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Druckluftbremseinrichtung mit lastabhängiger, kontinuierlicher Einstellung der Brems- kraft, insbesondere für Schienenfahrzeuge
Um bei einer Druckluftbremseinrichtung keine zeitliche Verzögerung eintreten zu lassen zwischen der Beendigung des Lösevorganges und der vollen Bereitschaft für eine neue Bremsung, ist es notwendig, dass die während des Lösevorgangs sich vollziehende Füllung des Hilfsluftbehälters so mit dem Löseverlauf Schritt hält, dass mit Eintritt der Vollösung die Behälterfüllung beendet ist. Ebensowenig wie hiebei ein Nachhinken des Füllvorganges gegenüber dem Lösen der Bremse zulässig ist, darf die Füllung voreilen, weil hiebei die Gefahr der Überladung des Behälters bestehen würde.
Eine Düse entsprechenden Querschnittes in der Fülleitung des Behälters sorgte bisher für die Einhaltung der geschilderten Beziehung.
Die Erreichung dieses synchronen Verlaufes der Füllung des Vorratsbehälters und des Lösens der Bremse ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden, sobald es sich um Druckluftbremsen handelt, bei welchen die Bremskraft in Abhängigkeit vom jeweiligen Beladungszustand des Fahrzeuges selbsttätig in kontinuierlicher Weise geändert und dabei der Inhalt des Hilfsluftbehälters mehr oder weniger verbraucht wird. Die daraus sich ergebende Notwendigkeit des verschieden starken Wiederauffüllens dieses Behälters unter Einhaltung der der vorgeschriebenen Lösezeit entsprechenden Füllzeit lässt sich mit dem bekannten Mittel einer Düse von konstantem Querschnitt nicht beherrschen.
Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit ist es bereits bekannt, für den Hilfsluftbehälter eine besondere Fülleinrichtung vorzusehen, deren Ventil unter dem Einfluss zweier Kolben steht, deren Flächen von einem konstanten Überdruck, von einem Vorsteuerdruck und vom Druck in dem zu füllenden Hilfsluftbehälter beaufschlagt sind. Mit dieser Fülleinrichtung ist es zwar möglich, den Hilfsluftbehälter unabhängig von seinem je nach
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innerhalb der vorgeschriebenen Lösezeit der Bremse wieder auf den Höchstdruck aufzufüllen.
Es muss dabei jedoch die besondere Fülleinrichtung mit ihrem verhältnismässig komplizierten Aufbau in Kauf genommen werden.
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tätig in Abhängigkeit vom Beladungszustand des Fahrzeuges in der Weise durchzuführen, dass das Füllventil für diesen Behälter mit gleichbleibendem Strömungsquerschnitt je nach dem Grad der Beladung verschieden lang geöffnet wird. Auf diese Weise wird der genannte Hilfsluftbehälter aus einem weiteren Hilfsluftbehälter und unter Verwendung einer Reihe von Überwachungsventilen mit verschieden hohen Überdrücken aufgeladen, was eine jeweils entsprechende, also wiederum der Beladung des Fahrzeuges angepasste Füllung des Bremszylinders zur Folge hat.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung mit einfachen baulichen Mitteln und unter Vermeidung der besonderen, mehrere Kolben enthaltenden Fülleinrichtung das Ziel einer von den verschie-
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mit lastabhängiger kontinuierlicher Einstellung der Bremskraft, bei welcher der Füllungsquerschnitt des Hilfsluftbehälters unter dem Einfluss des Beladungszustandes des Fahrzeuges steht und bei der die Füllung des Hilfsluftbehälters aus der Hauptluftleitung innerhalb der Lösezeit der Bremse erfolgt, in der Fülleitung des Hilfsluftbehälters ein deren Querschnitt änderndes Glied eingeschaltet ist, welches zu seiner Bewegung mit dem an sich bekannten Gestänge gekuppelt ist,
das die von der jeweiligen Beladung abhängige relative Höhenlage des Wagenkastens zu einer Laufradachse auf die Einrichtung zur Änderung der Übersetzung des Bremsgestänges oder auf den Druck- übersetzer überträgt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in sohematischer Weise dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. l eine erfindungsgemäss ge- star-tette Bremseinrichtung, bei welcher die Beladung des Fahrzeuges durch Änderung der übersetzung
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Bremszylinder den jeweils erforderlichen Überdruck zumisst.
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beschreibender Bauart mittels des Leitungsastes 5 angeschlossen. Dieses Steuerventil ist seinerseits mit einem Bremszylinder 7 über die Leitung 9 verbunden, den es entweder unter Absperrung vom Hilfsluftbehälter 11 entlüftet oder aber mit letzterem Behälter verbindet (Leitung 13). In diesem Falle ist der Bremszylinder von seiner Entlüftung getrennt.
Im Bremszylinder 7 ist ein Kolben 15 verschiebbar gelagert, der über eine Kolben-
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tätigt, dessen Drehpunkt in Abhängigkeit von der
Beladung des Fahrzeuges verschoben werden kann.
Zu diesem Zweck ist die diesen Drehpunkt bildende Schneide 21 an einer axial v. ersohiebbar ge- lagerten Stange 23 befestigt, deren Bewegung durch einen Doppelhebel 25,27 geschieht, welcher seinerseits bei 29 am Wagenkasten gelagert ist. Der Hebelarm 27 tastet in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise die gegenseitige Höhenlage von Achslager 31 und Wagenkasten ab, wodurch der
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und damit der Schneide 21 vermittelt wird.
Der Balken 19 ist mit weiteren Teilen 35, 37, 39 und 42 des Bremsgestänges gelenkig verbunden, wobei die Teile 39 und 41 die Bremsbacken 43 bzw. 45 tragen, welche zur Anlage an den Umfang des Laufrades 33 zu bringen sind.
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Strömungsquerschnitt 49 ist in die ausserdem ein Rückschlagventil 53 aufweisende Fülleitung 55 von der Hauptluftleitung 1 zum Hilfsluftbehälter 11 eingeschaltet.
Die Wirkungsweise der besohriebenen Einrichtung ist folgende :
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am Wagenkasten befestigte Lagerstelle 29 gegen- über dem Achslagergehäuse 31 eine Stellung ein, in welcher der Doppelhebel 27,25 die Stange 23 in der gezeigten Stellung hält, in der die Schneide 21 dem Kolben 15 nur einen kleinen Hebelarm zuteilt.
Wird nun durch Verringern des Druckes in der Hauptluftleitung 1 in der üblichen Weise eine Bremsung eingeleitet und dabei der Kolben 15 in der vom Steuerventil 3 zugemessenen Höhe aus dem Hilfsluftbehälter 11 mit Druckluft beaufschlagt, so maoht dieser Kolben entsprechend dem kleinen Hebelarm am Balken 19 nur einen verhält-
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aus dem Behälter 11 ist ebenfalls verhältnismässig gering.
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der Füllung des Behälters 11 trotz des durch den verkleinerten Kolbenhub bedingten kleineren Luftverbrauches aus demselben einzuhalten, ragt bei der dem leeren Wagen entsprechenden axialen
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tragene Kegel 47 so weit in die Öffnung 49 hinein, dass deren Strömungsquerschnitt zur Streckung des Füllvorganges verkleinert ist.
Mit zunehmender Beladung des Fahrzeuges wird die Sohneide 21 im Sinne der Vergrösserung des Angriffshebelarmes des Kolbens 15 (also in der Zeichnung nach unten) kontinuierlich verstellt, was bei Bremsungen entsprechende Vergrösserun- gen des Hubes des Kolbens 15 und damit des Luft-
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Mit jeder Bewegung der Schneide 21 ist auch eine solche des Kegels 47 verbunden, wobei mit fortschreitender Vergrösserung des Angriffshebelarmes des Kolbens 15 der Strömungsquerschnitt 49 durch Herausziehen des Kegels 47 ebenfalls jeweils so ver- grössert wird, dass das Wiederauffüllen des Behaal- ters 11 auch bei höherem Luftverbrauch mit dem Eintritt der Vollösung beendet ist, d.
h. dass weder eine Erschöpfung der Bremse durch Füllungsverzögerung, noch eine Überladung durch zu rasches Füllen eintreten kann.
Umgekehrt wird bei Verringerung der Fahrzeuglast mit zunehmender Verkleinerung des Hebels armes des Kolbens 15 der Strömungsquerschnitt 49 durch den Kegel 47 ebenfalls entsprechend verkleinert, so dass die vorgeschriebene Beziehung zwischen Lösen der Bremse und Behälterfüllen in jedem Fall bewahrt bleibt.
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gung der Fahrzeuglast nicht die übersetzung im Bremsgestänge, sondern der Druck im Bremszylin- der geändert wird. Zu diesem Zweck ist ein in der Bremstechnik als Druckübersetzer bezeichnetes Gerät 57 vorgesehen, welches einerseits einen mit vom Steuerventil 3 über die Leitung 9 zugemessenen Druck beaufschlagten Steuerkolben 59 und anderseits einen mit über die Leitung 61 zugeführten Bremszylinderdruck beaufschlagten Rückführkolben 63 besitzt.
Letzterer Kolben ist von einem hülsenförmigen Glied 65 getragen und über dasselbe mit dem einen Ende eines Waagebalkens 67 gelenkig verbunden, an dessen anderem Ende der Steuerkolben 59 angelenkt ist.
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balken 67 dient die Schneide 21, deren lastabhängige Einstellung in derbeidemAusführungs- beispiel gemäss Fig. 1 beschriebenen Weise durch
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Ventils auf seinem Sitz ist die vom Hilfsluftbehälter 11 zum Bremszylinder 7 führende Leitung 61 unterbrochen und dafür ist der Zylinder über das offene Auslassventil 69 und die Hülse 65 entlüftet.
Die Anordnung der übrigen Teile ist, wie Fig. 2 zeigt, die gleiche wie bei dem Ausführung- beispiel gemäss Fig. I.
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in welcher der Hebelarm des Steuerkolbens 59 am Balken 67 klein und derjenige des Rückführkolbens 63 gross ist. Wird eine Bremsung durchge- führt, so beaufschlagt die vom Steuerventil 3 über die Leitung 9 dem Druckübersetzer 57 zugeführte Druckluft den Kolben 59 mit der Folge einer Schwenkung des Balkens 67 auf der Schneide 21 entgegen dem Uhrzeigersinn.
Dabei wird die Hülse 65 mit dem Rückführkolben 63 in der Zeichnung nach rechts bewegt mit der Folge des Abschlusses des Auslassventils 69 und des öffnens des Einlassventils 71, über welches nun Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter 11 durch die Leitungen 61 zum Bremszylinder 7 strömt und dessen Kolben 15 beaufschlagt. Unter dieser Beaufschlagung kommt es zum Anpressen der Bremsbacken 43,45 an den Umfang des Rades 33. Der im Zylinder 7 sich aufbauende Druck wirkt auch auf den Rückführkolben 63 im Druckübersetzer 57 und weil dieser Kolben über einen grossen Hebelarm am Balken 67 angreift, bedarf es nur einer kleinen Druckerhebung im Bremszylinder, um das Kolbensystem im Druckübersetzer gegen die Wirkung des Steuerkolbens 59 in die Abschlussstellung zurückzuzwingen, in welcher sowohl Einlassventil 71 als auch Auslassventil 69 geschlossen sind.
Weitere Verringerung des Druckes in der Hauptluftleitung 1 ist die Voraussetzung für die Verstärkung der Bremsung. Bei der dem leeren Fahrzeug entsprechenden Einstellung der Schneide 21 bleiben aber sämtliche Bremsstufe bis zur Vollbremsung in einem entsprechenden Masse untersetzt, so dass der Luftverbrauch des Bremszylinders 7 aus dem Behälter 11 ein verhältnismässig gager ist. Dementsprechend drosselt beim Lösen der Bremse der Kegel 47 den Füllungsvorgang des
Hilfsluftbehälters 11 aus der Hauptluftleitung 1 in einem solchen Masse, dass die Füllung trotz des kleineren Luftbedarfes erst mit dem Eintritt der Vollösung der Bremse beendet ist.
Eine Beladung des Fahrzeuges hat in der be- reits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Weise eine zunehmende Verstellung der Stange 23 zur Folge, wobei einerseits im Druckübersetzer der Hebelarm des Steuerkolbens 59 unter entsprechender Verkleinerung desjenigen des Rückführkolbens 63 vergrössert und anderseits die Drosselwirkung des Kegels 47 verringert wird. Die Folge dieser Hebelarmänderung ist eine Erhöhung des Bremszylinderdruckes bei Stufen- und Vollbremsung mit entsprechendem Mehrverbrauch an Druckluft, der beim Wiederauffüllen des Hilfs- luftbehälters U durch die Vergrösserung des Querschnittes 49 berücksichtigt ist.
Auch bei der Einrichtung gemäss Fig. 2 findet somit im Leerzustand und in allen Beladungszuständen des Fahrzeuges die Füllung des Behälters weder zu schnell nooh zu langsam statt, sondern sie vollzieh sich in genauer Anpassung an die vorgeschriebene Lösezeit der Bremse.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckluftbremseinrichtung mit lastabhängiger, kontinuierlicher Einstellung der Bremskraft, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bei welcher der Füllungsquerschnitt des Hilfsluftbehälters unter dem Einfluss des Beladüngszustandes des Fahrzeuges steht und bei der die Füllung des Hilfsluftbehälters aus der Hauptluftleitung innerhalb der Lösezeit der Bremse erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass in die Fülleitung des Hilfsluftbehälters ein deren Querschnitt änderndes Glied eingeschaltet ist, welches zu seiner Bewegung mit dem an sich bekannten Gestänge (23) gekuppelt ist,
das die von der jeweiligen Beladung abhängige relative Höhenlage des Wagenkastens zu einer Laufradachse auf die Einrichtung zur Änderung der Übersetzung des Bremsgestänges (Fig. l) oder auf den Druckübersetzer (Fig. 2) überträgt.