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Lastabhängige Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge mit einem lastabhängig
verstellbaren Druckübersetzer.
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Die Erfindung betrifft eine Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge'
mit einem Bremssteuerventil, einem den vom Bremasteuerventil überwachten Druck übersetzenden,
in seinem Übersetzungsverhältnis lastabhängig verstellbaren Druokübere-etzer sowie
einem Leerbremszylinder und einem Lastbremszylinder.
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Bei einer aus der Patentschrift 1.100.673 bekannten Druckluftbremse
der vorstehend angeführten Art ist das Bremsateuerventil mit einem lastabhängig
verstellbaren Druckübersetzer versehen, so dass es einen bereits lastabhängig beeinflussten
Vorsteuerdruck liefert. Dieser Vorsteuerdruck wird dem Steuereingang zweier Druckübersetzer
zugeführt, die beide ein unveränderliches Übersetzungsverhältnis aufweisen und deren
einer den Druck in einem Leerbremazylinder und deren anderer den Druck in einem
Lastbremszylinder überwacht, Der
dem Leerbremszylinder zugeordnete
Druckübersetzer ist dabei derart ausgebildet, dass er -jeweils auf eine Vollbremsung
bezogen- bei sehr geringen Vorsteuerdrücken beginnend den Leerbremazylinder mit
einem mit dem Vorsteuerdruck ansteigenden Bremsdruck beaufschlagt und bereits bei
einem bestimmten, mittleren Vorsteuerdruck in den Leerbremszylinder einen höchstmöglichen
Bremsdruck einsteuert. Ab einem Überschreiten des mittleren Vorsteuerdruckes erfährt
also der Bremsdruck im Leerbremszylinder keine Änderung mehr. Der dem Lastbremszylinder
zugeordnete Druckübersetzer dagegen hält den Lastbremszylinder bis zum Erreichen
des mittleren Vorsteuerdruckes entleert; erst beim Überschreiten des mittleren Vorsteuerdruckes
beaufschlagt er den laetbremszylinder mit einer dem Überschussanteil
duz
Vorsteuerdruckes über dessen mittlerer Druckhöhe entsprechenden Bremsdruck,
bis bei Erreichen des maximalen Vorateuerdruckes auch im Lastbremszylinder ein maximaler
Bremsdruck erreicht wird. Mit dieser Druckluftbremse ist zwar ein grosser Lastbremsbereich
bestreichbar, doch benötigt sie zu ihren Aufbau neben dem in das Bremssteuerventil
einbezogenen, lastabhängigen Glied zwei genau aufeinander abgestimmten, festeingestellte
Druckübersetzer, so dass sie einen recht vielteiligen und nur schwer abstimmbaren
Aufbau aufweist.
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Bei einer anderen, ebenfalls bereits bekannten Ausführungsart dieser
Druckluftbremse ist das lastabhängige Verstellglied vom Bremssteuerventil getrennt
angeordnet
und steuert das Übersetzungsverhältnis zweier verstellbarer,
den vom.Bremssteuerventil gelieferten» lastunabhängigen Vorsteuerdruck lastabhängig
übersetzt auf einen Leer- bzw. einen Lastbremszylinder übertragender Druckübersetzer.
Auch hierbei sind die beiden Druckübersetzer derart aufeinander abgestimmt, dass-
bezogen auf Vollbremsungen- der hastbremszylinder erst nach Erreichen des maximalen
Bremsdruckes im Leerbremszylinder bei etwa mittlerer Fahrzeugbelastung druckbeaufschlagt
wird und bei vollbeladenem Fahrzeug seinen maximalen Bremsdruck erreicht. Auch diese
Druckluftbremse benötigt jedoch neben dem lastabhängigen Verstellglied zwei aufeinander
abgestimmte Druckübersetzer und ist däher vielteilig und nur schwer abatimmbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe,zugrunde, eine-Druck-Luftbremse der
eingangsgenannten Art zu schaffen, welche bei- einem sehr einfachen Aufbau ohne
besondere Abstimmung ihrer Einzelteile eine lastabhängige Veränderung der Bremskraft
innerhalb eines sehr grossen, -sprungfrei bestreichbaren-Bereiches ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der dem
Leerbremgzylinder zuzuführende Bremsdruck vom Steuerventil höchstens unter Zwischenschaltung
eines in seinem Übersetzungsverhältnis unveränderlichen Druckübersetzers und dass
der dem Lastbremszylinder zuzuführende Bremsdruck vom Steuerventil unter Zwischenschaltung
des lastabhängig verstellbaren Druckübersetzers überwacht ist.
Um
den möglichen Übersetzungsbereich dieser Druckluftbremse voll ausnützen zu können,
ist es erforderlich, dass der Druckübersetzer den Lastbremszylinder während Bremsungen
bei leerem Fahrzeug mit Ausnahme eines geringen
| Druc.-@arpruud-es ü@@::.er@ü @.@-',,"1üz; hält. Diese Forderung |
lässt sich gemäss der weiteren Erfindung bei einem lastabhäzigig verstellbaren Druckübersetzer
mit zwei an entgegengesetzten Enden auf einen Waagebalken mit verschieblichem Drehlager
einwirkenden Kolben,. deren einer vom unmittelbar durch das Steuerventil überwachten
Druck und deren anderer vom durch eine dem Druckübersetzer zugehörende Ventileinrichtung
überwachten, lastabhängig gesteuerten Druck beaufschlagbar.ist, dadurch in einfacher
Weise ohne Schwierigkeit für die Einstellbarkeit des Druckübersetzers erfüllen#
dsee auf Seiten dee mit dem laetabhängig gesteuerten Druck belastbaren Kolbens ein
in gleicher .Richtung zu diesem auf den Waagebalken einwirkender Zusatzkolben mit
im Vergleich zum vom Bremssteuerventil überwachten Druck beaufschlagbaren Kolben
kleiner Kolbenfläche angeordnet ist, der vom unmittelbar durch das Steuerventil
überwachten Druck belastbar ist.
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Um trotz des Zusatzkolbens bei geringen, vom Steuerventil eingesteuerten
Bremsdrücken ein sicheres Ansprechen des Druckübersetzers zu erzielen, kann gemäss
der weiteren Erfindung der Zusatzkolben entgegen seiner Druckbeaufschlagungsrichtung
von der Kraft einer Feder belastet und zwischen den Zusatzkolben und den Waagebalken
eine An-
Schlagvorrichtung eingeschaltet sein, die ein den Betätigungshub
für die Ventileinrichtung übersteigendes Zeespiel aufweist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1) schematisch den Aufbau der Druckluftbremse; Fig. 2) den Druckverlauf
in der Hauptluftleitung und im heerbremszylinder und Fig. 3) den Druckverlauf im
Lastbremszylinder bei verschiedenen Fahrzeugbelastungen während eines Bremsvorganges.
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Gemäss Figur 1 führt von einer Hauptluftleitung 1 eine Zwelgleitung
2 zu einem $remegteuerventil 3, das mit einem Hilfsluftbehälter 4 in Verbindung
steht und von welchem.eine einen lastunabhängigen Bremsdruck führende Rohrleitung
5 ausgeht. Die Rohrleitu#g 5 führt zu einem Zeerbremazylinder 6, dessen Kolbenstange
7 an einem Ende eines an einem Lagerbock 8 gelagerten Bremshebels 9 angelenkt ist.
Weiterhin führt die'Rohrleitung 5 in einen Zylinderraum 10 eines lastabhängig verstellbaren
Druckübersetzers 11. Der Zylinderraum 10 ist von einem Kolben 12 begrenzt, der mittels
seiner Kolbenstange 13 auf ein Ende eines Waagebalkens 14 einwirkt. Der Waageba3.ken
14 ist mittels einer verschieblichen Schneide 15 unterstützt;, die Stellung der
Schneide 15
wird von einem Kolben 16 bestimmt,-der von in ihrem
Druck der Fahrzeugbelastung entsprechender, durch eine Rohrleitung 17 zuzuführender
Druckluft entgegen der Kraft einer Feder 18 belastet ist. Am anderen Ende des Waagebalkens
14 liegt eine Kolbenstange 19 auf, die mit einem Kolben 20 verbunden ist. Die Mündung
einer in der Kolbenstange 19 angeordneten, ständig mit der Atmosphäre in Verbindung
stehenden Bohrung 21 bildet zusammen mit einer federbelasteten Doppeldichtplatte
22 ein Auslassventil 23 für einen den Kolben 20 auf seiner dem Waagebalken 14 abgewandten
Seiten mit seinem Druck beaufschlagenden Zylinderraum 24. Die zweite Dichtfläche
der Doppeldichtplatte 22 bildet zusammen mit einem ' gehäusefesten Ventilsitz ein
die Druckluftzufuhr in den Zylinderraum 24 aus einem ständig mit den Hilfsluftbehälter
4 in Verbindung stehenden Raum 25 überwachendes Einlageventil 26. Vom Zylinderraum
24 führt eine Rohrleitung 27 zu einem Lästbremszylinder 28, dessen Kolbenstange
29 über ein Gesperre 30 bekannter Bauart am Bremshebel 9 angelenkt ist. Das Gesperre
30 sperrt nur bei Druckluftbeaufschlagung des lästbremszylinders 28 und lässt andernfalls
eine Verschiebung der Kolbenstange 29 gegen den .Bremshebel 9 zu. Im Druckübersetzer
11 ist auf der Kolbenstange 19 abgedichtet verschieblich ein Zusatzkolben 31 gelagert,
der auf seiner dem Waagebalken 14 abgewandten Seite vom Druck in einem Zylinderraum
32 und andererseits von der Kraft einer Feder 33 belastet ist. Der Zusatzkol:.,z
31 trägt ein Anschlagrohr 34, das bei geöffnetem Auslassventil 23 mit einem zumindest
dem Öffnungshub der Kolbenstange.
19 für das Einlassventil 26 entsprechenden
Leerspiel vor einem auf- der Kolbenstange 19 angeordneten Anschlag 35 endet. Der
Zylinderraum 32 ist an die Rohrleitung 5 angeschlossen.
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Bei aufgeladener, gelöster Bremse nehmen deren Teile die Aus Figur
1 ersichtlichen Lagen ein. Aus der Hauptluitleitung 1 werden über das Steuerventil
3 der Hilfsluftbehälter ¢ und der Raum 25 mit Regeldruck beaufschlagt. I Mit Ausnahme
der Rohrleitung 17 sind alle anderen Räume und Zeitungen der Bremse drucklos. Das
Auslassventil 23 des Druckübersetzers 11 ist geöffnet und das Einlassventil 26 geschlossen.
Der Zusatzkolben 31 befindet sich in seiner oberen Endstellung und die Schneide
15 nimmt eine d,4roll de Fahrzeugbelastung bestimmte Stellung ein..Bei leerem Fahrzeug
wird die Schneide 15 in eine sich gemäss Fig. 1 etwas rechts unterhalb d@:r Kolbenstange
@13' befindliehe Zage eingestellt und mit anwachsender Fahrzeugbelastung um anwachsende
Wegstrecken nach .rechts verschoben. Wird zum Bremsen der Druck in der Hauptluftletung
1 abgesenkt, wie es die Kurve L in Figur 2, in welcher P einen Druck und t den Zeitablauf
während eines Einbremsens bis zu einer Vollbremsung darstellen, zeigt, so trennt
das Steuerventil 3 den Hilfsluftbehälter 4 von der Hauptluftleitung 1 ab und beaufsahlagt
die Rohrleitung 5 und damit den Leer= . bremszylinder 6 mit einem entsprechend der
Druckabsenkung ansteigenden, lastunabhängigen Bremsdruck C. Der Bremshebel 9 wird
also unter Auszug des Gesperres 30 im Uhrzeigersinn
um den Lagerbock
8 gedreht. Nahezu gleichzeitig hierzu wird infolge der Druckbeaufschlagung des Zylinders
10 der Kolben 12 abwärts gedrückt, der Waagebalken 14 um die Schneide 15 gedreht
und die Kolbenstange 19 bis zum Anliegen des Anschlages 35 am Anschlagrohr 34 nach
oben gedrückt. Das .Auslasse wntil 23 schliesst und das Einlassventil'26 öffnet
sich dabei. Aus dem Hilfsluftbehälter 4
| strömt also- zum Leerbremszylinder 6 durch die Trägheit |
| 11 |
| des Druckübersetzersy7erzögert- Druckluft in den Zylinder- |
raum 24 und den Lastbremszylinder 28 ein und bewirkt in letzterem einen gewissen
Druckansprung, der aus Fig.3, in welcher der Druck PL im Lastbremszylinder über
der Zeit t eingetragen ist, aus dem Kurvenabschnitt I - II ersichtlich ist. Der
Lastbremszylinder beginnt daher über das Geepsrre 30e ins Kraft auf den Bremshebel
9 guszuübeu. Bei Erreichen eines bestimmten, noch sehr niedrigen Druckes in der
Rohrleitung 5 und damit im Zylinderraum 32 wird auf den Zusatzkolben.31 eine die
Kraft der Feder 33 übersteigende Belastung ausgeübt, so dass der Zusatzkolben 31
die Kolbenstange 19 über deren Anschlag 35 zusätzlich zu ihrer Belastung durch den
vom Druck im Zylinderraum 24 beaufsehlagten Kolben 20 abwärts zu drücken beginnt.
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Falls das Fahrzeug unbeladen ist und die Schneide 15 sich in ihrer
linken Endlage befindet, so reicht die vom Zusatzkolben 31 ausgeübte Kraft
aus, über den Waagebalken 14 den Kolben 12 im Gleichgewicht zu halten . Der Waagebalken
14 wird daher bis zum Schliessen des Einlassventils 26 zurückgedreht. Beim weiteren
Druckanstieg in der Rohrleitung 5
halten sich der Kolben 12 und
der Zusatzkolben 31 im Gleichgewicht; das Einlassventil 26 bleibt*geschlossen und
in den lastbremszylinder 28. wird gemäss der Kurvenstrecke II-III der Fig. 3 kein
weiterer Druckanstieg eingesteuert. Der Zusatzkolben 31 bewirkt also, ohne einen
ersten, geringen-Druckansprung zu behindern, ein Abschneiden der weiteren Druekbeaufschlagung
des Lastbremszylinderb 28 , ohne, wie bisher üblich, eine Unstabilitäten
hervorrufende Einstellung der Schneide 15 genau@unter den Angriffspunkt der Kolbenstange
13 am Waagebalken 14 zu erfordern.
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Bei belastetem Fahrzeug und damit nach rechts verschobener Schneide
15 reicht die vom Zusatzkolben 31 ausgeübte Kraft nicht aus, den Kolben 12 im Gleichtgewicht'zu
halten. Das Einlassventil 2'6 wird daher bei ansteigendem Druck in der Rohrleitung
5 geöffnet, bis in den Zylinderraum 24 und den Zastbremszylinder 28 ein den durch
den Waagebalken 14 lastabhängig übersetzten Kraftüberschuss des Kolbens 12 ausgleichender
Druck eingesteuert ist.. Der Druck im Lastbremszylinder 28 wird also mit ansteigendem
Druck in der Rohrleitung 5 bei nur schwach beladenem Fahrzeug langsam, bei schwer
beladenem Fahrzeug rasch gesteigert, wie es in den Kurvenabschnitten II-III' der
Fig. 3 für ansteigende Fahrzeugbelastungen dargestellt ist. Die Druckluftaufnahme
des Lastbremszylinders 28 ist dabei gering, da er infolge seiner zur Beaufsehlagung
des leerbremszylinders 6 nacheilenden Druckbeaufschlagung und durch die Wirkung
des Gesperrres 30
| nur geringe, von Anlegehüben freie Hubstrecken bewältigen |
| r |
| muss. Falls die durch den Druckübersetzer 11 bedingte |
| Verzögerung der Druckbeaufschlagung des Lastbremszylinders
28 |
| nicht ausreichen sollteg so kann durch Einschalten geeigneter |
| Drosseln; bezsp.e @s;`:ezse i:. c:. zur.: Zylinderraum 10 füh- |
| senden Abschnitt der Rohrleitung 5, die Nacheilung ver- |
| grössert und damit die druckluftsparende, beschriebene |
| Wirkungsweise mit Sicherheit erreicht werden. |