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Verteiler an Drucklüftbremsen für Fahrzeuge, insbesondere für Eisenbahnwagen.
Gegenstand der Erfindung ist ein V (rtcil (r an Druckluftbremsen für Fahrzeuge, bei welchem dfr Vertikrkolben zwischen einer isolierten Kammer und einer mit der Hauptleitung kommunizierenden Kammer angeordnet ist. Das wesentliche Kennzeichen des neuen Verteilers besteht darin, dass ein zweiter Kolben mit kleinerer Fläche im Innern des Verteilerkolbens axial verschiebbar angeordnet ist, der an seiner Unterseite unter Atmosphärenpressung steht und mit seiner Spindel auf einen Hebel wirkt, dessen Übersetzungsverhältnis unter dem Einfluss des Wagenladegewichtes oder des Betriebsdruckes veränderbar ist und der seinerseits das Verteilerorgan der mit dem Hilfsbehälter in ständiger Verbindung stehenden Kammer betätigt.
Der Verteiler umfasst gemäss der Zeichnung ein Gehäuse 1, in welchem der Verteilerkolben : und der Ausgleichskolben 3 spielt, die ihre Kräfte auf einen um die verschiebbare Achse 5 schwingenden Hebel 4 übertragen. Der Kolben 2 spielt in der Kammer 6, die ständig durch die Kanäle 7 und 8 in Verbindung mit der Hauptleitung steht. Die hohle Spindel 9 ragt abgedichtet aus der Kammer 6 heraus. Im Zentrum des Kolbens 2 ist der Unterbrecherkolben 10 angeordnet, dessen Spindel 77 die des Kolbens 2
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Kolben 2 ist durch eine Nut 13 mit der Atmosphäre in Verbindung. Oberhalb der Kolben 2 und 10 ist ein Diaphragma 14 angeordnet, das die Kammer 6 und den Raum'12 hermetisch vom grossen Raum 15 abschliesst.
Die Feder 16 presst den Kolben 2 gegen das Diaphragma 14.
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und 20 ständig mit der Hauptleitung in Verbindung ist. Das Diaphragma 17 weist eine Bohrung 21 auf, die normal durch die Spitze 22 der abgedichtet aus dem Gehäuse 1 ragenden Spindel 23 verschlossen ist. Die Feder 25 und der Bund 26 halten die Spindel 23 in einer ganz bestimmten Lage. Ein Griff 24 dient zur Betätigung der Spindel 23.
Der Ausgleichskolben 3 trennt die Kammer 28 von der Atmosphäre und die Spindel 27 dieses Kolbens stÜtzt sich gegen den Hebel 4. Der Kolben 3 weist eine zentrale Bohrung auf, die durch das Ausströmventil 30 bei entsprechender Stellung des Kolbens geschlossen werden kann.
Diese Bohrung und der Kanal 29 können daher die Kammer 28 28 mit der Atmosphäre in Verbindung bringen. Das Ausströmventil 30 ist mit dem Einlassventil 31 aus einem Stück, das die Verbindung der Kammern 32 und 28 absperrt, wobei die Kammer 32 ständig an den Hilfsbehältcr angeschlossen und mit der Kammer 6 und demzufolge mit der Hauptleitung durch die Leitung 34 und das Kugelventil 33 verbunden ist.
Zwischen der Kammer 28 und der ständig mit dem Bremszylindcr verbundenen Kammer 36 ist das Ventil 35 vorgesehen, das mit dem Kolben 39 fest verbunden ist, der eine Bohrung'40 aufweist. Eine Feder 41 hält das Ventil 35 normal offen. Der Raum unterhalb des Kolbens 39 ist mit dem Kanal 42 in Verbindung, dessen Ventil 43 in seiner Schliessstellung die Luft des Bremszylinders am Ausströmen hindert.
Der Stössel 44 des Ventils 43 kann durch den Hebel 45 gehoben werden, der durch die Feder 46 oder das Gegengewicht 47 nach abwärts bewegt wird. Dieser um die Festpunkt 52 und 53 drehbare Hebel trägt bei 480 angelenkt die Schubstange 48, die ihrerseits den Bremsklotz 49 und die Stange 51 trägt, welch letztere durch Vermittlung des Bremsgestänges unter dem Einfluss des Bremszylinders den Klotz 49 gegen das Rad 50 presst.
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Die Spindel 54 ruht auf dem Lagergehäuse 55 auf und trägt das Ende 56 des Hebels 57, der um den Festpunkt 58 schwingt. Das Ende 59 des Hebels 57 ist leichtr als das Ende 56 und wird durch die Stellschraube 60 gehalten, die am Ende 61 des Kniehebels 62 vorgesehen ist, dessen anderes Ende 63 das die Achse 5 des Hebels 4 tragende Gleitstück 64 hält.
Die Verschiebung des Gleitstückes 64 ist gegen rechts durch die Schraube 65 begrenzt. Bei Fahrzeugen mit grosser Geschwindigkeit ist das Gleitstück 64 mit dem Kolben 66 durch die Spindel 67 verbunden. Auf der linken Seite des Kolbens 66 wirkt Atmosphärendruck und die Feder 68, während der Raum 69 zur Rechten durch den Kanal 70 entweder mit der Hauptleitung oder mit dem Hilfsbehälter oder dem Hauptbehälter 15 verbunden ist. Die Feder 68 hält den Kolben 66 am Ende seines Rechtsganges.
Vom Kanal 8 nimmt der Kanal 71 seinen Ausgang und von diesem führt eine Abzweigung 72 zur Kammer 73 oberhalb des Kolbens 74. Die Spindel 76 des Kolbens tritt durch die Scheidewand der Kammer 75 hindurch und ihr als Ventil ausgebildetes Ende 77 unterbricht die Verbindung zwischen dem Kanal 71 und dem in die Atmosphäre oder zum Bremszylinder führenden Kanal 78. Der Kolben 74 wird durch die Feder 79 nach abwärts gedrückt. In die Spindel ist ein Ventil 80 eingebaut, das die Verbindung zwischen den Kammern 73 und 75 sperrt. Dieses Ventil 80 ist aus einem Stück mit dem Kolben 81, der im Kanal 82 spielt und ein ? n Konus 85 trägt, der mit kleinem seitlichen Spiel in den Raum 86 ragt. Der Kanal 82 ist durch die Öffnung 83 mit dem Kanal 71 verbunden.
Der Verteiler wirkt in folgender Weise : Die komprimierte Luft der Hauptleitungen dringt durch die Kanäle 8 und 7 in die Kammer 6 ein, von da durch den Kanal 34 nach Heben der Kugel 33 in die Kammer 32 und weiter in den Hilfsbehälter. Anderseits strömt die komprimierte Luft durch den Kanal 20 und die Nut 19 in den Raum 18, hebt das Diaphragma 17 und füllt durch die Bohrung 21 den Raum 15.
Nun ist der Verteiler bereit, in Wirksamkeit zu treten. Vermindert man den Druck in der Hauptleitung und demgemäss in der Kammer 18, so wird das Diaphragma 17 durch den Überdruck der Kammer 15 gegen die Spitze 22 gepresst, wodurch eine vollständige Abdichtung an dieser Stelle erzielt wird. Die nunmehr bestehende Druckdifferenz zwischen dem Raum 15 und der Kammer 6 bewirkt, dass die Kolben 2 und 10 nach abwärts gehen und durch Vermittlung der Spindel 11 auf den Hebel 4 so einwirken, dass das rechte Ende des Hebels fällt, das linke aufsteigt. Dieses Ende hebt den Ausgleichskolben 3, der jede Verbindung des Bremszylinders mit der Atmosphäre unterbricht, indem er sich gegen den Ventilkegel 30 legt.
Das Ventil 31 wird dadurch gehoben und die komprimierte Luft des Hilfsreservoirs dringt in die Kammer 28 und gelangt durch das Ventil 35 und die Leitung 36 in den Bremszylinder.
Sobald die im Bremszylinder und in der Kammer 28 auf den Kolben 3 ausgeübte. Pressung die durch die Kolben 2 und 10 und den Hebel 4 ausgeübte Pressung übersteigt, kippt die ganze Anordnung in eine neue Gleichgewichtslage, in der die Ventile 30 und 31 beide geschlossen sind.
Jede neue Depression in der Hauptleitung bringt analoge Wirkungen hervor, bis die auf den Kolben 3 wirkende Kraft jener das Gleichgewicht hält, die durch die Pressung in der Kammer 15 auf den Unterbrecherkolben 10 ausgeübt wird, dessen Unterseite mit der Atmosphäre in Verbindung steht. In diesem Moment wird der Kolben 3 nach aufwärts gestossen, bis das gegen seinen Sitz anliegende Ventil 31 endgültig jede Verbindung zwischen dem Hilfsreservoir und dem Bremszylinder selbst unterbricht, selbst wenn sich der Unterdruck in der Hauptleitung geltend macht.
Die auf die Kolben 2 und 10 ausgeübte Kraft hängt nur von den Druckschwankungen in der Hauptleitung ab, die vom Hebel 4 auf den Ausgleichskolben 3 übertragene Kraft hingegen von der Lage der Achse des Hebels 4. Die Pressung im Bremszylinderist daher abhängig von der Lage der Achse 5 und wird um so grösser sein, je mehr diese Achse gegen links zu liegen kommt. Die äusserste Rechtslage entspricht
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Die Verschiebung des Gleitstüekes wird durch die Deformation der Feder 550 beeinflusst.
Wird der Wagen beladen, so plattet sich die Feder 550 ab und die Spindel 54 hebt das rechte Ende des Hebels 56, während der Winkelhebel 62 unter dem Einfluss der Belastung seines Armes 61 po verschwenkt wird, dass sein Arm 63 mit seinem Ende das Gleitstück 61 und damit die Achse 5 nach links zieht.
Vermindert sich die Belastung des Wagens, dann bewirkt das Ende 56 des Hebels 57, dessen Gewicht die Oberhand behält, dass das Gleitstück nach rechts zurückgleitet. Diese Bewegungen sind nur möglich, wenn nicht gebremst wird, denn sobald die Bremse in Tätigkeit tritt, wird das Gleitstück 64 durch die anliegenden Kolben 2, 10 und 3 fest gegen das Gehäuse 1 gepresst und in seiner Lage fixiert.
Auf diese Weise werden Schwankungen der Bremskräfte vermieden, die im Gefolge von Oszillationen der Aufhängefeder, verursacht durch Stösse der Fahrbahn, auftreten könnten. Die Schraube-65 ermöglicht es, die Verschiebung des Gleitstückes nach rechts zu begrenzen und die Bremskraft entsprechend den Grenzen zu regeln, welche durch die Maximallast und das Wagengewicht gegeben sind. Die Schraube 60 dient zur Regelung bei Montierung der Einrichtung und um die Deformationen der Aufhängefeder und anderer Teile auszugleichen.
Steigert man die Pressung in der Hauptleitung und demgemäss in der Kammer 6, so wird der auf die Kolben 2 und 10 ausgeübte Druck geringer und gestattet dem Ausgleiehskolben, herunterzugehen und das Ventil 30 zu öffnen. Die Luft des Bremszylinder entweicht durch den Kanal 29, bis sich wieder
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ein neuer Gleichgewichtszustand hergestellt hat. Weitere Steigerung01 der Pressung werden identische
Kräfte auslösen, bis zu dem Momente, wo die Pressung ihren Anfangswert erreicht hat und die Organe wieder jene Lagen einnehmen, die in der Zeichnung dargestellt sind. Der Bremszylinder ist dann wieder vollständig leer.
Das Auslösen der Bremsen kann auf eine andere Weise bewirkt werden : Man zieht den Handgriff 24, so dass der Konus 22 die Öffnung des Diaphragmas. ? 7 freigibt und die Pressung im Raum 15 rasch denselben Wert erreicht, wie in der Hauptleitung. Da nun jede Kraftäussuung auf die Kolben 2 und 10 unterdrückt ist, so kann die Bremse als ausgelöst gelten.
Wird das Fahrzeug einem Zug mit grosser Geschwindigkeit einverleibt der Hoehdrnckbremsen aufweist, so stosst die hohe Pressung den Kolben 66 nach links, während die Feder 68 nur die Pressungen ausgleichen kann, die bei gewöhnlichen Zügen auftreten. Die Gleitschiene 64 geht daher in die äusserste Linkslage und löst die grösstmögliche Bremskraft aus.
Würde bei abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit diese Bremskraft aufrechterhalten, so hätte dies ein Bremsen der Räder zur Folge. Um das zu vermeiden, überträgt der Bremsklotz 49 seine Tangentialkraft auf den Hebel 45, der dank seiner Aufhängung in den beiden Punkten 52 und 53 sich stets im selben Sinne verschieben wird, mag das Rad in der einen oder anderen Richtung umlaufen, wofern nur die Kraft der Feder 46 und des Gegengewichtes 47 überwunden ist, d. h., sobald der Reibungskoeffizient des Bremsklotzes gegenüber dem Rad einen solchen Wert annimmt, dass das Festbremsen des Rades droht. In diesem Moment hebt der Hebel 45 das Ventil 43 und lässt die Luft aus der Leitung 42 und demzufolge aus dem Bremszylinder nach aussen Entweichen.
Dieses Ausströmen von Luft bewirkt eine Druckdifferenz bezüglich der beiden Flächen des Kolbens 39, der dadurch nach abwärts gezogen wird. Das Ventil 35 legt sich gegen seinen Sitz und unterbricht jede Verbindung zwischen dem Hilfsbehälter und dem Bremszylinder. Dieser wird sich daher fortschreitend durch das Ventil 43 entleeren, so dass die Bremskraft so lange abnimmt, bis die Tangentialkraft des Klotzes 49 die Spannung der Feder 46 oder des Gegengewichtes 47 nicht mehr überwinden kann.
Ist der Wagen in einen gewöhnlichen Zug gekuppelt, so nimmt der Kolben 66 unter der Einwirkung der Feder 68 seine Anfangsstellung wieder ein und die Wirkungsweise ist die bereits vorstehend beschriebene.
Die Wirkung des Beschleunigers soll wie folgt beschrieben werden : Die Pressluft der Leitung dringt durch die Kanäle 8, 11 und 72 in die Kammer 73 und von da infolge des Fehlens einer vollständigen Dichtung in die Kammer 75. Bei langsamer Druckabnahme in der Leitung entspannt sich die Luft in der Kammer 75 nach und nach und der Druckausgleich zwischen den Kammern 73 und 75 stellt sich infolge des bereits erwähnten Fehlens einer Abdichtung ein. Bei plötzlicher Druckminderung wird die in der Kammer 75 sich entspannende Luft den Kolben 74 heben, das Ventil 77 öffnen und die Luft aus der Hauptleitung nach aussen oder durch die Leitung 78 in den Bremszylinder entweichen lassen.
Sobald der Kolben 74 gegen den Boden der Kammer 73 stösst, springt das Ventil 80 infolge der Trägheit von seinem Sitz und der Druckausgleich zwischen den Kammern 73 und 75 vollzieht sich durch den Kanal 84 hindurch, was ein Herabsinken des Kolbens 74 unter der Federwirkung 79 zur Folge hat.
Das Ventil 80 kann seine Schliessstellung nicht einnehmen, bevor nicht der Kolben 74 infolge der augenblicklich in der Kammer 75 und im Raum 86 unter dem Konus 85 herrschenden Überpresung ganz nach abwärts gegangen ist.
Sobald das Ventil 77 auf seinem Sitz aufruht, hört die Druckminderung in der Leitung auf und der Beschleuniger ist zu neuerlicher Wirksamkeit bereit. Der Kanal 72 kann auch fortfallen. Dann sind das Ventil 85 und seine Spindel mit einem Kanal versehen, der eine Verbindung der Kammer 73 mit dem Raum 82 und demzufolge mit dem Kanal 11 herstellt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verteiler an Druckluftbremsen für Fahrzeuge, insbesondere für Eisenbahnwagen, bei welchem der Verteilerkolben zwischen einer isolierten Kammer und einer mit der Hauptleitung kommunizierenden Kammer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kolben (10) mit kleinerer Fläche im Inneren des Verteilerkolbens (2) axial verschiebbar angeordnet ist, der an seiner Unterseite unter Atmosphärenpressung steht und mit seiner Spindel (11) auf einen Hebel (4) wirkt, dessen übersetzung- verhältnis unter dem Einfluss des Wagenladegewichtes oder des Betriebsdruckes veränderbar ist und der seinerseits das Verteilerorgan (31) der mit dem Hilfsbehälter in ständiger Verbindung stehenden Kammer (32) betätigt.