DE1095143B

DE1095143B - Doppelbremszylinder fuer Strassen- oder Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE1095143B
Application number: DEC12439A
Authority: DE
Inventors: Charles Baudin
Original assignee: Compagnie des Freins et Signaux Westinghouse SA
Current assignee: Compagnie des Freins et Signaux Westinghouse SA
Priority date: 1955-01-22
Filing date: 1956-01-20
Publication date: 1960-12-15
Also published as: FR70137E; FR1120263A; FR69533E; GB778531A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Doppelbremszylinder für Straßen- oder Schienenfahrzeuge, insbesondere für Fahrzeuge, die eine Haupt- und eine Hilfsbremsanlage aufweisen. Viele Fahrzeugtypen benötigen aus Sicherheitsgründen eine vollkommene Unabhängigkeit der Hauptbremsen von den Hilfsbremsen. Diese Notwendigkeit führt dazu, daß für Schienen- oder Straßenfahrzeuge zwei getrennte Bremszylinder vorgesehen werden müssen.

Bei einer bekannten Bremsanlage dieser Art sind die Zylinder für die Haupt- und die Hilfsbremsanlage hintereinander angeordnet, woraus sich ein erheblicher Raumbedarf für die Vorrichtung ergibt, so daß dieselbe in Fahrzeugen, insbesondere in Straßenfahrzeugen, nur schwer untergebracht werden kann.

Bei einer anderen bekannten Bremsanlage ist eine Hauptbremse mit einer Hilfsbremse vereinigt, die durch einen Handhebel zu betätigen ist. Dort wirkt das Druckmittel nicht auf Kolben, sondern auf Membranen ein, so daß eine Abhängigkeit der Drucksysteme der Hauptbremse und der Hilfsbremse voneinander besteht, weil bei Bruch einer Membran nicht our das eine System vollständig ausfällt, sondern auch noch im unrichtigen Zeitpunkt Rückwirkungen auf das andere System ausüben kann.

Es ist bekannt, in Haupt- und Hilfsbremsanlagen das gleiche Druckmittel, z. B. Druckluft, oder verschiedene Druckmittel, z. B. Druckluft und Druckflüssigkeit, vorzusehen.

Bekannt ist ferner ein Doppelbremszylinder für Straßen- oder Schienenfahrzeuge mit einem äußeren Zylinder und einem mit dem Kolben des äußeren Zylinders fest verbundenen inneren Zylinder sowie qinem im inneren Zylinder verschiebbar angeordneten Kolben, der auch gegenüber dem äußeren Zylinder relative Bewegungen durchführen kann. Dieser bekannte Bremszylinder dient zum Abstufen der Bremskraft; dem inneren und dem äußeren Zylinder wird Druckluft nacheinander über ein gemeinsames Bremsventil aus einem einzigen Behälter zugeführt.

Gemäß der Erfindung ist bei einem Doppelbremszylinder der letztgenannten Bauart eine mit dem durch den äußeren Kolben, den inneren Zylinder und den inneren Kolben gebildeten Raum ständig in Verbindung stehende Speiseleitung vorgesehen. Eine Rückholfeder kann in ihrer ganzen Länge im äußeren Zylinder gelagert und derart bemessen sein, daß sie vollständig zusammengedrückt ist, wenn der Kolben des äußeren Zylinders am Ende des Kolbenhubweges angelangt ist.

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung ist darin zu sehen, daß sich an den äußeren Zylinder ein Zylinder von kleinerem Durchmesser anschließt und Doppelbremszylinder
für Straßen- oder Schienenfahrzeuge

Anmelder:

Compagnie des Freins et Signaux
Westinghouse, Paris

Vertreter: Dr.-Ing. A. v. Kreisler,

Dr.-Ing. K. Schönwald,

Dipl.-Chem. Dr. phil. H. Siebeneicher

und Dr.-Ing. Th. Meyer, Patentanwälte,

Köln 1, Deichmannhaus

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 22. Januar 1955

Charles Baudin, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

daß die Rückholfeder sich in den genannten Zylinder von kleinerem Durchmesser fortsetzt, so daß der Kolben des inneren Zylindens sich noch um einen gewissen Betrag weiterbewegen kann, wenn der Kolben des äußeren Zylinders bereits das Ende seines ßewegungshubes erreicht hat.

Durch die gekennzeichnete Ausbildung kann bei jeder Stellung des größeren Kolbens der kleinere Kolben mit Druckluft beaufschlagt werden und sich gegenüber dem größeren Kolben bewegen. Dadurch wird eine große Vereinfachung des Bremszylinders, insbesondere des Bremsgestänges, erzielt. Da die beiden Zylinder ineinander angeordnet sind, ergibt sich eine große Raumersparnis für den Bremszylinder, während der Vorteil der vollständigen Unabhängigkeit zwischen Hauptbremse und Hilfsbremse erhalten bleibt. Diese Unabhängigkeit wird durch die beiden Zuführungssysteme für das Druckmittel erreicht, während die konstruktive Vereinfachung insbesondere dadurch erzielt wird, daß beide Bremsanlagen auf eine gemeinsame Stoßpleuelstange wirken, die mit dem Bremsgestänge gekoppelt ist.

Der Doppelbremszylinder gemäß der Erfindung kann sowohl mit gasförmigen oder auch mit flüssigen Druckmitteln gespeist werden. Er kann nicht nur als Bremszylinder in Anlagen mit Haupt- und Hilfs-

009 678/322

bremse verwendet werden, sondern auch zum Erzielen verschiedener Betätigungskräfte dienen.

In der Zeichaung sind zwei Ausführungsbeispiele des Bremszylinders gemäß der Erfindung dargestellt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen je einen Längsschnitt durch den Bremszylinder.

Gemäß Fig. 1 besteht der Bremszylinder aus einem äußeren Zylinder 1, in dem ein Kolben 2 verschiebbar angeordnet ist, der eine Dichtung 3 aufweist.

Am Kolben 2 ist ein innerer Zylinder 4 befestigt, dessen Durchmesser nur etwas geringer ist als jener des äußeren Zylinders 1. Dieser innere Zylinder 4 gleitet mittels des Dichtungsringes 5 im Innern eines Zylinders 6, der den gleichen Durchmesser wie der Zylinder 1 aufweist. Die Zylinder 1 und 6 sind aneinander befestigt.

Selbstverständlich könnte an Stelle der beiden zusammengesetzten Zylinder 1 und 6 auch ein einziger Zylinder Verwendung finden. Die Befestigung der beiden Zylinder 1 und 6 kann durch Verschweißen oder Verschrauben erfolgen.

Der Zylinder 4 kann auf irgendeine Weise am Kolben 2 befestigt werden. Die Befestigung kann z. B. durch Verschweißen erfolgen, wie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist. Im Zylinder 4 ist ein Kolben 7 verschiebbar angeordnet, der mit einer Dichtung 8 versehen ist.

Der Kolben 2 trägt ein Führungsrohr 9, in dem die Stoßpleuelstange 10 geführt ist, an deren Ende das Verbindungsstück 11 sitzt, das mit dem Bremsgestänge verbunden ist.

Die Zuführung des Druckmittels in den Zylinder 1 erfolgt durch ein festes Rohr 12, während der Zylinder 4 durch ein Rohr 13 gespeist wird, das mit dem Kolben 7 starr verbunden ist und sich auch zusammen mit diesem verschiebt. Das andere Ende des Rohres 13 ist über ein Verbindungsstück 14 an die biegsame Speiseleitung 15 angeschlossen. Eine Rückholfeder 16 ist in ihrer ganzen Länge im äußeren Zylinder 1,6 gelagert.

Am linken Ende des Zylinders 6 ist wie bei den üblichen Vorrichtungen ein balgartiger Teil 17 vorgesehen, der den Verschiebungen der Stoßpleuelstange 10 folgt.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist folgende:

Sobald das Druckmittel durch das Rohr 12 in den äußeren Zylinder 1 gelangt, verschiebt sich der Kolben 2, bis der Dichtungsring 5 gegen die Endwand des Zylinders 6 stößt. Der Kolben 2 hat dann den Hubweg L zurückgelegt.

Wenn das Druckmittel statt in den äußeren Zylinder 1 in den inneren Zylinder 4 eingeführt wird, so verschiebt sich der Kolben 7 nach links, bis er gegen den Dichtungsring 5 stößt. Hierbei legt der Kolben 7 den Hubweg L₁ zurück. Die Zufuhr des Druckmittels erfolgt jetzt nicht durch das Rohr 12, sondern durch das Rohr 13 mit der biegsamen Speiseleitung 15. Im vorliegenden Fall sind die Hubwege L und L₁ gleich groß.

Wenn man die Oberfläche des Kolbens 2 mit S und die Oberfläche des Kolbens 7 mit S₁ bezeichnet, so ist bei der vorliegenden Konstruktion S₁ < 5". Für einen gleichen Luftdruck P ergibt sich in dem einen Falle eine Kraft F und im anderen Falle eine Kraft F₁. In Formeln ausgedrückt gilt also:

F=P-S für den großen Kolben und
F₁= P · S₁ für den inneren Kolben.

Da S₁ <C S ist, gilt also die Beziehung F₁ < F.

Wenn man also unter den genannten Bedingungen das Druckmittel den beiden Zylindern 1 und 4 gleichzeitig zuführt, so ergibt sich eine Kraft auf die Stoßpleuelstange 10, die durch die Beziehung F + (F₁ — F₁) = F gegeben ist.

In keinem Falle findet also eine Addition der von den beiden Kolben ausgeübten Kräfte statt.

Im zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 2 veranschaulicht ist, wird ebenfalls ein

ίο äußerer Zylinder 1 vorgesehen, in dem der Kolben 2 verschiebbar angeordnet ist. An dem Kolben 2 sind der innere Zylinder 4 sowie der Dichtungsring 5 befestigt.

Wie bei der ersten Ausführungsform ist im inneren Zylinder 4 der Kolben 7 angeordnet, der direkt auf die Stoßpleuelstange 10 des Bremszylinders wirkt. Dem Zylinder 1 wird wie bei der ersten Ausführungsform das Druckmittel durch das Rohr 12 zugeführt, während der innere Zylinder 4 durch das Rohr 13 mit Druckmittel gespeist wird. Das Rohr 13 ist durch das Verbindungsstück 14 über ein Steuerventil mit einem Druckmittelbehälter verbunden.

Der Unterschied der zweiten Ausführungsform gegenüber der ersten besteht darin, daß der Zylinder 6, der die Fortsetzung des Zylinders 1 bildet, durch einen Zylinder 18 verlängert ist, der einen kleineren Durchmesser aufweist. Die Rückholfeder 16 stützt sich an der Endwand dieses Zylinders ab.

Diese Anordnung ermöglicht eine Addition der Kolbenhubwege L und L₁. Liegt nämlich der Dichtungsring 5 an der Endwand des Zylinders 6 an, so ist es noch möglich, den Kolben 7 so weit zu verschieben, bis derselbe sich gegen den Dichtungsring 5 legt. Dies wird dadurch ermöglicht, daß sich die Feder 16 im Innern des Zylinders 18 noch weiter zusammendrücken kann.

Dieses zweite Ausführungebeispiel des Bremszylinders gemäß der Erfindung findet insbesondere dann Anwendung, wenn zwei verschiedene Bremskraftgrößen zur Wirkung gebracht werden sollen. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, daß man eine Bremsung für »Leerlauf« und »Belastung« vorsehen kann. Diese Lösung ist unter Umständen sowohl für Straßenfahrzeuge als auch für Schienenfahrzeuge sehr erwünscht.

Außerdem gestattet die gleichzeitige Speisung der beiden Zylinder mit Druckmittel infolge der Addition der beiden Hubwege L und L₁, fast die doppelte Bremszylinderleistung zu erzielen.

Während man bei der ersten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 1 veranschaulicht ist, daran interessiert ist, daß die Flächen S und S₁ der Kolben 2 und 7 nahezu gleich groß sind, kommt es bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung darauf an, daß diese beiden Kolbenflächen einen gewissen Größenunterschied aufweisen, da dieser darüber entscheidet, wie groß die Bremsleistung im Leerlauf- bzw. Belastungsfall ist.

Unter der genannten Bedingung ergibt sich für einen gleichbleibenden Druck P ein großer Unterschied zwischen den Kräften F und F₁. Die Kraft F₁, die von dem Kolben 7 ausgeübt wind, entspricht hierbei der Leerlaufbremsung.

Wenn aus irgendeinem Grunde der Kolbenhubweg L oder L₁ allein nicht mehr für die Bremsung ausreicht, so kann man für die Stoßpleuelstange 10 einen Gesamtverschiebungsweg erzielen, der der Addition der beiden Kolbenhubwege L und L₁ entspricht, was sich durch die gleichzeitige Speisung der Zylinder 1 und 4 mit Druckmittel erreichen läßt.

Beim Zurücklegen des Kolbenhubweges L wirkt die Kraft F, während beim Zurücklegen der Summe L + L₁ der Kolbenhubwege die Kraft F₁ wirkt.

Die beschriebene zweite Ausführungsform der Erfindung ergibt also einen wirtschaftlich günstigen Bremszylinder, der wahlweise für Leerlauf- und Belastungsfälle verwendet werden kann. Insbesondere ist diese zweite Ausführungsform für ein Fahrzeug geeignet, daß sowohl als Schienen- als auch als Straßenfahrzeug Verwendung findet. Man kann in diesem Falle die Bremsung an die Haftung der Räder angleichen. Der Bremszylinder kann also an irgendeine unabhängige Variable, z. B. Belastung oder Geschwindigkeit, angeglichen werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Doppelbremszylinder für Straßen- oder Schienenfahrzeuge mit einem äußeren Zylinder und einem mit dem Kolben des äußeren Zylinders fest verbundenen inneren Zylinder sowie einem im inneren Zylinder verschiebbar angeordneten Kolben, der auch gegenüber dem äußeren Zylinder relative Bewegungen durchführen kann, gekennzeichnet durch eine mit dem durch den äußeren Kolben (2), den inneren Zylinder (4) und den inneren Kolben (7) gebildeten Raum ständig in Verbindung stehende Speiseleitung (13).

2. Doppelbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückholfeder (16) in ihrer ganzen Länge im äußeren Zylinder (1,6) gelagert ist und daß dieselbe vollständig zusammengedrückt ist, wenn der Kolben (2) des äußeren Zylinders am Ende des Kolbenhubweges angelangt ist.

3. Doppelbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den äußeren Zylinder (6) ein Zylinder (18) von kleinerem Durchmesser anschließt und daß die Rückholfeder (16) sich in den genannten Zylinder von kleinerem Durchmesser fortsetzt, so daß der Kolben (7) des inneren Zylinders (4) sich noch um einen gewissen Betrag weiterbewegen kann, wenn der Kolben (2) des äußeren Zylinders bereits das Ende seines Bewegungshubes erreicht hat.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 574 123, 819 353;
USA.-Patentschriften Nr. 1-558 374, 2 497 438,
649 169.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen