ein Festbremsen auch in dieser Richtung erfolgt.
Die Bauart der Schmidschen B. ist in den Abb. 26, 27 und 28 dargestellt. Der als Antriebsmotor benutzte Friktionsapparat besteht aus zwei auf ihrer Peripherie ineinander eingreifenden Keilfriktionsrollen.
Die Rolle a ist auf einer Achse des zu bremsenden Fahrzeugs befestigt und dreht sich mit dieser. Die Rolle b, die nicht nur Keilfriktionsrolle ist, sondern zugleich auch das Kettenrad d bildet, ist in dem am Untergestell des Wagens befestigten Rahmen c freischwebend aufgehängt. Über die Rolle b, in die Kettennüsse d eingreifend, ist eine endlose Kette e geschlungen, die ein zweites kleineres Kettenrad f umfaßt, welches das Antriebsrad für den Schraubenradbremsapparat bildet. Dieser ist an dem Untergestell des Fahrzeugs befestigt.
In dem Zylinder h befindet sich der Bremsmechanismus, bestehend aus Schnecke L (Schraube ohne Ende), Schneckenrad m auf der Achse n, sowie auf derselben Achse sitzend die Reibungskuppelung o, o1 und o2. Der Teil o steckt lose auf der Achse n und bildet zugleich eine Kettentrommel, an der die starke Bremskette E hängt. Hingegen ist o1 auf der Achse n festgekeilt und o2 steckt verschiebbar auf einem in die Achse eingelegten Keil. Die drei genannten Kuppelteile greifen mit ihren ringförmigen Keilrippen ineinander und bilden die Reibungsfläche. Die Größe der Reibung ist abhängig von dem Gewicht p und der Hebellänge q. Es kann deshalb durch das Gewicht p die Kraft bestimmt werden, mit der man bremsen will.
Wird der dreiarmige Hebel t genügend gesenkt (Abb. 28), so kommt die Friktionsrolle b mit der Rolle a in Kontakt, die Rolle f beginnt sich zu drehen, es wird hierdurch das Zahnrad m in Bewegung gesetzt; gleichzeitig geht die Stange u nach links, das Gewicht p beginnt zu sinken, da das Ende des Hebels v in der Kulisse von u frei wird; die Reibungskuppelung o2 drückt den Teil o nach links, das Gewicht p preßt die Kuppelungsteile, die nun auch in Rotation gelangen, aneinander und endlich wird die Kette E auf der Nabe von o aufgewickelt, sonach die Bremszugstange angezogen.
Durch die Art der Anbringung der Leitrolle b1 an dem Gabelhebel x, dessen Drehungsachse sehr nahe der Rollenachse von b1 liegt, wird eine Selbstabwindung der Friktionsrolle b bewirkt, ohne hierdurch[27] durch die B. zu lösen. Sobald nämlich der Zug an der Rolle E eine gewisse Größe erreicht, wird die Rolle b1, die an dem oberen Ende des Hebels x mittels ihrer Achse gelagert ist, nach rechts gezogen und das zweite Ende des Hebels x nach links gedreht; dadurch wird das Abziehen der Friktionsrolle b von a mittels der Verbindungsstange y bewirkt, und Rolle b und mit dieser das Zahnrad m gelangen zum Stillstand.
Der Hebel v und das Gewicht p werden jedoch bei der kleinen Bewegung des Hebels u vermöge des Spielraums in der Kulisse noch nicht gehoben, und bleibt somit die Reibungskuppelung und die B. geschlossen. Erst bei weiterem Heben des Hebels t schiebt das Kulissenende von u den Hebel v nach rechts, wodurch das Gewicht p gehoben, die Reibungskuppelung auseinandergezogen, die Kette E zum Abrollen gebracht und die B. gelöst wird. Diese Einrichtung gewährt den Vorteil, daß bei anhaltendem Bremsen der Antriebsmechanismus stillstehen kann und die beweglichen Teile möglichst geschont werden. Mit der Leine kann die Rolle b bis zu einer gewissen Grenze abgezogen werden, ohne die B. zu lösen.
Die Bedienung der B. geschieht in folgender Weise. Über den Wagendächern des Zugs oder auch unter den Wagen in Rollen s geführt, läuft, wie Abb. 26 zeigt, eine Leine, die sämtliche Bremsapparate eines Zugs miteinander verbindet und bis zu einer auf der Lokomotive oder im Gepäckwagen angebrachten Haspel reicht, mittels der die Leine angespannt oder nachgelassen werden kann. Durch Nachlassen der Leine werden die Bremsapparate in Tätigkeit gesetzt, durch Anspannen kommen die Friktionsrollen zunächst außer Berührung, das Weiterspannen löst die B. Während der Fahrt ist die Bremsleine leicht gespannt und sind dadurch alle Bremsapparate außer Wirkung gehalten. Wenn gebremst werden soll, so wird an der Haspel der Sperrkegel ausgehoben, die gespannte Leine rollt ab und werden die Bremsgestänge, bzw. die Bremsklötze in der vorher beschriebenen Weise angezogen. Soll die B. geöffnet werden, so wird die Bremsleine ganz angespannt, das Gewicht p in die Höhe gehoben und die Reibungskupplung im Bremszylinder auseinandergezogen; die Bremskette E rollt ab und die B. ist geöffnet.
Soll wenig Bremskraft erzeugt werden, so dürfen die Friktionsrollen b und a nur ganz kurze Zeit in Kontakt bleiben.
Die Schmid-Bremse wurde später dadurch vervollkommnet, daß an Stelle der den Zug entlang laufenden Leine zur Ein- und Ausschaltung der Friktionsapparate eine durchlaufende Rohrleitung, an die bei dem Bremswagen kleine Zylinder angeschlossen waren und deren Kolbenstange an dem Hebel t angriff, angewendet wurde. Zur Betätigung dieser Zylinder wurde Preßluft oder Luftverdünnung benützt. Unter Anwendung des letzteren Übertragungsmittels[28] fanden in Österreich bei den Staatsbahnen im Jahre 1905 eingehende Versuchsfahrten mit schweren Güterzügen statt, bei denen unter Zuhilfenahme einer zweiten Rohrleitung die Bremswirkung am Zugende einsetzen und sich von hinten nach vorne fortpflanzen sollte, um den Zug im gespannten Zustande zu erhalten. Das Ergebnis der Versuche war kein günstiges, da ein gleichmäßiges Arbeiten der Friktionsapparate nicht zu erzielen war. Zu einer Einführung der Schmid-Bremse kam es infolgedessen nicht.
Im allgemeinen ist zu den vorbeschriebenen Friktionsbremsen folgendes zu bemerken:
1. Die Bedienung dieser B. erfordert vom Bremspersonal große Geschicklichkeit, um ein ruhiges, stoßfreies Bremsen zu erzielen.
Durch Summierung der Reibungswiderstände in der Bremsleitung wird bei raschem Ablaufen der Bremsleine von der Haspel leicht ein ungleichmäßiges Bremsen der einzelnen Fahrzeuge eintreten.
2. Die Regelung der Geschwindigkeit in längeren Gefällsstrecken ist schwer zu erzielen und kommen bei andauernder Bremswirkung leicht einzelne Räder zum Schleifen.
3. Die Wirkung der B. ist von der Beschaffenheit der aufeinandergleitenden Flächen der Friktionsscheiben abhängig, worüber das Bremspersonal nicht fortwährend unterrichtet sein kann.
Insbesondere kann die Betätigung dieser B. durch Eis und Schnee beeinträchtigt werden.
4. Diese B. treten nur in Tätigkeit, wenn die Fahrzeuge in Bewegung sind.
Bei den elektrischen B. dieser Gruppe wird das Anlassen und Abstellen des Bremsmotors nicht mit Hilfe einer Zugleine, wie bei den B. von Heberlein und Schmid, sondern mit Hilfe einer elektrischen Leitung bewirkt.
Die ersten Versuche, Bremswirkungen mit Hilfe des elektrischen Stromes zu erzielen, wurden von Amberger im Jahre 1853 ausgeführt.
Im Jahre 1865 stellte Achard eine B. her, deren Wirkung auf elektrischem Weg veranlaßt wurde und bei der die Übertragung der lebendigen Kraft des Zugs auf die B. durch Friktionsscheiben erfolgte.
Die Einrichtung dieser B. ist folgende: In der Nähe der Wagenachsen sind in Zapfen drehbare Elektromagnete mit scheibenartig ausgebildeten Polen am Wagenuntergestell pendelartig aufgehängt. Sobald der von einem auf der Lokomotive befindlichen Dynamo gelieferte Strom, der durch eine Leitung den Elektromagneten zugeführt wird, geschlossen wird, werden die Polscheiben gegen die Wagenachsen gepreßt und hierdurch in Umdrehung versetzt. Dadurch wird eine Kette, die mit einem Ende des Bremsgestänges verbunden ist, aufgewickelt, bzw. angespannt und so das Anziehen der B. bewirkt. Die Stromstärke und damit die Größe der Bremswirkung kann durch Steigerung oder Verminderung der Umlaufzahl der Dampfmaschine, von der aus der Antrieb des Dynamo erfolgt, reguliert werden.
V. Schaltwerksbremsen. Bei dieser Gattung B. wird ebenso wie bei den Friktionsbremsen die lebendige Kraft des Zugs zu seiner Bremsung ausgenutzt, mit dem Unterschied, daß die Kraftübertragung nicht durch Friktionsscheiben wie bei den Friktionsbremsen, sondern durch ein Schaltwerk erfolgt.
Auf der Chicago-Burlington-Quincy-Eisenbahn wurden im Jahre 1886 vergleichende Versuche mit verschiedenen durchgehenden B. ausgeführt, wobei auch eine von Park herrührende elektrische Schaltwerksbremse erprobt wurde, die nachstehend beschriebene Einrichtungen aufwies.
Am Wagengestell ist eine gußeiserne Trommel aufgehängt, vermittels der eine mit dem Bremsgestänge in Verbindung stehende Kette aufgewunden werden kann. Eine Sperrklinke, die durch einen auf der Wagenachse befestigten Exzenter bewegt wird, kann mit einer seitlich an der Trommel angebrachten Zahnung zum Eingriff gebracht werden. Den elektrischen Strom liefert je nach Bedarf ein auf der Lokomotive befindlicher Dynamo, dessen Antrieb von einer ebendort aufgestellten, kleinen Dampfmaschine aus erfolgt, und wird der so erzeugte Strom je nach der Stellung eines durch den Lokomotivführer bedienten Kommutators auf zwei verschiedenen Wegen längs des ganzen Zugs bis zum letzten Bremswagen geleitet, aber immer durch die dritte Leitung zum Dynamo zurückgeführt.
Ein Kabel, das von der Lokomotive aus längs des ganzen Zugs nach rückwärts läuft und von Wagen zu Wagen durch Kuppelungen verbunden ist, enthält die drei erforderlichen Leitungen.
Durchläuft der Strom den ersten und dritten Draht, so fällt die Sperrklinke in die Zahnung ein und die Kette wird aufgewunden, da der Rückgang der Trommel durch eine zweite Sperrklinke gehindert ist.
Bei der Unterbrechung des Stroms kommt die erste Sperrklinke wieder außer Eingriff, und die zweite Klinke erhält die Trommel in der erlangten Stellung, so daß die B. angezogen bleibt. Läßt der Lokomotivführer dann den Strom die zweite und dritte Leitung durchlaufen, so wird auch die zweite Klinke ausgehoben und die B. öffnet sich, indem die Kette von der Trommel abläuft.
Die damaligen Versuche ergaben, daß nur bei Zügen mit lose gekuppelten Wagen mit der Parkschen B. das heftige Stöße verursachende, sogenannte Auflaufen der Wagen vermieden wurde, indem bei Anwendung dieser B. die Bremswirkung bei allen Wagen gleichzeitig einsetzte.
VI. Bei den Bufferbremsen wird eben falls die lebendige Kraft des Zugs für den Bremszweck ausgenutzt. Wird bei einem in Vorwärtsbewegung befindlichen Zug nur ein[29] an der Zugspitze befindliches Fahrzeug (Tender, Lokomotive) gebremst, so werden die Buffer der nachfolgenden Fahrzeuge mit einer gewissen Kraft aneinandergepreßt.
Bei einer entsprechenden Verbindung der Buffer mit dem Bremsgestänge der Wagen hat das Zusammendrücken der Buffer das Bremsen der Wagen zur Folge.
Nachdem schon vorher von Burnett und von Stephenson solche B. ausgeführt wurden, kam im Jahre 1853 eine von Riener gebaute Bufferbremse auf der Semmeringbahn versuchsweise zur Verwendung.
Hierbei haben sich jedoch verschiedene Nachteile ergeben. Die Wirkung der B. war zwar kräftig, sie machte sich aber durch den ganzen Zug nicht gleichmäßig geltend, sondern war bei den vorderen Wagen stärker als bei den hinteren. Bei einem kräftigeren Anziehen der Tenderbremse erfolgte das Feststellen und damit das Schleifen der Wagenräder und war der Lokomotivführer häufig genötigt, bei der Talfahrt Dampf zu geben, um den Zug wieder ins Rollen zu bringen. Auch beim Rangieren der Züge ergaben sich mannigfache Anstände. Nach diesen ungünstigen Erfahrungen wurde sehr bald von einer weiteren Verwendung dieser B. abgestanden.
Guérin erfand eine Bufferbremse, die derart eingerichtet war, daß bei dem Überschreiten einer gewissen Normalgeschwindigkeit das Bremsen selbsttätig erfolgte. Diese B. gestattete auch ein anstandsloses Rangieren.
Die Railroad Gazette (Jahrgang 1885, Juli) berichtet über Versuche, die mit der Bufferbremse der American Brake-Gesellschaft (St. Louis) durchgeführt wurden. Bei dieser B. sind Zentrifugalregulatoren mit den Wagenachsen in Verbindung gebracht, die zur Vermeidung der Anstände beim Rangieren das Anziehen der B. infolge Eindrückens der Buffer erst bei Geschwindigkeiten über 2∙7 m in der Sekunde zulassen.
Eine von Bode herrührende Bufferbremse, bei der die Verbindung der Buffer mit dem Bremsgestänge durch Drehung eines Hebels ausgeschaltet werden kann, wird in der Ztschr. dtsch. Ing. (Jahrgang 1886) beschrieben. Diese B. wurde versuchsweise von der Compagnia Generale dei Tramway a Vapore in Turin angewendet.
In der Railroad Gazette vom 23. März 1887 wird ebenfalls über eine Bufferbremse, die sog. Manomatikbremse berichtet. Bei dieser Bauart soll auch die selbsttätige Wirkung der B. bei Zugstrennungen eintreten. Zur Vermeidung des unbeabsichtigten Bremsens beim Verschieben ist eine selbsttätige Sperrvorrichtung angebracht. Es dürfte jedoch auch diese B. von den hauptsächlichsten Mängeln der Bufferbremsen nicht frei sein. Zu den Bufferbremsen gehört auch jene von Boirault, die versuchsweise im Jahre 1907 in Frankreich ausgeführt wurde.
VII. Druckluftbremsen sind B., die durch verdichtete Luft in Bewegung gesetzt werden.
Bei allen zurzeit in Verwendung befindlichen Systemen von Druckluftbremsen befindet sich auf der Lokomotive eine mit Dampf betriebene Luftpumpe, ein Behälter zum Ansammeln der verdichteten Luft und ein Bremsventil, das die den ganzen Zug entlang führende Hauptrohrleitung entweder mit dem Behälter oder mit der äußeren Luft in Verbindung setzt.
Zur Verbindung der Leitungsrohre der Fahrzeuge untereinander dienen biegsame Schläuche mit lösbaren Kuppelungen.
Von der Hauptleitung führt unter jedem bremsbaren Fahrzeug eine Abzweigung zu dem an diesem angebrachten Bremszylinder mit Kolben. Die Kolben, die mit dem Bremsgestänge verbunden sind, vermitteln durch den auf sie ausgeübten Druck das Anziehen der B.
Die Druckluftbremsen wurden zuerst als nicht selbsttätig, später als selbsttätig wirkend ausgeführt. Die nicht selbsttätigen sind Einkammer-, die selbsttätigen zum Teil Einkammer-, zum Teil Zweikammerbremsen.
A) Einkammerbremsen. Bei den nicht selbsttätigen Druckluftbremsen sind während der Fahrt und in ungebremstem Zustand Hauptleitung und Bremszylinder mit der äußeren Luft in Verbindung; soll gebremst werden, so wird diese Verbindung vom Lokomotivführer mittels des Bremsventils aufgehoben, dagegen der Druckluftbehälter der Lokomotive mit der Hauptleitung in Verbindung gesetzt; durch diese strömt den Bremsapparaten Druckluft zu, wodurch das Anziehen der B. bewirkt wird. Das Lösen der B. geschieht durch Absperrung des Luftbehälters und Verbindung der Hauptleitung mit der äußeren Luft.
Nach diesem Grundsatz war die Kendallsche B. ausgeführt, die Ende der Sechzigerjahre auf englischen Bahnen zur Anwendung gelangte.
Bei dieser B. war der mit Manometer und Sicherheitsventil ausgerüstete Luftbehälter, den drei einfach wirkende Pumpen mit komprimierter Luft speisten, nicht auf der Lokomotive, sondern auf einem besonderen Wagen angebracht.
Am Untergestell jedes Bremswagens war ein gußeiserner Zylinder befestigt, der zwei Kolben besaß, deren jeder mit dem zu einer Achse gehörigen Bremsgestänge verbunden war. Bei offener B. befanden sich die Kolben im mittleren Zylinderteil, in den ein Abzweigrohr der Hauptluftleitung mündete. Bei offener B. war die Verbindung des Luftbehälters mit der unter dem Zug fortgeführten Hauptrohrleitung (Luftleitung) durch einen Dreiweghahn abgesperrt und kommunizierten bei dieser Hahnstellung Rohrleitung und Bremszylinder mit der Außenluft.
Durch entsprechende Drehung des Bremshahns wurde die Hauptluftleitung von der Außenluft abgesperrt und mit dem Luftbehälter in Verbindung gesetzt; die Druckluft strömte sodann durch die Rohrleitungen in die Zylinder, trieb die Kolben auseinander und bewirkte auf diese Weise das Anziehen der Bremsklötze.
Hierbei ließ sich eine beliebige Regelung des auf die Klötze ausgeübten Drucks von 0 bis zu[30] dem Maximaldruck sehr leicht erzielen und konnte die jeweilige Luftpressung auf einem in die Hauptrohrleitung eingeschalteten Manometer abgelesen werden.
Da die Druckluft nur von der Lokomotive aus ein- oder ausgelassen wurde, so wurde die B. langer Züge am Zugsende zu spät angezogen, bzw. zu spät gelöst, was zu starkem Auflaufen, Strecken und Reißen der Zugvorrichtung Veranlassung gab.
Dieser Übelstand, der allen nicht selbsttätigen Druckluftbremsen anhaftet, war die Ursache, daß dieses System ganz verlassen wurde.
Aus gleicher Ursache wurde auch die von Georg Westinghouse zuerst in Amerika erprobte nicht selbsttätige Druckluftbremse verlassen.
Um diese Übelstände zu beseitigen, führte im Jahre 1875 Westinghouse eine selbsttätig wirkende Einkammerbremse ein.
Bei dieser ist die zum Bremsen nötige Kraft an jedem bremsbaren Fahrzeug aufgespeichert und gelangt nur bei der Bremsung zur Auslösung; hierdurch wird eine raschere Wirkung gegenüber den nicht selbsttätig wirkenden Druckluftbremsen erzielt.
Bei den selbsttätig wirkenden Einkammer-Druckluftbremsen kommt als wesentlicher Bestandteil an jedem bremsbaren Fahrzeug zu dem Bremszylinder noch der Hilfsbehälter hinzu.
Zwischen dem Bremszylinder und dem Hilfsbehälter liegt ein Steuer- (Funktions-) Ventil.
Bei der Fahrt mit offener B. ist der Haupt-Luftbehälter in Verbindung mit der Hauptleitung und den Hilfsbehältern. Wird nun die Spannung der Luft in der Hauptleitung vermindert, sei es durch Anwendung des Bremsventils, sei es durch zufälliges oder beabsichtigtes Herstellen einer Verbindung mit der Außenluft an irgend einer Stelle der Hauptleitung, so werden dadurch die B. betätigt.
Das Lösen der B. geschieht durch Wiederherstellung eines entsprechenden Drucks in der Hauptleitung.
Im Jahre 1887 verbesserte Westinghouse seine B. weiter, indem er das Funktionsventil derart ausbildete, daß die Einleitung der Bremsung im Zuge sich bis an das Zugsende sehr rasch fortpflanzen konnte. So entstand die bei einem großen Teile der Bahnen der Welt verwendete Westinghouse-Schnellbremse. Als Abarten dieser B. sind die New York Air Brake, die Knorr- und die Schleifer-Einkammerbremse zu bezeichnen.
α) Die Westinghouse-Schnellbremse. In Abb. 1 u. 2, Taf. II, ist die Anordnung dieser B. auf der Lokomotive und an einem Bremswagen zu ersehen. Die auf dieser Zeichnung dargestellte zweite Rohrleitung gehört zu der später zu beschreibenden Zusatzbremse von Henry für das Befahren langer und steiler Gefälle.
In Abb. 3, Taf. II, ist das Funktionsventil (Steuerventil) in größerem Maßstabe gezeichnet.
Die Gesamtwirkung der Westinghouse-Schnellbremse ist folgende:
1. Laden der Bremse. Vor Verlassen des Heizhauses wird durch die Luftpumpe auf der Lokomotive der Hauptluftbehälter mit Druckluft von 7 bis 8 Atm. Spannung gefüllt. Zur Regelung des Ganges der Luftpumpe wird in neuester Zeit ein selbsttätig wirkender Luftpumpenregler in die zur Pumpe führende Dampfleitung eingebaut, der die Dampfzufuhr regelt, je nachdem die Spannung der Luft im Hauptluftbehälter steigt oder sinkt. Ist die Lokomotive an den Zug gekuppelt worden, wobei auch die Bremsleitung in Verbindung gebracht wurde, so legt der Lokomotivführer den Bremshebel des Führerbremsventils in die »Füllstellung«, in der der Hauptluftbehälter mit der Hauptrohrleitung durch Kanäle im Führerbremsventil verbunden wird. Dadurch strömt Druckluft in sämtliche Bremsapparate und auch in den Bremsventilluftbehälter auf der Lokomotive. Die im Funktionsventil (Abb. 3, Taf. II) bei E ein tretende Luft drückt den Kolben 5 mit Schieber 6 in die gezeichnete Stellung; dadurch werden die Nuten d und f frei, durch die die Luft in den Hilfsluftbehälter gelangt. Der Schieber 6 verbindet in dieser Stellung durch die Kanäle a und c den Bremszylinder mit der Außenluft Das Anfüllen mit Druckluft wird so lange vor genommen, bis eine Spannung von 5 Atm. in der Hauptleitung und in allen Hilfsluftbehältern herrscht, was der Lokomotivführer an einem Druckmesser abliest.
Ist diese Spannung erreicht worden, so bringt der Lokomotivführer den Bremshandgriff in die »Fahrtstellung«, in der die direkte Verbindung des Hauptluftbehälters von der Hauptrohrleitung unterbrochen ist, in der jedoch die Spannung von 5 Atm. durch Nachströmen von Druckluft aus dem Hauptluftbehälter durch bestimmte Kanäle und eine Druckregelvorrichtung im Führerbremsventil aufrecht gehalten wird. Der Bremshandgriff bleibt in der »Fahrtstellung«, so lange die Bremse nicht betätigt wird.
2. Betriebsbremsung. Der Bremshandgriff wird in die »Betriebsbremsstellung« gebracht, wobei die Druckluft aus dem Bremsventilluftbehälter (Ausgleichsbehälter) ins Freie[31] ausgelassen wird. Die Druckabnahme bewirkt eine Verschiebung des Steuerkolbens im Führerbremsventil nach oben, wobei die Hauptleitung mit der Außenluft so lange verbunden wird, bis ein Druckausgleich zwischen der Pressung in der Hauptleitung und dem Ausgleichsbehälter erfolgt ist.
Im Steuerventil (Abb. 3, Taf. II) bewirkt die Druckabnahme, daß der Steuerkolben 5 das Abstufungsventil 7 von seinem Sitz abhebt und den Schleppschieber 6 so weit verschiebt, daß die Bohrungen und Kanäle c und a in Verbindung kommen und Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter in den Bremszylinder gelangt. Diese treibt den Bremskolben nach vorwärts und die Bremsklötze werden an die Räder angedrückt. Ist der Druck im Hilfsluftbehälter etwas unter jenen der Hauptleitung gesunken, dann wird der Steuerkolben 5 nach links zurückgeschoben, der Schleppschieber 6 jedoch nicht mitgenommen, sondern nur das Abstufungsventil 7 geschlossen und dadurch die Zufuhr der Luft zum Bremszylinder unterbrochen. Wird neuerlich der Druck in der Hauptleitung erniedrigt, dann wiederholt sich das Spiel des Steuerkolbens 5, wodurch der Druck im Bremszylinder bis zum Volldruck gesteigert werden kann. Auf der Lokomotive wird nach jedem Luftauslaß der Bremsschieber in die »Abschlußstellung« gebracht.
3. Lösen der Bremse. Um die Bremse zu lösen, bringt der Lokomotivführer den Bremshandgriff in die »Lösestellung«, die mit der »Füllstellung« übereinstimmt. Dabei wiederholt sich das Spiel wie bei dem Laden der B. Der Steuerkolben 5 des Steuerventils verschiebt sich daher in seine Endstellung nach links, der Schieber 6 verbindet den Bremszylinder mit der Außenluft, wodurch die Druckluft aus diesem ausströmt und der Bremskolben von einer Feder in seine Anfangsstellung zurückgedrückt wird. Gleichzeitig wird durch die Nuten d und f im Steuerventil die für das Bremsen im Hilfsluftbehälter verbrauchte Luft aus der Hauptrohrleitung ergänzt. – Im Bremszylinderkörper ist eine Nut ausgeführt, durch welche die durch unvermeidliche kleine Undichtheiten aus dem Steuerventil in den Bremszylinder strömende Luft ins Freie entweichen kann.
4. Schnellbremsung. Ist ein sehr rasches Anhalten des Zuges notwendig, dann bringt der Lokomotivführer den Bremshandgriff rasch in die »Schnellbremsstellung«, in welcher die Hauptrohrleitung durch den Bremsschieber direkt mit der Außenluft in Verbindung tritt. Die dadurch entstehende plötzliche Druckabnahme in der Hauptrohrleitung bewirkt, daß der Steuerkolben 5 des Steuerventiles sich ganz nach rechts bis zum Anliegen an die Lederscheibe 10 verschiebt, den Schleppschieber 6 soweit mitnimmt, daß der Kanal h mit dem Hilfsluftbehälter durch einen Ausschnitt im Schieber 6 in Verbindung tritt und dabei der Nebenkolben 13, und durch diesen das Ventil 16, niedergedrückt wird. Nachdem der Raum um das Ventil 16 mit dem noch druckleeren Bremszylinder verbunden wird, öffnet der Druck in der Hauptleitung das Ventil 19, so daß Leitungsluft plötzlich in den Bremszylinder überströmt, u. zw. so lange, bis die Feder 30 das Ventil 19 wieder schließt. Durch das Loch w im Nebenkolben 13 strömt weitere Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter in den Bremszylinder, bis der Volldruck erreicht ist.
Damit die B. im Notfall auch vom Zuge aus betätigt werden kann, sind in den Wagen Hähne oder Ventile angebracht, durch deren Öffnen das Anhalten des Zuges bewirkt werden kann. Die Ausführung der Notbremseinrichtung ist mannigfacher Art. Einzelne Bahnverwaltungen führen diese derart aus, daß der Reisende nur eine Betriebsbremsung hervorrufen kann, andere dagegen geben dem Reisenden die Möglichkeit, eine Schnellbremsung auszuführen.
Da bei der Westinghouse-Bremse jene Druckverminderungen in der Hauptleitung, die einem ganz schwachen und dem stärksten Anpressen der Bremsklötze entsprechen, nicht sehr weit auseinanderliegen, so ist die beliebige Regelung des Bremsdrucks nur bei großer Übung und Aufmerksamkeit des Lokomotivführers möglich; ebenso ist ein Ermäßigen des Bremsdrucks ohne vorheriges gänzliches Lösen der B. nicht durchführbar und ist endlich bei lange dauerndem, ununterbrochenem Gebrauch der B. ein Neufüllen der Hilfsbehälter nötig. Aus diesen Gründen scheint die Westinghouse-Bremse für den Gebrauch auf Gebirgsstrecken, wo die Gefälle eine ununterbrochene und wechselnde Bremswirkung erfordern, minder geeignet.
Die erwähnten Mängel veranlaßten einzelne Bahnen (z.B. Paris-Lyon-Mittelmeerbahn, Gotthardbahn, Schweizer Bundesbahnen, Badische Staatsbahnen auf der Schwarzwaldbahn) zur Einführung der Westinghouse-Doppelbremse (Westinghouse-Henry).
Die Einrichtung dieser B. ist in Abb. 1 u. 2, Taf. II, dargestellt und besteht darin, daß mit Zuhilfenahme einer zweiten Rohrleitung und eines mit dem Hauptluftbehälter auf der Lokomotive verbundenen Regulierventiles zu der selbsttätigen Westinghouse-Schnellbremse die[32] nicht selbsttätige Westinghouse-Bremse hinzugefügt wird. In der zum Bremszylinder führenden Zweigleitung ist ferner ein Doppelrückschlagventil eingebaut, das mit dem Bremszylinder, dem Steuerventil und der Hauptrohrleitung in Verbindung steht. Je nachdem die selbsttätige oder die nicht selbsttätige B. angewendet wird, verbindet das Doppelrückschlagventil den Bremszylinder mit der zweiten Rohrleitung, oder schließt diese vom Bremszylinder ab. Wird die selbsttätige B. betätigt, so drückt die vom Steuerventil bei B kommende Druckluft den Kolben 15 des Doppelrückschlagventiles (Abb. 29 u. 30) in der Richtung nach A, wodurch die Leitung der nicht selbsttätigen B. abgeschlossen wird. Es kann somit Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter nach dem Bremszylinder überströmen, Der Schieber 18 verschließt dabei die ins Freie führende Bohrung m. Wird die B. gelöst, so strömt Druckluft vom Bremszylinder nach dem Steuerventil zurück.
Wenn man bei Betätigung der nicht selbsttätigen B. Luft aus dem Hauptluftbehälter durch das Regulierventil auf der Lokomotive in die zweite Leitung einströmen läßt, schiebt die bei A einströmende Druckluft den Kolben 15 gegen B, wodurch die Leitung gegen das Steuerventil abgeschlossen, dagegen die Verbindung der zweiten Rohrleitung mit dem Bremszylinder hergestellt wird. Der Schieber 18 gibt dabei die Bohrung m frei. Die durch das Regulierventil auf der Lokomotive bewirkte Erhöhung oder Erniedrigung des Druckes in der zweiten Rohrleitung überträgt sich daher unmittelbar auf den Kolben des Bremszylinders, so daß bei Fahren auf langen Gefällen der Bremsdruck zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Geschwindigkeit beliebig abgestuft werden kann. Bei Einfahrt in das Gefälle wird vorerst mit der selbsttätigen B. eine mäßige Bremsung bewirkt, dann die zweite Rohrleitung mit Druckluft bis zu etwa 1–11/2 Atm. Spannung gefüllt, darauf die selbsttätige B. gelöst und weiter mit der nicht selbsttätigen gefahren. Die selbsttätige B. kann jedoch dabei jederzeit zwecks raschen Anhaltens wieder in Wirkung gesetzt werden.
Inspektor Streer der ungar. Staatsbahnen hat die Einrichtung von Henry in der Weise vereinfacht, daß er die zweite Rohrleitung unmittelbar mit der Ausströmöffnung im Funktionsventil in Verbindung gebracht hat, wodurch das Doppelrückschlagventil in Wegfall kommt.
Für lange Güterzüge eignet sich das beschriebene Steuerventil nicht, es wurden daher für das stoßfreie B. solcher Güterzüge von der Westinghouse-Bremsengesellschaft neue Steuerventile entworfen (s. Organ. 1909 und Ztschr. d. Österr. Ing.-V. 1909), deren Bauart jedoch noch nicht feststeht. Der Hauptunterschied der Wirkung dieser Ventile gegenüber jenen bei der Personenzugsbremse verwendeten liegt darin, daß die Einleitung von Betriebsbremsungen sich ebenso rasch wie bei Schnellbremsungen nach hinten fortpflanzt, und daß der Bremsdruck im Bremszylinder nur sehr langsam (in etwa 35 bis 50 Sekunden) bis zum Volldruck ansteigt.
Für sehr rasch, über 100 km/Std. fahrende Schnellzüge genügt die gewöhnliche Schnellbremse nicht mehr, denn der Reibungskoeffizient zwischen Rad und Bremsklotz nimmt mit der Zunahme der Geschwindigkeit sehr rasch ab, und die Bremswege wachsen erheblich an. Damit bei den über 100 km/Std. betragenden Geschwindigkeiten aus Gründen der Betriebssicherheit sich die Bremswege in gewissen Grenzen halten, muß der Bremsdruck im Verhältnis der Abnahme des Reibungskoeffizienten erhöht werden. Die Wirkung der B. muß jedoch derart sein, daß bei Abnahme der Geschwindigkeit auch der Bremsdruck entsprechend sinkt und schließlich jene Größe erreicht, die gerade noch das Rollen der Räder gestattet.
In Amerika wurde eine Schnellbahnbremse (high speed brake) ausgeführt, bei der der Druck in der Hauptleitung und dem Hilfsluftbehälter der Westinghouse-Schnellbremse auf 10 Atm, erhöht wurde. Die Druckabnahme[33] in den Bremszylindern besorgten selbsttätig wirkende Luftauslaßventile.
In Europa wurde im Jahre 1905 bei den bayerischen Staatsbahnen eine Westinghouse-Schnellbahnbremse versucht, bei der der höhere Bremsdruck durch einen neben der gewöhnlichen Schnellbremseinrichtung angeordneten besonderen Bremszylinder mit Hilfsluftbehälter und einem gewöhnlichen Steuerventil ohne Schnellbremswirkung hervorgebracht wird (s. Organ. 1905, Heft 10).
Auch die preußischen Staatsbahnen unternahmen Versuche mit einer Schnellbahnbremse, bei der die Kraft, die aus dem Bremsklotzdruck und dem der jeweiligen Geschwindigkeit entsprechenden Reibungskoeffizienten sich ergibt und im Bremsklotzhängeisen wirkt, zur Betätigung eines Luftauslaßventils benützt wird. Im allgemeinen sind die Ergebnisse insofern nicht durchaus befriedigend, als bei kleineren Geschwindigkeiten die Schnellbahnbremse Zugstrennungen verursacht.
β. Die Knorr-Schnellbremse.
Diese wird in größerem Umfang von den preußisch-hessischen Staatsbahnen angewendet. Sie unterscheidet sich in der Einrichtung auf der Lokomotive und auf dem Tender, ferner in der einfacheren Bauart des Steuerventiles (Abb. 4 u. 5, Taf. II) von der Westinghouse-Bremse. Während bei der Westinghouse-Schnellbremse im wesentlichen die Ausrüstung der Lokomotive und des Tenders mit jener der Wagen übereinstimmt, besitzen bei der Knorr-Bremse die Bremszylinder der Lokomotive und des Tenders keine Steuerventile und keine Hilfsluftbehälter. Ferner ist bei der Knorr-Bremse das Führerbremsventil unter Anlehnung an jenes der New York-Aire Brake Co. anders gebaut. Bei Betriebsbremsungen strömt Druckluft unmittelbar aus dem Ausgleichluftbehälter in die Lokomotiv- und Tenderbremszylinder. Bei Schnellbremsungen tritt die Druckluft aus dem Ausgleichsbehälter und dem Hauptluftbehälter in die Tender- und Lokomotivbremszylinder über, hierbei die volle Bremskraft ausübend.
Das Steuerventil (Abb. 6, Taf. II) ist einfacher durchgebildet als das der Westinghouse-Bremse, mit dem es jedoch fast genau gleich arbeitet. Ursprünglich fehlte die Füllnut beim Steuerkolben 5, wobei das Auffüllen des Hilfsluftbehälters über das Ventil 19 und Kanal h erfolgte. In dieser Ausführung war jedoch das anstandslose Zusammenarbeiten der Knorr- mit der Westinghouse-Bremse nicht zu erzielen, weshalb das Steuerventil später die Füllnut beim Steuerkolben, wie bei der Westinghouse-Bremse erhielt und die Verbindung des Hilfsluftbehälters mit der Hauptleitung für das Auffüllen, über das Ventil 19, aufgehoben wurde. Das Ventil 19 öffnet sich nur bei Schnellbremsungen, wobei es durch die im ersten Augenblick in den Bremszylinder einströmende Druckluft aus der Hauptleitung aufgedrückt wird. Die im Bremszylinder verbrauchte Luft strömt bei dem Knorr-Steuerventil nicht unmittelbar ins Freie, sondern durch ein angeschlossenes Rohr in die Vorderkammer des Bremszylinders, wodurch das Zischen der ausströmenden Luft gedämpft wird.
Für lange Güterzüge eignet sich dieses Steuerventil ebenfalls nicht. Die »Knorr-Bremse G. m. b. H.« hat für diesen Zweck neue Ventile ausgeführt, deren Bauart umständlicher geworden ist, ohne bisher (1911) den gewünschten Erfolg voll zu erreichen. Auch diese Bremse ist als Einkammerbremse für das Befahren langer und steiler Gefälle nicht tauglich (s. auch Eis. T. d. G., I. Bd., I. Abschnitt, II. Teil, Seite 931).
γ. Andere Druckluftbremsen.
Weniger Verbreitung fanden die New York Aire Brake, die Schleifer-Einkammer- und die Soulerin-Bremse. Die Schleifer-Bremse weist einige Verbesserungen gegenüber der Westinghouse-Bremse auf. Der Hauptvorteil in ihrer Arbeitsweise ist der, daß durch entsprechende Bauart der Steuerventile die Wagen im hinteren Zugsteile früher vollgebremst werden als im vorderen, da im rückwärtigen Zugsteil die aus den Hilfsluftbehältern in die Bremszylinder strömende Druckluft im Steuerventil vollen, im vorderen Zugsteil dagegen gedrosselten Durchgangsquerschnitt findet.
Dadurch soll das Auflaufen der Wagen verhütet und der Zug gestreckt zum Stillstand kommen.
Bei den Druckluftbremsen nach dem Zweikammersystem gelangt die Druckluft vor und hinter den Kolben des Bremszylinders. Wird nun vor dem Kolben, dessen Kolbenstange durch eine Stopfbüchse oder einen kleinen Gegenkolben mit Lederstulp nach außen abgedichtet ist, der Druck der Luft erniedrigt, dann treibt die hinter dem Kolben aufgespeicherte Druckluft diesen nach vorwärts, und bewirkt somit das Anziehen der B.
Als Zweikammerdruckluftbremsen sind ausgeführt worden: die B. von Carpenter, Schleifer, Wenger, Lipkowski.
ε. Die Carpenter-Bremse.
Bei der Carpenter-Bremse tritt die gepreßte Luft an dem rechten Ende des Zylinders bei a (Abb. 31) hinter dem Kolben ein und treibt diesen in die in der Zeichnung[34] dargestellte Stellung. Durch eine kleine Nut b an dem Zylinderkörper ist eine Verbindung mit dem linken Teil des Zylinders hergestellt, so daß die verdichtete Luft auch hinter den Kolben treten kann und auf beiden Seiten des Kolbens gleiche Pressung entsteht. Um die B. zum Anlegen zu bringen, muß die verdichtete Luft vor dem Kolben durch das Bremsventil auf der Lokomotive entweichen, während die hinter dem Kolben befindliche gepreßte Luft nicht mit gleicher Geschwindigkeit durch die kleine Nut nachfolgen kann; es wird durch den so entstehenden Überdruck der Kolben nach rechts getrieben, hierbei die Verbindung durch die Nut aufgehoben und nach weiterem Rückgang des Kolbens die B. angezogen. Zur Lösung der B. wird von dem Hauptbehälter frischer Druck dem Zylinder vor dem Kolben zugeführt, um diesen nach seiner früheren Stellung zurückzudrücken.
Es ist hiernach ersichtlich, daß (da die Bremskraft durch Hervorrufen eines Druckunterschiedes auf beiden Seiten des Kolbens erzeugt wird) der Lokomotivführer die B. nach Belieben mit größerer oder geringerer Kraft anlegen kann und daß er in der Lage ist, den Bremsdruck zu verstärken oder zu vermindern, ohne die B. zu lösen. Die eingesetzte Spiralfeder dient zum Zurückdrücken des Kolbens, d.h. zum Lösen der B., wenn der Apparat gänzlich von verdichteter Luft entleert ist.
Carpenter hat bei seiner Bremse eine selbsttätig wirkende Nachstellvorrichtung für Bremsklötze angewendet, die jedoch ungünstige Ergebnisse lieferte, da sie häufig das Lösen der B. hinderte (s.u. Bremsklotznachstellvorrichtungen).
Die Carpenter-Bremse war früher vielfach in Deutschland in Verwendung, wurde aber durch die Westinghouse- Bremse fast ganz verdrängt. In neuester Zeit fand sie in verbesserter Form bei der Berliner Hoch- und Untergrundbahn neuerdings Verwendung.
ζ. Schleifer-Bremse.
Die Wirkungsweise dieser B. ist dieselbe wie die der Carpenter-Bremse; der Unterschied beider Systeme liegt nur in der verschiedenartigen Einzelausbildung.
Der Kolben des Bremszylinders (Abb. 32) ist bei Schleifer mit einer Ledermanschette versehen, die durch einen federnden Stulp aus Messingblech angedrückt wird, und bei Überdruck hinter dem Kolben abdichtet, bei ganz geringem Überdruck vor dem Kolben aber Überströmen nach rückwärts gestattet. Das Zurückziehen des Kolbens erfolgt durch ein Gewicht im Bremsgestänge.
Um die Wirkung der Bremse zu beschleunigen, hat Schleifer an jedem Wagen Ventile angebracht, die bei Anwendung der größten Bremskraft eine Verbindung der Hauptleitung mit der äußeren Luft herstellen. Diese Ventile befinden sich aber nicht wie bei Wenger zwischen Hauptleitung und Bremszylinder, sondern sind unmittelbar an der Hauptleitung angeordnet, wodurch der Vorteil erreicht wird, daß ein Versagen des Ventils auf die sonstige gute Wirkung des Bremsapparats ohne Einfluß bleibt.
Zur Erzielung einer gleichmäßigen und gleichzeitigen Wirkung der B. im Zuge wurden versuchsweise elektrisch gesteuerte Funktionsventile angewendet (z.B. bei der Siemens-Bremse, s. Glasers Annalen 1903 und Zeitschrift d. Vereines deutscher Ing. 1908). Wenn[35] auch die Versuche wegen vollkommen stoßfreien Anhaltens günstig verliefen, so kam man zur praktischen Verwendung dieser B. nicht, da sich Schwierigkeiten in der Erhaltung und in dem verläßlichen Arbeiten der elektrischen Zusatzteile ergaben.
Die ehemaligen pfälzischen Eisenbahnen haben unter Leitung des Oberregierungsrates Staby die Zweikammer-Carpenterbremse unter Verwendung der Bremszylinder von Schleifer und eines am letzten Wagen mit der Hauptrohrleitung verbundenen Schlußventiles für lange Güterzüge erprobt. Das Schlußventil, dessen Zusammenbau oftmals geändert wurde, hat den Zweck, ein früheres Vollbremsen der letzten Wagen zu bewirken, um ein zu starkes Auflaufen des hinteren Zugteiles zu verhüten.
η. Wenger-Bremse.
Der Bremszylinder (Abb. 33) zeigt eine ähnliche Bauart wie; bei Schleifer; durch den auf der Kolbenstange angebrachten kleineren Kolben soll eine Lösung der B. ohne Zuhilfenahme von Federn oder Gegengewichten bewirkt werden.
Das zwischen Hauptleitung und Bremszylinder eingeschaltete Funktionsventil besitzt einen mit einer Ledermanschette versehenen Kolben, der durch eine Feder stets nach aufwärts gedrückt wird und bei seiner Bewegung einen kleinen Schieber t mitnimmt. Bei Füllung des Bremszylinders nimmt der Kolben seine höchste Stellung ein, und schließt der kleine Schieber die nach außen führende Öffnung ab; die gepreßte Luft passiert am Umfang der Ledermanschette, gelangt über den Kolben und sodann in den Bremszylinder, wo sie die Räume zu beiden Seiten des Kolbens füllt.
Wird beim Bremsen eine Druckverminderung in der Hauptleitung herbeigeführt, so dichtet der über dem Kolben des Funktionsventils entstehende Oberdruck die Ledermanschette ab; der Kolben wird nach abwärts gedrückt und nimmt den kleinen Schieber t mit, der die nach außen führende Öffnung freigibt. Hierdurch kann aus dem Raum des Bremszylinders vor dem Kolben solange Luft ins Freie strömen, bis der Luftdruck in der Hauptleitung wieder das Übergewicht erhält und durch die Bewegung des Funktionsventilkolbens aufwärts die Verbindung nach außen aufhebt. Um zu verhindern, daß infolge von Undichtheiten in der Hauptleitung eine unbeabsichtigte Bremswirkung erfolge, ist durch eine feine Bohrung eine Verbindung der Räume ober- und unterhalb des Funktionskolbens hergestellt, wodurch ein langsamer Druckausgleich möglich wird.
Da die aus dem Raum vor dem Kolben abströmende Luft bei der Wenger-Bremse bei jedem Wagen unmittelbar ins Freie geht, während sie bei Carpenter und Schleifer ihren Weg durch die Hauptleitung und das Bremsventil nehmen muß, so ist die Wenger-Bremse in bezug auf Raschheit der Fortpflanzung der Bremswirkung den beiden anderen vorgenannten Systemen überlegen. Diese B. wird in Frankreich angewendet.
VIII. Luftsaugbremsen.
Bei den Luftsauge- (Vakuum-) Bremsen wird die zum Anpressen der Bremsklötze an die Räder erforderliche Kraft (Bremsdruck) dadurch hervorgebracht, daß auf einen Kolben oder ein Diaphragma, die durch eine Stange mit dem Bremsgestänge verbunden sind, auf einer Seite der äußere Luftdruck einwirkt, während auf der anderen Seite eine Luftverdünnung vorhanden ist. – Diese wird durch Luftsauger erzeugt, die aus einem Zusammenbau von Dampfdüsen bestehen. Bei elektrischen Lokomotiven und Triebwagen werden hierzu elektrisch angetriebene Pumpen benützt.
Wie bei den Druckluftbremsen werden auch bei den Luftsaugbremsen Einkammer- und Zweikammerbremsen unterschieden. Die Einkammerbremsen werden entweder als nicht selbsttätige (Smith, Hardy, Körting) oder als selbsttätige (Eames) ausgeführt. Die Zweikammerbremse (Clayton, Hardy, Körting) ist eine selbsttätige Bremse. Bei einzelnen Bahnen (z.B. den österreichischen Eisenbahnen) wurde beim Übergang von der nicht selbsttätigen auf die selbsttätige Bremse die letztere derart ausgebildet, daß sie auch als nicht selbsttätige Bremse verwendet werden kann (Umschaltbremse).
A. Einkammerbremsen.
Bei den nicht selbsttätig wirkenden Einkammer-Luftsaugbremsen (nicht automatischen Vakuumbremsen) sind auf der Lokomotive[36] nachstehend angeführte Einrichtungen erforderlich: ein Luftsauger, ein Bremsventil (Dampfventil) zum Anlassen und Abstellen des Luftsaugers und eine Luftklappe, um Luft von außen in die Hauptleitung strömen lassen zu können.
Der Luftsauger wird nur in Tätigkeit gesetzt, wenn gebremst werden soll; das Lösen der angezogenen B. erfolgt nach Abstellen des Luftsaugers durch Öffnen der Luftklappe.
Der Grad der entstehenden Luftverdünnung kann durch entsprechende Handhabung des Dampfventiles und der Luftklappe innerhalb gewisser Grenzen geändert werden; hierdurch ist ein einfaches Mittel zur beliebigen Regelung des Bremsdrucks geboten.
α) Die Hardy-Vakuumbremse. Die Hardy'sche Vakuumbremse, schlechtweg die »einfache Vakuumbremse« genannt, hervorgegangen aus der Smith'schen B. durch Verwendung von Bremszylindern mit Lederdiaphragma an Stelle von harmonikaartigen Vakuumsäcken aus Kautschuk, hat insbesondere wegen der Einfachheit ihrer Bauart und Handhabung eine große Verbreitung gefunden.
Auf der Lokomotive ist ein Zwillingsluftsauger (Abb. 34) angebracht; der kleinere Luftsauger ist mit der Luftleitung zu den Tender-, oder auch Lokomotivbremszylindern, der größere mit der Luftleitung zu den Wagenvakuumzylindern verbunden.
Die Vakuumzylinder (Abb. 35) bestehen aus zwei runden, gußeisernen Schalen a, deren Flanschen miteinander verschraubt sind. An der oberen Schale sitzen vier Lappen b zur Befestigung des Zylinders am Untergestell des Fahrzeugs, sowie ein Rohrstutzen c zur Verbindung des Zylinders und der Rohrleitung mittels eines Kautschukschlauches.
Der Boden der unteren Schale hat in der Mitte eine kreisrunde Öffnung für die Kolbenstange (Zugstange), durch welche Öffnung die atmosphärische Luft eintreten kann. Zwischen den beiden Schalen ist ein sackförmiges Lederdiaphragma d angebracht, das zwischen den Flanschen der beiden Schalen gehalten wird. An der mittleren Fläche dieser Lederscheibe befinden sich zwei Eisenplatten e, die in ihren Mitten durch die Schraube des Scharnierklobens f1 zusammengehalten sind. Dieser Kloben dient zur Befestigung der Zugstange, die mit dem Bremshebel verbunden ist.
Soll die B. in Tätigkeit gesetzt werden, so öffnet der Lokomotivführer das Dampfventil. Infolge des Durchströmens des Dampfes durch die Düsen des Luftsaugers wird die Luft aus den Leitungsröhren und Vakuumzylindern gesaugt und in letzteren ein Vakuum erzeugt.
Der atmosphärische Druck wirkt auf die Kolben der Vakuumzylinder; die Kolben werden nach aufwärts gedrückt, das Bremsgestänge angezogen und die Bremsklötze an die Räder gepreßt.
Die Höhe des erreichbaren Vakuums beträgt etwa 52 cm Quecksilbersäule; je nachdem der Lokomotivführer die Dampfeinströmung geregelt, kann ein Vakuum von 5 bis 52 cm erzeugt werden.
Sollen die B. gelöst werden, so schließt der Lokomotivführer das Dampfventil und öffnet die Luftklappe; die atmosphärische Luft dringt in die Leitungsröhren, bzw. Vakuumzylinder ein, die Kolben der letzteren fallen in ihre frühere Lage zurück und die B. ist gelöst.
Damit der Lokomotivführer die Stärke der Bremswirkung beurteilen kann, sind auf der Lokomotive Vakuummeter angebracht, die in die Rohrleitungen eingeschaltet sind und das jeweilig vorhandene Vakuum angeben.
β) Die Körting-Bremse. Körtings nicht selbsttätige Vakuumbremse unterscheidet[37] sich von der Hardy-B. hauptsächlich durch die Bauart der Vakuumzylinder (s. Abb. 36).
Statt des Hardy'schen Lederkolbens ist ein gußeiserner Kolben mit Gummimanschettendichtung angewendet.
Körting hat außer einem großen Luftsauger für den ganzen Zug noch einen kleinen Luftsauger auf der Lokomotive angebracht, der mit der Hauptluftleitung in Verbindung ist.
Dieser kleine Luftsauger dient dazu, um auf längeren Gefällen mit möglichst wenig Dampfverbrauch das Vakuum in den Bremsapparaten dauernd zu erhalten, wenn der große Luftsauger abgestellt ist.
Mit einem geringen ununterbrochenen Absaugen durch den kleinen Luftsauger bis zu einer Luftverdünnung von etwa 20 mm Quecksilbersäule kann die Dichtheit der Leitung während der Fahrt durch den Lokomotivführer kontrolliert werden, da bei entsprechendem Zustand der Leitungen und Bremszylinder das Manometer hierbei immer das gleiche Vakuum zeigen muß.
Letztere Einrichtung wurde auch von Hardy angewendet. Dieser brachte auf der Lokomotive einen ganz kleinen Luftsauger (tell tale genannt) an, der stets offen gehalten wird, und lediglich zur Kontrolle des Zustands der Leitungen dient.
γ) Die Eames-Bremse ist die Kombination einer nicht selbsttätig wirkenden mit einer selbsttätigen Vakuumbremse und ist in ihrer Anordnung ähnlich der Luftdruckbremse von Westinghouse-Henry.
Abb. 37 zeigt den Bremsapparat eines Wagens. Der Bremszylinder ist dem Hardyschen ähnlich, besitzt aber keine untere Schale.
Es sind zwei Hauptleitungen vorhanden; die eine D für die direkt wirkende, die andere. A für die selbsttätige B. An jedem Wagen befindet sich ein Hilfsbehälter, ein Funktionsventil F, ein Rückschlagventil R und der Bremszylinder. Während der Fahrt ist nur in der Leitung A und im Hilfsbehälter Luftverdünnung vorhanden; das Ventil a ist hierbei gehoben; das Ventil b wird durch den äußeren Luftdruck angepreßt. In der Leitung D und im Bremszylinder, der durch das gehobene Rückschlagventil mit der Leitung D in Verbindung steht, ist atmosphärische Luft enthalten. Wird die nicht selbsttätige B. in Tätigkeit gesetzt, so entsteht Luftverdünnung in D, und da das Rückschlagventil in seiner Stellung bleibt, auch im Bremszylinder. Das Lösen der B. erfolgt durch Wiedereintritt atmosphärischer Luft nach D.
Wird die selbsttätige B. durch Einlassen von Luft in die Leitung A zur Wirkung gebracht, so schließt der in A entstehende Überdruck das Ventil a, drückt die Diaphragmascheibe, in der der Sitz von a sich befindet, nach abwärts, wodurch b geöffnet und c auf seinen Sitz niedergepreßt wird. Hierdurch kann auch unterhalb des Rückschlagventiles eine Luftverdünnung entstehen, wodurch sich dasselbe senkt und den Bremszylinder mit dem Hilfsbehälter in Verbindung setzt.
Beim Lösen der B. geht infolge der in A entstehenden Luftverdünnung das Diaphragma nach aufwärts, b schließt zu, bei c kann äußere Luft eindringen, das Rückschlagventil bewegt sich nach aufwärts und durch D gelangt äußere Luft in den Bremszylinder.
B. Die Zweikammerbremsen. Bei den Zweikammer-Luftsaugbremsen wird in der durchgehenden Hauptrohrleitung und den beiden durch den Bremskolben getrennten Kammern während der Fahrt die Luftverdünnung aufrecht erhalten.
Die Kammer (Raum), die bei geladener und betätigter B. ständig unter Vakuum steht, nennt man die Vakuumkammer (auch Oberteil bei vertikalen Bremszylindern), jene, in der bei[38] Betätigung der B. die Höhe des Vakuums (Grad der Luftverdünnung) wechselt, die Arbeitskammer (auch Unterteil bei vertikalen Bremszylindern).
Wird nun im Bremszylinder auf beiden Seiten des Kolbens (Arbeits- und Vakuumkammer) gleiche Luftverdünnung (Vakuum) erzeugt, so wird der Kolben, infolge seines Gewichtes bei vertikaler Anordnung, oder infolge Wirkung von Rückziehfedern bei horizontaler Anordnung, die Endlage im Bremszylinder einnehmen. Die B. ist dadurch in Bereitschaft gesetzt.
Wird auf der der Endlage des Kolbens entsprechenden Seite des Bremszylinders Luft eingelassen, so wird eine Kraft den Kolben zu verschieben suchen, die um so größer ist, je größer der Druckunterschied auf beiden Seiten des Kolbens, d.i. zwischen der Vakuum- und der Arbeitskammer, ist.
Die auf den Kolben wirkende Kraft wird durch Hebelübersetzung im Bremsgestänge vervielfältigt und wirkt sodann durch die Bremsklötze auf die Radreifen (Bremsdruck).
Wird darauf der Druckunterschied auf beiden Seiten des Kolbens durch Absaugen der eingelassenen Luft wieder aufgehoben, so verschiebt sich der Kolben in seine Endlage, wodurch die B. gelöst wird.
α) Die selbsttätige Vakuumschnellbremse von Hardy-Clayton. Diese wurde zuerst durch Clayton in England eingeführt, war anfangs nicht schnellwirkend und wurde später durch Hinzufügung von Schnellbremsventilen auf der Hauptrohrleitung zu einer Schnellbremse ausgestattet. Besonders war es den Bemühungen der Firma Gebrüder Hardy in Wien gelungen, durch Schnellbremsventile, die die Regulierfähigkeit der B. nicht beeinträchtigen, die selbsttätige Vakuumbremse derart zu vervollkommnen, daß sie dadurch der Westinghouse-Schnellbremse nicht nur ebenbürtig geworden ist, sondern ihr wegen ihrer besonderen Eignung für Gebirgsbahnen sogar überlegen erscheint. – Ein weiterer, in Österreich gemachter Fortschritt ist die Anpassung der selbsttätigen Vakuumbremse für lange Güterzüge. Aus dem Übergange von der in Österreich ausschließlich verwendeten nicht selbsttätigen (einfachen) Hardy-B. hat sich eine Reihe von Bremsbauarten der selbsttätigen Vakuumbremse – je nach den Wünschen und Bedürfnissen der einzelnen Bahnverwaltungen – entwickelt, die sich jedoch voneinander in der Durchführung einzelner Bestandteile unterscheiden. Als Endergebnis dieser Entwicklung ist die österreichische selbsttätige Vakuumschnellbremse hervorgegangen.
Die Gesamtanordnung der selbsttätigen Vakuumschnellbremse auf der Lokomotive und dem Tender ist aus Abb. 1, Taf. III, jene eines Personenwagens aus Abb. 2, Taf. III, und die eines Güterwagens aus Abb. 3, Taf. III, zu ersehen. Den Zusammenbau des für die Erzeugung der Luftverdünnung und die Bedienung der B. eingerichteten Doppelluftsaugers zeigt Abb. 4, Taf. III. Dieser dient nur für die Wagen- und Tenderbremse der Hauptbahnlokomotiven, da es in Österreich üblich ist, die Lokomotivbremse, zur Schonung der Radreifen und des Triebwerks bei der Fahrt auf langen Gefällstrecken, gesondert zu benutzen. Zu diesem Zwecke ist auf der Lokomotive ein besonderer kleiner Luftsauger nach Abb. 5, Taf. III, angeordnet.
Die Bauart des Bremszylinders mit im Kolben 2 eingebautem Kugelventil g zeigt Abb. 6, Taf. III, die ältere Bauart mit einem am Zylinderkörper befestigten Kugelventil Abb. 2, Taf. III, schließlich jene der Schnellbremsventile Bauart »AT«1 Abb. 38 und Bauart »K«2 Abb. 7, Taf. III. Die Schnellbremsventile Bauart »AT« werden für die Personenzugsbremse, jene der Bauart »K« für die Güterzugsbremse an dem Bremswagen benutzt. Lokomotiven, [39] Tender und Leitungswagen erhalten Schnellbremsventile der Bauart »K«.
Der Unterschied in der Arbeitsweise beider Ventile ist der, daß das Schnellbremsventil Bauart »AT« etwa 6 Sekunden, jenes der Bauart »K« dagegen nur etwa 2 Sekunden bei einer Schnellbremsung offen bleibt. Ferner ist die durch Schnellbremsventile Bauart »K« bewirkte Durchschlagsgeschwindigkeit etwa um 120 m i. d. Sekunde größer als jene der Schnellbremsventile Bauart »AT«.
Für die Güterzugsbremse wird am letzten Wagen im Zuge ein Schlußventil (Abb. 8, Taf. III) benutzt, das bewirkt, daß der rückwärtige Zugsteil früher vollgebremst wird als die Mitte, wonach das zu heftige Auflaufen der hinteren Wagen auf die vorderen bei Schnellbremsungen verhütet wird. Auch dient das Schlußventil zur Vornahme der Bremsprobe durch den Lokomotivführer, um ihm anzuzeigen, daß die Hauptrohrleitung bis an das Ende des Zuges verbunden und die Bremse betriebsbereit ist.
Die Gesamtwirkungsweise der Personenzugsbremse ist folgende:
1. Laden der Bremse. Hierzu wird der Bremshandgriff des Doppelluftsaugers in die Stellung »Bremse los« gebracht. Dabei saugt der große und der Hilfsluftsauger aus allen Räumen der Bremse des Tenders und der Wagen Luft bis zur Verdünnung von 52 cm aus. In der Lokomotivbremse besorgt das Aus saugen der Lokomotivluftsauger.
2. Fahrt. Ist die Luftverdünnung von 52 cm, die ein Doppelvakuummeter anzeigt, erreicht worden, dann wird der Bremshandgriff in die »Fahrtstellung« gebracht, in der nur der Hilfsluftsauger zur Aufrechterhaltung der erzeugten Luftverdünnung arbeitet. Während der Fahrt verbleibt der Bremshandgriff in der »Fahrtstellung«.
3. Betriebs- oder Regulierbremsung. Zur Vornahme dieser wird der Bremshandgriff aus der »Fahrtstellung« gegen die Stellung »Wagenzug gebremst« bewegt, wobei Luft in die Hauptrohrleitung einströmt und durch teilweise Zerstörung der Luftverdünnung (deren Grad von der jeweiligen Stellung des Bremshandgriffes abhängt), das Anziehen der B., durch Anheben der Bremskolben 2, (Abb. 2, Taf. III), deren Abdichtung gegen die Zylinderwand durch den Kolbenring 5 erfolgt, bewirkt. Das Anheben der Bremskolben wird dadurch erzielt, daß die Luftverdünnung oberhalb derselben (in der Vakuumkammer) aufrecht erhalten bleibt, während unterhalb des Kolbens (in der Arbeitskammer) der Grad der Luftverdünnung durch die aus der Hauptleitung einströmende Luft verändert wird. Bei Betriebsbremsungen wirkt die Lokomotivbremse nicht mit. Die Möglichkeit, bei der selbsttätigen Vakuumbremse den Bremsdruck nach Belieben steigern und ermäßigen zu können, macht diese B. besonders für das Befahren langer und steiler Gefälle mit sehr gleichförmigen Geschwindigkeiten geeignet.
4. Entbremsen. Soll der Bremsdruck ermäßigt oder ganz aufgehoben werden, so wird der Bremshandgriff langsam gegen oder in die »Fahrtstellung« gebracht. Soll rasch entbremst werden, dann geschieht dies durch Anwendung des großen Luftsaugers in der Stellung »Bremse los«.
5. Schnellbremsung. Um den Zug auf die kürzeste Entfernung anzuhalten, bringt der Lokomotivführer den Bremshebel rasch auf »Alles gebremst«. Dadurch strömt plötzlich Außenluft in die Hauptrohrleitung ein und bewirkt, nachdem die Luftverdünnung im Raum oberhalb des Glockenventiles 6 im Schnellbremsventil (Abb. 38 und Abb. 7, Taf. III) durch das kleine Loch im Boden des Glockenventiles nur langsam zerstört wird, ein Öffnen des Glockenventiles 6. Durch das offene Glockenventil wird nun die Hauptrohrleitung unmittelbar mit der Außenluft in Verbindung gebracht, wodurch die Hauptrohrleitung raschest mit Außenluft angefüllt wird. Diese strömt weiter, jedoch durch das Drosselstück d im Schnellbremsventil verzögert in die Arbeitskammer des Bremszylinders und bewirkt das Anziehen der Bremse mit voller Kraft. Da sämtliche Schnellbremsventile im Zuge rasch nacheinander ansprechen, so wird die Vollbremsung in kürzester Zeit erreicht. Sobald die Luftverdünnung oberhalb des Glockenventiles 6 zerstört ist, unterbricht dasselbe die Verbindung der Hauptrohrleitung mit der Außenluft. In der Stellung des Bremshandgriffes »Alles gebremst« wird durch ihn die am Doppelluftsauger angebrachte, mit der Lokomotivbremse in Verbindung stehende Bremsklappe b (Abb. 4, Taf. III) geöffnet und auch die Lokomotivbremse angezogen. – Die Arbeitsweise der selbsttätigen Vakuumgüterzugsbremse unterscheidet sich von jener der Personenzugsbremse nur bei der Schnellbremsung. Nachdem die Schnellbremsventile (Bauart K) für die Güterzugsbremse nur etwa 2 Sekunden nach Ansprechen offen bleiben, lassen sie nicht so viel Luft in die Hauptrohrleitung und die Bremszylinderarbeitskammern einströmen, als zum vollständigen Zerstören der Luftverdünnung notwendig wäre. Die Folge davon ist, daß sich nach Schließen der Schnellbremsventile neuerlich eine Luftverdünnung[40] in der Hauptrohrleitung bilden wird, die Ausgleichsluftverdünnung (Ausgleichsvakuum) genannt wird. Im Schlußventil (Abb. 8, Taf. III) wird beim Ansprechen der Schnellbremsventile durch die plötzlich einströmende Außenluft in den Raum l das Tellerventil D auf seinen Sitz geschleudert und dadurch die Öffnung 3 verschlossen. Gleichzeitig wird die Klappe B auf ihren Sitz dicht angepreßt. Die Luft strömt somit in den Raum II nur durch die Bohrung 1 und in den Raum III nur durch die Bohrung 2. Infolge Ungleichheit der Räume II und III wird im Räume II die Luftverdünnung schneller zerstört als im Raume III. Das Ventil A wird daher nach Verlauf einer bestimmten Zeit durch den entstehenden Überdruck geöffnet, wodurch sofort Außenluft in den Raum II und durch die sich plötzlich öffnende Klappe B auch in den Raum I und die Hauptrohrleitung eintritt. Die Einrichtung ist nun so getroffen, daß das Ventil A sich gerade dann öffnet, wenn sich die oben genannte Ausgleichsluftverdünnung gebildet hat. Das plötzliche Einströmen von Außenluft durch das Schlußventil in die Hauptrohrleitung bewirkt eine neuerliche Schnellwirkung (Ansprechen der Schnellbremsventile), jedoch diesmal von rückwärts nach vorne (Rückschnellbremsung). Die zweimalige Schnellwirkung, zuerst von vorne nach rückwärts, dann umgekehrt, bewirkt nun, daß der hintere Zugsteil früher vollgebremst wird als die Mitte.
Bei Regulier- und Betriebsbremsungen arbeitet das Schlußventil nicht, da bei dem langsamen Lufteinströmen, die Luftverdünnung in allen Räumen desselben gleichzeitig zerstört wird.
Zum Entbremsen abgestellter Fahrzeuge dienen Entbremsluftklappen (Abb. 1–3, Taf. III). die auf einer zu den Sonderbehältern führenden Rohrleitung sitzen. Durch Heben dieser Klappen wird die in der Vakuumkammer befindliche Luftverdünnung zerstört und die B. hierdurch gelöst.
Bei der Umschaltvakuumschnellbremse, die eine Verwendung als selbsttätige oder nicht selbsttätige B. zuläßt, ist der Bremsschieber des Doppelluftsaugers zum Umstellen eingerichtet. Ferner ist an den Wagen ein Umschalthahn zwischen Hauptrohrleitung und dem Bremszylinder angebracht. Diese Bauart wird nur während des Übergangs von der nicht selbsttätigen auf die selbsttätige B. benützt.
In England wird die selbsttätige Vakuumbremse in verschiedenen von der österreichischen Bauart in den Einzelteilen abweichenden Ausführungsformen im großen Umfange verwendet. So verwendet die Midlandbahn nicht Doppelluftsauger der beschriebenen Grundform, sondern führt die Luftsauger getrennt vom Bremsschieber (Luftschieber) aus. Die London-North-Western-Bahn verwendet an Stelle des Hilfsluftsaugers zur Erhaltung der Luftverdünnung während der Fahrt eine vom Kreuzkopf der Lokomotive angetriebene Luftpumpe. Bremszylinder mit Ledermanschetten (Kolbendichtung) oder Lederdiaphragmen anstatt mit Rollringdichtung haben die Great-Western-, London-North-Western und die Lancashire and Yorkshire-Bahn in Verwendung. Ferner ist die Bauart der Schnellbremsventile in England eine andere. Der Hauptunterschied gegenüber der österreichischen Bauart besteht darin, daß bei den ersteren die Außenluft durch das Schnellbremsventil unmittelbar in die Bremszylinder und in die Hauptrohrleitung strömt, während bei den österreichischen Ventilen die Außenluft nur in die Hauptrohrleitung und von hier erst in den Bremszylinder gelangt.
β) Die selbsttätige Vakuumbremse von Körting. Der Bremszylinder dieser Bremse (Abb. 39) ist ähnlich wie bei der nicht selbsttätig wirkenden Körting-Bremse ausgeführt. Für die selbsttätige B. ist jedoch der Boden des Zylinders vollkommen geschlossen und die Kolbenstange in einer Stopfbüchse geführt. Bei p befindet sich die Verbindung mit der Hauptrohrleitung, bei z jene mit dem Sonderbehälter.
Auf der Lokomotive ist gleichwie bei den nicht selbsttätigen Körting-Bremsen ein großer[41] und ein kleiner Luftsauger mit Rückschlagventilen sowie eine Luftklappe angebracht. Der Gebrauch der Luftsauger und der Luftklappe ist derselbe wie für die nicht selbsttätige Körting-Bremse.
Wird in der Leitung Vakuum erzeugt, so entsteht vermöge der ventilartig wirkenden Kolbenmanschette (Kolbenstulpe) auf beiden Seiten des Kolbens und im Sonderbehälter die gleiche Luftverdünnung. Der Kolben wird infolge des atmosphärischen Drucks auf die Kolbenstange zurückgeschoben und die B. gelöst.
Tritt in die Hauptleitung durch die Luftklappe am Führerstand (oder in anderer Weise) atmosphärische Luft ein, so kann diese nur hinter den Kolben gelangen, da die Gummimanschette wohl das Aussaugen der Luft vor dem Kolben gestattet, den Rücktritt der Luft aber verhindert. Der auf die hintere Seite des Kolbens ausgeübte Überdruck bringt den Kolben nach vorwärts und bewirkt das Anpressen der Bremsklötze.
Um beim Aussetzen einzelner Wagen ihre B. lösen zu können, sind an jedem Bremszylinder oder dem Hilfsbehälter Rohrstücke angebracht, die mit kleinen Luftklappen versehen sind.
γ) Die Soulerin-Bremsen. In der im Jahre 1887 erschienenen Broschüre »Etude sur un nouveau système de freins continus« von L. Soulerin und einem hierzu erschienenen Supplement wird nach einer kritischen Besprechung der verschiedenen Systeme von Luftdruck- und Luftsaugebremsen die Theorie eines neuen Funktionsventiles für pneumatische B. entwickelt, das sowohl eine große Regulierbarkeit des Bremsdruckes gestatten, als auch eine rasche Fortpflanzung der Bremswirkung herbeiführen soll. Soulerin verwendet dieses neue Funktionsventil nicht nur bei seinen eigenen Systemen von Luftdruck- und Luftsaugebremsen, dasselbe sollte vielmehr in einer nach den jeweiligen Verhältnissen geänderten Form auch bei allen anderen bestehenden Systemen pneumatischer B. Verwendung finden, um diesen die gleiche Regulierbarkeit des Bremsdruckes und dieselbe Raschheit der Wirkung zu verleihen.
Es sollte damit nicht nur die Möglichkeit geboten sein, Wagen, deren B. verschiedenen pneumatischen Systemen angehören, in demselben Zug mit gleicher Leitung verwenden zu können, sondern auch möglich sein, bei einer entsprechenden Bauart der Bremsapparate letztere als Luftdruck- oder Luftsaugebremsen zu gebrauchen.
Zu VII und VIII. Leitungskuppelungen der durchlaufenden B. Da die sichere Funktion der durchgehenden B. wesentlich auch von der Solidität der durchgehenden Bremsenverbindung (Bremsleitung) abhängt, so müssen Kuppelungen verwendet werden, die eine sichere Verbindung gewähren und ein rasches Ein- und Auskuppeln gestatten.
Kuppelungsschläuche mit Muffen für die Bremsleitungen der pneumatischen B. (Luftdruck- und Luftsaugebremsen) wurden vom VDEV., § 83 und 84 der T. V. vom Jahre 1909, als Normalien aufgestellt (s.a. Die Eisenbahntechnik der Gegenwart, I. Bd., 1. Abschn., II. Teil).
IX. Dampfbremsen.
Diese kommen hauptsächlich bei Lokomotiven und Tendern zur Verwendung.
Bei der Dampftenderbremse von Middelberg führt vom Kessel der Lokomotive eine entsprechend gekuppelte Leitung aus Kupferröhren zu einem am Tender angebrachten kleinen Dampfzylinder. Bei offener B. befindet sich Dampf zu beiden Seiten des Dampfkolbens. Läßt der Lokomotivführer den Dampf von der einen Seite des Zylinders ausströmen, so kommt der Dampfdruck auf der anderen Seite des Kolbens zur Wirkung und die B. wird angezogen (Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens. 1884).
Auf einigen amerikanischen Bahnen wurde die Dampfbremse der Beals Brake Company angewendet. Bei dieser B. ist an der Lokomotive ein Dampfzylinder angebracht, dessen Kolben entweder unmittelbar durch den Dampf oder auch durch komprimierte Luft vorwärts getrieben werden kann. Der Vorwärtsgang des Kolbens hat das Anziehen der Lokomotiv- und Tenderbremse zur Folge (Railroad Gazette. 1887).
Dampfbremsen für die Lokomotiven werden in England in Abhängigkeit mit den Druckluft- oder Vakuumbremsen für den Zug gebracht, so daß beim Betätigen der Zugsbremse, die Dampfbremse der Lokomotive selbsttätig zur Wirkung kommt.
C. Bremsgestänge.
Die vom Bremsmotor (Menschenhand, Druckluft-, Vakuum- oder Dampfbremszylinder) ausgeübte Kraft wird durch das Bremsgestänge vervielfältigt und durch die Bremsklötze auf die Radreifen übertragen.
Die Bauart der Bremsgestänge ist bezüglich einzelner Teile unabhängig von der Art des Bremsmotors, und weisen in dieser Richtung die in Verwendung stehenden Mechanismen für die Übertragung der Bremskraft in der Regel sehr viel Ähnlichkeit auf.
Diese Teile des Bremsgestänges sind:[42]
1. die Bremsklötze, d. s. Backen, durch die der Druck unmittelbar auf die Radumfänge übertragen wird;
2. die Bremsklotzhängungen, die aus den Hängeisen (Hängelamellen) und den Hängelagern bestehen. Mittels der Hängeisen sind die Bremsklötze an den am Gestell des Fahrzeuges befestigten Hängelagern aufgehängt;
3. die Querstangen (Traversen), die die auf einer Seite der Achse befindlichen Hängeisen der zu den beiden Rädern dieser Achse gehörigen Bremsklotzhängungen verbinden;
4. die Druck- oder Zugstangen, deren eines Ende mit dem Klotzgehänge oder den Traversen und deren anderes Ende mit
5. der Bremswelle oder dem Bremshebel, an den der Bremsmotor angreift, in Verbindung stehen.
Einige der gegenwärtig gebräuchlichsten Anordnungen der Bremsgestänge sind aus den Abb. 40–55 zu ersehen. Es werden fast ausschließlich nur mehr ausgeglichene Bremsgestänge (Ausgleichsbremse, s.d.) ausgeführt.
Die Bremsklötze wirken auf die Räder entweder nur einseitig oder beiderseitig. Das letztere muß immer bei freien Lenkachsen der Fall sein, wobei noch die durch die beiden Bremsklötze auf das Rad ausgeübten Bremsdrücke gleich sein müssen, damit die Lenkachse ihre freie Einstellbarkeit behält.
In Abb. 40 ist ein nicht ausgeglichenes Bremsgestänge mit fix gelagerter Bremswelle für dreiachsige Tender dargestellt, während das in Abb. 41 veranschaulichte, zum Teil ausgeglichene Bremsgestänge ein sogenanntes schwingendes Bremsgestänge darstellt.
Das Übersetzungsverhältnis für das in Abb. 40 abgebildete Bremsgestänge rechnet sich:
Jenes für die Anordnung Abb. 41 ohne Berücksichtigung des Hebels w ist:
In den Abb. 42, 43 u. 44 sind die Gestänge der Ausgleichsbremsen für zwei-, drei- und vierachsige Wagen schematisch dargestellt. Abb. 45 u. 46 zeigen die Art des Angriffs an diese Bremsgestänge durch die Bremszylinder der durchgehenden B.
Das Übersetzungsverhältnis im Bremsgestänge des zweiachsigen Wagens (Abb. 42) rechnet sich:
Sollen die Bremsdrücke auf beide Achsen gleich sein, dann muß der erste Summand gleich dem zweiten sein, was erreicht wird, wenn die Hebellängen bei beiden Achsen gleich gemacht werden. Nachdem dann fg = df = 1/2 dg wird, so ist schließlich[43] der Ausdruck für das Übersetzungsverhältnis:
Sollen die von beiden Seiten wirkenden Bremsklotzdrücke gleich sein, dann müssen die entsprechenden Hebellängen derart gewählt werden, daß
ist.
Für das Bremsgestänge des dreiachsigen Wagens (Abb. 43) sind die Hebellängen bereits so angenommen, daß die Bremsdrücke, auf die Endachsen gleich, jene für die schwächer belastete Mittelachse entsprechend schwächer ausfallen und daß die Bremsklotzdrücke auf jedem Rad gegenseitig gleichen Wert haben. Das Übersetzungsverhältnis ist demnach:
Das Übersetzungsverhältnis für den vierachsigen Wagen (Abb. 44) bestimmt sich:
Wenn df = gf = 1/2 dd = 1/2 gg ist, dann ist Ü = 4 ac/ab.
Die für Abb. 42, 43 u. 44 angegebenen Übersetzungsverhältnisse sind noch zu multiplizieren: für Handbremsen mit dem für die Spindel- oder Hebelbremse bestimmten Übersetzungsverhältnis, für durchgehende B. mit dem Übersetzungsverhältnis, das sich aus dem Anschluß des Bremszylinders durch Bremswellen oder Bremshebel an die in Abb. 42, 43 u. 44 dargestellten Bremsgestänge ergibt. So wäre für die Vakuumbremse das Übersetzungsverhältnis (Abb. 45):
für Druckluftbremsen (Abb. 46) das Übersetzungsverhältnis:
maßgebend.
Abb. 47 zeigt schematisch die Anordnung eines Ausgleichsbremsgestänges einer 1 C 1-Lokomotive, Abb. 48 ein solches einer 2 B-Schnellzugslokomotive, bei welcher auch das Drehgestell gebremst ist. Abb. 49 stellt schematisch das Bremsgestänge eines dreiachsigen Tenders vor.
Das Schleifen der Klötze an den Rädern bei offener B. soll tunlichst vermieden werden, da sonst der Rollwiderstand der Fahrzeuge erhöht wird.
Man hat dem in mehrfacher Weise zu begegnen gesucht. Die Bremsklötze wurden mit Zahnungen versehen (Abb. 50), in die auf die Lamellen genietete federnde Haken eingriffen. Dieses Mittel hat sich nicht besonders bewährt, da die Zahnungen meist sehr bald abgenutzt werden. Auch scheibenförmige Federblättchen wurden zur Erhöhung der Reibung zwischen Klotz und Lamellen eingelegt.
Besser sind Flachfedern, die, lyraförmig gebogen, sich mit einem Ende an den unteren Verbindungsbolzen der Hängelamellen, mit dem anderen Ende gegen den Klotzunterteil stützen (Abb. 51).
Da jedoch diese Federn mit der Zeit lahm werden oder brechen, werden bei den österreichischen Staatsbahnen die Bremsklötze nach Abb. 52 durch eine Stellvorrichtung mit[44] Schraubenfeder in ihrer richtigen Lage gehalten. Bei Lokomotiven mit an den Bremstraversen befestigten Bremsklötzen werden die letzteren nach Abb. 53 durch eine Flachfeder, an die sich der Bremsklotz stützt, im gleichen Abstand vom Radreifen gehalten.
Was das Bremsklotzgehänge betrifft, so sind mannigfache Ausführungsformen in Anwendung. Abb. 54 zeigt ein Gehänge für Holzklötze; der Klotz ist mittels Holzschrauben an dem Hängeisen befestigt.
Abb. 55 stellt einen Bremsklotz vor, wie solcher früher häufig bei Tenderbremsen angewendet wurde. Die Horizontalschnitte des Hängeisens sind 
förmig und ist daher diese Bauart geeignet, den auftretenden Biegungsmomenten gut Widerstand zu leisten.
Andere sehr häufig vorkommende Bremsklotzgehänge zeigen die Abb. 50, 51 u. 52.
Bezüglich der zum Nachstellen der Bremsklötze in Verwendung stehenden Vorrichtungen s. Bremsklotznachstellvorrichtungen.
Das Material der Bremsklötze ist fast ausnahmslos Gußeisen, dem öfters Stahlspäne zugesetzt werden. Harte Bremsklötze verursachen manchmal beim B. ein unangenehmes Kreischen, das besonders bei Stadtbahnen unangenehm empfunden wird. Für diese empfiehlt sich die Verwendung von weicheren Bremsklötzen aus Grauguß, ohne Stahlspänezusatz. Früher wurde vielfach als Material für die Bremsklötze Linden- oder Pappelholz verwendet. Hölzerne Bremsklötze haben jedoch den Übelstand, daß sie bei länger andauerndem, kräftigem B. infolge der durch die Reibung entwickelten Wärme leicht dem Verkohlen oder Verbrennen ausgesetzt sind, wodurch bei Gebirgsbahnen bedeutende Erschwernisse des Verkehrs entstehen. Ein weiterer Nachteil der Holzklötze ist deren rasche Abnutzung, wodurch ein häufiges Nachstellen der B., bzw. Auswechseln der Klötze erforderlich wird. Bei Zahnradbahnen, bei denen in der Talfahrt die Lokomotive kräftig gebremst werden muß, hat der von eisernen Bremsklötzen sich bildende Eisenstaub zum Warmlaufen von Treib- und Kuppelzapfen der Lokomotive Veranlassung gegeben, so daß bei diesen Lokomotiven noch vielfach hölzerne Bremsklötze angewendet werden.
D. Stand der Bremseinrichtungen in den einzelnen Staaten.
Die in den meisten Staaten bestehenden Vorschriften erfordern das Vorhandensein von B. in solcher Zahl und Leistungsfähigkeit, daß bei den in Verkehr gesetzten Zügen ein nach Maßgabe der Gattung der Bahn, der Züge und der Steigungsverhältnisse bestimmter Teil der Achsen, bzw. der Bruttolast gebremst werden kann (s. Bremsbrutto).
In einer Reihe von Staaten ist durch Gesetze und Verordnungen den Bahnverwaltungen die Einführung durchgehender B. innerhalb gewisser Grenzen vorgeschrieben.
So bestimmt in Deutschland die Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung, daß personenführende Züge, die mit Geschwindigkeit von über 60 km i. d. Stunde fahren, mit einer durchgehenden selbsttätigen Bremse gebremst sein müssen.[45]
In Österreich wurde bestimmt, daß bis 1. Oktober 1911 alle mit einer Geschwindigkeit von über 60 km per Stunde fahrenden Personenzüge mit einer selbsttätigen durchgehenden B. versehen sein müssen. Die Verwendung der selbsttätigen Vakuumschnellbremse wird durch einen Erlaß des Eisenbahnministeriums vom 3. Januar 1902 vorgeschrieben.
In der Schweiz ist die Einführung durchgehender B. durch eine Reihe von Bundesbeschlüssen befohlen.
In Holland ist vorgeschrieben, daß sämtliche Züge zur Personenbeförderung, die mit mehr als 60 km Geschwindigkeit i. d. Stunde fahren, mit einer selbsttätigen durchgehenden B. versehen sein müssen.
In Frankreich wurde durch Ministerialerlaß vom 13. September 1880 angeordnet, daß alle Personenzüge, deren normale Geschwindigkeit 60 km i. d. Stunde erreicht, mit durchgehenden B. zu versehen seien. Die Beschränkung gelegentlich der vorgedachten Einführung hatte, wie in dem Ministerialerlaß vom 24. Februar 1885 hervorgehoben wurde, lediglich ihren Grund in der Rücksicht auf die Gesellschaften, die man nicht in die Notwendigkeit versetzen wollte, in allzu kurzer Zeit die Kosten zu bestreiten, die die sofortige Umänderung des gesamten Personenzugfahrparks erfordert haben würde. Nachdem aber 1886 die durch den 1880er Erlaß vorgeschriebenen Einrichtungen beendet und sämtliche für schnellfahrende Züge bestimmten Personenzüge mit durchgehenden B. versehen waren, forderte der Minister in einem neuen Erlaß vom 29. März 1886 die Eisenbahngesellschaften auf, die Anbringung der durchgehenden B. an allen Personenwagen und allen in Personenzügen einzureihenden Gepäck-, Stall-, Fahrzeug-, Milch- und Fischtransportwagen u.s.w. zu veranlassen und die Arbeiten derart zu beschleunigen, daß in spätestens zwei Jahren sämtliche Personenzüge und Omnibuszüge mit durchgehenden B. versehen sind. Auch sollten innerhalb der gleichen Frist alle zur Beförderung der vorbezeichneten Züge dienenden Lokomotiven mit diesen B. versehen sein. Mit Erlaß vom 6. Juli 1901 wurde[46] eine allgemeine Revision der in Gebrauch stehenden Vorschriften auf allen Bahnverwaltungen angeordnet und wurden mit Erlaß vom 25. Mai 1907 die neuen Bestimmungen bezüglich der Handbremsen veröffentlicht.
In England haben nach dem Gesetz vom 30. August 1889 die Eisenbahnen bei allen personenführenden Zügen durchgehende B. innerhalb eines vom Handelsamt festzusetzenden Zeitraums einzuführen, die folgende Bedingungen erfüllen müssen:
1. Die B. müssen sofort in Tätigkeit treten können und derart eingerichtet sein, daß sie vom Maschinenführer und vom Zugspersonal gehandhabt werden können.
2. Die B. müssen selbsttätig sein, so daß diese in Funktion treten, wenn der Zusammenhang des Zugs unterbrochen sein sollte.
3. Die B. muß an jedem Fahrzeuge des Zugs angebracht werden können, gleichviel ob es ein Personenwagen ist oder nicht.
4. Die B. muß im täglichen Verkehr in regelmäßiger Tätigkeit sein.
5. Die Materialien der Bremsvorrichtungen müssen von dauerhafter Art sein und müssen letztere leicht in Stand erhalten werden können.
Das Gesetz ist nur mehr für eine geringe Zahl von Bahnen von praktischer Bedeutung, da die große Mehrzahl der Bahnen aus eigenem Antrieb schon durchgehende und selbsttätige B. bei ihren Zügen eingeführt hat.
Im Ausnahmefall wird für gemischte Züge, unter gewissen Bedingungen auch für einzelne nicht für Personenbeförderung bestimmte Wagen mit Genehmigung des Handelsamts von der Anwendung durchgehender B. abgesehen.
In Nordamerika müssen (entsprechend der im Jahre 1901 von der American Railway Association gefaßten Resolution) die Personen- sowie alle im Zwischenstaatenverkehr zur Verwendung kommenden Güterwagen mit durchgehenden B. versehen sein. Empfohlen wurde die Westinghouse-Bremse.
Vergleichende Versuche mit durchgehenden B. Der Einführung durchgehender B. gingen vielfach bei den betreffenden Verwaltungen ausgedehnte praktische Versuche zur Erprobung des Wertes der verschiedenen Bremssysteme voraus. In Preußen wurden derartige Versuche schon im Jahre 1877 bei Guntershausen begonnen, ohne daß man hierbei zu einem endgültigen Beschluß über die Wahl eines bestimmten Systems gelangt wäre.
Nachdem die verschiedenen Systeme mehrere Jahre hindurch im Betrieb Verwendung gefunden hatten, wurden die Guntershausener Versuche im Sommer 1881 auf der Strecke Halensee-Dreilinden bei Berlin nochmals wiederholt, und alsdann sämtliche in Betracht kommenden Systeme im regelmäßigen Betrieb auf der Strecke Berlin-Breslau in der Zeit vom 15. Oktober 1881 bis 1. April 1882 bei Schnell- und Kurierzügen in Benutzung genommen.
Es konkurrierten hierbei:
1. System Heberlein (selbsttätige Friktionsbremse);
2. System Westinghouse (selbsttätige Luftdruckbremse);
3. System Carpenter (selbsttätige Luftdruckbremse);
4. System Steel (selbsttätige Luftdruckbremse);
5. System Sanders (selbsttätige Vakuumbremse);
6. System Smith-Hardy (durchgehende, nicht selbsttätige Vakuumbremse);
7. die gewöhnliche Handspindelbremse.
Nach Beendigung der Versuche und Zusammenstellung der Versuchsergebnisse traten auf Veranlassung des Ministers der öffentlichen Arbeiten Vertreter aller preußischen Staatseisenbahndirektionen zur Beratung zusammen, um wegen des zu wählenden Systems Vorschläge zu machen. Dieser Versammlung waren außer anderen auch folgende Vorfragen zur Beantwortung vorgelegt: Ob durch Einführung einer durchgehenden, d.h. einer solchen B., die es dem Lokomotivführer gestattet, sämtliche B. des Zugs, also auch die der Wagen von seinem Stand aus in Tätigkeit zu setzen, eine erhöhte Sicherheit des Betriebs zu erzielen sei? Diese Frage ist von den Vertretern sämtlicher Eisenbahndirektionen bejaht worden. Die schnelle Handhabung sämtlicher B. des Zugs durch den Lokomotivführer lasse die durchgehenden B., ganz abgesehen davon, ob sie selbsttätig wirken oder nicht, als besonders wertvoll erscheinen; hierin liege ihr Hauptvorzug vor den Handbremsen. Ferner lag die Frage vor: Welche Systeme durchgehender B. erscheinen im großen durchführbar, ohne daß man Gefahr läuft, von der Durchführung späterhin wieder Abstand nehmen zu müssen? Die Versammlung hat diese Frage dahin beantwortet, daß sämtliche Systeme im großen als durchführbar anzusehen seien, daß sie aber in bezug auf Sicherheit und Schnelligkeit ihrer Wirkung, auf ihre Unterhaltung und Bedienung, auf die größere oder geringere Anzahl von Versagern u.s.w. nicht gleichwertig seien, und daß vor allem ein einheitliches, möglichst einfaches[47] System für die Hauptbahnen einzuführen sei. Es ist sodann das Verhalten der verschiedenen Systeme auf anhaltenden Gefällsstrecken beleuchtet und die Frage erörtert worden, ob die einzuführende durchgehende B. zugleich auch selbsttätig wirken müsse. Die Versammlung, die es bei allen Systemen für nötig erachtete, dem Zug einen sachverständigen Wagenwärter (Schlosser) beizugeben, der gleichzeitig das Schmieren und Heizen überwachen könne, hat sich einstimmig für die Wahl einer selbsttätigen B. ausgesprochen.
Bei der schließlichen Wahl des für die Staats- und unter Staatsverwaltung stehenden Bahnen anzunehmenden Systems entschied sich die große Mehrheit der Versammlung (zwei Drittel) für das System Carpenter. Die verhältnismäßig einfachen Bestandteile des letzteren, die neben einer schnellen und kräftigen Bremswirkung eine möglichst große Betriebssicherheit und ein seltenes Versagen der B. erhoffen ließen, dürften bei diesem Beschluß vorzugsweise ausschlaggebend gewesen sein.
Für die Betriebsmittel der Bahnen von untergeordneter Bedeutung wurde die Heberlein-Bremse angenommen, weil in den gemischten Zügen dieser Bahnen wegen der Mitführung von Güterwagen ein anderes System kontinuierlicher B. überhaupt nicht wohl anwendbar erschien.
Weitere von den preußischen Staatsbahnen im Jahre 1887 bei Göttingen angestellte Bremsversuche ergaben die Überlegenheit der Schleiferschen über die Carpentersche Bremsvorrichtung (Glasers Ann., 1887). Die Carpenter-Bremse bewährte sich jedoch im Betriebe infolge des großen Luftverbrauches und der bei langen Zügen zu langsamen Wirkung nicht und wurde in Deutschland durch die Westinghouse- und Knorr-Einkammerbremse verdrängt.
Die Generaldirektion der badischen Staatseisenbahnen führte am 12. und 13. April 1886 auf der Strecke Meckesheim-Neckarelz Versuche mit je einem Zug mit Westinghouse- und Schleifer-Bremsen durch, die in jeder Beziehung zugunsten der Westinghouse-Bremse ausfielen (Ztg. d. VDEV., 1886 und Organ, 1887).
In Rußland wurden von der großen russischen Eisenbahngesellschaft auf der Strecke St. Petersburg-Warschau im Jahre 1887 vergleichende Versuche mit der Wenger- und Westinghouse-Bremse angestellt, die zu dem Beschluß führten, unter Ausschluß jedweder anderen Bremsart die Wenger-Bremse einzuführen (Organ, 1888).
In Amerika wurden sehr umfangreiche Bremsversuche auf der Chicago-Burlington- and Quincybahn in der Umgebung von Burlington durchgeführt.
Nachdem die im Sommer 1886 unternommenen Versuche ohne tatsächlichen Erfolg geblieben waren, da die sämtlichen B. der Anforderung, einen 50 Wagen = 200 Achsen starken Zug ohne übermäßige Stöße rasch und gleichmäßig zu bremsen, nicht entsprachen, fand im Sommer 1888 eine Fortsetzung der Versuche (zu denen acht Bremssysteme angemeldet waren) statt, deren Ergebnisse vom Bremsausschuß in folgendem zusammengefaßt wurden:
1. Die beste B. für lange Güterzüge ist eine solche, die mittels Luftdruck oder Luftverdünnung wirkt und deren Steuerventile durch Elektrizität gehandhabt werden.
2. Eine derartige B. besitzt folgende Vorzüge:
a) sie hält die Züge auf möglichst kurze Entfernungen an;
b) sie beseitigt die Stöße und die dadurch hervorgerufenen Schäden an den Wagenteilen;
c) sie kann augenblicklich gelöst werden;
d) die Bremskraft kann vollkommen geregelt werden.
3. Die sämtlichen genannten Vorzüge besitzt nur die Carpenter-Bremse, weshalb der Ausschuß die möglichst weitgehende Benutzung der Elektrizität, die nur die Carpenter-Bremse zuläßt, für zweckmäßig hält (Organ, 1888).
Mit der schnellwirkenden Westinghouse-Bremse wurden im Jahre 1888 Versuche auf den Hauptbahnen Nordamerikas bezüglich der Verwendbarkeit für lange Züge gemacht, wobei die Burlingtoner Versuche wiederholt wurden, und wurde hierbei ein sehr günstiges Ergebnis erzielt; es gelang nämlich, einen Zug von 50 Wagen gänzlich stoßfrei und in kürzester Zeit zu bremsen (Organ, 1888).
Am 21. Juli 1889 wurden auf der Manchester, Sheffield und Lincolnshire Railway Versuche durchgeführt, die die Anwendbarkeit der selbsttätigen Vakuumbremse auf lange Züge erwiesen (Ztschr. f. Eisenb. u. Dampfschiff., 1889, Nr. 43).
Im März des Jahres 1901 wurden von den österreichischen Staatsbahnen eingehende Versuche mit der Einkammer-Schleifer- und Westinghouse-Schnellbremse, der Westinghouse-Henry-Doppelbremse und der automatischen Vakuumschnellbremse auf der Arlbergstrecke durchgeführt, die die beste Verwendbarkeit eines dieser Bremssysteme für[48] die in Österreich sehr zahlreich vorkommenden langen und steilen Gefällstrecken erweisen sollten. Die Versuche fielen zu gunsten der selbsttätigen Vakuumschnellbremse aus, deren Einführung hierauf in Österreich beschlossen wurde.
Um auch bei Güterzügen die Vorteile einer durchgehenden selbsttätigen B. nutzbar zu machen, werden im VDEV. seit 1903 Versuche mit verschiedenen Bremssystemen an langen Güterzügen unternommen, um die für diese am besten anwendbare B. zu finden.
Im Jahre 1903 begannen die Versuche der bayerischen Staatsbahnen mit einem aus 59 Wagen zusammengesetzten, mit der Westinghouse-Schnellbremse ausgerüsteten Güterzug. Im Jahre 1904 wurden die Versuche in Bayern fortgesetzt und außerdem von den Reichseisenbahnen in Elsaß-Lothringen und den ungarischen Staatsbahnen mit demselben Bremssystem aufgenommen. Das Jahr 1905 brachte Versuche der preußischen Staatsbahnen mit der Knorr-Schnellbremse und solche der ehemaligen Pfalzbahn mit der Zweikammer-Carpenterbremse unter Verwendung eines Schlußventils. Auch die österreichischen Staatsbahnen begannen im Jahre 1904 Vorversuche mit aus 60–70 Personenwagen bestehenden, mit der selbsttätigen Vakuumschnellbremse ausgerüsteten Zügen.
Im Mai 1906 stellte der vom VDEV. zum Studium der Frage der Einführung einer durchgehenden selbsttätigen B. bei Güterzügen eingesetzte Unterausschuß in Riva ein Programm auf, nach dem die weiteren Versuche mit den Güterzugsbremsen durchzuführen seien. Die österreichische Staatsbahnverwaltung hatte bereits im Oktober desselben Jahres Versuche mit einem aus 70 Kohlen- und 5 Personenwagen zusammengesetzten, mit der selbsttätigen Vakuum-Güterzugsbremse ausgerüsteten und teilweise beladenen Zug vorgeführt, die besondere Vorzüge dieses Bremssystems gegenüber den Druckluftbremsen ergaben. Im Frühjahr 1907 wurden die Versuche auf dem Arlberg fortgesetzt, die auch bei langen Zügen die volle Eignung der Vakuumbremse selbst bei Zugslängen von 150 Achsen und Gefällen von 31‰ erwiesen. Im Juli und September desselben Jahres folgten Versuche der ungarischen Staatsbahnen mit einer abgeänderten Westinghouse-Schnellbremse. Die Änderung bestand in einer starken Drosselung für die Einströmung der Druckluft in den Bremszylinder bei einer Schnellbremsung, und aus einer ebensolchen für die Ausströmung der verbrauchten Druckluft aus dem Bremszylinder. Durch diese Änderung war es gelungen, lange Güterzüge stoßlos zu bremsen und die Bergabfahrten mit mehr Sicherheit zu bewerkstelligen.
Im Mai 1908 führten die pfälzischen Eisenbahnen dem genannten Unterausschuß weitere Versuche mit der Zweikammer-Carpenterbremse unter Verwendung eines abgeänderten Schlußventils vor. Diese Versuche fielen weniger günstig aus als die vorausgegangenen. Bald darauf, Juni 1908, hatten die österreichischen Staatsbahnen Gelegenheit, Bremsversuche dem Unterausschuß und internationalen Gästen mit einem leeren, aus 150 und 200 Achsen bestehenden Güterzuge zu zeigen, die sehr günstig verliefen. Der Monat Juli desselben Jahres brachte die Erprobung der Zweikammer-Carpenterbremse der pfälzischen Eisenbahnen auf der lange Gefälle, bis 20‰, aufweisenden badischen Schwarzwaldstrecke. Bei diesen Versuchen erwies sich die Regulierfähigkeit dieser B. als ziemlich mangelhaft. Die ungarischen Staatsbahnen folgten im September und Oktober desselben Jahres mit Versuchen sowohl auf Flachland- als auch Gebirgsstrecken mit 25‰ Gefälle mit der abermals abgeänderten Westinghouse-Schnellbremse, deren Funktionsventil eine ganz neue Bauart aufwies. Ferner war der Probezug mit einer zweiten Leitung, wie bei der Henry-Bremse, für das Fahren im Gefälle ausgerüstet. Die Versuche verliefen günstig.
Weitere Versuche wurden im November 1908 von den preußischen Staatsbahnen mit der Knorr-Bremse ausgeführt. Die Funktionsventile waren derart umgeändert, daß das Ansteigen des Druckes im Bremszylinder nur sehr langsam vor sich gehen konnte. Ferner war am letzten Wagen eine von Hand aus einzuschaltende Streckvorrichtung angebracht. Auf einer Gefällsstrecke von 20‰ bewährte sich diese Einrichtung nicht.
Die Blankenburg-Halberstädter Eisenbahngesellschaft, die für ihren Fahrpark die selbsttätige Vakuumbremse angenommen hat, veranstaltete im Februar 1909 Versuchsfahrten mit einem, einschließlich einer Tenderlokomotive, 1450 t wiegenden, aus 120 Achsen bestehenden und mit der österreichischen Vakuum-Güterzugsschnellbremse ausgerüsteten Zuge. Mit ebenso schweren Zügen (1399∙3 t ausschließlich Lokomotive und Tender) führten die österreichischen Staatsbahnen im April desselben Jahres Versuche durch, die sehr befriedigend ausfielen.
Im Juni 1909 erprobten die ungarischen Staatsbahnen ebenfalls die Westinghouse-Güterzugsbremse an leeren, bis 201 Achsen[49] langen Zügen mit günstigem Erfolg. Weiters führten die preußischen Staatsbahnen im Oktober 1909 dem Unterausschuß auf Flachland- und Gebirgsstrecken Versuche mit der neuerlich abgeänderten Knorr-Bremse vor. Im April 1910 fanden diese Versuche ihre Fortsetzung, wobei auf Flachlandstrecken ein Zug von 201 Achsen vorgeführt wurde. Wenn auch die Versuche auf den Flachlandstrecken entsprachen, so befriedigten sie nicht auf starken Gefällstrecken.
Um in dieser Hinsicht Verbesserungen zu erzielen, wurden im September desselben Jahres neuerliche Versuche vorgenommen, bei denen jeder Bremswagen einen Umstellhahn zur Drosselung der Ausströmung aus dem Bremszylinder erhielt. Doch scheint auch diese Einrichtung nicht völlig entsprochen zu haben, da sie wieder beseitigt und das Funktionsventil einem Umbau unterzogen wird. Mittlerweile wurde auch das Westinghouse-Güterzugsfunktionsventil einer Änderung unterzogen, die jedoch auch noch nicht die endgültige Bauart darstellt. Mit diesen Funktionsventilen fanden im Juli 1911 auf der Fiumaner Strecke der ungarischen Staatsbahnen Versuche statt. Diese zeigten, daß die Westinghouse-Güterzugsbremse ohne die zweite Rohrleitung, unter Zuhilfenahme einer starken Drosselung der Ausströmöffnung ebenso bei sehr geübter und sachkundiger Handhabung für das Fahren auf starken langen Gefällsstrecken arbeitet wie die Knorr-Bremse.
An eine allgemeine Einführung einer durchgehenden selbsttätigen Güterzugsbremse könnte wohl erst dann gedacht werden, wenn alle der technischen Einheit im Eisenbahnwesen angehörigen Staaten Europas ein einheitliches Bremssystem angenommen haben werden. Um dies einzuleiten, trat im Mai 1909 in Bern eine internationale Kommission zusammen, die Bedingungen und ein Programm der Versuche für zu erprobende Güterzugsbremsen aufstellte. Die österreichischen Staatsbahnen dürften die ersten sein, die nach diesem Programm mit einem neuen, aus verschiedenen Wagenarten zusammengesetzten und mit der selbsttätigen Vakuum-Güterzugsschnellbremse ausgerüsteten Zug einer internationalen Kommission vorführen werden.
E. Verbreitung der einzelnen Bremssysteme.
In bezug auf die Verbreitung der einzelnen Systeme durchgehender B. sei bemerkt, daß die Westinghouse-Schnellbremse und die selbsttätige Vakuumbremse bisher die größte Verwendung gefunden haben.
In den einzelnen Staaten sind hauptsächlich folgende Bremssysteme zur Einführung gelangt, u. zw. in:
a) Europa.
1. Deutschland. Sämtliche Staaten benutzen die Westinghouse-Schnellbremse. Die preußischen Staatsbahnen richten einen großen Teil ihrer Fahrbetriebsmittel in der letzten Zeit mit der Knorr-Bremse ein. Die badischen Staatsbahnen verwenden am Schwarzwald die Westinghouse-Henry-Doppelbremse. Die Pfalzbahn und die Eisenbahndirektion Altona besitzen noch Fahrzeuge mit Schleifer-Bremse. Die Blankenburg-Halberstätter Bahn führt für ihre sämtlichen Fahrzeuge die selbsttätige Vakuum-Güterzugschnellbremse ein. Die westfälischen Landesbahnen und auch sehr viele Lokal- und Nebenbahnen benutzen die selbsttätige Vakuumbremse. Auf einigen Seitenlinien der bayerischen Staatsbahnen steht die nicht selbsttätige Vakuumbremse in Anwendung.
2. Österreich. Sämtliche Bahnen bis auf die Kaschau-Oderberger Bahn haben die selbsttätige Vakuumschnellbremse angenommen. Vereinzelt besteht noch die nicht selbsttätige Vakuumbremse. Die Kaschau-Oderberger Bahn und die Direktion für die Linien der österreichisch-ungarischen Staatseisenbahngesellschaft benutzen für die aus und nach Ungarn laufenden Züge die Westinghouse-Schnellbremse.
3. Ungarn. Die ungarischen Staatsbahnen und die Kaschau-Oderberger Bahn haben die Westinghouse-Schnellbremse in Benutzung. Auf den ungarischen Linien der Südbahn wird die nicht selbsttätige durch die selbsttätige Vakuumschnellbremse ersetzt. Die Raab-Ödenburger Bahn und einige Nebenbahnen benutzen die nicht selbsttätige Vakuumbremse, die Arad-Csanader Eisenbahn die selbsttätige Vakuumbremse.
4. Bosnien und Herzegowina. Die bosn.-herzeg. Staatsbahnen verwenden für Personen- und Güterzüge die selbsttätige Vakuumbremse.
5. Belgien. Die belgischen Staatsbahnen haben die Westinghouse-Schnellbremse in Verwendung. Die Fahrbetriebsmittel der verstaatlichten belgischen Zentralbahn sind noch mit der selbsttätigen Vakuumbremse ausgerüstet.
6. Bulgarien. Hier wird die selbsttätige Vakuumbremse angewendet.
7. Dänemark. Die dänischen Staatsbahnen und die meisten Privatbahnen benutzen die selbsttätige Vakuumbremse.[50]
8. England. Die meisten englischen Bahnen verwenden die selbsttätige Vakuumbremse, die Bahnen der Ostküste und Schottlands die Westinghouse-Bremse. Unter diesen sind es hauptsächlich die Great Eastern Railway, North Eastern Railway, Caledonian Railway, North British Railway und die London-Brighton-South-Coast Railway. Die North Eastern Railway führt bei Güterzügen die selbsttätige Vakuumschnellbremse ein. Viele der englischen Bahnen haben eine Anzahl von Lokomotiven mit beiden Bremssystemen ausgerüstet, um die auf ihre Linien übergehenden Züge benachbarter Bahnverwaltungen übernehmen zu können.
9. Frankreich. Alle großen Bahnen verwenden die Westinghouse-Schnellbremse, bis auf eine Anzahl von Nebenbahnen, die die selbsttätige Vakuumbremse benutzen. Die Paris-Lyon-Mediterranée-Bahn verwendet die Westinghouse-Henry-Doppelbremse. Die Bahnverwaltungen Paris-Orléans, Midi und die französischen Staatsbahnen besitzen noch eine größere Zahl von Wagen, die mit der Zweikammer-Wengerbremse ausgerüstet sind. Die französische Nordbahn hat ihre Güterzugslokomotiven und Dienstwagen zum großen Teil noch mit der nicht selbsttätigen Vakuumbremse eingerichtet.
10. Griechenland. Auf den griechischen Bahnen wird die selbsttätige Vakuumbremse angewendet.
11. Italien. In Italien steht die Westinghouse-Bremse in Verwendung. Auf Gebirgsstrecken wird für Lokomotiven und Tender die Henry-Bremse benutzt. Einzelne Lokomotiven der ehemaligen adriatischen Eisenbahn besitzen noch die nicht selbsttätige Vakuumbremse. Die Bahnen auf Sardinien haben die Westinghouse-Bremse eingeführt. Für schmalspurige Bahnen der italienischen Staatsbahnen wurde die selbsttätige Vakuumschnellbremse angenommen.
12. Niederlande. Die niederländischen Hauptbahnen verwenden die Westinghouse-Bremse, einige Neben- und Straßenbahnen die selbsttätige Vakuumbremse.
13. Norwegen. Die normalspurigen Bahnen verwenden die selbsttätige Vakuumbremse. Auf den schmalspurigen steht die Carpenter-Bremse in Verwendung.
14. Portugal. Die selbsttätige Vakuumbremse ist auf allen Bahnen ausschließlich eingeführt.
15. Rumänien. Die rumänischen Staatsbahnen verwenden die Westinghouse-Bremse.
16. Rußland. Hier herrscht die Westinghouse-Bremse vor. Die Warschau-Wiener und Warschau-Bromberger Bahn, die Moskau-Kasan-, die Rjäsan-Uralsk- und einige kleinere Bahnen benutzen die selbsttätige Vakuumbremse. Einzelne andere Bahnen verwenden auch die Schleifer-Bremse.
17. Schweden. Hier ist gleichfalls die selbsttätige Vakuumbremse in Verwendung, bis auf eine Bergwerksbahn, die die Westinghouse-Bremse benutzt.
18. Schweiz. Die Schweizer Hauptbahnen verwenden für die Talstrecken die Westinghouse-Schnellbremse, für die Bergstrecken die Westinghouse-Henry-Doppelbremse. Viele der schmalspurigen Bergbahnen mit Dampf- oder elektrischem Betrieb benutzen die selbsttätige Vakuumbremse, ebenso die Rhätischen Bahnen, jedoch mit Schnellwirkung. Die Berner Oberlandbahnen haben die Klosesche Dampffederkraftbremse in Anwendung, die jedoch durch eine Druckluftbremse ersetzt wird.
19. Serbien. Die serbischen Staatsbahnen benutzen noch die nicht selbsttätige Vakuumbremse. Die Nebenbahnen verwenden die selbsttätige Vakuumbremse.
20. Spanien. Alle größeren Eisenbahnen verwenden die selbsttätige Vakuumbremse. Die Madrid-Saragossa-Alicante-Eisenbahn verwendet neben dieser B. für den Vorortverkehr von Barcelona die Westinghouse-Bremse, die auch die Ferrocarril Central Aragon angenommen hat.
21. Türkei. Alle Bahnen der europäischen Türkei haben die nicht selbsttätige Vakuumbremse in Benutzung. Die orientalischen Bahnen gehen daran, die Westinghouse-Schnellbremse einzuführen.
Übergangswagen der mitteleuropäischen Bahnen werden mit beiden Bremssystemen ausgerüstet.
b) Asien.
In den einzelnen Gebieten sind in Verwendung:
1. in Vorderindien, Japan und Niederländisch-Indien die selbsttätige Vakuumbremse;
2. in Hinterindien die nicht selbsttätige Vakuumbremse;
3. in Rußland die Westinghouse-Bremse.
4. Türkei. Die Bahnen Kleinasiens verwenden zum Teil die nicht selbsttätige, zum Teil die selbsttätige Vakuumbremse. Die Bagdadbahn erhält die Westinghouse-Bremse, die Hedjasbahn die selbsttätige Vakuumbremse.
c) Afrika.
Fast alle afrikanischen Bahnen, einschließlich der deutschen Kolonialbahnen, benutzen die selbsttätige Vakuumbremse.
1. Nordamerika. Hier herrscht ausschließlich die Westinghouse-Bremse. Einige Bahnen benutzen neben der Westinghouse-Bremse die New-York-Air-Brake.
2. Südamerika. Von dem größeren Teil der Bahnen wird die selbsttätige Vakuumbremse, von dem kleineren Teil die Westinghouse-Bremse angewendet.
e) Australien.
Die Staatsbahnen in Australien und einige kleinere Bahnen benutzen die selbsttätige Vakuumbremse. Von anderen Bahnen wird die Westinghouse-Bremse verwendet.
Literatur: Einschlägige Abhandlungen s. Brunner, Schnellzüge und kontinuierliche B., und eine sachbezügliche Studie über die Entgleisung auf der Nordostbahn (20. Juni 1874). Bern 1874. – Continous Brakes, Replies to circular letter of the Board of Trade dated 10the June 1880, addressed to the several Railway Companies in the United Kingdom, with regard to the adoption of Continous Brakes on Railway Trains. London 1880. – Meyer, Der Eisenbahnwagenbau. Berlin 1884. – Congrès international des chemins de fer à Milan. Compte rendu général, Question XII »Freins continus«. Bruxelles 1888. – Bonnin, Freins continus pour chemins de fer. Paris 1888. – Congrès international des chemins de fer. Paris 1889 (elektrische B.). – Heusinger, Handbuch für spezielle Eisenbahntechnik, Bd. II u. III: Der Eisenbahnwagenbau, Leipzig 1870, woselbst auch Angaben über ältere Literatur sich vorfinden; Eis. T. d. G. I. Bd., I. Abschnitt, II. Teil, 1911. – v. Stockert, Das Handbuch des Eisenbahnmaschinenwesens. I. Bd. – Rapaport, Hamulce parowozowe i wagonowe. Krakau 1903. – Beschreibungen der einzelnen Systeme sind den zahlreichen Broschüren der Erfinder, bzw. Vertriebsgesellschaften zu entnehmen. Derartige Veröffentlichungen sind unter anderem erfolgt von Westinghouse, Carpenter, Hardy, Schleifer, Körting, Heberlein, Schmid, Soulerin u.a.m.
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