CH625752A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen mindestens eines Bremsaggregates, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, mit mindestens zwei Bremssteuerorganen, welche je mit einem Sperrsteuerorgan gekoppelt sind, und mindestens einem Lösesteuerorgan, welche Steuerorgane über eine Betä-tigungsleitung mit dem Bremsaggregat verbunden und je über eine Stelleinrichtung zwischen einer Betriebsstellung und einer Sperrstellung verstellbar sind, welche Betriebsstellung bei den Bremssteuerorganen je einer die Betätigung des Bremsaggregates im Sinne einer Bremsung auslösenden Bremsstellung, und bei den Sperrsteuerorganen und dem Lösesteuerorgan je einer das Lösen der Bremse zulassenden Lösestellung entspricht.

Vorrichtungen der genannten Art sind z.B. im Zusammenhang mit Federspeicherbremsen bekannt, welche mit Schalteinrichtungen zusammenwirken, die beim Unterbrechen eines während des Betriebes fliessenden Ruhestromes ansprechen. Dadurch wird auch bei Strom oder Druckmittelausfall und/ oder bei Defekten im Steuer- oder Bremskreis die Betätigung des Bremsaggregates gewährleistet, um das Fahrzeug auch in solchen Fällen sicher anhalten zu können.

Bei anderen Defekten, welche etwa durch Verklemmen von Kolben oder durch elektrische Fehlschaltungen, Isolationsfehler, fehlerhafte Strompfade oder dgl. im Steuerkreis verursacht sein können und welche nicht in jedem Fall einen Strom- oder Druckmittelausfall bewirken, besteht bei den bekannten Vorrichtungen, insbesondere bei Notauslösung die Gefahr, dass das betreffende Bremsaggregat auf die betriebs-mässige Betätigung nicht anspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in dieser Hinsicht verbesserte Vorrichtung zu schaffen, welche auch beim Ausfall einzelner Elemente oder eines ganzen Steuersystemzweiges eine sichere Betätigung des Bremsaggregates gewährleistet.

Dieses Ziel wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die Bremssteuerorgane parallel geschaltet sind und dass das Lösesteuerorgan und die Sperrsteuerorgane mit dem Bremsaggregat in Serie geschaltet sind.

Durch die erfindungsgemässe Schaltanordnung ist das Bremsaggregat selbst beim Ausfall mehrerer Steuersysteme betätigbar, sofern auch nur ein einziges zur Durchführung eines Bremsmanövers geeignetes Steuersystem intakt bzw. auch nur ein einziges der parallel geschalteten Bremssteuerorgane richtig geschaltet ist. Andererseits wird durch die Serienschaltung des Löstesteuerorgans und der Sperrsteuer-organe ein unbeabsichtigtes Lösen der einmal angezogenen Bremse verhindert, da für den Lösevorgang alle Steuerorgane in die hierfür funktionsgemäss vorgesehene, im allgemeinen zentral überwachbare Schaltstellung gebracht werden müssen.

Bei einer Vorrichtung mit durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Bremssteuerorganen kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung insbesondere ein vorteilhaft rasches, praktisch verzögerungsfreies Ansprechen des Bremsaggregates auf ein entsprechendes Bremssignal erzielt werden, wenn jedes der Bremssteuerorgane einen für einen Schnellabfluss der vollen, aus dem Bremsaggregat zu verdrängenden Druckmittelmenge bemessenen Durchströmquerschnitt aufweist.

Nach einer besonders einfachen und betriebssicheren Ausführungsform der Erfindung können die Brems- und Lösesteuerorgane an eine Schalteinrichtung angeschlossen sein, welche für jede der Stelleinrichtungen einen eigenen, für sich betätigbaren Schalter aufweist.

Bei einer Vorrichtung mit zwei an verschiedene Potentiale einer Steuerenergiequelle anlegbaren Steuerleitungen für jede der Stelleinrichtungen kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auf besonders einfache Weise die Betriebssicherheit wesentlich verbessert werden, wenn mindestens einer der den Stelleinrichtungen der Bremssteuerorgane zugeordneten Schalter in seiner für die Auslösung des Bremsvorganges bestimmten Betriebsstellung eine kurzschlussartige Verbindung zwischen den beiden Steuerleitungen herstellt. Auf diese Weise wird bei jeder zur Durchführung eines Bremsmanövers vorgenommenen Betätigung des betreffenden Schalters zugleich selbsttätig jegliche Energiezufuhr zur zugehörigen Stelleinrichtung zusätzlich verhindert. Entsprechend kann die Verriegelung des in Bremsstellung gehaltenen Bremssteuerorgans, und damit die angezogene Bremse, auf keinen Fall — z.B. auch nicht bei einem allfälligen Fehl-schluss infolge eines Isolationsfehlers — ungewollt gelöst werden.

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Um Betriebsstörungen in einem nur selten, z.B. jeweils im Falle einer Notbremsung, zu betätigenden Steuersystem zu verhindern, ist es zweckmässig, wenn mindestens einer der den Bremssteuerorganen zugeordneten Schalter mit mindestens einem weiteren Schalter in Serie geschaltet ist, der über eine von der Schalteinrichtung unabhängig bedienbare Ver-Stelleinrichtung betätigbar ist. Auf diese Weise wird das Bremssteuerorgan jeweils — z.B. mindestens einmal beim Abstellen bzw. Umschalten der Antriebsmotoren — ausserhalb der hierfür vorgesehenen Betriebsphase betätigt, wodurch insbesondere ein Verharzen des Steuerorgans verhindert wird, ohne dass dadurch betriebsmässige Nachteile in Kauf zu nehmen sind.

Bei einer Vorrichtung mit mehr als zwei dem gleichen Bremsaggregat zugeordneten Bremssteuerorganen kann die Ansprechzeit des Bremsaggregates vorteilhaft verkürzt und damit die Betriebsbereitschaft verbessert werden, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mindestens eines der zusätzlichen Bremssteuerorgane an eine Leitung zum Abführen des Druckmittels angeschlossen ist, welche ein auf einen vorbestimmten Höchstwert einstellbares Druckbegrenzungsventil enthält. Diese Anordnung ermöglicht eine Erhöhung der Bremsbereitschaft, indem der bewegliche Teil, z.B. der Kolben des Bremsaggregates, den zum Annähern der Bremsbacke an den anderen Bremsteil erforderlichen, durch die Einstellung des Druckbegrenzungsventils vorbestimmten, für die Bremsung wirkungslosen Leerweg rasch durchläuft, bis die Bremsbacke praktisch ohne Bremswirkung an den anderen Bremsteil angelegt wird, worauf der eigentliche Bremsvorgang über eines der anderen Bremssteuerorgane praktisch ohne Verzögerung eingeleitet werden kann.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Beispieles erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein mit einer erfin-dungsgemässen Vorrichtung versehenes Schienenfahrzeug mit einem teilweise gezeichneten Fahrzeugkasten 1, welcher über nicht dargestellte Federn auf zwei Drehgestellen 2 abgestützt ist, von denen in der Zeichnung nur eines sichtbar ist. Die Drehgestelle 2 sind je durch eine zwecks einfacherer Darstellung nicht gezeichnete Einrichtung zum Übertragen von Zug- und Bremskräften — z.B. über einen in der Drehgestellmitte angeordneten Drehzapfen oder eine Tiefzugvorrichtung — mit dem Fahrzeugkasten 1, im wesentlichen um eine vertikale Achse beweglich, verbunden. Die Drehgestelle 2 enthalten je einen Rahmen 3, welcher in bekannter Weise über Federn 4 auf seitlichen Lagern 5 zweier Radsätze 6 und 7 abgestützt ist. Diese sind je mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor versehen.

Jedem Rad der beiden Radsätze 6, 7 ist ein Bremsaggregat 9 zugeordnet, welches einen hydraulischen Zylinder 11 mit einem Kolben 12 enthält, der zwei Zylinderräume 1 la und 1 lb trennt und der mit einer Kolbenstange 13 versehen ist. Die Kolben 12 sind je durch eine im Zylinderraum 1 lb angeordnete, vorgespannte Druckfeder 14 belastet. Die Zylinder 11 sind an Konsolen 15 des Drehgestellrahmens 3 befestigt. Die Kolbenstangen 13 sind je an einem zweiarmigen •Hebel 16 angelenkt, welcher am Drehgestellrahmen 3 schwenkbar gelagert ist. An den Hebeln 16 sind Bremsbak-ken 17 angelenkt, welche — unter der Wirkung der Druckfedern 14 — je gegen eine am zugehörigen Fahrzeugrad vorgesehene Bremsfläche anpressbar sind.

Die Zylinderräume IIa sind an eine Verbindungsleitung 21 angeschlossen, welche bei der dargestellten Ausführung mit einem entsprechenden, am zweiten Drehgestell angeordneten, nicht sichtbaren Zylinderpaar verbunden ist. Die Verbindungsleitung 21 ist über eine Betätigungsleitung 22 an eine Druckmittelquelle, bei der gezeichneten Ausführung eine Pumpe 23, und durch eine weitere Leitung 24 an einen Druckspeicher 25 angeschlossen. Die Saugseite der Pumpe 23 ist mit einem Ölbehälter 26 verbunden. Der Ölbehälter 26 und eine den Bremsaggregaten 9 zugeordnete Betätigungseinrichtung 27 sind aus Anschaulichkeitsgründen ausserhalb des hier-5 für vorgesehenen Fahrzeugbereiches dargestellt. Die Betätigungseinrichtung 27 enthält vier je für sich beeinflussbare Steuersysteme 28, 29, 30 und 31, welche je ein zwischen einer Durchflussstellung und einer Sperrstellung umschaltbares Bremssteuerorgan 33, 33a bzw. ein Lösesteuerorgan 34 auf-io weisen. Die Bremssteuerorgane 33 und 33a sind je mit einem entsprechend umschaltbaren Sperrsteuerorgan 33' so gekoppelt, dass dessen Sperrstellung der Durchflussstellung des Bremssteuerorgans 33 bzw. 33a entspricht, und umgekehrt.

Das Lösesteuerorgan 34 ist an einen mit der Druckseite 15 der Pumpe 23 verbundenen Abschnitt 22a der Betätigungsleitung 22 angeschlossen und über deren weitere, hinterein-anderliegende Abschnitte 22b, 22c, 22d u. 22e mit den Sperrorganen 33' der Steuersysteme 28, 29, 30 und den Bremszylindern 11 in Serie geschaltet. Der Abschnitt 22e ist mit 20 einer von drei Zweigleitungen 22f der Betätigungsleitung 22 verbunden. Die Bremssteuerorgane 33 sind parallel geschaltet, indem sie je zwischen einer der Zweigleitungen 22f und einer in den Ölbehälter 26 führenden Abflussleitung 22h bzw. 22k angeordnet sind. Die Abflussleitung 22k enthält ein ein-25 stellbares Druckbegrenzungsventil (Überdruckventil) 35.

Bei den Bremssteuerorganen 33 und 33a, welche mit den Sperrsteuerorganen 33' in Wirklichkeit je eine Baueinheit bilden, und dem Lösesteuerorgan 34 handelt es sich um elektromagnetisch zu betätigende Ventile, welche im Steuersystem 30 28 als Notbremsventil, im Steuersystem 29 als betriebsmäs-siges Bremsventil, im Steuersystem 30 als Anlegeventil und im Steuersystem 31 als jeweils nur zum Zurückstellen der Bremsaggregate 9 zu betätigendes Löseventil dienen. Die Bremssteuer- und Sperrsteuerorgane 33, 33a bzw. 33' und das 35 Lösesteuerorgan 34, deren an sich bekannte konstruktive Ausführung nicht weiter beschrieben ist, sind in der Zeichnung vereinfacht als durch Druckfedern 36 belastete Steuerkolben dargestellt, welche je einen Durchgang 37, 37' bzw. 38 aufweisen.

40 In der dargestellten Betriebsstellung der Betätigungseinrichtung 27 liegen die Durchgänge 37' und 38 der Sperrsteuerorgane 33' bzw. des Lösesteuerorgans 34 ausserhalb der Anschlussbereiche der Leitungsabschnitte 22a, 22b, ...22e, so dass die Ölzufuhr zu den Bremsaggregaten 9 gesperrt ist. 45 Die Durchgänge 37 der Bremssteuerorgane 33 und 33a verbinden die Zweigleitungen 22f und 22h bzw. 22k, so dass dass Öl aus den Zylinderräumen 1 la in den Ölbehälter 26 entweichen kann und die Bremsbacken 17 unter der Wirkung der federbelasteten Kolben 12 an den Bremsflächen der Rä-50 der 6 und 7 anliegen.

In der nicht dargestellten zweiten Betriebsstellung jedes der Steuerorgane 33, 33a, 33' und 34 verbindet der betreffende Durchgang 37' bzw. 38 die daran anschliessenden Leitungsabschnitte 22a, 22b, ...22e, so dass sie für die Ölzufuhr 55 zum Lösen der Bremsen durchströmbar sind, während der entsprechende Durchgang 37 des Bremssteuerorgans 33 bzw. 33a ausserhalb der Anschlussbereiche der Zweigleitungen 22f und 22h bzw. 22k liegt, wodurch der das Anziehen der Bremsen auslösende Ölabfluss aus den Zylindern 1 la gesperrt wird. 60 Die Bremssteuer- und Sperrsteuerorgane 33, 33a und 33' sowie das Lösesteuerorgan 34 sind je mit einer elektromagnetischen Steileinrichtung 41 versehen. Die Stelleinrichtungen 41 sind über parallel geschaltete Steuerleitungen 42a und 43a betätigbar, welche über eine Schalteinrichtung 44 und zwei 65 Verbindungsleitungen 42 und 43 an eine Stromquelle 45 an-schliessbar sind. Die Schalteinrichtung 44 ist in Wirklichkeit doppelt, je in einem der Führerstände des Fahrzeuges vorhanden, und weist für jedes der Steuersysteme 28, 29, 30 und

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31 einen eigenen Schalter 48, 49, 50 bzw. 51 auf, welcher in bekannter Weise — etwa durch Betätigung eines Hebels 47 oder durch ein entsprechendes, z.B. aus dem Passagierraum über eine nicht dargestellte Verbindung ausgelöstes Signal — für sich wahlweise zwischen der gezeichneten Ausschaltstellung und einer Einschaltstellung verstellbar ist, in welcher die betreffende Steuerleitung 42a an die Verbindungsleitung 42 angeschlossen ist.

Die Verbindungsleitungen 42 u. 43 sind über eine weitere, in Wirklichkeit ebenfalls doppelt vorhandene Schalteinrichtung 53 geführt, welche mit einer von der betriebsmässigen Schalteinrichtung 44 unabhängig betätigbaren Verstelleinrich-tung 54 gekoppelt ist. Beim dargestellten Beispiel handelt es sich um einen der in den beiden Führerständen vorgesehenen Fahrtrichtungsschalter, der zwischen einer Nullstellung 0 und den Stellungen V und R für Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrt verstellbar ist. Die Schalteinrichtung 53 weist in der vereinfachten Darstellung eine Kurvenscheibe 55 auf, welche über einen Verstellteil 56 mit einem der Verbindungsleitung 42 zugeordneten Schalter 57 zusammenwirkt.

In der dargestellten Betriebsstellung der Betätigungseinrichtung 27 und der Schalteinrichtungen 44 und 53 sind die Stelleinrichtungen 41 stromlos. Entsprechend ist die Druckmittelzufuhr zu den Zylindern IIa gesperrt und die Bremsen sind angezogen.

Die Bremsen können nur gelöst werden, wenn der Fahrtrichtungsschalter der VerStelleinrichtung die Stellung V oder R einnimmt, so dass der Schalter 57 aus der gezeichneten Ausschaltstellung in die Einschaltstellung gelangt, in der er die Verbindungsleitung 42 an die Stromquelle 45 anschliesst. Zum Lösen der Bremsen werden alle Schalter 48-51 der Schalteinrichtung 44 aus der gezeichneten Ausschaltstellung in die Einschaltstellung verstellt, in welcher die Stelleinrichtungen 41 unter Strom gesetzt werden. Entsprechend werden die Steuerorgane 33, 33a, 33' und 34 je aus der gezeichneten Betriebsstellung in die zweite Betriebsstellung verstellt, in denen sie die Druckmittelzufuhr in die Zylinder IIa zum Lüften der Bremsbacken 17 freigeben. Durch die Serienschaltung des Lösesteuerorgans 34 mit den Sperrsteuerorganen 33' wird sichergestellt, dass die Bremsen nur gelöst werden können, wenn das Lösesteuerorgan 34 und alle Sperrsteuerorgane 33' die für den Lösevorgang erforderliche Durchflussstellung einnehmen.

Zur Durchführung einer Bremsung genügt es grundsätzlich, wenn nur eines der Bremssteuerorgane 33 in die gezeichnete Durchflussstellung verstellt wird, da die für die betriebs-mässige Betätigung der Bremse erforderliche Entleerung der Zylinder 11 durch die Parallelschaltung der Bremssteuerorgane 33 und 33a gewährleistet wird.

Bei der dargestellten Ausführung wird zur Einleitung eines Bremsmanövers jeweils vorerst der Schalter 50 des

Steuersystems 30 in die gezeichnete Ausschaltstellung verstellt, so dass der Stromkreis für die Stelleinrichtung 41 des als Anlegeventil dienenden Bremssteuer-/Sperrsteuerorgans 33a, 33' unterbrochen und dieses durch die Druckfeder 36 in die gezeichnete Ruhestellung gebracht wird, in welcher die Ölzufuhr gesperrt ist und das Drucköl über die Abflussleitung 22k in den Ölbehälter 26 strömen kann. Durch entsprechende Einstellung des Druckbegrenzungsventils 35 kann in den Zylinderräumen 1 la ein vorbestimmter Druck gehalten und damit der Hub jedes der federbelasteten Kolben 12 dem zu durchlaufenden Leerweg der Bremsbacken 17 angepasst werden, so dass diese praktisch ohne Bremswirkung an die Bremsflächen der Räder 6, 7 angelegt werden. Auf diese Weise werden die Bremsaggregate 9 jeweils für die Ausführung des eigentlichen betriebsmässigen Bremsmanövers vorbereitet, bei welchem somit die Bremsaggregate 9 praktisch ohne Verzögerung ansprechen und die Bremsbacken 17 innerhalb von Sekundenbruchteilen an die Bremsflächen der Räder 6 und 7 angepresst werden.

In der gezeichneten Ausschaltstellung der Schalter 48, 49, 50 und 51 wird durch diese je eine Kurzschlussverbindung zwischen den Steuerleitungen 42a und 43a der betreffenden Stelleinrichtung 41 hergestellt. Dadurch wird jegliche ungewollte, z.B. durch einen Fehlschluss verursachte Energiezufuhr zur jeweils betriebsmässig ausgeschalteten Stelleinrichtung 41 unterbunden, so dass das betreffende Steuerorgan 33, 33a bzw. 34 nur durch Aufbehung dieser Kurzschlussverbindung entriegelt werden kann.

Die Verbindungsleitung 42 wird bei jedem Abstellen bzw. Umschalten der Antriebseinrichtung des Fahrzeuges durch die Schalteinrichtung 53 von der Stromquelle 45 getrennt. Dadurch wird sichergestellt, dass bei jeder Betätigung des Wendeschalters alle Steuerorgane 33, 33a und 34 — ausserhalb der für ihre betriebsmässige Betätigung vorgesehenen Betriebsphasen — aus einer allfällig beibehaltenen Betriebsstellung in die gezeichnete Ruhestellung bewegt werden; entsprechend kann ein Verharzen der Steuerorgane 33, 33a und 34, insbesondere desjenigen des nur relativ selten, d.h. im Falle einer Notbremsung, zu aktivierenden Steuersystems 28, verhindert werden.

Es sind verschiedene andere Ausführungsformen der Erfindung möglich. So kann es etwa zweckmässig sein, nur eines der Steuersysteme 28-31, z.B. das Notbrems-Steuersystem 28, an die Schalteinrichtung 53 anzuschliessen und die übrigen Steuersysteme direkt mit der Stromquelle 45 zu verbinden. Es versteht sich, dass die erfindungsgemässe Anordnung auch für andere Fahrzeuge mit voneinander unabhängig zu betätigenden Bremseinrichtungen geeignet ist. Ferner kann anstelle der hydraulischen eine pneumatische oder elektrische Betätigungseinrichtung bzw. anstelle der elektrischen eine hydraulische oder pneumatische Schalteinrichtung verwendet werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

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1. Vorrichtung zum Betätigen mindestens eines Bremsaggregates (9), insbesondere für ein Schienenfahrzeug, mit mindestens zwei Bremssteuerorganen (33, 33a), welche je mit einem Sperrsteuerorgan (33') gekoppelt sind, und mindestens einem Lösesteuerorgan (34), welche Steuerorgane über eine Betätigungsleitung (22) mit dem Bremsaggregat (9) verbunden und je über eine Stelleinrichtung (41) zwischen einer Betriebssteliung und einer Sperrstellung verstellbar sind, welche Betriebsstellung bei den Bremssteuerorganen (33, 33a) je einer die Betätigung des Bremsaggregates (9) im Sinne einer Bremsung auslösenden Bremsstellung, und bei den Sperrsteuerorganen (33') und dem Lösesteuerorgan (34) je einer das Lösen der Bremse zulassenden Lösestellung entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremssteuerorgane (33, 33a) parallel geschaltet sind und dass das Lösesteuerorgan (34) und die Sperrsteuerorgane (33') mit dem Bremsaggregat (9) in Serie geschaltet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Bremssteuerorganen (33, 33a), dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Bremssteuerorgane (33, 33a) einen für einen Schnellabfluss der vollen, aus dem Bremsaggregat (9) zu verdrängenden Druckmittelmenge bemessenen Durchströmquerschnitt aufweist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brems- und Lösesteuerorgane (33, 33a bzw. 34) an eine Schalteinrichtung (44) angeschlossen sind, welche für jede der Stelleinrichtungen (41) einen eigenen, für sich betätigbaren Schalter (48, 49, 50, 51) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, mit zwei an verschiedene Potentiale einer Steuerenergiequelle anlegbaren Steuerleitungen (42a, 43a) für jede der Stelleinrichtungen (41), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der den Stelleinrichtungen (41) der Bremssteuerorgane (33, 33a) zugeordneten Schalter (48, 49, 50) in seiner für die Auslösung des Bremsvorganges bestimmten Betriebsstellung eine kurzschlussartige Verbindung zwischen den beiden Steuerleitungen (42a, 43a) herstellt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der den Bremssteuerorganen (33, 33a) zugeordneten Schalter (48, 49, 50) mit mindestens einem weiteren Schalter (57) in Serie geschaltet ist, der über eine von der Schalteinrichtung (44) unabhängig bedienbare Versteileinrichtung (54) betätigbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, mit mehr als zwei dem gleichen Bremsaggregat (9) zugeordneten Bremssteuerorganen (33, 33a), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der zusätzlichen Bremssteuerorgane (33a) an eine Leitung (22k) zum Abführen des Druckmittels angeschlossen ist, welche ein auf einen vorbestimmten Höchstwert einstellbares Druckbegrenzungsventil (35) enthält.