DE1605278C3 - Lastabhängig gesteuerte Druckluftbremse für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge mit einem Federspeicherbremszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine lastabhängig gesteuerte Druckluftbremse für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge mit einem Federspeicherbremszylinder, dessen von einem lastabhängigen Lösedruck beaufschlagbarer Kolben entgegen der Kraft einer Feder mit steigendem Druck in der Hauptluftleitung in die Lösestellung bringbar ist, wobei der Lösedruck von einem an die Hauptluftleitung angeschlossenen Bremssteuerventil in Verbindung mit einem nachgeschalteten regelbaren Lastbremsventil gebildet ist, dessen Übersetzungsverhältnis lastabhängig verstellbar ist.

Federspeicherbremsen mit einer gleichbleibenden Endkraft sind bekannt. Dabei wird mittels eines bestimmten Lösedruckes die Federspeicherkraft überwunden und durch stufenweise Änderung des Lösedruckes kann die Federkraft mehr oder weniger wirksam werden. Für eine lastabhängige Steuerung bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten:

Entspricht die Federkraft der aufzubringenden Bremskraft für das Leerfahrzeug, dann kann entsprechend der Fahrzeugbelastung ein zusätzlicher pneumatischer Unterstützungsdruck herangezogen werden, der in Richtung der Federspeicherkraft wirkt. In einem solchen Falle ist ein doppelseitig druckluftbeaufschlagbarer Federspeicherbremszylinder erforderlich, bei dem der Lösedruck gegen die Speicherfeder auf die eine Kolbenfiäche und der Unterstützungsdruck auf die andere Kolbenfläche des Federspeicherbremszylinders wirkt. Derartige Zweikammer-Federspeicherbremszylinder sind wegen der Dichtungsschwierigkeiten aufwendig und störanfällig. Außerdem ist der Luftverbrauch relativ groß.

Entspricht die Federspeicherkraft der maximal aufzubringenden Bremskraft für das beladene Fahrzeug, dann lassen sich Einkammer-Federspeicherbremszylinder der herkömmlichen Bauart verwenden. Zur lastabhängigen Steuerung des der Federspeicherkraft entgegenwirkenden Lösedruckes ist nach der nicht vorveröffentlichten älteren Anmeldung P 16 05 275 vorgesehen, ein herkömmliches, regelbares Lastbremsventil zu verwenden, das von einem vorgeschalteten Steuerventil einen Vorsteuerdruck erhält, den das regelbare Lastbremsventil mit steigender Last in einem bestimmten Verhältnis zur Lastzunahme vergrößert. Da jedoch der Lösedruck im entsprechenden Maße mit steigender Lastzunahme absinken muß, muß dem regelbaren Lastbremsventil noch ein zusätzliches Druckumkehrventil nachgeschaltet werden, das gleichfalls einen Vorsteuerdruck erhält. Nachteilig ist hier die zweimalige Vorsteuerung und das Unwirksamwerden der Federspeicherbremse durch das ungünstige Verhalten des Druckumkehrventils beim Ausbleiben des Vorsteuerdruckes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Federspeicherbremse der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Aufwand für eine lastabhängige Steuerung gegenüber dem älteren Vorschlag wesentlich verringert ist, wobei die weiteren Nachteile des älteren Vorschlages gleichzeitig vermieden werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß das Bremssteuerventil bei abnehmendem Hauptluftleitungsdruck eine fallende Lösedruckcharakteristik aufweist und das nachgeschaltete regelbare Lastbremsventil für den Leer- und Beladenbereich des Fahrzeugs bei abnehmendem Hauptleitungsdruck ebenfalls eine fallende Lösedruckcharakteristik aufweist, deren Ausgangspunkt für den Leer- und Beladenbereich der gleiche ist.

Weitere vorteilhafte Merkmale des Gegenstandes nach der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Druckluftkreis einer Druckluftbremse mit einem Steuerventil und einem nachgeschalteten lastabhängig regelbaren Lastbremsventil und

F i g. 2 Druckliniendiagramme für die lastabhängig gesteuerte Druckluftbremse.

In einem Federspeicherbremszylinder 1 ist ein Kolben 2 entgegen der Kraft einer Feder 3 von einem lastabhängig gesteuerten Lösedruck C mehr oder weniger in die Lösestellung bringbar. Zur lastabhängigen Steuerung des Lösedruckes C ist ein Bremssteuerventil 4 vorgesehen, dem ein Druckübersetzer 5 in Form eines Lastbremsventils nachgeschaltet ist. Bei dem Bremssteuerventil 4 handelt es sich um ein Vierdruckventil, dessen Kolbensystem aus einem Kolbenrohr 6 mit drei Kolben 7,8 und 9 besteht, die sich in Kolbenräumen 10, 11,12 bzw. 13 befinden. Der Kolbenraum 10 wird durch die Oberseite des Kolbens 7 und die Unterseite des Kolbens 8, der Kolbenraum 11 durch die Oberseite des Kolbens 8 und einer festen Wand 14, der Kolbenraum 12 durch die feste Wand 14 und die Unterseite des Kolbens 9 und der Kolbenraum 13 wird durch die Obersei-

te des Kolbens 9 und einer von einem federbelasteten Ventilteller 16 abgedeckten mit einer Öffnung 19 versehenen festen Wand 15 begrenzt. Der Ventilteller 16 für ein Doppelsitzventil ist in einem abgeschlossenen Raum 17 verschiebbar und entgegen der Kraft einer Feder 18 durch das Kolbenrohr 6 von seinem die Öffnung 19 umgebenden Sitz abhebbar.

Die Unterseite des Kolbens 7 steht mit der Hauptluftleitung 20 in Verbindung. Über ein Rückschlagventil

21 besteht eine Verbindung von der Unterseite des Kolbens 7 zum Kolbenraum 10. Die Kolbenräume 11 und 13 sind über eine Luftleitung 22 miteinander verbunden. Der Raum 17 steht über eine Luftleitung 23 mit einem Vorratsbehälter 24 in Verbindung, der seinerseits über ein Rückschlagventil 25 an die Hauptluftleitung angeschlossen ist. Der Kolbenraum 12 ist über eine Zweigleitung 26 an eine Luftleitung 27 angeschlossen, die zum Bremszylinder 1 führt.

Das regelbare Lastbremsventil 5 besteht aus zwei Regelkolben 28 und 29, die in Kolbenräumen 30 bzw. 31 verschiebbar sind. Die Kolbenstangen 32 bzw. 33 der Regelkolben 28 und 29 ruhen auf den Enden eines Waagebalkens 34, der auf einem Gleitstein 35 aufliegt. Der Gleitstein ist auf einer festen Platte 36 verschiebbar. Der Gleitstein 35 ist zum Verschieben mit einer Kolbenstange 37 eines Kolbens 38 verbunden, der entgegen der Kraft einer Feder 39 in einem Zylindergehäuse 40 durch einen der Fahrzeugbelastung proportionalen Druck T unter gleichzeitigem Verschieben des Gleitsteines 35 verstellbar ist. Der Druck ^strömt über eine Luftleitung 41 in das Zylindergehäuse 40. Die Luftleitung 41 ist mit einem nicht dargestellten, lastabhängig verstellbaren Wiegeventil verbunden. Die Unterseiten der Regelkolben 28 und 29 sind über eine Luftleitung 42 miteinander verbunden, die an die Luftleitung

22 anschließt. Der Kolbenraum 30 oberhalb des Regelkolbens 28 ist über eine Luftleitung 43 an den Kolbenraum 10 des Bremssteuerventils angeschlossen. Der Regelkolben 29 weist eine der Kolbenstange 32 entgegengerichtete weitere Kolbenstange 44 auf, die an ihrem Ende eine entlüftete Ventilhülse 45 trägt. Die Ventilhülse 45 ist in einem Ventilraum 46 verschiebbar, der eine Öffnung 47 aufweist, die von einem Ventilteller 48 unter der Kraft einer Feder 49 in einem Raum 50 verschließbar ist. Der im Raum 50 angeordnete Ventilteller 48 ist von seinem Sitz durch die Ventilhülse 45 abhebbar, die bei einer entsprechenden Bewegung des Regelkolbens 29 entgegen der Kraft einer Feder 51 in Richtung auf den Ventilteller 48 verschiebbar ist. Der Ventilteller ist somit Bestandteil eines Doppelsitzventils. Die Ventilräume 31 und 46 sind durch eine Zweigleitung 52 miteinander verbunden, die an die Leitung 27 anschließt. Der Ventilraum 50 ist wieder über eine Zweigleitung 53 an die Leitung 23 zum Vorratsbehälter 24 angeschlossen.

Die Wirkungsweise der Druckluftbremse ist wie folgt: In der Hauptluftleitung 20 herrscht während der Fahrt ein Druck L von 5 kp/cm², der bei einer lastabhängigen Bremsung im Beispielsfall auf 3,5 kp/cm² abgesenkt wird. Im Kolbenraum 10 des Bremssteuerventils und über die Luftleitung 43 auf der Oberseite des Regelkolbens 28 stellt sich über das Rückschlagventil 21 ein konstanter Arbeitsdruck A ein. Im Kolbenraum .13 wird ein Vorsteuerdruck Cv gebildet, der auch im Kolbenraum 11 und über die Luftleitungen 22 und 42 auch auf die Unterseiten der Regelkolben 28 und 29 wirkt. Im Raum 17 des Bremssteuerventils und im Raum 50 des regelbaren Lastbremsventils herrscht der Druck des Vorratsbehälters R. Wird der Ventilteller 48 des regelbaren Lastbremsventils geöffnet, so erhöht sich der Lösedruck C. Wird der Ventilteller 16 des Steuerventils geöffnet, so erhöht sich der Vorsteuerdruck Cv. Bei einer bestimmten Druckminderung in der Hauptluftleitung stellt sich in Abhängigkeit von der Lage des Gleitsteines 35 ein bestimmtes Druckgleichgewicht ein, das zu einem bestimmten Lösedruck C führt, der um so geringer ist, je weiter der Gleitstein in der Zeichnung von seiner weitgehend nach links verschobenen Lage für das Leerfahrzeug in seine nach rechts verschobenen Lage für das beladene Fahrzeug (Lastbremsung) geführt wird. Die Kolbenflächen des Bremssteuerventils 4 und des regelbaren Lastbremsventils 5 lassen sich derart zueinander wählen, daß gemäß F i g. 2 bei sinkendem Hauptluftleitungsdruck L von 5 auf 3,5 kp/cm² zum Bremsen der Vorsteuerdruck Cv(leer) von 5 auf 1 kp/cm² und der Lösedruck C(leer) von 5 auf 3 kp/cm² sinkt. Bei einer Vollbremsung sinkt dagegen der Vorsteuerdruck Cv (beladen) von 5 kp/cm² auf Null und der Lösedruck C (beladen) sinkt entsprechend auf Null.

In der Leerstellung des Gleitsteines kann beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis von Cv: C = 1 : 3 erreicht werden, während in der Stellung Beladen das Übersetzungsverhältnis den Wert 1 : 1 annehmen kann. Im letzteren Fall befindet sich der Gleitstein 35 mit seiner Spitze genau unter Kolbenstange 33 des Kolbens 28, dessen Oberseite vom konstanten Arbeitsdruck A beaufschlagt ist. Um nach einer Leerbremsung den im Beispielsfalle auf Cv = 1 kp/cm² abgesunkenen Wert wieder auf den Ausgangswert von 5 kp/cm² zurückführen zu können, ist der Kolben 9 auf seiner Unterseite mit dem Lösedruck Cbeaufschlagt.

Das rein pneumatische Bremssteuerventil 4 kann durch ein elektropneumatisch arbeitendes Bremssteuerventil mit entsprechenden Arbeitskennlinien ersetzt werden.

Es besteht auch die Möglichkeit, den Regelkolben 28 aus der Druckluftquelle, beispielsweise einem Hauptluftbehälter, über ein vorzugsweise einstellbares Druckminderungsventil 54 zu beaufschlagen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lastabhängig gesteuerte Druckluftbremse für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge mit einem Federspeicherbremszylinder, dessen von einem lastabhängigen Lösedruck beaufschlagbarer Kolben entgegen der Kraft einer Feder mit steigendem Druck in der Hauptluftleitung in die Lösestellung bringbar ist, wobei der Lösedruck von einem an die Hauptluftleitung angeschlossenen Bremssteuerventil in Verbindung mit einem nachgeschalteten regelbaren Lastbremsventil gebildet ist, dessen Übersetzungsverhältnis lastabhängig verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremssteuerventil (4) bei abnehmendem Hauptluftleitungsdruck eine fallende Lösedruckcharakteristik aufweist und das nachgeschaltete regelbare Lastbremsventil (5) für den Leer- und Beladenbereich des Fahrzeugs bei abnehmendem Hauptluftleitungsdruck ebenfalls eine fallende Lösedruckcharakteristik aufweist, deren Ausgangspunkt für den Leerund Beladenbereich der gleiche ist.

2. Druckluftbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die einen Seiten der an sich bekannten Regelkolben (28, 29) des regelbaren Lastbremsventils ein Vorsteuerdruck (Cv) und auf die anderen Seiten der Kolben bei einem der Kolben ein konstanter Arbeitsdruck (A) und beim anderen Kolben der Lösedruck (C) wirksam ist.

3. Druckluftbremse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei beladenem Fahrzeug das Übersetzungsverhältnis des regelbaren Lastbremsventils (5) 1 : 1 beträgt.

4. Druckluftbremse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremssteuerventil (4) als Vierdruckventil ausgebildet ist, dem der Lösedruck (C) rückgekoppelt ist.