Bremseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung zum Abbremsen relativ zueinander bewegter Teile, mit einem bei gelüfteter Bremse durch ein Medium druckbeaufschlagten und zum Bremsen durchentlasteten Zylinder.
Bekannte Bremseinrichtungen dieser Art, die hydraulisch arbeiten und zum Abbremsen, beispielsweise eines Fahrzeuges, dienen, besitzen den Nachteil, dass eine durch sie erreichbare, bestimmte Verzögerung von der Zuladung des Fahrzeuges, dem Reibungsfaktor der Bremselemente und, wenn es sich z. B. um ein Fahrzeug einer Bergbahn handelt, von dem Hangabtrieb des Fahrzeuges abhängig ist, wobei die bestimmte Ver zögerung beispielsweise einen noch zulässigen Wert für die Gewährleistung eines für die Fahrzeugsinsassen gefahrlosen Abbremsens darstellt, bei dessen Überschrei- ten jedoch die Insassen zu Fall kommen und verletzt werden können.
Insbesondere bei Bergbahnen besitzen die Strecken zwischen einzelnen Stationen und im Bereich der Stationen eine unterschiedliche Steigung, so dass der unterschiedliche Hangabtrieb sich hinsichtlich der Erreichtung der bestimmten Verzögerung verschieden auswirkt, wobei die mögliche unterschiedliche Fahrzeugbelastung durch Insassen einen weiteren beeinflussenden Faktor darstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer Bremseinrichtung eine bestimmte Verzögerung, beispielsweise eines Fahrzeuges, unabhängig von dessen Zuladung, vom Hangabtrieb und vom Reibungsfaktor der Bremselemente zu erreichen. Die Bremseinrichtung der eingangs genannten Art ist daher erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass zum verzögerungsgeregelten Bremsen der Zylinder über eine Rückschlagventil mit einem Druckspeicher zur Aufnahme eines Teiles des aus dem Zylinder entweichenden Mediums und ferner über eine Drosselstelle mit einem Verzögerungsregler verbunden ist,
der eine mit einem Relativbewegungsaufnehmer in Mitnahmeverbindung stehende Schwungmasse und ein dem Voreilen der Schwungmasse gegenüber dem Relativbewegungs aufnehmer bis zu einem vorbestimmten Verzögerungswert entgegenwirkendes Kraftglied sowie ferner ein mit der Schwungmasse zusammenwirkendes Absperrorgan für das den Regler unter zunehmender Druckreduzierung bis zur Erreichung des vorbestimmten Verzögerungswertes durchströmende Medium aufweist, wobei nach dem durch die Schwungmasse bewirkten Schliessen des Absperrorgans der Druck des Mediums für die weitere Bremsung konstant bleibt.
Der Relativbewegungsaufnehmer des Verzögerungsreglers kann vorzugsweise eine Welle aufweisen, die mit einer Relativgeschwindigkeit der relativ zueinander bewegten Teile entsprechenden Winkelgeschwindigkeit rotiert, und diese Welle kann zweckmässig koaxial in einem zylindrischen Gehäuse beidenends drehbar gelagert sein und die innerhalb des Gehäuses sich drehende Schwungmasse tragen, die zweckmässig mittels eines zwischen Welle und Schwungmasse angeordneten Mitnehmers mit der Welle in Mitnahmeverbindung stehen und entgegen der Wirkung des zwischen Welle und Schwungmasse wirksamen Kraftgliedes, das vorzugsweise eine Spiralfeder ist, relativ gegenüber der Welle um einen begrenzten Drehwinkel bewegbar sein kann.
Das mit der Schwungmasse zusammenwirkende Absperrorgan kann zweckmässig ein Drehschieber sein, der vorzugsweise aus einem auf der Welle drehbaren, ringförmigen und mit der Schwungmasse gekuppelten Ventilkörper mit radialen Bohrungen und aus einem vorzugsweise eine koaxiale und mehrere mit dieser in Verbindung stehende radiale Bohrungen aufweisenden Wellenabschnitt bestehen kann, dessen radiale Bohrungen für den Durchtritt des Mediums bei geöffnetem Absperrorgan mit den radialen Bohrungen im ringförmigen Ventilkörper fluchten, wobei dann zweckmässig dieser Ventikörper beim Voreilen der Schwungmasse gegenüber der Welle entgegen der Kraft der Spiralfeder die Bohrungen in der Welle abschliessen kann.
Die zwischen Welle und Schwungmasse wirksame Spiralfeder ist zweckmässig vorgespannt, und durch die Grösse der Federvorspannung lässt sich die Grösse der Verzögerung bestimmen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen, in welchen eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes rein beispielsweise dargestellt ist. Es zeigen:
Fig. 1 das Hydraulik-Schema der Bremseinrichtung für ein schienengebundenes Fahrzeug,
Fig. 2 den zur Bremseinrichtung gehörenden Verzögerungsregler im Längsschnitt,
Fig. 3 den Verzögerungsregler gemäss Fig. 2 im Querschnitt längs der Linie A-A,
Fig. 4 den Verzögerungsregler gemäss Fig. 2 im Querschnitt längs der Linie B-B,
Fig. 5 den Verzögerungsregler gemäss Fig. 2 im Querschnitt längs der Linie C-C.
Bei dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Federspeicher-Bremse für eine Standseilbahn. Die Bremseinrichtung kann jedoch grundsätzlich für alle Fahrzeugarten und Antriebe von Luft- und Standseilbahnen Verwendung finden, sei es in Form einer Federspeicher-Bremse oder einer direkt wirkenden Hydraulik-Bremse.
Bei der Bremseinrichtung gemäss Fig. 1 fördert eine Motorpumpe 1 Drucköl in einen Federspeicher-Zylin der 7, von dem mehrere an einem Fahrzeug vorhanden sind. Das Drucköl gelangt dabei zuerst über ein Rückschlagventil 2, und ein Vorspannventil 5 sorgt dafür, dass zunächst ein Bremsventil 6 am Federspei cher-Zylinder druckbeaufschlagt und dadurch geschlossen wird. Dann kann das Drucköl über das Vorspannventil 5 in den Federspeicher-Zylinder 7 gelangen, wobei durch den druckbeaufschlagten Zylinder die Bremse gelüftet wird, indem die Federkraft aufgehoben wird. Gleichzeitig wird ein Speicher 4 aufgeladen, um über eine Rückschlagdrossel 3 mögliche Leckverluste zu decken. Die Bremseinrichtung befindet sich damit im betriebsbereiten Zustand.
Zum Bremsen wird ein von dem gleichen Öldruck beaufschlagtes Auslösventil 8 betätigt. Dies kann durch Handbetätigung erfolgen oder durch einen tXberge- schwindigkeitsschalter, oder durch jeden Notbremshebel im Fahrzeug oder auch automatisch bei Seilriss, wenn die Bremseinrichtung bei einer Luftseilbahn Verwendung findet. Bei Betätigung des Auslösventils 8 wird das Bremsventil 6 druckentlastet, da das Drucköl über das Auslösventil 8 zur Pumpe zurücklaufen kann.
Jedem der vorhandenen Federspeicher-Zylinder 7 ist ein Speicher 9 zugeordnet, in den das Drucköl nun bei geöffnetem Bremsventil 6 über ein Rückschlagventil 10 unter Druckreduzierung entweichen kann.
In jedem Speicher 9 befindet sich ein vorgespanntes Gas, das dem Druck des Öls entgegenwirkt, und die Gasvorspannung bestimmt die Grösse der Anfangsbremskraft und damit die Anfangsverzögerung des Fahrzeuges, indem der der Federkraft entgegenwirkende Öldruck im Zylinder 7 sich nur bis zum Druckausgleich mit dem Gas im Speicher 9 reduzieren kann.
In der vom Speicher 9 zur Pumpe zurückführenden Leitung ist eine Drossel 11 vorgesehen, die für die Aufrechterhaltung des Druckes während dieses anfänglichen Bremsvorganges sorgt.
Von der das Bremsventil 6 mit dem Speicher 9 verbindenden Leitung zweigt eine weitere Leitung ab, durch welche das Drucköl über eine Drossel 12 zu einem Verzögerungsregler 13 gelangt, den das Drucköl bis zu einem vorbestimmten Verzögerungswert durchströmt, wobei sich der Druck im Federspeicher-Zylinder weiter abbaut und damit die mit der weiteren Bremsung verbundene Verzögerung des Fahrzeuges bis zu dem vorbestimmten Wert zunimmt.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Bremseinrichtung zum Abbremsen eines schienengebundenen Fahrzeuges bilden ein Laufrad 14 des Fahrzeuges, das auf der Schiene 15 abrollt und über ein Zahnradpaar 16 eine Welle 17 antreibt, den Relativbewegungsaufnehmer des Verzögerungsreglers 13, der bei Erreichen einer vorbestimmten Verzögerung die Reduzierung des Öldruckes unterbricht, so dass die Bremskraft nicht mehr weiter zunimmt.
Bei dem in den Fig. 2 bis 5 näher dargestellten Verzögerungsregler 13 ist die Welle 17 koaxial in einem zylindrischen Gehäuse 18 beidenends drehbar gelagert.
Auf dieser Welle ist eine im Querschnitt kreisförmige Schwungmasse 19 relativ gegenüber der Welle um einen Drehwinkel von etwa 15 bis 200 drehbar gelagert und steht mittels eines Mitnehmers 20 in Mitnahmeverbindung mit der Welle. Der Verdrehung der Schwungmasse gegenüber der Welle wirkt eine Spiralfeder 21 entgegen, die mit ihrem einen Ende mittels eines Gewindebolzens 22 an der Schwungmasse 19 und mit ihrem anderen Ende in einer auf der Welle drehfesten Scheibe 23 fixiert ist und durch ihre Vorspannung Mitnehmer und Schwungmasse in Anlage hält. Die Schwungmasse 19 besteht, wie aus Fig. 2 ersichtlich aus konstruktiven Gründen aus zwei miteinander verschraubten Teilen.
Das eine Ende der Welle 17 weist eine auf der Mittelachse verlaufende Sackbohrung 24 auf, die mit vier um 900 zueinander versetzten radialen Bohrungen 25 in der Welle in Verbindung steht, und auf diesem Wellenabschnitt ist ein ringförmiger Ventilkörper 26 mit zwei diametral gegenüberliegenden radialen Bohrungen 27 auf der Welle drehbar so angeordnet, dass die radialen Bohrungen in der Welle und im Ventilkörper miteinander fluchten können. Der Ventilkörper 26 ist, wie aus Fig. 5 ersichtlich, mittels eines Stiftes 28 mit der Schwungmasse 19 gekuppelt.
Die Welle und der Ventilkörper bilden demnach zusammen einen Drehschieber, und solange die Welle und die Schwungmasse mit der gleichen Drehzahl umlaufen, strömt das durch eine Bohrung 29 im Gehäuse (Fig. 2) eintretende Drucköl durch die Bohrungen in der Welle und im Ventilkörper hindurch und durch eine Leitung 30, die an das Gehäuse angeschlossen ist, aus diesem wieder heraus. Dadurch kann sich der Druck des in dem Federspeicher-Zylinder der Bremseinrichtung befindlichen Öls weiterhin abbauen. Durch die damit verbundene zunehmende Verzögerung tritt zwischen der Schwungmasse 19 und der Welle 17 eine ansteigende, gegen die Spiralfeder 21 wirkende Kraft auf, welche eine Verdrehung des mit der Schwungmasse gekuppelten Ventilkörpers 26 gegenüber der Welle 17 herbeiführt, womit der Drehschieber geschlossen wird.
Damit ist der weitere Abbau des Öldruckes unterbrochen, und die weitere Bremsung erfolgt mit dem zu diesem Zeitpunkt herrschenden Druck im Federspeicher-Zylinder. Die Vorspannung der Spiralfeder 21 bestimmt die Grössse der Verzögerung.
Damit der Ventilkörper 26 bei geschlossenem Drehschieber nicht einseitig belastet und dadurch verformt werden kann, besitzt die Welle 17 vier Bohrungen über den Umfang gleichmässig verteilt, wenn auch nur zwei von diesen mit den Bohrungen im Ventilkörper zum Fluchten kommen. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Bremseinrichtung, die bei einem Fahr zeug zur Verwendung kommt, sind vier Federspeicher Zylinder vorgesehen, die jeweils die Bremsmittel in Form einer beidseitig gegen die Schiene angedrückten Zange betätigen, und in der Nähe jedes dieser Zylinder ist ein Speicher vorgesehen. Im übrigen besitzt die Einrichtung einen Verzögerungsregler, und auch die Pumpe und die übrigen Aggregate sind nur einmal vorhanden. Der Verzögerungsregler könnte zu Regelzwekken auch als Drei- oder Vierwege-Ventil ausgebildet sein oder mit elektrischem Ausgang ausgestattet sein.