Luftdruckbremse für Eisenbahnfahrzeuge. Unter den Druckluftbremsen unterschei det man bekanntlich zwei Haupttypen, näm lich die sogenannte Einkammerbremse, bei welcher der Druck nur auf der einen Seite des Bremskolbens. wirkt, und die Zweikam merbremse, bei welcher beide Seiten des Bremskolbens unter Druck stehen und die Bremsbewegung durch den Unterschied in den Drücken erzielt wird.
Jede dieser Typen hat ihre wohlbekann ten Vorteile, aber auch ihre Nachteile, und um die Vorteile beider Typen auszunutzen, hat man bereits vorgeschlagen, beide Typen zu einem System zu vereinigen, wobei man jedoch nicht vermeiden konnte, dass auch die Nachteile mitfolgten. Des weiteren verur sachte eine derartige Vereinigung die Not wendigkeit von sehr umständlichen mechani schen Einrichtungen, sowohl in bezug auf das Gestänge, mit welchem die Bremskolben bewegung auf die Bremsklötze übertragen wird, als auch in bezug auf die für die Be dienung der vereinigten Bremstypen erfor derlichen Steuerungsvorrichtungen, Vorliegende Erfindung sucht die Vorteile der bekannten Ein- und Zweikammerbremsen zu vereinigen und deren Nachteile auszu schalten.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in beispielsweisen Ausführungs formen schematisch dargestellt: Fig. 1 zeigt eine Bremse mit einem Ein kammerbremszylinder und einem Zweikam merbremszylinder zum Teil im Schnitt; Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein Steuerventil; Fig. 3 zeigt eine Abänderung eines in Fig. 1 gezeigten Einzelteils; Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Bremse im Schnitt; Fig. 5 bis 7 zeigen einen Drehschieber in verschiedenen Stellungen.
An eine Hauptleitung 1 (Fig. 1) ist mit- telst einer Rohrleitung 5 ein Steuerventil 2 angeschlossen, das durch eine Rohrleitung 4 mit einem Hilfsluftbehälter 3 verbunden ist. Eine Leitung 15 verbindet das Steuerventil 2 mit einem Einkammerbremszylinder 6. Im Zylinder 6 sitzt beweglich ein Kolben 7 mit Kolbenstange 8, die sich vom Zylinder 6 in einen Zweikammerbremszylinder 9, und zwar durch dessen hohlen Kolben 10, frei beweg lich erstreckt. Der Kolben 7 steht unter dem Einfluss einer Feder 11, und auf den Kolben 10 wirkt eine Feder 12. Die Federn 11, 12 sind bestrebt, die Kolben 7 bezw. 10 nach rechts (Fig. 1) zu drücken.
Die Kolbenstange 8 ist ohne Abdichtung durch ein zentrales Loch des Deckels des Zylinders 6 hindurch geführt; dagegen besitzt der Kolben 10 des Zylinders 9 ein zentrales Rohr 14, auf dem zwei Kolben 13 befestigt sind. Die Kolben 13 sind dicht in zylindrischen Ansätzen der beiden Deckel des Zylinders 9 geführt. Durch das Rohr 14 ist die Kolbenstange 8 geführt. Am Ende des Zylinders 6 (Fig. 1) ist die Rohrleitung 15 angeschlossen und in gerin gem Abstand von der Mündungsstelle ist am Zylinder 6 eine Rohrleitung 16 angeschlos sen, die auf der einen Seite des Kolbens 10 im Zylinder 9 ausmündet, während der Raum auf der andern Seite des Kolbens 10 durch ein Rohr 17 mit der Hauptleitung 1 in Verbindung steht. Die Stellung der Teile in Fig. 1 entspricht der gelösten Bremse.
Um eine mechanische Verbindung zwi schen dem Kolben 10 und der Kolbenstange 8 herzustellen, so dass beide Kolben zusam men sich in der einen Richtung, das heisst in die ,Brems"-Stellung (nach links in Fig. 1) bewegen, sind mit dem Rohr 14 verbundene Kniehebel 18 vorgesehen, welche auf ein Paar die Kolbenstange 8 umfassende Klemmbak- ken 19 einwirken. Federn 20 dienen dazu, die Backen 19 an die Kolbenstange 8 anzu pressen. Die Federn sind so stark bemessen, dass eine feste Verbindung zwischen dem Kolben 10 und der Stange 8 erzielt wird, wenn letztere nach links (Fig. 1) geht, wäh rend die Kupplung gelöst wird, wenn Stange 8 nach rechts geht.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführungs form der Kupplungsvorrichtung dargestellt. Das Rohr 14 ist durch Stangen 21 mit einer konischen Hülse 22 verbunden, die keilför mige (konische) Klemmbacken 23 umfasst, welche wiederum die Kolbenstange 8 umfas sen; auch hier sind Federn 20 vorgesehen. Es können auch andere Kupplungseinrichtun gen Verwendung finden, die den Kolben 10 mit der Stange 8 in nur einer Bewegungs richtung kuppeln, die Stange 8 beim Rück wärtsgang aber freigeben.
Um die Reibung zu erhöhen, können die Angriffsflächen der Klemmbacken und auch die Kolbenstange gerauht, gezahnt, geriffelt, mit Gewinde versehen oder in anderer Weise ausgestaltet sein, damit die Backen einen si cheren Griff an der Stange erhalten und ein Gleiten der Teile aufeinander verhindert ist.
Das Steuerventil 2 (Fig. 1 und 2) besitzt ein Gehäuse 52 mit Kolben 24, auf dessen Stange ein Schieber 53 gleitbar angeordnet ist. Der Raum unter dem Kolben 24 steht durch einen Rohrstutzen 25 und die Rohr leitung 5 mit der Hauptleitung 1 in Verbin dung; der Raum oberhalb des Kolbens 24 steht durch einen Rohrstutzen 26 und die Rohrleitung 4 mit dem Hilfsluftbehälter 3 in Verbindung. Beide Räume stehen bei ge löster Bremse durch eine sogenannte Speise nute 27 miteinander in Verbindung. Der Schieber 53 ist mit einem Kanal 28 versehen; in der obern Endstellung des Schiebers 53 (bei gelöster Bremse) verbindet Kanal 28 einen durch die Rohrleitung 15 mit dem Bremszylinder 6 verbundenen Rohrstutzen 29 mit der freien Luft.
Nimmt der Schieber 53 die untere Endlage ein, so legt er die Mün dung des Stutzens 29 frei, und es stehen dann durch das Ventilgehäuse die beiden Stutzen 26 und 29 und damit der Bremszylinder 6 und der Hilfsluftbehälter 3 miteinander in Verbindung. Der Kolben 24 wird vom Schie ber 53 unter Vermittlung der Federn 31 be tätigt. Zwischen dem obern Ende der obern Feder 31 und einer Scheibe 32 der Kolben stange ist etwas Spiel vorgesehen, so dass der Kolben 24 sich etwas nach unten bewegen kann, ehe der Schieber 53 mitgenommen wird. Damit der Schieber 53 in gewissen, bestimm ten Stellungen verriegelt werden kann, ist eine Sperrkugel 3.3 vorgesehen, welche in die eine oder andere von zwei Aussparungen im Schieber 53 einreifen kann.
Die Ausspa rung, welche bei ,angezogener" Bremse der Kugel 33 gegenüber liegt, ist tiefer als die zweite Aussparung, die bei ,gelöster Bremse" der Kugel 33 gegenüber steht; die Verriege lung ist in der erstgenannten Stellung kräf tiger. Hierdurch wird erreicht, dass der für das Anziehen der Bremsen erforderliche Druck im Zylinder 6 nicht so gross sein muss, als der für das Lösen erforderliche.
Durch das Steuerventil 2 kann eine plötz liche Drucksteigerung im Zylinder 6 und so mit ein rasches Ansetzen der Bremsklötze bewirkt werden.
Beim Anziehen der Bremse wird, wie be kannt, das an die Hauptleitung 1 angeschlos sene Führerbremsventil geöffnet, und, sobald der Unterschied zwischen dem Druck im Hilfsluftbehälter 3 und demjenigen in der Hauptleitung 1 so gross geworden ist, dass die Sperrkugel 33 aus der Aussparung des Schie bers 53 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung gedrängt wird, so wird der Kolben 24 und der Schieber 53 verstellt, so dass die Verbin dung zwischen dem Hilfsluftbehälter 3 und dem Zylinder 6 hergestellt wird. Hierdurch wird der Kolben 7 in Tätigkeit versetzt und die Bremsklötze werden mit rascher Bewe gung an die Räder angestellt.
Geht der Kolben 7 nach links (Fig. 1), so wird die Rohrleitung 16 freigelegt und damit der Druckraum des Zylinders 6 in Verbin dung mit dem Zylinder 9 gebracht. Der Druck in der Hauptleitung 1 und somit in dem Raum des Zylinders 9, in dem die Lei tung 17 ausmündet, ist jedoch immer noch höher als derjenige im Zylinder 6, so dass der Kolben 10 stillsteht. Wenn durch weiteres Öffnen des Führerbremsventils eine weitere Drucksenkung in der Hauptleitung stattfin det, so dass der Druck darin unter denjenigen im Hilfsluftbehälter 3 und in der Rohrleitung 16 fällt, so beginnt der Kolben 10 sich nach der Bremsstellung, dem vorhandenen Druck unterschied entsprechend, mehr oder weniger rasch zu bewegen.
Bei dieser Bewegung tritt die Kupplungseinrichtung 18, 19, 20 in Tä tigkeit, so dass die Kolbenstange 8 mit dem Kolben 10 gekuppelt und dadurch ein wirk samer Bremsdruck erzeugt wird.
Sobald die Bremse in der oben ange gebenen Weise in Tätigkeit versetzt ist, wird der Druck der Bremsklötze gegen die Räder in gleichem Masse steigen, wie der Druck in der Hauptleitung 1 sinkt. Wenn der Druck in der Hauptleitung dagegen steigt, so wird die Bremskraft dementsprechend vermindert.
Um die Bremse zu lösen, muss also der Druck in der Hauptleitung 1 gesteigert wer den. Wenn der Druck auf beiden Seiten des Kolbens 10 ungefähr gleich gross ist, wird der Kolben durch die Rückstellfeder 12 in die Aussgangsstellung zurückgeführt, wobei die Kupplungsorgane 19 bezw. 23 ausser Ein griff mit der Kolbenstange 8 gebracht wer den.
Wenn daraufhin der Druck in der Haupt leitung sich dem Wert nähert, den er bei ge löster Bremse haben soll, so wird das Steuer ventil 2 wieder umgestellt und die Verbindung zwischen Hilfsluftbehälter und Bremszylin der 6 unterbrochen; Zylinder 6 wird gleich zeitig mit der freien Luft in Verbindung ge setzt. Hierdurch werden die Bremsklötze von den Rädern entfernt, und der Hilfsluftbehäl ter wird von neuem von der Hauptleitung gefüllt, bis der Druck in beiden der gleiche ist.
Der Bremszylinder 6 kann eine solche Grösse erhalten, dass er für einen leeren Wa gen genügend Bremskraft abgibt, während die Bremskraft beider Zylinder für einen be ladenen Wagen, in der oben angegebenen Weise wirkend, ausreicht. Zu diesem Zweck ist in der die Zylinder 6 und 9 verbindenden Rohrleitung 16 ein Dreiweghahn 34 (Fig. 1) eingeschaltet, dessen einer Kanal mit der freien Luft in Verbindung steht. Ist der Wagen leer, so wird dieser Hahn derart ein gestellt, dass die Verbindung zwischen den Zylindern 6 und 9 unterbrochen ist und gleichzeitig der Zylinder 9 mit der freien Luft in Verbindung gesetzt wird, um etwaige beim Kolben 10 durchgedrungene Druckluft herauszulassen und unter diesen Umständen wird der Kolben 7 allein in Tätigkeit ver- setzt, sobald der Druck in der Hauptleitung vermindert wird.
In der Rohrleitung 15 zwi schen dem Steuerventil und dem Zylinder 6 ist ein zweiter Dreiweghahn 35 (Fig. 1) an gebracht, und wenn der Zylinder 6 allein wirken soll, stellt man diesen Hahn derart um, dass er als Drosselorgan wirkt, zum Zwecke, ein weiches Ansetzen der Brems klötze zu erzielen. Die Hähne 34 und 35 können mechanisch miteinander verbunden sein, so dass bei Umstellung des einen Hahnes zwangsläufig und gleichzeitig auch die Um stellung des andern Hahnes erfolgt.
Zum Lösen der Bremse an einzelnen be ladenen Wagen ohne die Bremsen der übri gen Wagen in einem Zuge lösen zu brauchen, ist der Dreiweghahn 35 mit einem zur freien Luft führenden Kanal versehen. Zum Lösen der Bremse ist es nur notwendig, den Hahn 34 in die Stellung zu bringen, in der eine Unterbrechung der Verbindung zwischen den Bremszylindern und Herstellung der Verbin dung zwischen dem Zylinder 9 und der freien Luft stattfindet, während der Hahn 35 so verstellt wird, dass die Verbindung zum Steuerventil 2 unterbrochen und der Zylinder 6 mit der freien Luft in Verbindung ge bracht wird. Hierbei drückt die Feder 12 den Kolben 10 zurück, damit dieser seine Ausgangslage für eine später zu erfolgende Bremsung erhält.
Die Verbindungsleitung 16 zwischen den Bremszylindern 6 und 9 kann die Form eines im Zylindergestell angeordneten Kanals an nehmen. Der Querschnitt dieses Kanals wird zweckmässig derart gewählt, dass die Brems klötze von dem Kolben 7 bereits angesetzt sind, ehe Kolben 10 in Tätigkeit tritt; dies ist besonders bei ,Schnellbremsung" wün schenswert. Wie aus der Zeichnung hervor geht, mündet der Kanal 16 im Zylinder 6 an einer Stelle aus, welche bei gelöster Bremse mit der freien Luft in Verbindung steht. Der Kolben 7 muss daher einen gewissen Teil sei nes Hubes zurückgelegt haben, ehe der Druck durch den Kanal 16 zum Zylinder 9 fortge pflanzt werden kann.
Der Arbeitshub des Kolbens 7 erfolgt also rasch im Vergleich zu der Zeit, die für das Fortpflanzen des Druk- kes zum Zylinder 9 erforderlich ist und da durch wird erreicht, dass man mit Sicherheit damit rechnen kann, dass die Bremsklötze be reits ganz an die Räder angesetzt sind, wenn der Kolben 10 zur Ausübung des eigentlichen Bremsdruckes in Tätigkeit tritt.
Statt des Zylinders 6 mit Kolben 7 kann eine elektrische Vorrichtung, zum Beispiel ein Solenoid, vorgesehen sein, das die zu einem darin verschiebbaren Eisenkern ausge bildete Kolbenstange beeinflusst. Das Anset zen der Bremsklötze erfolgt hierbei ebenso plötzlich wie bei Verwendung einer mit Luft druck arbeitenden Vorrichtung, und die Wir kung bleibt im grossen und ganzen ebenfalls die gleiche. Der Eisenkern wird bei gelöster Bremse von dem unter Strom stehenden So lenoid angezogen gehalten und mit Hilfe von Federkraft werden die Bremsklötze an die Räder angesetzt, wenn der Strom unterbro chen wird. Der Zylinder 9 kann durch die Rohrleitung 16 über den Hahn 34 ent weder mit dem Steuerventil 2 oder direkt mit dem Hilfsluftbehälter 3 verbunden sein.
Das Ansetzen der Bremsklötze kann beispiels weise durch Bedienung des Führerbremsven tils derart erfolgen, dass der das Solenoid ent haltende Stromkreis unterbrochen wird, ehe eine Druckverminderung in der Hauptleitung vorgenommen werden kann. Das Steuerven til 2 kann mit einer Stromschaltvorrichtung versehen sein, welche bei Druckverminderung in der Hauptleitung den Stromkreis des So lenoids unterbricht und umgekehrt denselben wieder schliesst, nachdem der Kolben 10 seine Stellung bei gelöster Bremse eingenommen hat und der Druck sich dem Werte genähert hat, der bei gelöster Bremse aufrecht erhal ten werden soll.
Wenn der Druck in der Hauptleitung vermindert wird, schlägt das Steuerventil 2 in oben beschriebener Weise um, wobei der Strom ausgeschaltet wird, und der Eisenkern setzt die Bremsklötze an. Bei dieser Bewe gung des Eisenkernes kann mit Hilfe von mechanischen Mitteln auch der Hahn 34 be tätigt werden, wodurch die Verbindung des Zylinders 9 mit der freien Luft unterbrochen und dieser Zylinder reit dem Steuerventil 2 oder direkt mit dem Hilfsluftbehälter 3 ver bunden wird, woraufhin die Bremsung dusch Kolben 10 in oben beschriebener Weise aus geführt wird.
In gewissen Fällen kann es überflüssig sein, durch den Hahn 34 oder eine andere Ventilvorrichtung eine Verbindung mit der freien Luft für jedes Lösen der Brem sen herzustellen, weil der Kolben 10 jedes mal von der Feder 12 zurückgeführt wird, sobald die Drücke dies zulassen. Beim Lösen der Bremse wird das Steuerventil wieder um gestellt, nachdem Kolben 10 vorerst die der gelösten Bremse entsprechende Stellung ein genommen hat, so dass die elektrische Vor richtung wieder in die Stellung für gelöste Bremse zurückgeht und der Hahn 34 umge stellt wird.
Die Vorrichtung zum Ansetzen der Bremsklötze kann so bemessen sein, dass sie zur Bremsung von leeren Wagen genügt; sie kann aber auch nur zum Anstellen der Bremsklötze dienen, wobei dann zweckmässig zwei Bremszylinder, die auf ein gemeinsames Bremsgestänge wirken, vorgesehen werden. Hierbei können die beiden Bremszylinder mit verschiedenen Durchmessern ausgeführt wer den, um die in jedem einzelnen Fall er wünschte maximale Bremskraft zu erzielen. Dadurch, dass die Bremszylinder verschiedene Durchmesser erhalten, kann man die maxi male Bremskraft innerhalb weiter Grenzen abstufen, was ein Vorteil ist, zum Beispiel für Lokomotiven, die mit sehr verschiedenen maximalen Geschwindigkeiten fahren, oder auch für Wagen mit sowohl veränderlicher maximaler Belastung, als auch maximaler Fahrgeschwindigkeit.
Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungs form ist besonders geeignet, die Bremskraft gemäss ihrer Verwendung an leeren halb beladenen bezw. vollbeladenen Wagen zu verändern. Die Vorrichtung zum Ansetzen der Bremsklötze besteht in diesem Fall aus einem Einkammerbremszylinder der oben be schriebenen Art. In der in Fig. 4 gezeigten Stellung der verschiedenen Teile ist die Bremse für vollbeladene Wagen eingestellt und befindet sich in gelöster Stellung.
Wenn nun diese Bremse für halbbeladene Wagen verwendet werden soll, so wird der Zylinder 9a durch Unterbrechung seiner Ver bindung mit der Hauptleitung 1 (durch die Rohre 17a, 17) und der nach der Ansetzvor richtung führenden Leitungen 16a, 16 aus geschaltet; ausserdem werden die Rohre 17a und 16a entweder mit der freien Luft oder miteinander verbunden, so dass die Drücke auf beiden Seiten des Kolbens 10a einander gleich werden. Von diesen beiden Möglich keiten, die Drücke auszugleichen, ist die Ver bindung mit der freien Luft vorzuziehen, und zu diesem Zwecke sind in den Röhren 16a, 16 und 17a, 17 Dreiweghähne vorge sehen, welche die Rohre mit der freien Luft verbinden können.
In ähnlicher Weise wie der Zylinder 9a bei Verwendung der Bremse für halbbeladene Wagen ausgeschaltet wird, kann man auch den Zylinder 9b ausschalten, wenn die Bremse für leere Wagen dienen soll.
Um das Lösen der Bremse an einzelnen Wagen zu ermöglichen ohne eine Erhöhung des Druckes in der Hauptleitung notwendig zu machen, können die Rohre 16 und 16c bezw. 17 und, 17e mit Hilfe der Dreiweg hähne geschlossen werden. Wenn diese Drei weghähne derart verstellt sind, dass die Ver bindungen zwischen den Rohren 16e und 16 und zwischen 17e und 17 unterbrochen und die Rohre 16c und 17c mit der freien Luft verbunden sind, so ist auch der Zylinder 9c ausser Tätigkeit gesetzt.
Soll die Bremse beispielsweise eines voll beladenen Wagens gelöst werden, so ist es notwendig, die Zylinder 9a, 9b und 9c auszu schalten, wodurch die Zweikammerbremskol- ben durch die Federn 12 in ihre Ausgangs stellungen gedrückt werden. Zudem wird der Kolben 7 unter Vermittlung eines Dreiweg hahnes in der Rohrleitung 15 in die Aus gangslage zurückgeführt, wobei die Verbin dung mit dem Hilfsbehälter unterbrochen und der Druckraum im Zylinder 6 mit der freien Luft in Verbindung gesetzt wird. In der in Fig. 4 schematisch dargestellten Ausführungsform mit den Rohrleitungen und Kanälen zum Ein- und Ausschalten der Verbindungen der Luftdruckzylinder mit der Hauptleitung und dem Hilfsluftbehälter würden sieben Dreiweghähne erforderlich sein.
Alle diese Hähne in die richtige Stel lung einzustellen, bedeutet natürlich einen Zeitverlust.
Durch das in Fig. 4 dargestellte Ventil 36 kann dieser Nachteil behoben werden. Das Ventil besitzt eine runde, ebene Scheibe, in welche die Rohre 16, 16a, 16b, 16c und 17, 17a, 17b, 17c ausmünden. Auf der Scheibe liegt ein Drehschieber, der Aussparungen 37 und 38 aufweist, mittelst welchen bei voll beladenem Wagen das Rohr 16 mit den Roh ren 16a, 16b, 16c und das Rohr 17 mit den Rohren 17a, 17b, 17c in Verbindung gesetzt werden kann.
Die in Fig. 5 dargestellte Stellung des Ventils 36 entspricht einem halbbeladenen Wagen. Die beiden Rohre 16a und 17a sind mit der freien Luft verbunden. Zwei Aus sparungen 39 und 40 stehen den Mündungen der Rohre 16a und 17a gegenüber. Die Aus sparungen 39 und 40 sind unter Vermittlung eines Kanals 41 in Verbindung mit der freien Luft. Durch eine Teildrehung des Ventils 36 ist der Zylinder 9a ausgeschaltet worden.
In ähnlicher Weise kann der Zylinder 9b ausgeschaltet werden, wenn die Bremse an leeren Wagen wirken soll. Diese Stellung des Ventils ist in Fig. 6 gezeigt.
Wenn die Bremse eines einzelnen Wagens gelöst werden soll ohne den Druck in der Hauptleitung zu erhöhen, so muss auch noch der Zylinder 9c ausgeschaltet und daraufhin der Druck im Arbeitsraum des Zylinders 6, das heisst der Druck im Hilfsluftbehälter der massen vermindert werden, dass das Steuer ventil 2 umgestellt wird, um die Stellung ent sprechend gelösten Bremsen einzunehmen. Alle diese Bedingungen werden durch Ver stellen des Ventils 36 in die in Fig. 7 ge zeigte Stellung erfüllt. Es ist zu beachten, dass in dieser Stellung des Ventils 36 die Auslassaussparung 40 nicht bis zur Mündung des Rohres 17 reicht. Hierdurch ist es somit möglich, durch Drehen des Ventils 36 in die in Fig. 7 gezeigte Stellung die Bremse eines einzelnen Wagens zu lösen, der an die unter Druck stehende Hauptleitung angeschlossen ist, ohne diesen Druck zu ändern.
Der Drehschieber des Ventils 36 ist mit einer Feder versehen, welche bestrebt ist, den Drehschieber von der in Fig. 7 gezeigten Stellung in die in Eig. 6 gezeigte zurückzu drehen, so dass der Bedienungshebel, wenn die Bremse vollständig gelöst ist, selbsttätig in die Stellung entsprechend einem leeren Wagen zurückgeht.
Das Ventil 36 kann von beiden Seiten des Wagens betätigt werden und in jeder der drei Lagen eines Bedienungshebels entsprechend leeren, halbbeladenen bezw. vollbeladenen Wa gen ist eine Verriegelungsvorrichtung vorge sehen, so dass der Drehschieber sich nicht von selbst von einer Stellung in eine andere be wegt.
Wenn der Druck in der Hauptleitung bei gelöster Bremse beispielsweise 2,5 Atm. be trägt, so kann maximale Bremskraft durch gänzliche Entleerung der Hauptleitung von Druckluft erzielt werden. Es ist auch mög lich einen mit der beschriebenen Bremse aus gerüsteten Wagen mit Wagen zusammenzu kuppeln, die mit andern Luftdruckbremsen ausgerüstet sind, zum Beispiel solchen, die einen Druck von 5 Atm. in der Hauptleitung bei gelöster Bremse erfordern und ungefähr 2,5 bis 3 Atm., um maximale Bremskraft zu erzielen. In solchen Fällen darf der Druck im rechten Arbeitsraum des Zweikammer bremszylinders nicht unter 2,5 Atm. sinken, wobei die maximale Bremskraft mit 5 Atm. Druck in der Hauptleitung dieselbe bleibt wie bei 2,5 Alm. Druck in der Hauptleitung und atmosphärischem Druck im rechten Ar beitsraum der Zweikammerbremsen.
Dies wird durch Einschalten eines Rückhaltven- tils in der Rohrleitung 17 erreicht, das heisst eines Ventils, das nur so viel Luft aus den Leitungen 17a, 17b und<B>17e</B> entweichen lässt, dass der Druck nicht unter 2,5 Atm. sinkt, aber die Einführung von Luft von der Lei- tung 17 in die Leitungen 17a, 17b und 17e in gewöhnlicher Weise zulässt.
Das oben erwähnte Rückhaltventil kann natürlich auch mit einer Vorbeileitung ver sehen sein, so dass es ausgeschaltet werden kann, wenn sämtliche Wagen eines Zuges ausschliesslich mit der Bremse nach vorliegen der Erfindung ausgerüstet sind. In einem solchen Falle kann dann wieder der niedri gere Druck in der Hauptleitung verwendet werden, was natürlich aus verschiedenen Gründen durchaus vorzuziehen ist.
Das Rückhaltventil kann für verschie dene Drücke im rechten Arbeitsraum des Zweikammerbremszylinders eingerichtet wer den. Die Verstellung des Ventils und das Wirksammachen der Vorbeileitung kann mit Hilfe eines Handgriffes erzielt werden, der in verschiedene Stellungen eingestellt werden. und mit Verriegelungen, sowie Kennzeichen versehen sein kann, welche die Namen der verschiedenen in Frage kommenden Brems verhältnisse angeben.
Air pressure brake for railway vehicles. As is well known, a distinction is made between two main types of compressed air brakes, namely the so-called single-chamber brake, in which the pressure is only applied to one side of the brake piston. acts, and the Zweikam merbremse, in which both sides of the brake piston are under pressure and the braking movement is achieved by the difference in the pressures.
Each of these types has its well-known advantages, but also its disadvantages, and in order to exploit the advantages of both types, it has already been proposed to combine both types into one system, but it could not be avoided that the disadvantages would also follow. Furthermore, such a union caused the need for very cumbersome mechanical rule devices, both with respect to the linkage with which the brake piston movement is transmitted to the brake pads, as well as with respect to the need for the operation of the combined brake types Control devices, the present invention seeks to combine the advantages of the known one and two-chamber brakes and their disadvantages switch trainees.
The subject of the invention is shown schematically in the drawing in exemplary embodiment forms: Fig. 1 shows a brake with a one-chamber brake cylinder and a two-chamber brake cylinder, partly in section; Fig. 2 shows a section through a control valve; Fig. 3 shows a modification of a component shown in Fig. 1; Fig. 4 shows a second embodiment of the brake in section; 5 to 7 show a rotary valve in different positions.
A control valve 2 is connected to a main line 1 (FIG. 1) by means of a pipeline 5 and is connected to an auxiliary air container 3 by a pipeline 4. A line 15 connects the control valve 2 with a single-chamber brake cylinder 6. In the cylinder 6 there is movably seated a piston 7 with piston rod 8, which extends from the cylinder 6 into a two-chamber brake cylinder 9, through its hollow piston 10, freely movable Lich. The piston 7 is under the influence of a spring 11, and a spring 12 acts on the piston 10. The springs 11, 12 strive to move the pistons 7 or 10 to the right (Fig. 1).
The piston rod 8 is passed through a central hole in the cover of the cylinder 6 without sealing; on the other hand, the piston 10 of the cylinder 9 has a central tube 14 on which two pistons 13 are attached. The pistons 13 are tightly guided in cylindrical extensions of the two covers of the cylinder 9. The piston rod 8 is guided through the tube 14. At the end of the cylinder 6 (Fig. 1), the pipe 15 is connected and at a little gem distance from the orifice is a pipe 16 is ruled out on the cylinder 6, which opens on one side of the piston 10 in the cylinder 9, while the space the other side of the piston 10 is connected to the main line 1 through a pipe 17. The position of the parts in Fig. 1 corresponds to the released brake.
In order to establish a mechanical connection between the piston 10 and the piston rod 8, so that both pistons move together in one direction, that is to say in the "braking" position (to the left in FIG. 1), are with the tube 14 connected toggle levers 18 are provided, which act on a pair of clamping jaws 19 surrounding the piston rod 8. Springs 20 serve to press the jaws 19 against the piston rod 8. The springs are so strong that a firm connection between the piston 10 and the rod 8 is obtained when the latter goes to the left (Fig. 1), while the coupling is released when the rod 8 goes to the right.
In Fig. 3, another embodiment of the coupling device is shown. The tube 14 is connected by rods 21 to a conical sleeve 22 which comprises wedge-shaped (conical) jaws 23 which in turn include the piston rod 8; springs 20 are also provided here. There can also be used other coupling devices that couple the piston 10 with the rod 8 in only one direction of movement, but release the rod 8 in the reverse gear.
To increase the friction, the engagement surfaces of the clamping jaws and the piston rod can be roughened, toothed, corrugated, threaded or otherwise designed so that the jaws get a secure grip on the rod and the parts are prevented from sliding on each other .
The control valve 2 (FIGS. 1 and 2) has a housing 52 with a piston 24, on the rod of which a slide 53 is slidably arranged. The space under the piston 24 is through a pipe socket 25 and the pipe line 5 with the main line 1 in connec tion; the space above the piston 24 is connected to the auxiliary air tank 3 through a pipe socket 26 and the pipe 4. Both rooms are connected to each other by a so-called feed groove 27 when the brake is released. The slide 53 is provided with a channel 28; in the upper end position of the slide 53 (when the brake is released) channel 28 connects a pipe socket 29 connected to the brake cylinder 6 through the pipe 15 with the free air.
If the slide 53 is in the lower end position, it exposes the mouth of the nozzle 29, and the two nozzles 26 and 29 and thus the brake cylinder 6 and the auxiliary air tank 3 are then connected to one another through the valve housing. The piston 24 is actuated by the slide via 53 through the intermediary of the springs 31 be. Between the upper end of the upper spring 31 and a disk 32 of the piston rod there is some play so that the piston 24 can move down a little before the slide 53 is taken along. So that the slide 53 can be locked in certain, specific th positions, a locking ball 3.3 is provided, which can engage in one or the other of two recesses in the slide 53.
The Ausspa tion, which is "on" brake of the ball 33 opposite is deeper than the second recess, which is opposite to the ball 33 when the brake is "released"; The locking mechanism is stronger in the first-mentioned position. This ensures that the pressure in the cylinder 6 required for applying the brakes does not have to be as great as that required for releasing them.
Through the control valve 2, a sudden increase in pressure in the cylinder 6 and so with a rapid application of the brake pads can be brought about.
When the brake is applied, as be known, the driver's brake valve connected to the main line 1 is opened, and as soon as the difference between the pressure in the auxiliary air tank 3 and that in the main line 1 has become so great that the locking ball 33 is out of the recess of the Slider 53 is pushed into the position shown in Fig. 2, the piston 24 and the slider 53 are adjusted so that the connec tion between the auxiliary air tank 3 and the cylinder 6 is made. As a result, the piston 7 is put into action and the brake pads are employed with rapid movement BEFORE the wheels.
If the piston 7 moves to the left (FIG. 1), the pipe 16 is exposed and the pressure chamber of the cylinder 6 is brought into connection with the cylinder 9. The pressure in the main line 1 and thus in the space of the cylinder 9 in which the line 17 opens out, however, is still higher than that in the cylinder 6, so that the piston 10 stands still. If, by further opening the driver's brake valve, a further decrease in pressure in the main line takes place, so that the pressure therein falls below that in the auxiliary air reservoir 3 and in the pipe 16, the piston 10 begins to move more or less after the braking position, depending on the existing pressure move less quickly.
During this movement, the coupling device 18, 19, 20 comes into action, so that the piston rod 8 is coupled to the piston 10 and an effective brake pressure is generated as a result.
As soon as the brake is activated in the manner indicated above, the pressure of the brake pads against the wheels will rise in the same way as the pressure in the main line 1 decreases. On the other hand, when the pressure in the main line increases, the braking force is reduced accordingly.
In order to release the brake, the pressure in the main line 1 must therefore be increased. When the pressure on both sides of the piston 10 is approximately the same, the piston is returned to the starting position by the return spring 12, the coupling members 19 and 19 respectively. 23 except for a handle with the piston rod 8 who brought the.
When the pressure in the main line approaches the value it should have when the brake is released, the control valve 2 is switched back and the connection between the auxiliary air tank and the Bremszylin 6 is interrupted; Cylinder 6 is connected to the open air at the same time. This removes the brake pads from the wheels and the auxiliary air reservoir is filled again from the main line until the pressure in both is the same.
The brake cylinder 6 can be of such a size that it delivers enough braking force for an empty car, while the braking force of both cylinders is sufficient for a loaded car, acting in the manner indicated above. For this purpose, a three-way valve 34 (FIG. 1) is switched on in the pipe 16 connecting the cylinders 6 and 9, one channel of which is in communication with the free air. If the car is empty, this cock is set in such a way that the connection between the cylinders 6 and 9 is interrupted and at the same time the cylinder 9 is connected to the free air in order to let out any compressed air that has penetrated the piston 10 and under these circumstances the piston 7 alone is activated as soon as the pressure in the main line is reduced.
In the pipeline 15 between tween the control valve and the cylinder 6, a second three-way cock 35 (Fig. 1) is placed, and if the cylinder 6 is to act alone, this cock is set in such a way that it acts as a throttle element, for the purpose of to achieve a soft application of the brake pads. The taps 34 and 35 can be mechanically connected to one another, so that when one tap is switched inevitably and at the same time, the other tap is also switched.
To release the brake on individual loaded cars without needing to solve the brakes of the other cars in one go, the three-way valve 35 is provided with a channel leading to the open air. To release the brake it is only necessary to bring the cock 34 into the position in which the connection between the brake cylinders is interrupted and the connection between the cylinder 9 and the open air is established, while the cock 35 is adjusted so that the connection to the control valve 2 is interrupted and the cylinder 6 is brought into connection with the free air. Here, the spring 12 pushes the piston 10 back so that it receives its starting position for braking to be carried out later.
The connecting line 16 between the brake cylinders 6 and 9 can take the form of a channel arranged in the cylinder frame. The cross section of this channel is expediently chosen such that the brake pads are already attached to the piston 7 before the piston 10 comes into action; This is particularly desirable with "rapid braking". As can be seen from the drawing, the channel 16 opens out in the cylinder 6 at a point which is in contact with the free air when the brake is released. The piston 7 must therefore be a certain part Nes stroke have covered before the pressure through the channel 16 to the cylinder 9 can be planted fortge.
The working stroke of the piston 7 therefore takes place quickly in comparison to the time required for the pressure to be propagated to the cylinder 9, which means that one can safely expect that the brake pads are already fully on the wheels are set when the piston 10 comes into action to exercise the actual brake pressure.
Instead of the cylinder 6 with piston 7, an electrical device, for example a solenoid, can be provided which influences the piston rod formed into an iron core that can be displaced therein. The application of the brake pads takes place just as suddenly as when using a device that works with air pressure, and the effect remains largely the same. When the brake is released, the iron core is kept attracted to the energized sol and, with the help of spring force, the brake pads are attached to the wheels when the current is interrupted. The cylinder 9 can be connected either to the control valve 2 or directly to the auxiliary air tank 3 through the pipe 16 via the cock 34.
The application of the brake pads can be done, for example, by operating the driver brake valve in such a way that the circuit containing the solenoid is interrupted before the pressure in the main line can be reduced. The control valve 2 can be provided with a current switching device which, when the pressure in the main line is reduced, interrupts the circuit of the solenoid and, conversely, closes the same again after the piston 10 has taken its position with the brake released and the pressure has approached the value that should be maintained when the brake is released.
When the pressure in the main line is reduced, the control valve 2 reverses in the manner described above, the current being switched off, and the iron core engages the brake pads. In this movement of the iron core, the cock 34 can also be actuated by mechanical means, whereby the connection of the cylinder 9 with the free air is interrupted and this cylinder rides the control valve 2 or directly with the auxiliary air tank 3 is connected, whereupon the Braking shower piston 10 is performed in the manner described above.
In certain cases it may be unnecessary to establish a connection with the open air for each release of the Brem sen through the cock 34 or other valve device, because the piston 10 is returned by the spring 12 each time as the pressures permit. When the brake is released, the control valve is set again after piston 10 has initially taken the position corresponding to the released brake, so that the electrical device goes back to the position for released brake and the cock 34 is reversed.
The device for applying the brake pads can be dimensioned so that it is sufficient for braking empty cars; however, it can also only serve to adjust the brake pads, in which case two brake cylinders, which act on a common brake linkage, are expediently provided. The two brake cylinders can be designed with different diameters in order to achieve the maximum braking force required in each individual case. Because the brake cylinders have different diameters, the maximum braking force can be graded within wide limits, which is an advantage, for example for locomotives that travel at very different maximum speeds or for wagons with both variable maximum loads and maximum driving speed.
The execution form shown in Fig. 4 is particularly suitable, respectively, the braking force according to its use on empty half-loaded. to change a fully loaded car. The device for applying the brake pads consists in this case of a single-chamber brake cylinder of the type described above be. In the position of the various parts shown in Fig. 4, the brake is set for a fully loaded car and is in the released position.
If this brake is to be used for half-loaded cars, the cylinder 9a is switched off by breaking its connection with the main line 1 (through the tubes 17a, 17) and the lines 16a, 16 leading to the Ansetzvor direction; In addition, the tubes 17a and 16a are connected either to the open air or to one another, so that the pressures on both sides of the piston 10a become equal to one another. Of these two possibilities to equalize the pressures, the connection with the open air is preferable, and for this purpose three-way cocks are provided in the tubes 16a, 16 and 17a, 17, which can connect the tubes to the open air.
In a similar way to how the cylinder 9a is switched off when the brake is used for half-loaded cars, the cylinder 9b can also be switched off when the brake is to be used for empty cars.
In order to enable the release of the brake on individual cars without making an increase in the pressure in the main line necessary, the pipes 16 and 16c respectively. 17 and 17e can be closed with the help of the three-way cocks. If these three-way cocks are adjusted in such a way that the connections between the tubes 16e and 16 and between 17e and 17 are interrupted and the tubes 16c and 17c are connected to the open air, the cylinder 9c is also deactivated.
If, for example, the brake of a fully loaded car is to be released, it is necessary to switch off the cylinders 9a, 9b and 9c, whereby the two-chamber brake pistons are pressed into their starting positions by the springs 12. In addition, the piston 7 is returned to the starting position by means of a three-way valve in the pipeline 15, the connec tion with the auxiliary container interrupted and the pressure chamber in the cylinder 6 is connected to the free air. In the embodiment shown schematically in Fig. 4 with the pipes and channels for switching on and off the connections of the air pressure cylinders with the main line and the auxiliary air tank, seven three-way cocks would be required.
Setting all these taps in the correct position naturally means a loss of time.
This disadvantage can be eliminated by the valve 36 shown in FIG. 4. The valve has a round, flat disc into which the tubes 16, 16a, 16b, 16c and 17, 17a, 17b, 17c open. On the disc is a rotary valve with recesses 37 and 38, by means of which the pipe 16 can be connected to the pipes 16a, 16b, 16c and the pipe 17 to the pipes 17a, 17b, 17c when the car is fully loaded.
The position of the valve 36 shown in FIG. 5 corresponds to a half-loaded car. The two tubes 16a and 17a are connected to the open air. From two recesses 39 and 40 face the mouths of the tubes 16a and 17a. From the recesses 39 and 40 are mediated by a channel 41 in connection with the open air. The cylinder 9a has been switched off by a partial rotation of the valve 36.
Similarly, the cylinder 9b can be switched off when the brake is to act on empty cars. This position of the valve is shown in FIG.
If the brake of a single car is to be released without increasing the pressure in the main line, then the cylinder 9c must also be switched off and then the pressure in the working space of the cylinder 6, i.e. the pressure in the auxiliary air tank, must be reduced to such an extent that the control valve 2 is switched to take the position accordingly released brakes. All of these conditions are met by setting the valve 36 in the ge in Fig. 7 position shown. It should be noted that in this position of the valve 36 the outlet recess 40 does not extend as far as the mouth of the tube 17. In this way it is thus possible, by turning the valve 36 into the position shown in FIG. 7, to release the brake of an individual carriage which is connected to the main line under pressure without changing this pressure.
The rotary slide of the valve 36 is provided with a spring which endeavors to move the rotary slide from the position shown in FIG. 7 into the position shown in FIG. 6 back so that the operating lever, when the brake is completely released, automatically returns to the position corresponding to an empty car.
The valve 36 can be operated from both sides of the car and in each of the three positions of a control lever accordingly empty, half-loaded respectively. A locking device is provided for fully loaded cars so that the rotary valve does not move from one position to another by itself.
For example, if the pressure in the main line with the brake released is 2.5 Atm. be contributes, maximum braking force can be achieved by completely emptying the main line of compressed air. It is also possible, please include a car equipped with the brake described to couple together with cars that are equipped with other air pressure brakes, for example those that have a pressure of 5 atm. in the main line with the brake released and approximately 2.5 to 3 Atm. to achieve maximum braking force. In such cases, the pressure in the right working space of the two-chamber brake cylinder must not fall below 2.5 atm. decrease, the maximum braking force being 5 atm. The pressure in the main line remains the same as at 2.5 Alm. Pressure in the main line and atmospheric pressure in the right working area of the two-chamber brakes.
This is achieved by switching on a retaining valve in the pipeline 17, that is to say a valve which only allows so much air to escape from the lines 17a, 17b and 17e that the pressure does not fall below 2.5 Atm. decreases, but allows the introduction of air from line 17 into lines 17a, 17b and 17e in the usual way.
The above-mentioned restraint valve can of course also be seen with a bypass line so that it can be switched off when all cars of a train are equipped exclusively with the brake according to the present invention. In such a case, the lower pressure in the main line can be used again, which is of course to be preferred for various reasons.
The restraint valve can be set up for various pressures in the right working space of the two-chamber brake cylinder. The adjustment of the valve and the activation of the bypass line can be achieved with the help of a handle that can be set in different positions. and can be provided with locks, as well as identifiers, which indicate the names of the various braking ratios in question.