DE1605254B2 - Druckluftbremse fuer schienenfahrzeuge mit einem lastabhaengig verstellbaren druckuebersetzer - Google Patents

Description

druckes auch im Lastbremszylinder ein maximaler Bremsdruck erreicht wird. Mit dieser Druckluftbremse ist zwar ein großer Lastbremsbereich bestreichbar, doch benötigt sie zu ihrem Aufbau neben dem in das Bremssteuerventil einbezogenen, lastabhängigen Glied zwei genau aufeinander abgestimmte, festeingestellte Druckübersetzer, so daß sie einen recht vielteiligen und nur schwer abstimmbaren Aufbau aufweist.

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 Lastbremszylinder erst nach Erreichen des maximalen Bremsdruckes im Leerbremszylinder bei etwa mittlerer Fahrzeugbelastung druck-) beaufschlagt wird und bei vollbeladenem Fahrzeug seinen maximalen Bremsdruck erreicht. Auch diese Druckluftbremse' benötigt jedoch neben dem lastabhängigen Verstellglied zwei aufeinander abgestimmte Druckübersetzer und ist daher vielteilig und nur schwer abstimmbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckluftbremse der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau ohne besondere Abstimmung ihrer Einzelteile eine lastabhängige Veränderung der Bremskraft innerhalb eines sehr großen, sprungfrei bestreichbaren Bereiches ermöglicht, also während Bremsungen bei leerem Fahrzeug den Lastbremszylinder mit Ausnahme eines geringen Druckansprunges annähernd drucklos hält.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im Druckübersetzer auf seiten des mit dem lastabhängig gesteuerten Druck belastbaren Kolbens ein in gleicher Richtung zu diesem auf den Waagebalken einwirkender Zusatzkolben mit im Vergleich zum vom Steuerventil überwachten Druck ι beaufschlagbaren Kolben kleiner Kolbenfläche angeordnet ist, der vom unmittelbar durch das Steuerventil überwachten Druck belastbar ist.

Um trotz des Zusatzkolbens bei geringen, vom Steuerventil eingesteuerten Bremsdrücken ein sicheres Ansprechen des Druckübersetzers zu erzielen, kann gemäß einem weiteren Merkmal nach der Erfindung der Zusatzkolben entgegen seiner Druckbeaufschlagungsrichtung von der Kraft einer Feder belastet und zwischen den Zusatzkolben und den Waagebalken eine Anschlagvorrichtung eingeschaltet sein, die ein den Betätigungshub für die Ventileinrichtung übersteigendes Leerspiel aufweist.

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Aufbau einer Druckluftbremse in schematischer Darstellung,

F i g. 2 den Druckverlauf in der Hauptluftleitung und im Leerbremszylinder sowie

F i g. 3 den Druckverlauf im Lastbremszylinder bei verschiedenen Fahrzeugbelastungen während eines Bremsvorganges.

Von einer Hauptluftleitung 1 führt eine Zweigleitung 2 zu einem Bremssteuerventil 3, das mit einem Hilfsluftbehälter 4 in Verbindung steht und von welchem eine einen lastunabhängigen Bremsdruck führende Rohrleitung 5 ausgeht. Die Rohrleitung 5 führt zu einem Leerbremszylindero, dessen Kolbenstange? 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

ίο mittels seiner Kolbenstange 13 auf ein Ende eines Waagebalkens 14 einwirkt. Der Waagebalken 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 Fahrzeug-.

belastung 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 Hilfsluftbehälter4 in Verbindung stehenden Raum 25 überwachendes Einlaßventil 26. Vom Zylinderraum 24 führt eine Rohrleitung 27 zu einem Lastbremszylinder 28, dessen Kolbenstange 29 über ein Gesperre 30 bekannter Bauart am Bremshebel 9 angelenkt ist. Das Gesperre 30 sperrt nur bei Druckluftbeaufschlagung des Lastbremszylinders 28 und läßt andernfalls ein Verschieben 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 Zusatzkolben 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.

Bei aufgeladener, gelöster Bremse nehmen deren Teile die aus F i g. 1 ersichtlichen Lagen ein. Aus der Hauptluftleitung 1 werden über das Steuerventil 3 der Hilfsluftbehälter 4 und der Raum 25 mit Regeldruck beaufschlagt. Mit Ausnahme der Rohrleitung 17 sind alle anderen Räume und Leitungen 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 durch die Fahrzeugbelastung bestimmte Stellung ein. Bei leerem Fahrzeug wird die Schneide

15 in eine sich gemäß F i g. 1 etwas rechts unterhalb der Kolbenstange 13 befindliche Lage eingestellt und mit anwachsender Fahrzeugbelastung um anwachsende Wegstrecken nach rechts verschoben.

Wird zum Bremsen der Druck in der Hauptluftleitung 1 abgesenkt, wie es die Kurve L in F i g. 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 beaufschlagt die Rohrleitung 5 und damit den Leerbremszylinder 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 Auslaßventil 23 schließt und das Einlaßventil 26 öffnet sich dabei. Aus dem Hilfsluftbehälter 4 strömt also — zum Leerbremszylinder 6 durch die Trägheit des Druckübersetzers 11 verzögert — Druckluft in den Zylinderraum 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 bis II ersichtlich ist. Der Lastbremszylinder beginnt daher über das Gesperre 30 eine Kraft auf den Bremshebel 9 auszuüben. 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 beaufschlagten Kolben 20 abwärts zu drücken beginnt.

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 F i g. 3 kein weiterer Druckanstieg^:- eingesteuert. Der Zusatzkolben 31 bewirkt also, ohne einen ersten, geringen Druckansprung zu behindern, ein Abschneiden der weiteren Druckbeaufschlagung des Lastbremszylinders 28, ohne, wie bisher üblich, eine Unstabilitäten hervorrufende Einstellung der Schneide 15 genau unter den Angriffspunkt der Kolbenstange 13 am Waagebalken 14 zu erfordern.

Bei belastetem Fahrzeug und damit nach rechts verschobener Schneide 15 reicht die vom Zusatzkolben 31 ausgeübte Kraft nicht aus, den Kolben 12 im Gleichgewicht zu halten. Das Einlaßventil 26 wird daher bei ansteigendem Druck in der Rohrleitung 5 geöffnet, bis in den Zylinderraum 24 und den Lastbremszylinder 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 F i g. 3 für ansteigende Fahrzeugbelastungen dargestellt ist. Die Druckluftaufnahme des Lastbremszylinders 28 ist dabei gering, da er infolge seiner zur Beaufschlagung des Leerbremszylinders 6 nacheilenden Druckbeaufschlagung und durch die Wirkung des Gesperres 30 nur geringe, von Anlegehüben freie Hubstrecken bewältigen muß. Falls die durch den Druckübersetzer 11 bedingte Verzögerung der Druckbeaufschlagung des Lastbremszylinders 28 nicht ausreichen sollte, so kann durch Einschalten geeigneter Drosseln, beispielsweise in den zum Zylinderraum 10 führenden Abschnitt der Rohrleitung 5, die Nacheilung vergrößert und damit die druckluftsparende, beschriebene Wirkungsweise mit Sicherheit erreicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 übersetzer zugehörende Ventileinrichtung überwach- Patentansprüche: ten, lastabhängig gesteuerten Druck beaufschlagbar ist.

1. Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge mit Bei Druckluftbremsen der vorstehend genannten einem Bremssteuerventil, einem den vom Brems- 5 Art ist es, falls ein großer lastabhängig regelbarer steuerventil überwachten Druck übersetzenden, Bremswirkungsbereich gewünscht wird, erforderlich, in seinem Übersetzungsverhältnis lastabhängig den Lastbremszylinder bei unbeladenem Fahrzeug verstellbaren Druckübersetzer sowie einem Leer- zumindest nahezu entleert halten zu können. Mit den bremszylinder und einem Lastbremszylinder, wo- bekannten Druckübersetzern der vorstehend bezeichbei der dem Leerbremszylinder zuzuführende 10 neten Art konnte diese Forderung nur unvollkom-Bremsdruck vom Steuerventil höchstens unter men erfüllt werden. Der lastabhängig gesteuerte Zwischenschalten eines in seinem Übersetzungs- Druck kann diesen Druckübersetzern nur auf Atmoverhältnis unveränderlichen Druckübersetzers Sphärendruck gehalten werden, wenn sich die Unter- und der dem Lastbremszylinder zuzuführende Stützung des Waagebalkens unter dem Angriffspunkt Bremsdruck vom Steuerventil unter Zwischen- 15 des vom Vorsteuerdruck belasteten Kolbens , am schalten des lastabhängig verstellbaren Druck- Waagebalken befindet. Im unmittelbar neben dieser Übersetzers überwacht wird, der zwei an entge- Stellung liegenden Übersetzungsbereich weisen die gengesetzten Enden auf einen Waagebalken mit bekannten Druckübersetzer jedoch eine große Hysteverschieblichem Drehlager einwirkende Kolben rese und somit ungenaue Drucksteuerung auf.
aufweist, deren einer vom unmittelbar durch das 20 Für Druckluftbremsanlagen mit nur einem Brems-Steuerventil überwachten Druck und deren ande- zylinder sind bereits Druckübersetzer bekannt, bei rer vom durch eine dem Druckübersetzer züge- welchen an beiden Enden des Waagebalkens je ein hörende Ventileinrichtung überwachten, lastab- vom lastunabhängigen Vorsteuerdruck beaufschlagter hängig gesteuerten Druck beaufschlagbar ist, Kolben angreift. Der auf Seiten der Ventileinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß im 25 des Druckübersetzers befindliche Kolben ist dabei Druckübersetzer (11) auf Seiten des mit dem last- andererseits vom lastabhängig gesteuerten Druck beabhängig gesteuerten Druck belastbaren KoI- aufschlagt, so daß dieser Kolben zusammen mit der bens (20) ein in gleicher Richtung zu diesem auf Ventileinrichtung einen auf das Übersetzungsverhältden Waagebalken (14) einwirkender Zusatzkol- nis 1:1 eingestellten Druckübersetzer bildet. Der ben (31) mit im Vergleich zum vom Steuerventil 30 zweite Kolben mit dem Waagebalken dient lediglich (3) überwachten Druck beaufschlagbaren Kolben zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses. Diese (12) kleiner Kolbenfläche angeordnet ist, der Druckübersetzer sind jedoch nicht für Druckluftvom unmittelbar durch das Steuerventil (3) über- bremsen der eingangs genannten Art. geeignet, da bei wachten Druck belastbar ist. leerem Fahrzeug der Waagebalken nahe seines der

2. Druckübersetzer nach Anspruch 1, dadurch 35 Ventileinrichtung zugewandten Endes unterstützt gekennzeichnet, daß der Zusatzkolben (31) ent- werden müßte, um den Lastbremszylinder entleert zu gegen seiner Druckbeaufschlagungsrichtung von halten, eine derartige Unterstützung aber keine ausder Kraft einer Feder (33) belastet ist und daß reichende Hubbetätigung für die Ventileinrichtung zwischen den Zusatzkolben (31) und den Waage- zuläßt.

balken (14) eine Anschlagvorrichtung (Anschlag- 40 Bei einer anderen bekannten Druckluftbremse mit

rohr 34, Anschlag 35) eingeschaltet ist, die ein Leer- und Lastbremszylinder ist das Bremssteuerven-

den Betätigungshub für die Ventileinrichtung til mit einem lastabhängig verstellbaren Drucküber-

(Einlaßventil 26) übersteigendes Leerspiel auf- setzer versehen, so daß es einen bereits lastabhängig

weist. beeinflußten Vorsteuerdruck liefert. Dieser Vorsteuer-

45 druck wird dem Steuereingang zweier Druckübersetzer zugeführt, die beide ein unveränderliches Über-

Setzungsverhältnis aufweisen und deren einer den

Druck in einem Leerbremszylinder und deren anderer den Druck in einem Lastbremszylinder über-

50 wacht. Der dem Leerbremszylinder zugeordnete

Die Erfindung betrifft eine Druckluftbremse für Druckübersetzer ist dabei derart ausgebildet, daß er

Schienenfahrzeuge, mit einem Bremssteuerventil, — jeweils auf eine Vollbremsung bezogen — bei

einem den vom Bremssteuerventil überwachten sehr geringen Vorsteuerdrücken beginnend den Leer-

Druck übersetzenden, in seinem Übersetzungsver- bremszylinder mit einem mit dem Vorsteuerdruck

hältnis lastabhängig verstellbaren Druckübersetzer 55 ansteigenden Bremsdruck beaufschlagt und bereits

sowie einem Leerbremszylinder- und einem Last- bei einem bestimmten, mittleren Vorsteuerdruck in

bremszylinder, wobei der dem Leerbremszylinder zu- den Leerbremszylinder einen höchstmöglichen

zuführende Bremsdruck vom Steuerventil höchstens Bremsdruck einsteuert. Ab einem Überschreiten des

unter Zwischenschalten eines in seinem Überset- mittleren Vorsteuerdruckes erfährt also der Brems-

zungsverhältnis unveränderlichen Druckübersetzers 60 druck im Leerbremszylinder keine Änderung mehr,

und der dem Lastbremszylinder zuzuführende Der dem Lastbremszylinder zugeordnete Drucküber-

Bremsdruck vom Steuerventil unter Zwischenschal- setzer dagegen hält den Lastbremszylinder bis zum

ten des lastabhängig verstellbaren Druckübersetzers Erreichen des mittleren Vorsteuerdruckes entleert;

überwacht wird, der zwei an entgegengesetzten En- erst beim Überschreiten des mittleren Vorsteuerdruk-

den auf einen Waagebalken mit verschieblichem 65 kes beaufschlagt er den Lastbremszylinder mit einem

Drehlager einwirkende Kolben aufweist, deren einer dem Uberschußanteil des Vorsteuerdruckes über des-

vom unmittelbar durch das Steuerventil überwachten sen mittlerer Druckhöhe entsprechenden Brems-

Druck und deren anderer durch eine dem Druck- druck, bis bei Erreichen des maximalen Vorsteuer-