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Einrichtung zum Regeln des Bremsdruckes bei Eisenbahnfahrzeugen.
Es ist bekannt, dass der Reibungswert zwischen Fahrzeugrad und Bremsklotz (Bremsklötzen) und damit die hemmende Kraft für das Bremsen (Klotzdruek mal Reibungswert) mit zunehmender
Geschwindigkeit der Fahrzeuge sinkt. Es sind daher bei hohen Geschwindigkeiten der Fahrzeuge die
Bremswege sehr lang.
Wenn man nun zum Zwecke der Erreichung annehmbarer, d. h. kurzer Bremswege den Druck der Bremsklötze auf das Fahrzeugrad, z. B. durch Einfügung eines zweiten Bremszylinders, erhöht, so wird dadurch zwar ein kürzerer Bremsweg erreicht, es wird aber bei abnehmender Geschwindigkeit infolge des steigenden Reibungswertes die hemmende Bremskraft zu gross. Dies führt schliesslich dazu, dass die Fahrzeugräder zum Schleifen kommen. Durch das Schleifen der Räder auf den Schienen aber wird die bezweckt Verkleinerung der Bremswege zum Teil wieder aufgehoben. Überdies bekommen die Fahrzeugräder die gefürchteten Flachstellen.
Es wurde daher schon vorgeschlagen, den mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit zunehmenden Reibungswert zwischen Fahrzeugrad und Bremsklotz dazu heranzuziehen, um den im Bremszylinder herrschenden Druck durch Ablassen von Druckluft so zu vermindern, dass ein Blockieren der Fahrzeugräder verhindert wird.
Eine derartige Einrichtung wirkt aber nicht mit voller Sicherheit, da der Reibungswert zwischen Rad und Bremsklotz sehr vom Zustand der Radreifen, der Bremsklötze und der Schienen abhängt.
Die Nachteile der bekannten Einrichtungen werden nun erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass die mit der Fahrzeuggeschwindigkeit sich gegensinnig ändernde Reibung von durch den Bremszylinderdruck gegen die Radachse (einen mit ihr umlaufenden Teil) gepressten besonderen Reibklötzen zum Regeln des Bremsdruckes, z. B. durch Steuerung eines Bremszylinderauslassventils, benutzt wird.
Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass auf der Radachse oder einem mit ihr umlaufenden Teil ein Gehäuse lose aufgesetzt ist, in dem Reibklötze oder Stempel, die unter Bremszylinderdruck stehen, zu und von der Radachse verschiebbar gelagert sind, wobei das Gehäuse durch ein Gestänge unter Zwischenschaltung z. B. einer Feder mit einem Luftauslassventil verbunden ist. Die Feder ist dabei durch an den Enden mit ihr zusammenwirkende Federteller zwischen zwei Widerlager so eingespannt, dass sie in jeder Bewegungsrichtung zusammengedrückt werden kann. Wird das Fahrzeug bei hoher Fahrgeschwindigkeit gebremst, so werden die Reibklötze oder Stempel mit dem gleichen Druck beaufschlagt, der in dem Bremszylinder herrscht.
Da bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit der Reibungswert zwischen der Radachse und den Reibklötzen oder Stempeln gering ist, genügt das durch die letzteren auf das Gehäuse übertragene Drehmoment der Welle noch nicht, die Federkraft zu überwinden. Mit geringer werdender Fahrzeuggeschwindigkeit jedoch wächst der Reibungswert. damit auch das Drehmoment, welches auf das Gehäuse im Sinne der Drehrichtung der Welle einwirkt, so dass schliesslich die Spannung der Feder überwunden (die Feder zusammengedrückt) wird und das Druckluftauslassventil geöffnet wird. Dadurch wird der Bremszylinderdruek vermindert. Diese Verminderung des Bremszylinderdruckes bewirkt nicht nur eine Verminderung des Druckes der Brems- ldötze auf die Radreifen, sondern auch ein Nachlassen des Druckes der Reibklötze oder Stempel im Gehäuse.
Durch diese Druckverminderung wird auch das Drehmoment des Gehäuses vermindert, bis die Feder dieses Drehmoment überwindet und das Ventil geschlossen wird. Diese Vorgänge, nämlich das Öffnen und Schliessen des Ventils, vollziehen sich in ganz kurzen Zeitintervallen. Nunmehr beginnt das Spiel des Gehäuses von neuem, bis das Fahrzeug stillsteht.
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Es sind zwar bereits Bremsdruckregler bekannt geworden, die auf der Fahrzeugachse angeordnet sind. Bei diesen bekannten Anordnungen wird jedoch die lebendige Kraft eines mit der Brems-bzw.
Wagenachse umlaufenden Schwungringes erst dann zur Verstellwirkung auf die Entlüfteinrichtung des Bremszylinders gebracht, wenn die Fahrzeugräder zu schleifen begonnen haben. Diesen Anordnungen gegenüber hat die Einrichtung gemäss der Erfindung den Vorteil, dass sie ein Schleifen der Räder bei gehöriger Einstellung der Gegenkraft (der vorgespannten Feder) sicher zu verhindern vermag.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch den Bremsdruckregler normal zur Fahrzeugachse. Die Fig. 2 und 3 zeigen Einzelheiten.
Auf die Achse eines Eisenbahnfahrzeuges, die in der Mitte oder seitlich eine Verdickung aufweist, ist ein Ring 1 aus geeignetem Baustoff, z. B. aus Eisen oder Stahl, aufgezogen. Es kann aber auch die Achse selbst verdickt sein und den Reibbaustoff bilden. Auf diesen Ring 1 werden die Klötze 2 aus Bronze oder Holz beim Bremsen durch die Kolben 6 angepresst, auf welche der Bremszylinderdruek wirkt. Die Klötze 2 und die Kolben 6 liegen in dem zweiteiligen Gehäuse 3, das mit Gleit-oder besser mit Kugellagern auf der Achse gelagert ist. Die biegsame Verbindung 7 führt vom Zusatzbremszylinder oder von einem besonderen Auslassventil zum Kanal 4 im Gehäuse 3. Die Feder 5 sucht den Kolben 6 in die Anfangsstellung zu bringen und die Klötze 2 vom Ring 1 abzuziehen.
Das Gehäuse 3 wird durch eine Gelenkstange 8 mit der Feder 9 verbunden, die sich gegen die zwei Widerlager 10 stützt, so dass die Feder 9 bei jeder Bewegungsrichtung der Stange 8 zusammengedrückt wird. Die Feder 9 hat eine gewisse Vorspannung, die erst dann überwunden wird, wenn die durch die Reibung von den Klötzen 2 über das Gehäuse 3 in die Stange 8 geleitete Verstellkraft grösser wird als
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mit dem Zusatzbremszylinder oder einem besonderen Auslassventil verbunden ist.
Während der ungebremsten Fahrt ist die Einrichtung (das Innere des Gehäuses) drucklos, die Klötze 2 sind daher. vom Ring 1 abgezogen. Das sehr geringe Drehmoment, das zufolge der Reibung
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Vorspannung der Feder 9 kompensiert.
Die erfindungsgemässe Einrichtung wirkt wie folgt :
Wird die Bremse bei hoher Fahrgeschwindigkeit in Tätigkeit gesetzt, so werden die Kolben 6 im Gehäuse 3 mit dem gleichen Druck beaufschlagt, der in den Bremszylindern herrscht. Die Klötze oder Stempel 2 werden unter der Wirkung dieses Druckes an den Ring 1 angepresst. Dadurch wird das Gehäuse einem Drehmoment unterworfen, welches dieses im Sinne der Drehung der Welle mitzunehmen sucht. Die Grösse dieses Drehmomentes ist abhängig vom Anpressdruck der Klötze an den Ring und vom Reibungswert zwischen dem Ring und den Klötzen oder Stempeln.
Der Reibungswert ist, wie bereits erwähnt, bei hoher Fahrgeschwindigkeit klein und wächst mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit. Bei hoher Fahrgeschwindigkeit ist daher das Drehmoment, welches das Gehäuse im Sinne der Drehbewegung der Fahrzeugachse mitzunehmen sucht, verhältnismässig klein.
Dieses Drehmoment wird durch die Vorspannung der Feder 9 aufgehoben, d. h. die Feder und damit das Ventil 11 bleiben so lange in Ruhe, bis mit sinkender Fahrgeschwindigkeit und daher wachsendem Reibungswert zwischen den Reibklötzen 2 und dem Ring 1 das auf das Gehäuse ausgeübte Drehmoment wächst und das Gehäuse 3 um einen geringen Winkel verschwenkt (verdreht). Durch diese Verschwenkung (Verdrehung) im Sinne des Umlaufes des Ringes (der Achse) 1 wird über das Gestänge 8 die Feder 9 zusammengedrückt und das Ventil 11 abgehoben. Das Abströmen von Druckluft durch das Ventil 11 hat zur Folge, dass der Bremsdruck auf die Fahrzeugräder entsprechend vermindert und dadurch das Feststellen der Räder verhindert wird.
Gleichzeitig vermindert sich auch die auf die Bremsklötze 2 wirkende Kraft, das Drehmoment, das auf das Gehäuse 3 zur Wirkung kommt, wird kleiner, die Kraft der Feder 9 bringt das Gehäuse 3 in die Anfangsstellung und das Ventil 11 in die Sehliessstellung zurück, wodurch das weitere Luftabströmen durch das Ventil 11 aufhört.
Bei kleinen Geschwindigkeiten, damit grossem Reibungswert, wirkt der Bremsdruekregler sofort, so dass ein zu grosser Bremsklotzdruck sich gar nicht entwickeln kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Regeln des Bremsdruckes bei Eisenbahnfahrzeugen nach Massgabe der mit der Änderung der Fahrgeschwindigkeit eintretenden Änderung des Reibungswertes zwischen Bremsklotz und Radreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Fahrgeschwindigkeit sich gegensinnig ändernde Reibung von besonderen, durch den Bremszylinderdruck gegen die Radachse (einen mit ihr umlaufenden Teil) gepressten Reibklötzen (2) zum Regeln des Bremsdruckes, z. B. durch Steuerung eines Brems-
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