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ruckluft-Flüssigkeitsdruckbremsanlage, insbesondere für Schienen-und
Straßenfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Dru.ckiuft-Flüssigkeitsdruckbremsanlage,
insbesondere für Schienen- und Straßenfahrzeuge, bei der eine mit Druckluft angetriebene,
schnell lauf fende hydraulische Pumpe kleiner Abmessung in kürzester Zeit große
Mengen Flüssigkeit von: hohem Druck für die Bremszylinder fördert. Durch Regelung
des Druckluftd.urchflusses mittels eines an, sich bekannten Feinregelventils läßt
sich bei dieser Bremsanlage die Förderleitung der Pumpe und damit die Bremswirkung
in weiten Grenzen; beeinflussen. Ebenso wird auch der Rückfluß der Brernsflüssigkeit
und damit das Lösen der Bremsen durch das Feinregelven.til bewerkstelligt. Der hohe
Druck der Druckflüssigkeit erlaubt die Verwendung von Bremszylindern: kleiner Abimessungen,
so daß die Druckluft-Flüssigkeitsdruckbremsa,nlage sehr leicht und klein gehalten
werden, kann.
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Es sind hydraulische Hochdruckbremsen. bekannt, bei denen die Hochdruckflüssigkeit
einem druckluftbydra,ulischerL Umsetzer entnommen wird. Da diese Umsetzer jeweils,
nur einen. Hub ausführen können, müssen diese Vorrichtungen entsprechend große Abmessungen
haben und weisen daher ein hohes Gewicht auf. Außerdem besteht die Gefahr, da.ß
bei stark ab,-genutzten Bremsbacken. die Menge der geförderten Hochdruckflüssigkeit
nicht ausreicht, um die Bremszylinder vollständig zu füllen, so daß eine ungenügende
Bremswirkung eintritt. Aus dem gleichen Grunde können an diese einhubigen Druck
umsetzer nur eine geringe Anzahl Bremszylinder angeschlossen werden, da sonst die
Druckumsetzer zu große Abmessungen. erhalten müßten.
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Demgegenüber fördert die Vorrichtung nach der Erfindung unter Verwendung
von: Druckluft geringer Spannung, z. B. von 5 his 6 atii, Hochdruckflüssigkeit
finit einem Druck von. 300 atü und mehr zu den Bremszylindern, und. zwar in solchen
Mengen, daß z. B. 100 Bremszylinder ausreichend mit Druckflüssigkeit versorgt werden
können.
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Es ist an sich bekannt, bei Bremsanlagen eine Förderpumpe für die
Bremsflüssigkeit durch einen Ele:ktromotür mit einem regelbaren Taumelscheibenantrieb:
oder eine: Kolbenpumpe durch ein umlaufendes Fahrzeugtriebteil anzutreiben und'
durch Regeleinrichtungen; die Förderleistungen der Pumpe variabel zu gestalten.
Hierbei erfolgt durch Betätigung eines mit einem Kolben in Verbindung stehenden
Pedals zunächst ein Füllen der Druckleitung in einem geringen Maß, worauf die eigentliche
Bremsung durch den Kraftantrieb -vo,rgenommen wird.
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Erfindungsgemäß wird demgegenüber das Füllen der Druckleitung durch
einen mit Druckluft beaufsch.lagten Flüssigkeitsbehälter bewirkt, worauf die eigentliche
Bremns:un@g durch die automatische nachfolgen ade Ingangsetzung einer mit Druckluft
betriebenen hydraulischen Kolbenpumpe erfolgt.
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Demzufolge@ ist die Erfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet,
daß eine mit Druckluft angetriehene, stufenlos vom Langsam- bis Schnellauf regelbare
hydraulische Kolbenpumpe und ein parallel zu dieser Pumpe geschalteter, unter Druckluft
zu setzender Flüssigkeitsbehälter einerseits mit einem Feinregelventil für den Drucklu.ftzustrom
zur Pumpe und zum. Behälter und andererseits mit der Bremsleitung zu den Bremszylindern
in Verbindung stehen. Dabei ist in den Verb:indu:ngsleitungen vom Behälter zu der
Bremsleitung in an sich bekannter Weise ein durch die Flüssigkeit beeinflußtes Absperrventil
vorgesehen.
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Für die Steuerung der Hübe der regelbaren hydraulischen, Pumpe sind
ferner zwischen ihrem Druckzylinder und dem Feinregelventil drei Steuerorgane angeordnet,
und zwar eiri Hauptsteuerschieber für den Zu- und Abfluß der Druckluft für den Druckluftzylinder,
weiterhin ein Zus-atzsteuerschieber, der, in Abhängigkeit vom Pumpenkolben die Stellung
des Hauptsteuerschieibers, durch Druckbeaufschlagung beeinflußt, und schließlich
ein Steuerstift zur Regelung der Entlüftung des Pumpenzylinders und der Kanäle zu
den, Steuero,r-g'anen.
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Weitere Merkmale der Erfindung beziehen, sich auf das Blockieren des
Absperrventils und auf die besondere Ausbildung der Bremsanlage als direkte oder
indirekte Bremse.
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In der Zeichnung ist-ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt eine Druckluft=Flitss@igkeitsdruckbre:ms= anlage, die
als drucklufthydrau.lische Einla.ßbremse (direkte Bremse) wirkt;- ._
Fig.
2 zeigt eine Druckluft-Flüssiglseitsdruckbremsanlage, die als drucklufthydraulische
Auslaßl;!remse (indirekte Bremse )wirkt.
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Die Druckluftzuleitung 1, die z. B. von einem Kompressor kommt, führt
über einen Druckregler 2 zu einem Luftbehälter 3, der über eine Leitung 4 mit einem.
Feinregelventil5 verbunden ist: Dieses Ventil steht einerseits mit den Steuerorganen
des Druckluftzylinders 30 für den Antrieb der hydraulischen Pumpe und andererseits
mit einem Flüssigkeitsbehälter 10 in Verbindung, der mit einem Luftdom 8, einem
Flüssigkeitsstandauige 9 und einem Flüssigkeitssack 11 ausgerüstet ist. Der Flüssigkeitsbehälter
ist über die Leitungen 12, 13 mit einem Abperrventil 15 und über die Leitungen 14,
17 bis 21 mit den Bremszylindern 22 verbunden. Der Hochdruckzylinder 33 steht über
das Ansaugventil 34 und: die Leitung 12 mit dem Flüssigkeitsbehälter 10 und über
das Druckventil 35 sowie über die Leitungen 18 bis 21 ebenfalls mit den. Bremszylindern
22 in: Verbindung.
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Die Wirkungsweise der Druckluft-Flüssigkeitsdru.ckb,rernsanlage ist
folgende: Beim Betätigen der Griffstange am Feinregelventil 5 in Richtung d (Fig.
1) strömt Druckluft durch die Leitung 7 in den Flüssigkeitsbehälter 10 und drückt
Flüssigkeit über die Leitungen 12, 13 in das. Gehäuse des Absperrventils,15. Die
Flüssigkeit beaufschlagt den Kolben von großem Querschnitt und verschiebt das Absperrventil
gegen den Druck der Feder, so d:aß d°r Ventilstift den Ventilsitz an der Einmündung
der Leitung 17 in dass Gehäuse verschließt. Anschließend strömt die Flüssigkeit
über das Saugventil 34 und das Druckventil 35 und die Leitungen, 18 bis 21
zu den Bremszylindern 22 und schiebt die Bremsbacken 23 gegen die Einwirkung der
Zugfedern 24 gegen die Bremstromrn:eln 25. Gleichzeitig gelangt die Druckluft aus
der vom Hauptsteuerschieber 28 freigegebenen Leitung 6 in den Zylinder 30 und beaufsch.la:gt
den Kolben 31 von großem Querschnitt. Der Kolben 31 drückt den; Kolben 32 in den.
Hochdruckzylinder 33 und fördert über das Druckventil 35 Druckflüssigkeit
zu den Bremszylindern 22. Sobald der Kolben, 31 die Bohrung im Drueklu:ftzylinder
30 überschleift, gelangt Druckluft zum Zusatzsteuerschieber 27 und verschiebt diesen,
so daß Druckluft aus der vom Zusatzsteuerschieber 27 freigegebenen Leitung 26 in
das Gehäuse des Hau ptsteuerschiebers 28 strömt und diesen gegen. den Druck seiner
Feder verschiebt. Hierdurch wird die Leitung 6 vom Hauptsteuerschieber 28 verschlossen
und die Leitung vom Druckluftzylinder 30 zum Gehäuseauslaß freigegeben. Die Druckluft
au dem Druckluftzylinder 30 entweicht dadurch ins Freie.
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Die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter 10 strömt hierauf unter
dem Einifluß der Druckluft über dass Saugventil 34 in, den Zylinder 33 und verschiebt
den Kolben 32 mit dem Kolben 31, wobei die im Zylinder 30 angeordnete Druckfeder
diese Bewegung unterstützt. Sobald der Kolben 31 gegen den Steuerstift 29 stößt,
werden die Kanäle zwischen, dem Hauptstetuerschieber 28 und dem Zusatzsteuerschieber
27 zum, Gehäuse des Steuerstiftes 29 geöffnet. Hierdurch gelangt diel Luft, die
sich in den: Gehäusen des Zusatzsteuerschiebers 27 und des Hauptsteuerschiebers
28 sowie in den, Verbindungskanälen befand und den Hauptsteuerschieber 28 gegen
die Einwirkung seiner Druckfeder in seiner Einstellung festhielt, über die Ausnehmungen
im Gehäuse des Steuerstiftes 29 ins Freie. Die Druckfeder des Hauptsteuerschiebers
28 verschiebt diesen, nunmehr so, daß die Litung 6 für den Zufiuß neuer Druckluft
freigegeben. wird. Das Arbeitsspiel wiederholt sich, und zwar in einem Tempo von
etwa 200 Hüben in der Minute so lange, bis ein Gleichgewicht der Kräfte, die auf
die Kolben 31 und 32 einwirken, erreicht ist.
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Durch Regelung des Druckluftdurchflusses durch das Feinregelventil
läßt sich auch die Höhe des Druckes der Druckflüssigkeit variieren. Ist z. B. in
dem Behälter 3 Druckluft von 6 atü vorhanden und wird dieser Druck durch das Feiriregelveritil
auf 2 atü gedrosselt, so erzeugt der Hochdruckkolben 32 bei einem Übersetzungsverhältnis
der Kolben 31 und 32 von 1 :50 einen Druck von 1.00 atü. Wird das
Feinregelventil so weit geöffnet, da,ß der Kolben 31 mit Druckluft von 6 atü benufschlagt
wird, so. fördert der Ko=lben 32 der hydraulischen Pumpe Flüssigkeit von 300 atü
Druck.
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Zum Lösen. der Bremsen wird der Hebel am Feinregelventil 5 in Richtung
b bewegt. Die Luft aus dem Flüssigkeitsbehälter 10 entweicht dann über die Leitungen
7 und 6 und die Ausnehrnun,gen am Gehäuse des Feinregelventils ins Freie. Dadurch
sinkt auch der Flüssigkeitsdruck im Flüssigkeitsbehälter und in den Leitungen 12
und 13 von z. B. 6 atü auf \u11. Dir Druck der Hochdruckflüssigkeit in der Leitun-
17 und die Druckfeder des Absperrventils 15 verschieben dieses Ventil, so: daß sich
der Ventilstift vom Sitz entfernt und die: Bremsflüssigkeit aus den Brernszylin:dern
22 über die Leitungen 21 bis 17, 14 und 12 in den, Flüssigkeitsbehälter 10 zurückströmen
kann.
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Sollen die hydraulischen, Hochdruckbremszylinder 22 auch nach Entlüftung
der Vorrichtung noch unter Druck gehalten werden, wird die Handzustellung 16, die
das Ventil 15 blockiert, betätigt.
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Die Vorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben wurde und wie sie
in Fig. 1 dargestellt ist, wirkt als sogenannte Einlaßbrenise (direkte Bremse),
d. h., der der Vorrichtung zugeführte Druck der Druckluft Lewirkt unmittelbar den
Bremsvorgang.
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Die Vorrichtung, die in der Fig.2 dargestellt ist, wirkt demgegenüber
als Auslaßbremse (indirekte Bremse), d. h.. die Bremswirkung wird ausgelöst, wenn
der Druck der Druckluft in der Zuleitung 40 sich verringert, und zwar in entsprechendem
Verhältnis. Die zur Auslösung des Bremsvorganges benötigte Druckluft für die Bremsanlage
befindet sich in diesem Fall in einern Druckluftbehälter 41, der von einer Druckluftzuleitung
40 über die Leitung 39 und das Rückschlagventi136 aufgefüllt wird. Dieser Druckluftbehälter
41 ist über eine Leitung 42 uni das Feinregelventil 5 sowie die Leitungen 6 und
7 sowohl mit dem Antrieb für die hydraulische Pumpe als auch mit dem Flüssigkeitsbehälter
10 verbunden. Das Feinregelventil 5 ist mit zwei gegenläufigen Steuerkolben 37 und
38 ausgerüstet, wobei der Steuerkolben 37 über eine Leitung 42 mit dem Druc:kluftbehälter
41 und, der Gegenkolben 38 mit der Druckluftzu-leitung 40 in Verbindung stehen.
Die Druckluftleitung 40 kann dabei. z. B. mit dem Führerbremsventil einer Lokomotive
verbunden sein, und de Bremszylinder 22 können sich an. Eisenbahnwaben befinden.
Herrscht beispielsweise in der Leitung 40 und damit auch im Druckluftbehälter' 41
und der Leitung 42 ein Druck von 6 atü, so sind sowohl der Steuerkolben 37 als auch
der Gegenkolben 38 mit Druckluft von dieser Spannung bea,ufschla@gt. Das Feinregelventil
5 versperrt dann den, Durchfluß des Druckmittels, während die Leitungen 7 und 6
mit den, Auslässen ins Freie am Feinregelventil5 in Verbindung stehen.. Die gesamte
Anlage ist dann entlüftet, und die Bremsen sind gelöst. Wird nun der Druck in den
Leitungen 40 und 39
z. B. um 1 atü vermindert, so schließt sich
das Rückschlagventil 36, und die Druckluft von 6 atü aus dem Bre;mslu:ftbehLter
41 wirkt über die Leitung 42 auf den Steuerkolben 37 des Feinregelvent.ils 5, der
nun das Feinregelventil gegen, den Druck des Gegenkolbens 38, der von; Druckluft
mit 1 atü geringerem Druck beaufschlagt ist, öffnet. Die Druckluft aus dem Bremsluftbehälter
41 kann nun über die Leitungen. 4 und 6 sowohl zum Flüssigkeitsbehälter 10 als auch
zum Zylinder 30 strömen. Werden die Leitungen 40 und 39 vollständig entlüftet, so
wird das Feinregelventil 5 durch den Steuerkolben 37 völlig geöffnet. Druckluft
von 6 atü strömt dann in die Bremsanlage und bewirkt höchste Bremswirkung.
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Steigt beim Lösen der Bremse der Druck in. der Druckluftzuleitung
40 wieder an, so verschiebt der Gegenkolben 38 das. Fei.nregelventil in umgekehrter
Richtung, bis schließlich das Feinregelventil die Ausgangsstellung wieder einnimmt.
Die Anlage wird hierbei entlüftet, und: die Bremsen werden, wie oben beschrieben.,
gelöst. Gleichzeitig wird der Bremsluftbehälter 41 über die Leitung 39 und das Rückschlagventil
36 wieder mit Druckluft aufgefüllt.
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Die übrigen Arbeitsgänge sind die gleichen, wie oben beschrieben.
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Der technische! Fortschritt bei der Erfindung liegt darin,, daß eine
sehr leicht und klein gebaute, schnell laufende, durch Druckluft angetriebene hydraulische
Pumpe große Mengen Hochdruckflüssigkeit erzeugt, wobei der Druck dieser Hochdruckflüssigkeit
:sich stufenlos regeln läßt, und zwar mittels eines. Hebels an einem an sich bekannten
Feinregelventil bzw. durch den wechselnden Druck, der auf dieses Fein regelventil
einwirkt.