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PATENTANSPRÜCHE
1. Bremssystem für ein Schienenfahrzeug mit Zahnradantrieb und mit mindestens zwei unabhängig voneinander betätigten Federspeicherbremsen, die je einen von einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagten, in einem Zylinder gleitenden Kolben aufweisen, wobei an jedem Zylinder eine Druckmittelablassleitung angeschlossen ist, die mindestens ein Steuerventil enthält, das die betreffende Ablassleitung normalerweise absperrt, zwecks Einleitung des Bremsvorganges jedoch öffnet, und wobeiZin der Ablassleitung einer Bremse stromunterhalb ihres Steuerventils eine in Abhängigkeit der Bremsverzögerung des Fahrzeuges gesteuerte Drosselstelle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablassleitungen aller Bremsen über je ein Rückschlagventil an ein und dieselbe durch die Verzögerung gesteuerte Drosselstelle angeschlossen sind.
2. Bremssystem nach Anspruch 1, mit die Kolben beim Bremsen mit unterschiedlich grossem Druck beaufschlagendem Druckmittel, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der Ablassleitungen zwischen dem Steuerventil und dem Rückschlagventil ein zusätzliches Ventil mit einem von den unterschiedlichen Drücken beaufschlagten Kolben vorgesehen ist, dessen druckbeaufschlagte Flächen im umgekehrten Verhältnis der Drücke bemessen sind.
Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Schienenfahrzeug mit Zahnradantrieb und mit mindestens zwei unabhängig voneinander betätigten Federspeicherbremsen, die je einen von einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagten, in einem Zylinder gleitenden Kolben aufweisen, wobei an jedem Zylinder eine Druckmittelablassleitung angeschlossen ist, die mindestens ein Steuerventil enthält,¯das die betreffende Ablassleitung normalerweise absperrt, zwecks Einleitung des Bremsvorganges jedoch öffnet, und wobei in der Ablassleitung einer Bremse stromunterhalb ihres Steuerventils eine in Abhängigkeit der Bremsverzögerung gesteuerte Drosselstelle angeordnet ist.
Bei Zahnradbahnen ist es eine bekannte Erscheinung, dass die Bremswirkung nicht unter allen Umständen konstant ist, sondern vielmehr vom Gefälle abhängig ist. Wird die Bremse für ein bestimmtes Gefälle richtig dimensioniert, so können beim Bremsen des Fahrzeuges bei geringerem Gefälle oder sogar auf horizontaler Strecke unzulässig grosser Verzögerungen entstehen. Um dies zu vermeiden, wurde in der Ablassleitung einer Bremse stromunterhalb ihres Steuerventils eine veränderbare Drosselstelle angeordnet, die in Abhängigkeit von der beim Bremsen auftretenden Verzögerung gesteuert wird, so dass bei Erreichen einer vorbestimmten Verzögerung die Bremskraft konstant wird. Für Schienenfahrzeuge mit Zahnradantrieb besteht die Vorschrift, dass mindestens zwei Bremsen vorgesehen sein müssen.
Aus Kostengründen hat man bisher auf das Anbringen eines Verzögerungsgebers und einer von der Verzögerung gesteuerten Drosselstelle in der Ablassleitung jeder Bremse eines Fahrzeugs verzichtet und eine solche Drosselstelle mit Verzögerungsgeber nur in der Ablassleitung der wichtigsten Bremse vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Bremssystem der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass für alle Bremsen des Fahrzeuges nur ein Verzögerungs- geber notwendig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Ablassleitung aller Bremsen über je ein Rückschlagventil an ein und dieselbe durch die Verzögerung gesteuerte Drosselstelle angeschlossen sind. Durch diese Anordnung wird es auf einfache Weise möglich, den Druckmittelabfluss aller Bremsen eines Fahrzeuges in Abhängigkeit von dessen Verzögerung mit nur einer Drosselstelle zu drosseln. Dadurch bleibt der Kostenaufwand niedrig, denn ausser der Einsparung an Drosselstellen ergibt sich durch die Erfindung auch eine Einsparung an Verzögerungs- gebern sowie an Übertragungselementen zum Steuern des Drosselquerschnitts.
Bei Schienenfahrzeugen der eingangs genannten Art kann es wünschenswert sein, eine Bremse mit einer Bremskraft wirken zu lassen, die von der Bremskraft der anderen Bremse verschieden gross ist, so dass auch die auf die Kolben wirkenden Drücke des Druckmittels verschieden gross sind. Dies lässt sich beim erfindungsgemässen Bremssystem dadurch auf einfache Weise realisieren, dass in einer der Ablassleitungen zwischen dem Steuerventil und dem Rückschlagventil ein zusätzliches Ventil mit einem von den unterschiedlichen Drücken beaufschlagten Kolben vorgesehen ist, dessen druckbeaufschlagte Flächen im umgekehrten Verhältnis der Drücke bemessen sind.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung den Antrieb eines zahnradgetriebenen Schienenfahrzeuges,
Fig. 2 schematisch die Schaltung des hydraulischen Teils zweier Bremsen und
Fig. 3 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Schaltung nach Fig. 2.
Gemäss Fig. 1 ist als Antrieb für das nicht näher dargestellte Schienenfahrzeug ein Elektromotor 1 vorgesehen, der auf seiner Welle 2 ein Ritzel 3 trägt, das mit einem Kegelrad 4 im Eingriff ist. Auf der Welle 2 ist ausserdem eine Bremse 5 angeordnet, die aus einer auf der Welle befestigten Scheibe und mit auf deren Umfang wirkenden Bremsmitteln, z.B. Backen besteht, die durch Pfeile angedeutet sind.
Das Kegelrad 4 ist über eine Welle 6 mit einem Ritzel 7 verbunden, das mit einem auf einer Achse 8 des Schienenfahrzeuges befestigten Stirnzahnrad 9 kämmt. Auf der Achse 8 befindet sich ausserdem ein Triebzahnrad 10, das in die zwischen den nicht dargestellten Geleisen angebrachte Zahnstange 11 eingreift. Auf der Achse 8 ist eine Bremstrommel 12 befestigt, auf deren Umfang durch Pfeile dargestellte Bremsmittel, z.B. Backen, wirken. Die beiden Bremsen 5 und 12 werden unabhängig voneinander betätigt. Sie sind sogenannte Federspeicherbremsen, bei denen die Bremskraft durch eine Feder aufgebracht wird. Bei normaler Fahrt des Fahrzeuges sind diese Bremsen durch ein hydraulisches Druckmittel gelüftet.
Gemäss Fig. 2 ist für die Bremse 5 ein Kolben 15 vorgesehen, dessen Kolbenstange 16 an ein eine Bremsbacke
17 tragendes Gestänge 18 gelenkig angeschlossen ist. Der Kolben 15 gleitet in einem Zylinder 19, der an seinem in Fig. 1 unteren Ende mit einer Leitung 20 versehen ist, über die der Kolben 15 auf seiner Unterseite mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt wird. Auf der in Fig. 2 oberen Seite des Kolbens ist im Zylinder 19 eine Feder 21 angebracht, die die Bremskraft aufbringt, wenn die Druckmittelbeaufschlagung aufhört. Parallel zum Zylinder 19 ist ein Druckspeicher 31 bekannter Ausführung angeschlossen, der feder- oder gasbelastet sein kann.
In der Leitung 20 ist ein Steuerventil 22 angeordnet, das in der gezeichneten Stellung die Leitung 20 mit einer Zufuhrleitung 23 für das hydraulische Druckmittel verbindet. In der nach links verschobenen Stellung des Steuerventils 22 verbindet dieses die Leitung 20 mit einer Ablassleitung 24. Eine gleiche Bremsanordnung wie bisher für S 3 erhrieben ist für die zweite Bremse 12 vorgesehen,
deren Bestandteile mit gleichen Bezugsziffern, jedoch mit einem Strich versehen, bezeichnet sind.
Die beiden Druckmittelzufuhrleitungen 23 und 23' sind an eine gemeinsame Zufuhrleitung 25 angeschlossen, in der eine Pumpe 26 vorgesehen ist. Die beiden Ablassleitungen 24 und 24' sind mit je einem Rückschlagventil 27 bzw. 2T versehen und münden in eine gemeinsame Ablassleitung 28, in der ein gemeinsames Drosselorgan 29 angeordnet ist.
Das Drosselorgan ist in an sich bekannter Weise mit einem veränderbaren Drosselquerschnitt ausgebildet, wobei das Verändern dieses Querschnitts in Abhängigkeit der Bremsverzögerung des Fahrzeugs erfolgt. Die Bremsverzögerung wird mit einem ebenfalls an sich bekannten Verzögerungsgeber 30 gemessen, das mit dem Drosselorgan 29 in Wirkungsverbindung steht.
Aus Sicherheitsgründen können die beiden Steuerventile 22 und 22' je zweifach vorhanden sein, indem sie zu dem betreffenden Steuerventil 22 bzw. 22' parallelgeschaltet sind und beispielsweise von einem Magnetventil betätigt werden.
Das Bremssystem wirkt wie folgt: In der in Fig. 2 gezeichneten Stellung, die auch für die zweite Bremse gilt, sind die Bremsen 5 und 12 gelüftet, weil das auf der Unterseite der Kolben 15 und 15' wirkende Druckmittel die Bremsbacken von der rotierenden Bremsfläche abhebt. Ein Bremsvorgang wird dadurch eingeleitet, dass eines der beiden Steuerventile oder beide Steuerventile 22 und 22' aus der in Fig. 2 gezeichneten Lage nach links in die andere Lage verschoben werden, wodurch die Druckmittelzufuhr über die Leitung 23 bzw. 23' unterbrochen wird und das Druckmittel aus dem Zylinder 19 bzw. 19' über die Ablassleitung 24 bzw. 24' entweicht. hunter der Wirkung der Feder 21 bzw. 21' wird dann das Gestänge 18 bzw. 18' in Fig. 2 abwärtsbewegt, wodurch die Bremsbacke an der rotierenden Bremsfläche zum Anliegen kommt und die Bremswirkung stattfindet.
Das über die Leitung 24 bzw. 24' entweichende Druckmittel gelangt über die gemeinsame Leitung 28 und das Drosselorgan 29 in einen Sammelbehälter.
Erreicht die durch das Bremsen eintretende Verzögerung des Fahrzeuges einen bestimmten Sollwert, der an dem Verzögerungsgeber 30 eingestellt und mit dem gemessenen Istwert der Verzögerung verglichen wird, so wird vom Geber 30 aus der Drosselquerschnitt des Drosselorgans 29 soweit verkleinert, dass sich im Zylinder 19 bzw. 19' ein konstanter Druck und damit eine konstante Bremskraft einstellt. Der parallel zum Zylinder 19 angeordnete Druckspeicher 31 gewährleistet, dass der im Moment des Schliessens des Drosselorgans 29 im Zylinder 19 herrschende Druck aufrechterhalten bleibt.
Da die Bremsen an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeuges angeordnet sind, nämlich in Fig. 1 die Bremse 5 an der schnell drehenden Welle 2 und die Bremse 12 an der verhältnismässig langsam drehenden Achse 8, ergeben sich aus konstruktiven Gründen unterschiedlich grosse Bremskräfte und damit unterschiedliche Drücke in den Leitungen 20 und 20' sowie 24 und 24'. Um diese Drücke anzugleichen, ist gemäss Fig. 3 in der Ablassleitung 24' des Kolbens 19' zwischen dem Steuerventil 22' und dem Rückschlagventil 27' ein zusätzliches Ventil 32 mit einem Kolben 33 eingebaut. Auf diesen Kolben 33 wirken die beiden Drücke in entgegengesetzten Richtungen, wobei die von diesen Drücken beaufschlagten Flächen im umgekehrten Verhältnis der Drücke bemessen sind.
Wenn in der Leitung 24' beispielsweise ein Druck von 25 bar und in der Leitung 24 ein Druck von 10 bar herrscht, so ist die in Fig. 3 rechte Kolbenfläche 2,5mal so gross bemessen, wie die in Fig. 3 linke geneigt verlaufende Kolbenfläche, auf die der höhere Druck wirkt.
Beim Bremsen mit der Anordnung gemäss Fig. 3 stellt sich also mit dem Verändern des Querschnitts im Drosselorgan 29 in der Leitung 24 und in dem zwischen dem Rückschlagorgan 27' und dem zusätzlichen Ventil 32 befindlichen Abschnitt der Leitung 24' der selbe Druck ein, während in dem zwischen dem zusätzlichen Ventil 32 und dem Steuerventil 22' befindlichen Abschnitt der Leitung 24', in der Leitung 20 und unterhalb des Kolbens 19' ein entsprechend höherer Druck wirkt als unterhalb des Kolbens 19.
Aus Sicherheitsgründen kann . ähnlich wie oben für jedes Steuerventil 22 und 22' erwähnt - das Drosselorgan 29 mit Verzögerungsgeber 30 doppelt vorgesehen sein.
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PATENT CLAIMS
1. Brake system for a rail vehicle with gear drive and with at least two independently operated spring-loaded brakes, each of which has a piston that is acted upon by a hydraulic pressure medium and sliding in a cylinder, with a pressure medium discharge line being connected to each cylinder, which contains at least one control valve, which the The relevant drain line is normally shut off, but opens to initiate the braking process, and a throttle point controlled as a function of the braking delay of the vehicle is arranged in the drain line of a brake downstream of its control valve, characterized in that the drain lines of all brakes are connected to one and the same via a check valve the delay controlled throttle are connected.
2. Brake system according to claim 1, with the piston when braking with differently large pressure acting pressure medium, characterized in that in one of the discharge lines between the control valve and the check valve, an additional valve is provided with a piston acted upon by the different pressures, the pressurized surfaces are dimensioned in the inverse ratio of the pressures.
The invention relates to a brake system for a rail vehicle with gear drive and with at least two independently actuated spring-loaded brakes, each having a piston that is acted upon by a hydraulic pressure medium and sliding in a cylinder, a pressure medium discharge line being connected to each cylinder which contains at least one control valve, Which normally shuts off the relevant drain line, but opens it to initiate the braking process, and a throttle point controlled as a function of the braking delay is arranged in the drain line of a brake downstream of its control valve.
With rack railways it is a well-known phenomenon that the braking effect is not constant under all circumstances, but rather depends on the gradient. If the brakes are correctly dimensioned for a certain slope, inadmissibly long delays can occur when braking the vehicle on a smaller slope or even on a horizontal route. To avoid this, a variable throttle point was arranged in the drain line of a brake downstream of its control valve, which is controlled as a function of the deceleration occurring during braking, so that the braking force becomes constant when a predetermined deceleration is reached. For rail vehicles with gear drive, there is a regulation that at least two brakes must be provided.
For cost reasons, it has so far not been necessary to attach a deceleration sensor and a throttle point controlled by the delay in the drain line of each brake of a vehicle, and such a throttle point with a delay sensor has only been provided in the drain line of the most important brake.
The invention is based on the object of improving the brake system of the type mentioned at the outset in such a way that only one decelerator is necessary for all brakes of the vehicle.
According to the invention, this object is achieved in that the discharge lines of all brakes are each connected via a check valve to one and the same throttle point controlled by the delay. This arrangement makes it possible in a simple manner to throttle the pressure medium outflow of all brakes of a vehicle as a function of its deceleration with only one throttle point. As a result, the cost outlay remains low, because in addition to the savings in throttle points, the invention also results in savings in delay transmitters and in transmission elements for controlling the throttle cross-section.
In rail vehicles of the type mentioned at the outset, it may be desirable to have one brake act with a braking force that is different from the braking force of the other brake, so that the pressures of the pressure medium acting on the pistons are also different. In the brake system according to the invention, this can be achieved in a simple manner in that an additional valve with a piston acted upon by the different pressures is provided in one of the discharge lines between the control valve and the check valve, the pressurized areas of which are dimensioned in the inverse ratio of the pressures.
Two exemplary embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 in a schematic representation the drive of a gear-driven rail vehicle,
Fig. 2 schematically shows the circuit of the hydraulic part of two brakes and
FIG. 3 shows a modified exemplary embodiment of the circuit according to FIG. 2.
According to FIG. 1, an electric motor 1 is provided as the drive for the rail vehicle (not shown in detail), which carries a pinion 3 on its shaft 2 which meshes with a bevel gear 4. On the shaft 2 there is also arranged a brake 5, which consists of a disc fixed on the shaft and with braking means acting on its circumference, e.g. Cheeks, which are indicated by arrows.
The bevel gear 4 is connected via a shaft 6 to a pinion 7 which meshes with a spur gear 9 fastened on an axle 8 of the rail vehicle. On the axis 8 there is also a drive gear 10 which engages in the rack 11 attached between the tracks, not shown. On the axle 8 a brake drum 12 is fixed, on the circumference of which braking means represented by arrows, e.g. Bake, work. The two brakes 5 and 12 are operated independently of one another. They are so-called spring-loaded brakes, in which the braking force is applied by a spring. During normal driving of the vehicle, these brakes are released by a hydraulic pressure medium.
According to FIG. 2, a piston 15 is provided for the brake 5, the piston rod 16 of which is attached to a brake shoe
17 supporting linkage 18 is articulated. The piston 15 slides in a cylinder 19 which is provided at its lower end in FIG. 1 with a line 20, via which the piston 15 is acted upon on its underside with a hydraulic pressure medium. On the upper side of the piston in FIG. 2, a spring 21 is fitted in the cylinder 19, which applies the braking force when the pressure medium ceases. In parallel with the cylinder 19, a pressure accumulator 31 of known design is connected, which can be spring-loaded or gas-loaded.
In the line 20, a control valve 22 is arranged which, in the position shown, connects the line 20 to a supply line 23 for the hydraulic pressure medium. In the position of the control valve 22, which is shifted to the left, it connects the line 20 to a drain line 24. The same brake arrangement as previously for S 3 is provided for the second brake 12,
the components of which are denoted by the same reference numerals but provided with a prime.
The two pressure medium supply lines 23 and 23 'are connected to a common supply line 25 in which a pump 26 is provided. The two discharge lines 24 and 24 'are each provided with a check valve 27 or 2T and open into a common discharge line 28 in which a common throttle element 29 is arranged.
The throttle member is designed in a manner known per se with a variable throttle cross-section, this cross-section being changed as a function of the braking deceleration of the vehicle. The braking deceleration is measured with a deceleration transmitter 30 which is also known per se and which is in operative connection with the throttle element 29.
For safety reasons, the two control valves 22 and 22 'can each be present in duplicate by being connected in parallel to the relevant control valve 22 and 22' and, for example, actuated by a solenoid valve.
The brake system works as follows: In the position shown in Fig. 2, which also applies to the second brake, the brakes 5 and 12 are released because the pressure medium acting on the underside of the pistons 15 and 15 'removes the brake shoes from the rotating braking surface takes off. A braking process is initiated in that one of the two control valves or both control valves 22 and 22 'are shifted from the position shown in FIG. 2 to the left into the other position, whereby the pressure medium supply via line 23 or 23' is interrupted and the Pressure medium escapes from the cylinder 19 or 19 'via the drain line 24 or 24'. Under the action of the spring 21 or 21 ', the linkage 18 or 18' is then moved downwards in FIG. 2, whereby the brake shoe comes to rest against the rotating braking surface and the braking effect takes place.
The pressure medium escaping via the line 24 or 24 'reaches a collecting container via the common line 28 and the throttle member 29.
If the deceleration of the vehicle caused by braking reaches a certain setpoint, which is set on the deceleration transmitter 30 and compared with the measured actual value of the deceleration, the throttle cross-section of the throttle member 29 is reduced from the transmitter 30 to such an extent that the cylinder 19 or 19 'sets a constant pressure and thus a constant braking force. The pressure accumulator 31, which is arranged parallel to the cylinder 19, ensures that the pressure prevailing in the cylinder 19 at the moment the throttle member 29 closes is maintained.
Since the brakes are arranged at different points on the vehicle, namely in Fig. 1 the brake 5 on the rapidly rotating shaft 2 and the brake 12 on the relatively slowly rotating axle 8, different braking forces and thus different pressures result for structural reasons lines 20 and 20 'and 24 and 24'. In order to equalize these pressures, according to FIG. 3, an additional valve 32 with a piston 33 is installed in the discharge line 24 'of the piston 19' between the control valve 22 'and the check valve 27'. The two pressures act on this piston 33 in opposite directions, with the surfaces acted upon by these pressures being dimensioned in the inverse ratio of the pressures.
If, for example, there is a pressure of 25 bar in line 24 'and a pressure of 10 bar in line 24, the piston area on the right in FIG. 3 is 2.5 times as large as the inclined piston area on the left in FIG on which the higher pressure acts.
When braking with the arrangement according to FIG. 3, the same pressure arises with the change in the cross section in the throttle element 29 in the line 24 and in the section of the line 24 'located between the non-return element 27' and the additional valve 32, while in that section of the line 24 'located between the additional valve 32 and the control valve 22', in the line 20 and below the piston 19 'a correspondingly higher pressure acts than below the piston 19.
For security reasons. similar to that mentioned above for each control valve 22 and 22 '- the throttle member 29 with delay transmitter 30 can be provided twice.