Die Vakuumbremse ist ein Bremsen-System, das auf Zügen verwendet ist und Mitte der 1860er Jahre eingeführt ist. Eine Variante, das automatische Vakuumbremssystem, ist fast universal in der britischen Zugausrüstung und in Ländern unter Einfluss der britischen Praxis geworden. Vakuumbremsen haben auch eine kurze Periode der Adoption in den USA in erster Linie auf Schmalspurgleisen genossen. Seine Beschränkungen haben es veranlasst, durch Druckluft-Systeme progressiv ersetzt zu werden, die im Vereinigten Königreich von den 1970er Jahren vorwärts anfangen. Das Vakuumbremssystem ist jetzt veraltet; es ist nicht im groß angelegten Gebrauch überall in der Welt, außer in Südafrika, das größtenteils durch Luftbremsen verdrängt ist.

Übersicht

In den frühsten Tagen von Eisenbahnen wurden Züge verlangsamt oder sind die Anwendung manuell angewandter Bremsen auf der Lokomotive und in Bremse-Fahrzeugen durch den Zug, und später durch Dampfmacht-Bremsen auf Lokomotiven kurz vorbeigekommen. Das war klar unbefriedigend, aber die vorhandene Technologie hat keine Verbesserung angeboten. Ein Kettenbremsen-System wurde entwickelt, eine Kette verlangend, überall im Zug verbunden zu werden, aber es war unmöglich, gleiche Bremsen-Anstrengung entlang dem kompletten Zug einzuordnen.

Ein Hauptfortschritt war die Adoption eines Vakuumbremsen-Systems, in dem flexible Pfeifen zwischen allen Fahrzeugen des Zugs verbunden wurden, und Bremsen auf jedem Fahrzeug von der Lokomotive kontrolliert werden konnten. Das frühste Schema war eine einfache Vakuumbremse, in der Vakuum durch die Operation einer Klappe auf der Lokomotive geschaffen wurde; das Vakuum hat Bremse-Kolben auf jedem Fahrzeug angetrieben, und der Grad des Bremsens konnte vergrößert oder vom Fahrer vermindert werden. Vakuum, aber nicht Druckluft, wurde bevorzugt, weil Dampflokomotiven mit Ejektoren ausgerüstet werden können; Venturi-Geräte, die Vakuum ohne bewegende Teile schaffen.

Das einfache Vakuumsystem hatte den Hauptdefekt, dass im Falle einen der Schläuche, die die Fahrzeuge verbinden, die versetzt (durch den Zug zufällig werden, der sich oder durch die unbesonnene Kopplung der Schläuche, oder sonst teilt), die Vakuumbremse auf dem kompletten Zug nutzlos war.

Die automatische Vakuumbremse war entwickelt worden: Es wurde entworfen, um völlig zu gelten, wenn der Zug geteilt wird, oder wenn ein Schlauch versetzt wird, aber die Opposition auf Grund Kosten (besonders durch den LNWR und seinen Vorsitzenden Richard Moon) zur Anprobe des automatischen Typs der Bremse hat gemeint, dass es einen ernsten Unfall an Armagh 1889 genommen hat, bevor Gesetzgebung das automatische System gezwungen hat. Bei diesem Unfall an Armagh wurde ein Teil eines Zugs von der Lokomotive auf einem steilen Anstieg losgemacht und ist davongelaufen, 80 Menschen tötend. Der Zug wurde mit der einfachen Vakuumbremse ausgerüstet, die auf dem getrennten Teil des Zugs nutzlos war. Es war klar, dass, wenn die Fahrzeuge mit einer automatischen dauernden Bremse ausgerüstet worden waren, der Unfall fast sicher nicht geschehen wäre, und die öffentliche Sorge an der Skala des Unfalls Gesetzgebung veranlasst hat, die den Gebrauch einer dauernden automatischen Bremse auf allen Personenzügen beauftragt.

Wie die automatische Vakuumbremse arbeitet

In seiner einfachsten Form besteht die automatische Vakuumbremse aus einer dauernden Pfeife - der Zugpfeife - überall in der Länge des Zugs laufend. Im normalen Laufen eines teilweisen Vakuums wird in der Zugpfeife aufrechterhalten, und die Bremsen werden veröffentlicht. Wenn Luft auf die Zugpfeife, die Luftdruck-Taten gegen Kolben in Zylindern in jedem Fahrzeug zugelassen wird. Ein Vakuum wird auf dem anderen Gesicht der Kolben gestützt, so dass eine Nettokraft angewandt wird. Eine mechanische Verbindung übersendet diese Kraft, um Schuhe zu bremsen, die den Schritten der Räder folgen.

Die Ausstattungen, um das zu erreichen, sind:

• eine Zugpfeife: Eine Stahlpfeife, die die Länge jedes Fahrzeugs, mit flexiblen Vakuumschläuchen an jedem Ende der Fahrzeuge, und verbunden zwischen angrenzenden Fahrzeugen führt; am Ende des Zugs wird der Endschlauch auf einem luftdichten Stecker gesetzt;
• ein Ejektor auf der Lokomotive, um Vakuum in der Zugpfeife zu schaffen;
• Steuerungen für den Fahrer, um den Ejektor in die Handlung zu bringen, und Luft zur Zugpfeife zuzulassen; diese können getrennte Steuerungen oder eine vereinigte Bremse-Klappe sein;
• ein Bremse-Zylinder auf jedem Fahrzeug, das einen Kolben enthält, der durch die Takelage mit den Bremse-Schuhen auf dem Fahrzeug verbunden ist; und
• ein Vakuum (Druck) Maß auf der Lokomotive, um zum Fahrer den Grad des Vakuums in der Zugpfeife anzuzeigen.

Der Bremse-Zylinder wird in einer größeren Unterkunft enthalten — das gibt eine Reserve des Vakuums, weil der Kolben funktioniert. Der Zylinder schaukelt sich ein bisschen in der Operation, um Anordnung mit den Bremsgestänge-Kurbeln aufrechtzuerhalten, so wird es in Drehzapfen-Lagern unterstützt, und die Vakuumpfeife-Verbindung dazu flexibel ist. Der Kolben im Bremse-Zylinder hat einen flexiblen Kolbenring, der Luft erlaubt, vom oberen Teil des Zylinders zum niedrigeren Teil nötigenfalls zu gehen.

Als die Fahrzeuge beruhigt gewesen sind, so dass die Bremse nicht beladen wird, werden die Bremse-Kolben auf ihre niedrigere Position ohne ein Druck-Differenzial gefallen sein (weil Luft langsam in den oberen Teil des Zylinders geleckt haben wird, das Vakuum zerstörend).

Wenn eine Lokomotive mit den Fahrzeugen verbunden wird, bewegt der Fahrer die Bremse-Kontrolle zur "Ausgabe"-Position, und Luft wird von der Zugpfeife erschöpft, ein teilweises Vakuum schaffend. Die Luft im oberen Teil der Bremse-Zylinder wird auch von der Zugpfeife durch eine Nichtrückklappe erschöpft.

Wenn der Fahrer jetzt seine Kontrolle zur "Bremse"-Position bewegt, wird Luft auf die Zugpfeife zugelassen. Gemäß der Manipulation des Fahrers der Kontrolle werden einige oder das ganze Vakuum im Prozess zerstört. Die Ball-Klappe-Enden und es geben einen höheren Luftdruck unter den Bremse-Kolben als obengenannt es, und das Druck-Differenzial zwingt den Kolben aufwärts, die Bremsen anwendend. Der Fahrer kann den Betrag kontrollieren, Anstrengung zu bremsen, indem er mehr oder weniger Luft zur Zugpfeife zulässt.

Praktische Rücksichten

Die automatische Vakuumbremse, wie beschrieben vertreten, ein beträchtlicher technischer Fortschritt im Zugbremsen. In der Praxis hatten Dampflokomotiven zwei Ejektoren, einen kleinen Ejektor, um Zwecke zu führen (um Luft zu erschöpfen, die in die Zugpfeife geleckt hatte), und ein großer Ejektor, um Bremse-Anwendungen zu veröffentlichen. Später sollte Große Westeisenbahnpraxis eine Vakuumpumpe statt des kleinen Ejektors verwenden.

Die Bremse-Klappe des Fahrers wurde gewöhnlich mit der Dampfbremse-Kontrolle auf der Lokomotive verbunden.

Ausgabe-Klappen werden auf den Bremse-Zylindern zur Verfügung gestellt; wenn bedient, gewöhnlich durch das manuelle Ziehen einer Schnur in der Nähe vom Zylinder, wird Luft auf den oberen Teil des Bremse-Zylinders auf diesem Fahrzeug zugelassen. Das ist notwendig, um die Bremse auf einem Fahrzeug zu veröffentlichen, das von einem Zug ausgeschaltet worden ist und jetzt verlangt, um bewegt zu werden, ohne eine Bremse-Verbindung zu einer anderen Lokomotive zum Beispiel zu haben, wenn es beiseite geschoben werden soll.

Im Vereinigten Königreich haben die pre-nationalisation Eisenbahngesellschaften um Systeme standardisiert, die auf einem Vakuum von 21 Zoll Quecksilber (533.4 Torr) mit Ausnahme von der Großen Westeisenbahn funktionieren, die 25 Zoll Quecksilber (635 Torr) verwendet hat. Ein absolutes Vakuum ist ungefähr 30 Zoll Quecksilber (760 Torr) abhängig von atmosphärischen Bedingungen.

Dieser Unterschied in Standards konnte Probleme auf der langen Entfernung Geländedienstleistungen verursachen, als eine GWR Lokomotive durch den Motor einer anderen Gesellschaft ersetzt wurde, weil der große Ejektor des neuen Motors manchmal nicht im Stande sein würde, die Bremsen auf dem Zug völlig zu veröffentlichen. In diesem Fall würden die Ausgabe-Klappen auf jedem Fahrzeug im Zug mit der Hand veröffentlicht werden müssen. Dieser zeitaufwendige Prozess wurde ziemlich oft an großen GWR Stationen wie Bristoler Tempel-Weiden gesehen.

Die Bestimmung einer Zugpfeife, die überall im Zug läuft, hat der automatischen Vakuumbremse ermöglicht, im Notfall von jeder Position im Zug bedient zu werden. Die Abteilung jedes Wächters hatte eine Bremse-Klappe, und der Personennachrichtenapparat (gewöhnlich genannt "die Nachrichtenschnur" darin legen Fachsprache) auch die zugelassene Luft in die Zugpfeife am Ende so ausgestatteter Reisebusse.

Wenn eine Lokomotive zuerst mit einem Zug verbunden wird, oder wenn ein Fahrzeug losgemacht oder hinzugefügt wird, wird ein Bremse-Kontinuitätstest ausgeführt, um sicherzustellen, dass die Bremse-Pfeifen überall in der kompletten Länge des Zugs verbunden werden.

Beschränkungen

Der Fortschritt, der durch die automatische Vakuumbremse dennoch vertreten ist, hat einige Beschränkungen getragen; der Chef unter diesen war:

• die praktische Grenze auf dem Grad des erreichbaren Vakuums bedeutet, dass ein sehr großer Bremse-Kolben und Zylinder erforderlich sind, die auf den Bremse-Blöcken notwendige Kraft zu erzeugen; als ein Verhältnis der britischen gewöhnlichen Wagen-Flotte mit Vakuumbremsen in den 1950er Jahren ausgerüstet wurde, haben die physischen Dimensionen des Bremse-Zylinders die Wagen davon abgehalten, in einigen privaten Rangiergleisen zu funktionieren, die dichte Abfertigungen hatten;
• aus demselben Grund, auf einem sehr langen Zug, wie man zulassen muss, macht ein beträchtliches Volumen von Luft auf die Zugpfeife eine volle Bremse-Anwendung, und ein beträchtliches Volumen muss erschöpft werden, um die Bremse zu veröffentlichen (wenn zum Beispiel ein Signal an der Gefahr plötzlich gesenkt wird und der Fahrer verlangt, um Geschwindigkeit fortzusetzen); während die Luft entlang der Zugpfeife reist, haben die Bremse-Kolben an der Spitze des Zugs auf die Bremse-Anwendung oder Ausgabe geantwortet, aber diejenigen am Schwanz werden viel später antworten, zu unerwünschten Längskräften im Zug führend. In äußersten Fällen hat das zu brechenden Kopplungen und dem Veranlassen den Zug geführt sich zu teilen.
• die Existenz des Vakuums in der Zugpfeife kann Schutt veranlassen, eingesaugt zu werden. Ein Unfall hat in der Nähe von Ilford in den 1950er Jahren wegen der unzulänglichen Bremsen-Anstrengung im Zug stattgefunden. Eine gerollte Zeitung wurde in der Zugpfeife entdeckt, effektiv das Hinterteil des Zugs von der Kontrolle des Fahrers isolierend. Die Verstopfung sollte entdeckt worden sein, wenn ein richtiger Bremse-Kontinuitätstest ausgeführt worden war, bevor der Zug seine Reise angefangen hat.

Eine Entwicklung eingeführt war in den 1950er Jahren die direkte Aufnahme-Klappe, die an jeden Bremse-Zylinder geeignet ist. Diese Klappen haben auf einen Anstieg des Zugpfeife-Drucks geantwortet, weil die Bremse angewandt wurde, und atmosphärische Luft direkt zur Unterseite des Bremse-Zylinders zugelassen hat.

Amerikanische und kontinentale europäische Praxis hatte lange Druckluft-Bremssysteme, das Hauptmuster bevorzugt, das ein Eigentumssystem von Westinghouse ist. Das hat mehrere Vorteile, einschließlich kleinerer Bremse-Zylinder (weil höherer Luftdruck verwendet werden konnte), und eine etwas mehr antwortende Bremsen-Anstrengung. Jedoch verlangt das System eine Luftpumpe. Auf Dampfmaschinen war das gewöhnlich eine sich revanchierende Dampfpumpe, die ziemlich umfangreich war. Seine kennzeichnende Gestalt und der charakteristische paffende Ton, wenn die Bremse veröffentlicht wird (weil muss die Zugpfeife mit Luft wieder geladen werden), machen Dampflokomotiven ausgerüstet mit der unmissverständlichen Bremse von Westinghouse.

Im Vereinigten Königreich, der Großen Osteisenbahn, der Nordosteisenbahn, London haben Brighton und Südküste-Eisenbahn und die kaledonische Eisenbahn das System von Westinghouse angenommen. Es war auch auf der Insel des Kreatur-Schiene-Systems normal. Das hat zu Vereinbarkeitsproblemen im wert seienden Verkehr mit anderen Linien geführt. Es war möglich, durch Pfeifen für das an jedes besondere Fahrzeug nicht geeignete Bremsen-System zur Verfügung zu stellen, so dass es in einem Zug mit dem "anderen" System laufen konnte, durch die Kontrolle der taillierten Fahrzeuge dahinter, aber ohne Bremsen der Anstrengung seines eigenen erlaubend.

Doppelbremsen

Fahrzeuge können mit Doppelbremsen, Vakuum und Luft ausgerüstet werden, vorausgesetzt, dass es Zimmer gibt, um die kopierte Ausrüstung zu passen. Es ist viel leichter, eine Art der Bremse mit einer Pfeife für die Kontinuität vom anderen auszurüsten. Zugmannschaft muss sich Notiz machen, dass die falsch-taillierten Wagen zur Bremsen-Anstrengung nicht beitragen und auf unten Rängen in Betracht ziehen, um zu passen. Viele der früheren Klassen der auf britischen Eisenbahnen verwendeten Diesellokomotive wurden mit Dualsystemen ausgerüstet, um vollen Gebrauch des rollenden Lagers von BR zu ermöglichen, das von den privaten Gesellschaften geerbt ist, die verschiedene Systeme hatten, abhängig von der Gesellschaft das Lager daraus entstanden ist.

Luftbremsen brauchen einen Klaps, um den Schlauch an den Enden des Zugs zu siegeln. Wenn diese Klapse falsch geschlossen werden, kann ein Verlust der Bremse-Kraft vorkommen, zu einem gefährlichen Ausreißer führend. Mit Vakuumbremsen kann das Ende des Schlauchs in einen Pfropfen eingesteckt werden, der den Schlauch durch das Ansaugen siegelt. Es ist viel härter, die Schlauch-Pfeife im Vergleich zu Luftbremsen zu blockieren.

Zwillingspfeife-Systeme

Vakuumbremsen können in einer Zwillingspfeife-Weise bedient werden, um Anwendungen und Ausgabe zu beschleunigen.

Heutiger Gebrauch von Vakuumbremsen

Heutige größte Maschinenbediener von mit Vakuumbremsen ausgestatteten Zügen sind die Eisenbahnen Indiens und Spoornet (Südafrika), jedoch gibt es auch Züge mit Luftbremsen und Doppelbremsen im Gebrauch. Südafrikanische Eisenbahnen (Spoornet) bedienen mehr als 1 000 elektrische vielfache Einheitsautos, die mit zusammengepressten Bremsen von Luft ausgerüstet werden. Das Electro-Vakuumsystem verwendet eine Zugpfeife und grundlegendes automatisches Vakuumbremssystem, mit der Hinzufügung der elektrisch kontrollierten Anwendung und Ausgabe-Klappen in jedem Fahrzeug. Die Anwendung und Ausgabe-Klappen vergrößern außerordentlich die Rate der Zugpfeife-Vakuumzerstörung und Entwicklung. Das vergrößert abwechselnd außerordentlich die Geschwindigkeit der Bremse-Anwendung und Ausgabe. Die Leistung von Electro-Vakuumbremsen auf SAR EMUs ist electro-pneumatischem gebremstem EMUS eines ähnlichen Alters gleichwertig.

Wie man

glaubt, setzen andere afrikanische Eisenbahnen fort, die Vakuumbremse zu verwenden. Andere Maschinenbediener von Vakuumbremsen sind Schmalspureisenbahnen in Mitteleuropa, von denen die größte die Rhaetian Eisenbahn ist.

Vakuumbremsen sind auf dem Nationalen Schiene-System im Vereinigten Königreich völlig ersetzt worden, obwohl sie noch im Gebrauch auf den meisten Erbe-Eisenbahnen sind. Sie sollen auch auf einer Zahl (obwohl zunehmend weniger) Hauptanschluss-Weinlese spezielle Züge gefunden werden.

Iarnród Éireann (der nationale Schiene-Maschinenbediener in der Republik Irland) hat vakuumgebremstes britisches Eisenbahn-2-Zeichen-Lager auf Personenzügen bis zum Ende des Märzes 2008 geführt und operiert noch vakuumgebremste Einnahmenfracht (mindestens im Fall vom Erzverkehr von Tara Mines).

Die Insel der Mann-Eisenbahn, die eine Dampfeisenbahn bedient hauptsächlich mit einer Mischung von hauptsächlich Beyer Peacock 2-4-0 Zisternen und ein Synchronisieren 0-6-0 (und ein Diesellager) ganz ist, bedient das Vakuumbremse-System, das an sein ganzes Trainieren und Wagen-Lager geeignet wird.

Siehe auch

• Bremse (Eisenbahn)
• Vacuum Brake Company
• Vakuum von Eames bremst
• Britische Transportkommission, London (1957:142). Handbuch für die Eisenbahndampflokomotive Enginemen.