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Mechanische Lastwechsel- und Gestängenachstellvorrichtung für Eisenbahnbremsen
Die Erfindung bezieht sich auf eine mechani- sche Lastwechsel- und Gestängenachstellvorrichtung für Eisenbahnbremsen, die einen Bremszylin- der und ein Bremsgestänge mit einem Bremshebel aufweisen, der an zwei Kuppelstangen angekuppelt ist, von denen die eine ein beim leeren bzw. bis auf ein bestimmtes Lastgewicht beladenen Wagen zu verwendendes niedrigeres und die andere ein beim über dieses Lastgewicht beladenen Wagen zu verwendendes höheres Übersetzungsverhältnis des Bremshebels bestimmt.
Sie enthalten ferner einen doppelt-und schnellwirkenden Gestängesteller, mit einem axial verschiebbaren Betätigungsglied, das durch Federdruck in eine normale Endlage in bezug auf den an den Bremshebel angelenkten ersten von zwei gegeneinander verschiebbaren Teilen der Bremsstange in Richtung gegen deren Anlenkungspunkt gedrückt wird.
Bei der Verwendung solcher Gestängesteller, die eine Voraussetzung für die erfindungsgemässe Eisenbahnwagenbremse ist, wird man in vorteilhafter Weise solche Typen auswählen, welche zu grosse Klotzspielräume bereits beim Lösen der Bremsen nach der ersten Bremsung auf den richtigen Wert zurückbringen. Geeignete Gestängesteller, welche diese Eigenschaften aufweisen, sind z. B. in der österr. Patentschrift Nr. 175281 eingehend beschrieben.
Um eine klaglose Funktion des Bremssystems zu sichern, ist es bei den meisten Druckluftoder Vakuumbremsen erwünscht, dass der Bremskolben im Bremszylinder bei beiden Übersetzungsverhältnissen der Bremshebel ungefähr den gleichen Hub ausführt. Die fallweise Umstellung des Übersetzungsverhältnisses auf einen der beiden vorgesehenen Werte ("leer" bzw. "beladen") kann bei Bremsanordnungen mit zwei Kuppelstangen insbesondere mit Hilfe einer mechanischen Lastwechselvorrichtung vorgenommen werden, die einen umstellbaren und mit einer der Kuppelstangen zusammenwirkenden Anschlag aufweist.
Eine solche Lastwechselvorrichtung, die in Verbindung mit einem der erwähnten Gestängesteller zusammenarbeitet, ist z. B. in der österr. Patentschrift Nr. 144094 näher beschrieben. Die Verwendung mechanischer Lastwechselvorrichtungen bedingt jedoch Bremskolbenhübe, die bei den beiden Übersetzungsverhältnissen voneinander verschieden sind, wenn die Klotzspielräume auf einen konstanten Wert gehalten werden. Um trotzdem die Bremskolbenhübe in den Fällen "leer" und "beladen" auf einen ungefähr gleichen Wert zu bringen, musste einerseits der selbsttätige Gestängesteller derart gesteuert werden, dass er mit dem Lastwechsel in der Stellung "beladen" die Klotzspielräume auf einen Wert hält, der den erwünschten Bremskolbenhub ergibt.
Um diesen auch beim Bremsen über das niedrigere Übersetzungsverhältnis wenigstens annähernd zu gewährleisten, hat man. anderseits die in diesem Falle wirksame Kuppelstange mit einem zusätzlichen Leergang über denjenigen hinaus versehen, der beim Umstellen des Lastwechsels in die Lage "leer" durch dessen umstellbaren Anschlag beschränkt wird. Ein solcher zusätzlicher Leergang bewirkt dann, dass beim Ansetzen der Bremse die genannte Kuppelstange erst dann zur Wirkung kommt, wenn der Bremskolben etwa den gleichen Weg zurückgelegt hat, den er im Falle "beladen" wegen der Klotzspielräume zurücklegen muss, um die Bremsklötze zum Anlegen an die Räder zu bringen. Man kann nun die betreffende Kuppelstange mit einer Vorrichtung versehen, die eine von Wagen zu Wagen verschiedene Einstellung des zusätzlichen Leerganges gestattet.
Die Erfahrungen der Praxis haben gezeigt, dass nicht damit gerechnet werden kann, dass diese Einstellung, die sorgfältig vorgenommen werden muss und eine erhebliche Geschicklichkeit erfordert, mit der erforderlichen Verlässlichkeit ausgeführt wird. Um diesen Schwierigkeiten auszuweichen, hat man versucht, dem zusätzlichen Leergang einen festgelegten Wert zu verleihen, der für jeden Wagen anwendbar ist. Die erwünschte Gleichheit der Bremskolbenhübe bei beiden Übersetzungsverhältnissen lässt sich dann aber nur durch andere zusätzliche Massnahmen erreichen.
Die Erfindung zielt darauf ab, mit Hilfe einer besonderen Steuerung des Gestängestellers die gewünschte Gleichheit oder Abstimmung der
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zeigten Mängeln abzuhelfen.
Es ist vorgeschlagen worden (österr. Patentschrift Nr. 126364), durch die Steuerung eines doppelt wirkenden Gestängestellers zu erreichen,
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dass nach Einstellung eines der beiden Übersetzungsverhältnisse die Klotzspielräume selbsttätig in einem Ausmass verändert werden, das für die Einholung der Spielräume bis zum Anlegen der Bremsklötze in beiden Fällen den gleichen Bremskolbenhub erfordert.
Dies reicht jedoch nicht aus, um einen bedeutenden Unterschied in dem gesamten Bremskolbenhub beim Vollbremsen über irgendeines der verschiedenen Übersetzungsverhältnisse zu vermeiden, da der gesamte Bremskolbenhub nicht nur denjenigen Teil umfasst, welcher zur Einholung der Klotzspielräume und Anlage der Bremsklötze gegen die Räder erforderlich ist, sondern auch den zusätzlichen Teil, welcher der elastischen Durchbiegung des Bremsgestänges unter der Bremsspannung entspricht. Dieser letztere Teil ist bei den verschiedenen Übersetzungsverhältnissen sehr unterschiedlich, und aus diesem Grunde kann gemäss dem gerade erwähnten Vorschlag eine vollständige Gleichheit der Bremskolbenhübe über die beiden verschiedenen Übersetzungsverhältnisse nicht erzielt werden.
Dieser Nachteil lässt sich beheben, wenn dem auf der zweiteiligen Bremsstange verschiebbaren und durch eine Feder in Richtung gegen den Anlenkungspunkt der Bremsstange an dem Bremshebel gedrückten Betätigungsglied des Gestängestellers erfindungsgemäss ein Hilfshebel zugeordnet wird, der zum Verschieben des Betätigungsgliedes dient, an einem Ende mit einem ihn abstützenden Verankerungsglied gelenkig verbunden, zwischen seinen Enden an die das höhere Übersetzungsverhältnis bestimmende Kuppelstange angelenkt und dessen Anlenkungspunkt in Achsrichtung der Kuppelstange, dieser bzw. ihrer Abstützung gegenüber beweglich angeordnet ist, um lediglich beim Bremsen über das niedrigere, also nicht beim Bremsen über das höhere Übersetzungsverhältnis, dem Hilfshebel einen gewissen zusätzlichen Leergang zu geben, ehe er am Betätigungsglied des Gestängestellers angreift.
Diese Einrichtung des Steuermechanismus er- möglicht, dass jeder der verschiedenen Werte der
Klotzspielräume unabhängig von dem andern innerhalb angemessener Grenzen gewählt werden kann, so dass die genannten Werte einen voll- ständigen Ausgleich oder etwa einen erwünschten oder leicht erträglichen Unterschied zwischen den gesamten Bremskolbenhüben beim Vollbremsen über irgendeines der verschiedenen Übersetzungs- verhältnisse gewähren.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand bei- spielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigt Fig. 1 einen Grundriss eines Teiles des
Bremsgestänges einer üblichen Druckluftbremse mit einem doppeltwirkenden selbsttätigen Ge- stängesteller der oben beschriebenen Art und mit einer erfindungsgemässen Steuereinrichtung, Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, nach der
Linie II-Ilin Fig. 1, Fig. 3 und 4 einen Grund- riss bzw. eine entsprechende Seitenansicht eines abgeänderten Einzelteiles, Fig. 5 einen schematischen Grundriss des Bremsgestänges, der eine abgeänderte Anbringung des Gestängestellers und dessen Steuereinrichtung darstellt, Fig. 6 einen Grundriss eines Teiles einer Vakuumbremse mit einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung im Bremsgestänge, Fig.
7 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, nach der Linie VII- VII in Fig. 6 und Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 6.
Die Fig. 1 zeigt einen Druckluftbremszylinder 1 des üblichen Typs mit einer vom Kolben des Zylinders betätigten Kolbenstange 2, und zwei Bremshebeln 3 und 4, die in verschiedenen Punkten mit Kuppelstangen 5 und 6 verbunden sind, von denen die eine, 5, ein höheres, die andere, 6, ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis bestimmt.
Ein Ende des Bremshebels 3 ist an der Kolbenstange 2 schwenkbar befestigt, wogegen ein Ende des andern Bremshebels, 4, an einem Stützorgan am Bremszylinder schwenkbar gelagert ist. An die andern Enden der Bremshebel 3 bzw. 4 sind die Hauptbremszugstangen 7 bzw. 8 angeschlossen, die sich zu den an den beiden Wagenenden vorgesehenen Teilen des zur Betätigung der mit den Wagenrädern zusammenwirkenden Bremsklötze dienenden Bremsgestänges erstrecken. Die Kuppelstange 6 ist mit einer Lastwechselvorrichtung 9 versehen, die aus einem Gehäuse besteht, welches mit dem Bremshebel 4 in demselben Punkt wie die Kuppelstange 6 schwenkbar verbunden ist und einen ein- und ausrückbaren Anschlag enthält, der in eingerückter, d. h. wirksamer Lage einen in der Verbindung der Kuppelstange 6 mit dem Bremshebel 4 vorgesehenen Leergang vermindert.
Wenn dieser bewegbare Anschlag in unwirksamer Lage ist, reicht der genannte Leergang aus, um die Kuppelstange 6 unwirksam zu machen und dadurch die Kuppelstange 5 während des Bremssetzens zur Wirkung zu bringen. Die Lastwechselvorrichtung 9 kann irgendeines geeigneten, vorzugsweise des in der österr. Patentschrift Nr. 144094 be- schriebenen Typs sein. In bekannter Weise ist die Kuppelstange 5 mit einem Schlitz 10 versehen, damit sie beim Bremsen über die Kuppelstange 6 keinem Druck ausgesetzt ist.
Die Hauptbremszugstange 7 besteht ganz oder teilweise aus einem doppeltwirkenden Gestänge- steller mit einer zweiteiligen Bremsstange, deren beide Stangenteile in bezug aufeinander axial verstellbar sind, und einem Betätigungsglied 11, das auf der zweiteiligen Bremsstange axial ver- schiebbar ist und von einer Feder in eine normale
Endlage in bezug auf den einen Teil der zwei- teiligen Bremsstange in Richtung gegen dessen
Verbindung mit dem Bremshebel drückt. In der genannten Hinsicht kann der Gestängesteller irgendwelcher geeigneten Bauart sein, z. B. der in der bereits erwähnten österr. Patentschrift
Nr. 175281 gezeigten.
Um das Betätigungsglied 11 entgegen dem dar- auf wirkenden Federdruck zu verschieben, u. zw. in Abhängigkeit von der Bewegung, die dem
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Bremshebel 3 beim Bremsansetzen von der Kolbenstange 2 erteilt wird, ist eine Steuereinrichtung vorgesehen. Diese ist in folgender Weise konstruiert. An dem mit dem Bremshebel 3 verbundenen Ende ist die Kuppelstange 5 mit einer Verlängerung 12 versehen, die mittels eines Lagerzapfens 13 mit einem Hilfshebel 14 an einem zwischen dessen Enden liegenden Punkt angelenkt ist. Das eine Ende des Hilfshebels 14 ist gabelförmig, wie dies bei 15 in Fig. 2 gezeigt ist, und reitet auf dem einen Teil 16 der zweiteiligen Bremsstange 7 zwischen deren Verbindung mit dem Bremshebel3 ? und dem Betätigungsglied 11 und ist z.
B. mit einem Anschlag 17 versehen, der mit dem gegenüberliegenden Ende 18 des Betätigungsgliedes 11 zusammenwirkt. An dem andern Ende ist der Hilfshebel14 mit einem Zapfen 19 auf einem Verankerungsglied schwenkbar gelagert, so dass bei völlig gelöster Bremse ein Abstand oder Leergang zwischen dem Anschlag 17 und dem gegenüberliegenden Ende 18 des Betätigungsgliedes 11 entsteht, welcher den erwünschten Klotzspielräumen beim Bremsen über die das höhere Übersetzungsverhältnis bestimmende Kuppelstange 5 entspricht.
Das Verankerungsglied für den Lagerzapfen 19 des Hilfshebels 14 kann irgendeiner zweckmässigen Ausführung sein. Es kann aus einem den Lagerzapfen 19 mit einem festen Punkt an dem Wagenuntergestell verbindenden Lenker bestehen. Falls ein solcher Lenker zur Verankerung des Lagerzapfens 19 verwendet wird, muss aber darauf Rücksicht genommen werden, dass eine Änderung der Winkellage der beiden Bremshebel 3 und 4 im Verhältnis zur Achse des Bremszylinders bei gelöster Bremse, wie sie im Laufe der Zeit durch den Verschleiss der Bremsklötze und die entsprechende Verkürzung der Gestängestellerbremsstange 7 verursacht wird, den Abstand zwischen dem Anschlag 17 und dem gegenüberliegenden Ende 18 des Betätigungsgliedes 11 des Gestängestellers ändern wird, sofern nicht der Punkt 13, in dem der Hilfshebel 14 mit dem Bremshebel 3 verbunden ist,
- den Hilfshebel mit einem Verhältnis zwischen den Teilen (Armlängen) teilt, das dem Verhältnis zwischen denjenigen Armlängen gleich ist, in welche der Bremshebel 3 durch seinen Verbindungspunkt mit der Kuppelstange 5 geteilt ist. In diesem Falle käme aber der Lagerzapfen 19, wenn die Verlängerung 12 mit der Kuppelstange 5 fluchtet, auf die verlängerte Achse des Bremszylinders 1 zu liegen, was wegen der üblichen Handbremsverbindung 20 oft zu Schwierigkeiten Anlass gäbe. Um solche Schwierigkeiten zu vermeiden, kann es erwünscht sein, den Hilfshebel 14 zu verkürzen.
Um dasselbe Verhältnis zwischen den Armlängen des Hilfshebels aufrechtzuerhalten, ist es dann erforderlich, die Verlängerung 12 mehr oder weniger schräg zur Achse der Kuppelstange 5 zu orientieren, u. zw. muss die Schrägstellung bei den einzelnen Wagentypen verschieden sein, da unterschiedlich Anforderungen an die Bremskraft in der"Beladen"-Lage gestellt werden und von diesen abhängt, wo die das höhere Übersetzungsverhältnis bestimmende Kuppelstange 5 anzubringen ist.
Um es zu ermöglichen, einen Hilfshebel 14, der wesentlich kürzer ist als der Zylinderhebel 3, und nichtsdestoweniger an jedem Wagen eine Standardkuppelstange 5 mit einer damit fluchtenden Verlängerung 12 zu verwenden, kann die Verankerung des Lagerzapfens 19 in der Weise ausgeführt werden, wie dies in der Zeichgezeigt ist, u. zw. mittels einer Verbindungsstange 21, die sich frei durch den Bremshebel 3 (welcher wie üblich aus zwei parallel und im Abstand voneinander angeordneten, kongruenten, flachen Hebelelementen besteht) nach einem Punkt 22 auf dem schwenkbar gelagerten Bremshebel 4 erstreckt. Wenn die Bremshebel 3 und 4 von derselben Länge sind, muss der Punkt 22 im wesentlichen in demselben Abstand von der Achse des Bremszylinders wie der Lagerungspunkt 19 liegen.
Die Verbindungsstange 21 kann mit einer Verschraubung 23 versehen sein, mit deren Hilfe die Länge der Stange und damit der Abstand zwischen dem Anschlag 17 und dem gegenüberliegenden Ende 18 des Betätigungsgliedes 11 des Gestängestellers bei gelöster Bremse eingestellt werden kann.
Für die mit der Erfindung beabsichtigte Arbeitsweise der den Hilfshebel j ? 4 aufweisenden Steuereinrichtung ist es wichtig, dass der Hilfshebel. M beim Bremsen über die "Leer" -Stange 6, da-
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Bremshebeln 3 und 4 in Achsrichtung des Gestängestellers hat. In der dargestellten Ausfüh- rungsform ist dieser Leergang in der Verbindung zwischen dem Bremshebel 4 und der Kuppelstange 5 geschaffen, die aus diesem Grunde einen Schlitz 24 von zweckentsprechender Lage und Länge zur Aufnahme des Zapfens 25 aufweist, der zur Verbindung mit dem Bremshebel 4 dient. Bei gelöster Bremse erstreckt sich dieser Schlitz 24 von dem Zapfen 25 nach innen.
Beim Bremsen über das höhere Übersetzungsverhältnis wird die Kuppelstange 5 auf Zug beansprucht, und ihre Verbindungszapfen 25 und 26 befinden sich an den äusseren Enden der bezüglichen Schlitze 24 und 10, so dass diese die Funktion des Bremsgestänges und der Steuereinrichtung des Gestängestellers nicht beeinflussen. Beim Bremsen über die "Leer"-Stange 6 bewegt sich der Verbindungszapfen 26 im Schlitz 10 nach innen.
Die Kuppelstange 5 und ihre Verlängerung 12 bilden eine feste Stütze für den Zapfen 13 erst, bis die vom Bremszylinder abgekehrten Enden der Bremshebel 3, 4 so weit gegeneinander bewegt worden sind und/oder die Kuppelstange 5 so weit nach rechts in Fig. 1 verschoben worden ist (dadurch, dass der Hilfshebel 14 durch das federbelastete Betätigungsglied 11 geschwenkt wird), dass der Verbindungszapfen 25 am inneren Ende des Schlitzes 24 anliegt. Es ist offensichtlich, dass die Länge des Schlitzes 24 die Vergrösserung des Abstandes oder Leerganges zwischen dem Anschlag 17 und dem ihm zugekehrten Ende 18 des
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Betätigungsgliedes 11 bestimmt, welche Ver- grösserung lediglich beim Bremsen über die "Leer"-Stange 6 zustande kommt.
Da der er- wähnte Abstand oder Lehrgang das Ausmass der dem Gestängesteller erteilten Nachstellbewegung steuert, leuchtet es ein, dass jede erwünschte Vergrösserung der Klotzspielräume zur Verlängerung des sonst zu kurzen Bremskolbenhubes beim Bremsen über die Kuppelstange 6 durch zweckmässige Wahl der Länge des Leerganges erreicht werden kann, der in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform durch den Schlitz 24 geschaffen ist.
Es sei darauf aufmerksam gemacht, dass in Fig. 1 die Bremshebel 3 und 4 in der Löselage der Bremse als parallel gezeigt sind. Diese ungewöhnliche Anordnung der Bremshebel wird vorgezogen, da sie viele praktische Vorteile bringt. Einer dieser Vorteile ist, dass jede Kuppelstange 5, 6 von Standardlänge sein kann, unabhängig davon, wie die Teilung der Bremshebel durch die Angriffspunkte der Kuppelstangen zwecks Anpassung der Übersetzungsverhältnisse beim Bremsen bei den verschiedenen Wagentypen gewählt wird.
Die Erfindung ist nicht auf die in Fig. 1 und 2 gezeigte und oben in ihren Einzelheiten beschriebene Ausführungsform beschränkt, denn viele Abänderungen lassen sich ausführen, ohne dass man den Rahmen des in den nachfolgenden Ansprüchen definierten Erfindungsgedankens überschreitet. Einige Beispiele solcher Abänderungen sind in Fig. 3-5 gezeigt. Fig. 3 und 4 zeigen, wie der Schlitz 24 durch eine Leergangs-Verbindung zwischen dem Lagerzapfen 13 und dem Verbindungszapfen 26 der Kuppelstange ersetzt werden kann. Die Lagerzapfen 13 und 26 sind mittels einer Stange 27 verbunden, die in einer axialen Bohrung der Verlängerung 12 verschiebbar ist und einen Kopf 28 besitzt, durch welchen der Zapfen13 hindurchgeht, wogegen das andere Ende der Stange 27 sich lose gegen den Lagerzapfen 26 abstützt.
Der Leergang ist durch ein Spiel zwischen dem Kopf 28 und dem vorragenden Ende der Verlängerung 12 geschaffen.
Fig. 5 zeigt, wie der Gestängesteller in der mit dem schwenkbar gelagerten Bremshebel 4 verbundenen Bremszugstange 8 angebracht werden kann.
In den Fig. 6-8 ist beispielsweise dargestellt, wie die Erfindung an dem Bremsgestänge von Vakuumbremsen angewendet werden kann. In diesem Fall wird die Bremskraft vom Bremszylinder 1 mittels einer Welle 29 auf das eine Ende des Bremshebels 3 übertragen. Die Welle ist im Wagenuntergestell drehbar gelagert und mit zwei Armen 30 und 31 versehen, wobei der Arm 30 von der Bremskolbenstange 32 betätigt wird und der Arm 31 durch einen Lenker 33 mit dem genannten Ende des Bremshebels 3 verbunden ist.
Die Verbindungen der beiden Bremshebel3 ? und 4 zur Erzielung von verschiedenen Übersetzungsverhältnissen, die Anordnung des doppeltwirkenden selbsttätigen Gestängestellers mit dem axial beweglichen, federbelasteten Betätigungsglied 11, und die Anordnung der Steuereinrichtung für den Gestängesteller sind im wesentlichen so wie sie an Hand der Fig. 1 beschrieben sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mechanische Lastwechsel- und Gestängenachstellvorrichtung für Eisenbahnbremsen mit Bremszylinder und Bremsgescänge mit einem Bremshebel, der an zwei Kuppelstangen gekuppelt ist, von denen die eine ein niedrigeres, die andere ein höheres Übersetzungsverhältnis des Bremshebels bestimmt und einem doppelt-und schnellwirkenden Gestängesteller, der eine zweiteilige Bremsstange und ein auf dieser axial verschiebbares Betätigungsglied aufweist, das gegenüber dem an den zugehörigen Bremshebel angelenkten ersten der beiden gegeneinander verschiebbaren Teile der Bremsstange durch Federdruck in eine normale Endlage in Richtung gegen deren Anlenkungspunkt gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein zum Verschieben des Betätigungsgliedes (11) entgegen dem Federdruck angeordneter Hilfshebel (14)
an einem seiner Enden mit einem ihn abstützenden Verankerungsglied gelenkig verbunden, zwischen seinen Enden an die das höhere Übersetzungsverhältnis bestimmende Kuppelstange (5) angelenkt und der Anlenkungspunkt des Hilfshebels gegenüber der letzteren bzw. deren Abstützung beweglich angeordnet ist, um lediglich beim Bremsen über das niedrigere Übersetzungsverhältnis dem Hilfshebel einen zusätzlichen Leergang zu geben, ehe er am Betätigungsglied des Gestängestellers angreift.