DE1134697B - Selbsttaetiger, lastabhaengiger Bremskraftregler fuer Druckmittelbremsanlagen, insbesondere von Eisenbahnfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen selbsttätigen, lastabhängigen Bremskraftregler für Druckmittelbremsanlagen, insbesondere von Eisenbahnfahrzeugen, bei welchem ein Ventil vorgesehen ist, das die Verbindung zwischen einem mit dem Bremszylinderdruck beaufschlagten Ventilgehäuseraum und einer Bremszylinderzusatzkammer zur Veränderung des Bremszylindervolumens überwacht und das in Öffnungsrichtung durch eine der Fahrzeugbelastung proportionale Kraft über eine Dämpfungsvorrichtung bewegbar ist, die durch zwei Membranen eingeschlossen ist.

Es ist ein Bremskraftregler bekannt, bei dem die der Fahrzeugbelastung proportionale Kraft über eine Feder der Fahrzeugabstützung auf das Ventil wirkt, wobei zwischen diese Feder und das Ventil eine Dämpfungsvorrichtung geschaltet ist, die einen ersten Kolben, gegen den sich die Feder abstützt, und einen zweiten, mit dem Ventil verbundenen Kolben aufweist. Zwischen den beiden Kolben ist noch eine weitere Feder angeordnet. Dieser bekannte Bremskraftregler weist die Nachteile auf, daß in die Dämpfungsvorrichtung Verunreinigungen eindringen können, wodurch eine einwandfreie Dämpfung nicht mehr zustande kommt, und daß die zwischengeschaltete Feder ein Schwingen des Ventils hervorrufen kann, was sich auf die das Ventil betätigende Kraft auswirkt, so daß der Druck in der Bremszylinderzusatzkammer nicht immer proportional der Fahrzeugbelastung ist.

Es ist ferner ein selbsttätiger, lastabhängiger Bremskraftregler mit Zusatzvolumen bekannt, bei dem eine durch zwei Membranen gehaltene Dämpfungsvorrichtung vorgesehen ist, deren eine Membran durch die dem Druck des Druckmittels in dem Zusatzvolumen proportionale Kraft beaufschlagt und durch zu einem Schaft zusammengeschraubte Bolzenteile eingeklemmt ist. Diese Bolzenteile übertragen die der Fahrzeugbelastung proportionale Kraft über die Dämpfungsvorrichtung auf das Ventil. Bei diesem bekannten Bremskraftregler erfolgt jedoch die Steuerung der Öffnungs- und Schließbewegungen des Ventils über Kolbeneinrichtungen, welche die Ausbildung des Reglers komplizieren und seine Ansprechempfindlichkeit nachteilig beeinflussen können.

Gegenstand eines älteren Patents ist ferner ein selbsttätiger Bremskraftregler für Fahrzeugbremsvorrichtungen, der eine durch Membranen eingeschlossene Dämpfungseinrichtung aufweist, die über einen die Membranen und die Dämpfungseinrichtung zusammenfassenden Bolzen auf das getrennt davon angeordnete Überströmventil einwirkt.

Selbsttätiger, lastabhängiger Bremskraftregler

für Druckmittelbremsanlagen,
insbesondere von Eisenbahnfahrzeugen

Anmelder:

Westinghouse Brake & Signal Co. Ltd.,
London

Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 15,

und Dipl.-Ing. W. Niemann,
Hamburg 1, Ballindamm 26, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Australien vom 10. März 1953 (Nr. 16 673)

Joseph White, Concord West, Neusüdwales

(Australien),
ist als Erfinder genannt worden

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen selbsttätigen, lastabhängigen Bremskraftregler der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem unter Vermeidung von träge arbeitenden Kolben ein gleichförmiges und rasches Ansprechen gewährleistet ist und das Eindringen von Verunreinigungen in die Dämpfungsvorrichtung ausgeschaltet sowie ein Schwingen des Ventils sicher verhindert wird.

Als Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei einem Bremskraftregler der angegebenen Art die eine der beiden Membranen in an sich bekannter Weise durch den in einer mit der Bremszylinderzusatzkammer verbundenen Druckkammer jeweils herrschenden Druck in Schließrichtung des Ventils beaufschlagt, während die der Fahrzeugbelastung proportionale Kraft in ebenfalls an sich bekannter Weise über einen Bolzen der Dämpfungsvorrichtung auf das Ventil in dessen Öffnungsrichtung einwirkt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist, um die sonst üblichen, einer hohen Abnutzung unterliegenden beweglichen Teile, wie Kurbeln, Lenkern und Zapfen, zu vermeiden, zwischen den Fahrzeugfedern und der Dämpfungsvorrichtung ein Arm vorgesehen, der an seinem einen Ende an einem in bezug

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auf das Reglergehäuse festen Punkt schwenkbar gelagert und an seinem anderen Ende als Blattfeder ausgebildet ist, deren Ablenkung der Durchbiegung der Fahrzeugfedern proportional ist, wobei der Arm an einer zwischen seinen Enden liegenden Stelle auf die Dämpfungsvorrichtung einwirkt. Eine derartige Ausbildung ermöglicht, daß der Regler und der Arm eine bauliche Einheit bilden können, die sich bequem unterhalb des Fahrzeugrahmens anbringen läßt.

Vorzugsweise ist der die Blattfeder bildende Teil des Armes vorgespannt und die aus dieser Vorspannung herrührende Kraft durch eine einstellbare Kompensationsfeder ausgeglichen.

Bei einer besonderen Ausführungsform des Bremskraftreglers gemäß der Erfindung ist der die Kraft auf das Ventil übertragende Bolzen der Dämpfungsvorrichtung mit einer zur Atmosphäre offenen Längsbohrung versehen, die durch Anliegen des Bolzens gegen das Ventil abschließbar ist und ein Auslaßventil zum Entlüften der Druckkammer bildet.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und Ib einen Schnitt bzw. die Ansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung für ein Druckluftbremssystem, das zur Bremskraftregelung eine Bremszylinderzusatzkammer aufweist und

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung für Bremssysteme mit üblichen Einkammer-Bremszylindern.

Bei Druckluftsystemen mit einer Zusatzkammer wird die Druckluft, wenn eine Bremsung erfolgen soll, dem Fahrzeugbremszylinder und aus diesem der Zusatzkammer zugeführt. Ein normalerweise offenes Ventil steuert die Verbindung zwischen beiden, und wenn der Druck in der Zusatzkammer einen vorbestimmten Wert erreicht, der ausreicht, um die entgegenwirkende Kraft, die das Ventil offen zu halten sucht, zu überwinden, so schließt sich das Ventil und verhindert auf diese Weise das Weiterströmen der Luft vom Bremszylinder zur Zusatzkammer.

In Fig. 1 ist eine zum Steuern der Verbindung zwischen dem Bremszylinder und der Zusatzkammer dienende Ventilanordnung dargestellt, die auf einem gefederten Teil des Fahrzeuges angeordnet ist. Sie weist ein im wesentlichen zylindrisches Reglergehäuse 1 auf, das an beiden Enden durch einen Deckel 2 bzw. Boden 3 verschlossen ist. In dem Boden 3 sind eine Einlaßöffnung 4, die an den (nicht dargestellten) Bremszylinder angeschlossen ist und zu einem Einlaßraum 5 führt, und eine Druckkammer 6 vorgesehen. Zwischen dem einen Ventilgehäuseraum bildenden Einlaßraum 5 und der Druckkammer 6 liegt ein Durchgang 7 mit einem Ventilsitz 8, der zusammen mit einem · Ventilglied 9 ein Ventil 8, 9 bildet, welches die Verbindung zwischen dem mit dem Bremszylinderdruck beaufschlagten Ventilgehäuseraum und einer Bremszylinderzusatzkammer zur Veränderung des Bremszylindervolumens überwacht, die an eine mit der Druckkammer 6 verbundene Auslaßöffnung 10 angeschlossen wird. Das Ventilglied 9 wird durch eine Feder 11 in seiner Schließstellung gehalten.

In dem Reglergehäuse 1 ist koaxial zu dem Ventilglied 9 ein Bolzen 12 angeordnet, dessen eines Ende sich auf der der Feder 11 entgegengesetzten Seite des Ventilgliedes 9 abstützt und dessen anderes Ende in ein napf artiges Ende-13 übergeht. Zwischen den beiden Enden des Bolzens 12 ist auf diesem eine Dämpfungseinrichtung befestigt, welche einen Zylinderkörper 14 mit einer sich radial nach innen erstreckenden Trennwand 21 aufweist, in der eine zum Bolzen 12 axiale Nabe 23 angeordnet ist, welche eine Bohrung zur Aufnahme einer Buchse 32 aufweist, durch die der Bolzen 12 hindurchgeht. Die beiden Enden des Zylinderkörpers 14 sind durch Membranen 18 bzw. 19 abgedichtet, die an ihrem Außenumfang

ίο durch mit Flanschen versehene Ringe 15 bzw. 16 festgeklemmt sind, welche mittels durch sie hindurchgehender Bolzen 17 gegeneinander verschraubt sind. Die Membranen 18 und 19 sind mit mittleren Öffnungen versehen, wobei die Membran 18 am Innen- rand der mittleren Öffnung zwischen dem napfförmigen Teil 13 des Bolzens 12 und eine Platte 26 und die Membran 19 am Innenrand der mittleren Öffnung zwischen eine Platte 27 und einem Klemmstück 28 eingespannt ist. Die beiden Membranen 18 und 19, die Platten 26 und 27, die Buchse 32, das Klemmstück 28 und eine Unterlegscheibe 33 werden auf dem Bolzen 12 durch eine Mutter 29 zusammengehalten, so daß sie sich als Einheit in dem Zylinderkörper 14 axial bewegen können, wobei die Buchse 32 in der Nabe 23 als Gleitführung dient. Räume 24 und 25, die zwischen der Trennwand 21 und den Platten 27 bzw. 26 gebildet werden, sind mit einer für Dämpfungsvorrichtungen üblichen Flüssigkeit gefüllt. In der Trennwand 21 sind ein oder mehrere verengte Durchgänge 22 vorgesehen, durch welche die Flüssigkeit beim Bewegen der Membranen hindurchgetrieben wird. Zwischen den Membranen und den Platten 27 bzw. 26 vorgesehene Kammern 30 und 31 sind ebenfalls mit Flüssigkeit gefüllt. Diese eine Dämpfungsvorrichtung bildenden Teile sind innerhalb des Reglergehäuses 1 des Bremskraftreglers zwischen einer Innenrippe 23 und des Bodens 3 durch geeignete (nicht dargestellte) Bolzen eingespannt.
Die Membran 19 der Dämpfungsvorrichtung bildet die eine Wand der Druckkammer 6, so daß auf diese Membran der in der Bremszylinderzusatzkammer herrschende Luftdruck wirkt, der derjenigen Kraft entgegenwirkt, welche das Ventil zu öffnen sucht.

Auf dem napfartigen Ende 13 des Bolzens 12 ist eine diese fortsetzende zylindrische Hülse 35 befestigt, die durch eine Öffnung im Deckel 2 hindurchragt. Die Hülse 35 ist außen mit Gewinde versehen, auf das ein Federteller 37 mit einer ringförmigen Nut 41 aufgeschraubt ist, der auf dem einen Ende einer Kompensationsfeder 36 aufliegt. Diese Kompensationsfeder 36 umfaßt die Hülse 35 und ruht mit ihrem anderen Ende auf dem Ring 15. Innerhalb der Hülse 35 ist ein axial zur Dämpfungsvorrichtung angeordneter Stößel 38 vorgesehen, der an dem einen Ende einen konvex geformten, sich auf dem Boden des napfartigen Endes 13 abstützenden Kopf 39 und am anderen Ende eine konische Vertiefung 40 aufweist.

Das Reglergehäuse 1 hat eine Konsole 42, an deren Ende ein sich über den Deckel 2 erstreckender Arm 43 gelenkig angeordnet ist. Der Arm 43 ist zwischen seinen Enden mit einem Gewindebolzen 44 versehen, der ihn durchdringt und mittels einer Gegenmutter 45 an ihm befestigt ist. Das durch den Arm 43 hindurchragende Ende des Gewindebolzens 44 ist konisch geformt und in der Vertiefung 40 am Ende des Stößels 38 aufgenommen. Der Arm 43 wirkt somit an dieser zwischen seinen Enden liegenden Stelle auf die

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Dämpfungsvorrichtung ein, wenn auf das freie Ende Bremszylinder zur Bremszylinderzusatzkammer gedes Armes 43 ein Druck ausgeübt wird, der eine der langt und der Druck im Bremszylinder auf einen entDurchbiegung der Fahrzeugfedern proportionale Ab- sprechend der Fahrzeuglast begrenzten Wert ansteigt, lenkung des Armes hervorruft. Dabei dreht sich der Nach dem Lösen der Bremsen wird der Brems-Arm 43 um seine Tragkonsole 42, so daß über das 5 zylinder und ebenso der Einlaßraum 5 ins Freie entkonische Ende des Gewindebolzens 44 ein ent- lüftet. Der Luftdruck in der Bremszylinderzusatzsprechender Druck über den Stößel 38 und den kammer öffnet das Ventil 8, 9 entgegen der Kraft der Bolzen 12 auf das Ventilglied 9 in Öffnungsrichtung Feder 11, so daß Luft in den entlüfteten Bremsausgeübt wird. Diesem Druck wirkt die einstellbare zylinder zurückströmt.

Kompensationsfeder 36 entgegen, deren Federspan- io Wird das Ventil so angeordnet, daß es die Zufuhr

nung durch den auf die Hülse 35 aufgeschraubten von Druckluft zu einem Fahrzeug-Bremszylinder, an-

Federteller 37 eingestellt werden kann. statt, wie vorstehend beschrieben, zu einer Brems-

An dem freien Ende des Armes 43 ist mit Bolzen zylinderzusatzkammer steuert, muß die Blattfeder 47 oder Nieten 46 das eine Ende einer Blattfeder 47 be- derart am Federbund 49 befestigt sein, daß die festigt, an deren anderem Ende ein Halter 48 ange- 15 Durchbiegung der Blattfeder 47 mit zunehmender ordnet ist (Fig. Ib). Dieser Halter 48 ist durch einen Fahrzeuglast größer und mit abnehmender Fahrzeug-Lenker 50 mit einem Federbund 49 der Fahrzeug- last kleiner wird. Damit ist der im Bremszylinder erfedern derart gekuppelt, daß bei Änderung der Fahr- forderliche Druck um so höher, je größer die das zeugbelastung die sich daraus ergebende Durchbie- Ventil offenhaltende Kraft ist. In diesem Fall ist also gung der Fahrzeugfedern zwecks Verformung der ao die das Ventil 8, 9 offenhaltende Kraft direkt proBlattfeder 47 auf diese übertragen wird. Die dieser portional der Fahrzeugbelastung; die der Einlaß-Verformung entsprechende Kraft wird über den öffnung 4 zugeleitete Druckluft strömt dann durch schwenkbaren Arm 43 und den Gewindebolzen 44 das offene Ventil 8, 9 und die Auslaßöffnung 10 zu auf den Bolzen 12 übertragen, um das Ventil 8, 9 zu dem an sie angeschlossenen Bremszylinder, bis der öffnen. 25 Druck im Bremszylinder und damit in der Druck-

Um ein unerwünschtes Klappern oder Schwingen kammer 6 eine solche Größe erreicht hat, daß er

zu vermeiden, ist die Blattfeder 47 am Federbund 49 durch seine Einwirkung auf die Membran 19 die

mit einer derartigen Vorspannung befestigt, daß sie Gegenkraft überwindet und das Ventil 8, 9 schließt,

bei voll belastetem Fahrzeug (größte Formänderung wodurch der erreichbare Bremszylinder-Höchstdruck

der Fahrzeugfeder — kleinste Formänderung der 30 auf einen durch die Fahrzeugbelastung vorgegebenen

Blattfeder) eine vorbestimmte Durchbiegung aufweist. Wert begrenzt wird.

In der Zeichnung (Fig. Ib) ist die Lage der Feder bei Dieser Bremskraftregler kann auch bei Druckluftvoll belastetem Fahrzeug dargestellt. Die strichpunk- Bremsanlagen angewendet werden, bei denen es ertierte Linie 51 zeigt ihre Lage bei leerem Fahrzeug. wünscht ist, den Druck in einem Behälter oder bei-In der durch die strichpunktierte Linie 52 angedeu- 35 spielsweise in der Steuerkammer eines Relaisventils teten Lage befindet sich die Blattfeder 47 im vom in Übereinstimmung mit der jeweiligen Fahrzeug-Federbund 49 gelösten Zustand. Die durch die Vor- belastung zu ändern. Fig. 2 zeigt eine Abänderung spannung hervorgerufene Durchbiegung ergibt eine des Bremskraftreglers gemäß Fig. 1, die für eine auf das Ventil ausgeübte Kraft, die durch die ent- solche Bremsanlage verwendet werden kann. Diese gegenwirkende Kraft der einstellbaren Kompen- 40 Abänderung besteht darin, daß ein Entlastungsventil, sationsfeder 36 ausgeglichen, d. h. aufgehoben wird. bestehend aus einer Längsbohrung 53 im Bolzen 12, Die auf das Ventilglied 9 ausgeübte Gesamtkraft in- vorgesehen ist, die sich an einem Ende in einen folge der Formänderung der Blattfeder 47 entspricht unter atmosphärischem Druck stehenden Raum 54 der sich aus der Federvorspannung der Blattfeder 47 zwischen dem Stößel 38 und der Hülse 35 öffnet und und der sich aus der Durchbiegung der Fahrzeug- 45 die normalerweise am anderen Ende durch Anliegen federn auf Grund der Fahrzeugbelastung ergebenden des Bolzens 12 gegen das Ventil 8, 9 abschließbar ist. proportionalen Kraft. Es ist zu beachten, daß bei Dieses Ende der Längsbohrung 53 bildet einen zum diesem Ausführungsbeispiel die Kraft bei Erhöhung Ventilsitz 8 koaxial angeordneten Auslaßventilsitz 55. der Fahrzeuglast herabgesetzt wird und bei Verringe- Die Druckluftquelle ist an die Einlaßöffnung 4 angerung der Fahrzeuglast anwächst, d. h. daß sie der 50 schlossen, und der Behälter, dessen Innendruck über-Fahrzeuglast umgekehrt proportional ist. wacht oder gesteuert werden soll, ist mit der Auslaß-

Die Wirkungsweise des selbsttätigen, lastabhän- öffnung 10 verbunden. Die das Einlaßventil 9 öff-

gigen Bremskraftreglers ist folgende: nende Kraft ist in diesem Falle proportional der

Im Betrieb wird bei teilweise beladenem Fahrzeug Fahrzeugbelastung.

das Ventil 9 durch eine auf den Stößel 38 wirkende 55 Die Wirkungsweise einer derartigen Bremsanlage

Kraft offengehalten, die umgekehrt proportional der ist wie folgt:

Fahrzeuglast ist und von der Durchbiegung der Von der Einlaßöffnung 4 strömt Druckluft durch Blattfeder 47 abgeleitet wird. Zum Bremsen strömt das offene Ventil 8, 9, die Druckkammer 6 und die Druckluft mit einer der zu erzielenden Abbremsung Auslaßöffnung 10 in den Behälter, und zwar so lange, entsprechenden Druckhöhe zum Fahrzeug-Brems- 60 bis die durch den auf die Membran 19 wirkenden zylinder, wobei die Luft durch das offene Ventil 8, 9 Druck hervorgerufene Kraft die Höhe der entgegenin die Bremszylinderzusatzkammer zur Veränderung gerichteten der Fahrzeugbelastung proportionalen des Bremszylindervolumens gelangt. Wenn der auf Kraft erreicht hat und infolgedessen das Ventil 8, 9 die Membran 19 wirkende Druck in der Brems- schließt. Dieser Zustand dauert an, solange die Fahrzylinderzusatzkammer als Kraft die Höhe der ent- 65 zeugbelastung unverändert bleibt, so daß kein Luftgegengerichteten, von der Blattfeder 47 über den verlust aus dem Behälter eintritt. Wird die Fahrzeug-Bolzen 12 übertragenen Kraft erreicht hat, schließt belastung aber vermindert, so wird die von ihr absich das Ventile, 9, so daß keine Luft mehr vom geleitete Kraft ebenfalls verkleinert. Der Behälter-

druck, der in der Druckkammer 6 auf die Membran wirkt, überwindet dann diese Kraft und bewegt die Membran mit dem Bolzen 12 vom Ventilglied 9 weg, so daß die Luft aus dem Behälter ins Freie strömen kann. Wenn der Druck im Behälter auf einen bestimmten Wert abgesunken ist, wird der Bolzen 12 durch die Gegenkraft in die Abschlußstellung zurückgeführt. Wird andererseits die Fahrzeugbelastung vergrößert, so erhöht sich die dieser Belastung proportionale Kraft auf den Bolzen 12, wodurch das Ventil 8, 9 geöffnet wird, bis der Druck im Behälter sich um den gewünschten Betrag erhöht hat, worauf sich das Ventil 8, 9 wieder schließt.

Dieser selbsttätige lastabhängige Bremskraftregler gemäß der Erfindung ist auch für Saugluftbremsanlagen verwendbar.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Selbsttätiger, lastabhängiger Bremskraft- zo regler für Druckmittelbremsanlagen, insbesondere von Eisenbahnfahrzeugen, mit einem Ventil, das die Verbindung zwischen einem mit dem Bremszylinderdruck beaufschlagten Ventilgehäuseraum und einer Bremszylinderzusatzkammer zur Veränderung des Bremszylindervolumens überwacht und das in Öffnungsrichtung durch eine der Fahrzeugbelastung proportionale Kraft über eine Dämpfungsvorrichtung bewegbar ist, die durch zwei Membranen eingeschlossen ist, dadurch ge- kennzeichnet, daß die eine (Ί9) der beiden Membranen in an sich bekannter Weise durch den in einer mit der Bremszylinderzusatzkammer verbundenen Druckkammer (6) jeweils herrschenden Druck in Schließrichtung des Ventils (8, 9) beaufschlagt ist, während die der Fahrzeugbelastung proportionale Kraft in ebenfalls an sich bekannter Weise über einen Bolzen (12) der Dämpfungsvorrichtung auf das Ventil in dessen Öffnungsrichtung einwirkt.

2. Bremskraftregler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Arm (43), der an seinem einen Ende an einem in bezug auf das Reglergehäuse (1) festen Punkt schwenkbar gelagert und an seinem anderen Ende als Blattfeder (47) ausgebildet ist, deren Ablenkung der Durchbiegung der Fahrzeugfedern proportional ist, wobei der Arm (43) an einer zwischen seinen Enden liegenden Stelle (40) auf die Dämpfungsvorrichtung einwirkt.

3. Bremskraftregler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Blattfeder bildende Teil (47) des Armes (43) vorgespannt ist und daß die aus dieser Vorspannung herrührende Kraft durch eine einstellbare Kompensationsfeder (36) ausgeglichen ist.

4. Bremskraftregler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kraft auf das Ventil (8, 9) übertragende Bolzen (12) der Dämpfungsvorrichtung mit einer zur Atmosphäre offenen Längsbohrung (53) versehen ist, die durch Anliegen des Bolzens gegen das Ventil abschließbar ist und ein Auslaßventil zum Entlüften der Druckkammer (6) bildet.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 718 827, 736 389, 807756;
britische Patentschriften Nr. 602 382, 644 231.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 958 742.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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