DE1755783A1 - Doppelbremszylinder,insbesondere fuer Bremseinrichtungen von Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

München, den 28.5.1968 P-Kl/Jo

KNORR-BREMSE GMBH., München -13, Moosacher Str. 80

Doppelbremszylinder, insbesondere für Bremseinrichtungen von Schienenfahrzeugen

Die Erfindung betrifft einen Doppelbremszylinder, insbesondere für lastabhängig regelbare Druckmittelbremseinrichtungen von Schienenfahrzeugen, mit einem Anlegekolben, einem gleichachsig zu diesem angeordneten Festbremskolben, einen in eine Druckmittelzuführungsleitung zum Pestbremskolben eingeordneten, vom Anlegekolben nach Zurücklegen eines Anlegehubes zu öffnendem Absperrventil und mit einer bei Druckbeaufschlagung des Pestbremskolbens diesen mechanisch mit dem Anlegekolben kuppelnden Kupplungseinrichtung.

DoppelZylinder nach dem genannten Aufbau sind bereits bekannt, jedoch ist die steuerung der Druckmittelbeaufschlagung in der V/eise festgelegt, dass der nach einem Anlegehub des Anlegekolbens auf diesem lastende Druck eine Überwachungseinrichtung steuert, die dann die Druckmittelbeaufschlagung des Pestbremskolbens steuert. Der Zuachaltdruck des Pestbremskolbens liegt höher als der Ansprungdruck deo AnLegekolbens. Da bei einer last-

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abhängigen Regelung der Druckmittelbeaufachlagung je nach Beladung verschiedene iinddrücke vorliegen, muss für den Zuschaltdruck des Festbremskolben der '.7ert des Ansprungdruckes des Anlegekolbens bei " beladen " zugrunde gelegt werden, um ein zu frühes Zuschalten des Pestbremskolbens zu vermeiden. Dieser Zuschaltdruck ües Festbremskolbens beträgt dann etwa den halben Wert des ^ Enddruckes " leer "· Das hat zur Folge, dass sich die Bremskraft im Bereich des halben Enddruckes plötzlich verdoppelt. Das führt zu Stössen und Zerrungen im Zug.

Bei dieser Steuerung ist der vorgeschriebene Ansprungdruck für die beiden Kolben in der Höhe von ca. 10 % des jeweiligen Enddruckes nicht über den gesamten Lastbereich einhaltbar.

| Bei einer anderen bekannten Art von Doppelbremszylindern liegen ähnlich ungünstige Verhältnisse vor. Die Steuerung der Druckmittelbeaufschlagung ist hierbei zeitabhängig, d.h. es wird angenommen, dass nach einer bestimmten Zeit vom Zeitpunkt des Beginnes der Beaufschlagung des Anlegekolbens der Anlegehub ausgeführt ist und öffnet dann über ein pneumatischen Zeitschalter die Zuführung zum Festbremskolben·

Da bei einer lastabhängigen Steuerung verschiedene Drücke vorliegen und die zeitabhängige Steuerung

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durch Druckaufbau über Düsen bewirkt wird, ergeben sich je nach Laststellung verschiedene Steuerzeiten, was wiederum ungenaues Arbeiten der gesamten Bremseinrichtung mit sich bringt. Zusätzlich werden diese Ungenauigkeiten verstärkt wirksam, wenn die Überwacheinrichtung der Bremseinrichtung mit einem Zugarteins tellorgan ( z.B. Personenzug - Güterzug ) ausgerüstet ist, da dieses Organ ebenfalls mit die Steuerzeiten beeinflussende Düsen arbeitet.

Bekannt ist auch eine Bremseinrichtung, bei der die Beaufschlagung des Festbremskolbens wegabhängig von Anlegekolben gesteuert wird. Hierbei sind die Kolben getrennt angeordnet und durch komplizierte Gestänge und aufwendige Steuereinrichtungen miteinander gekoppelt. Der Anlegekolben betätigt mit einer an seiner Kolbenstange angelenkten Einrichtung ein federbelastetes Absperrventil, dass die Druckmittelzuführung zum Pestbremszylinder überwacht. Beim lösen des Pestbremskolbens kann sich der Druck über das Absperrventil nur bis zu einem Restdruck von ca. 0,2 atü abbauen, da dann die Feder des Absperrventils dieses schliesst. Der Festbremskolben bleibt somit in der Lösestellung in einer Stellung stehen, die einer Beaufschlagungsstellung entspricht, um dies zu vermeiden, kann man zwar die Kolbenrückführfeder so stark ausbilden

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(bis 300 kp), daß sie den Restdruck über das Absperrventil hinaus drückt. Die Kraft der Rückführfeder wirkt dann aber der Bremskraft entgegen und subtrahiert sich von dieser.

Die gesamte Anordnung beansprucht viel Platz und ein präzise einstellbares Gestänge und ist für eine lastabhängige Steuerung nicht geeignet, da der Festbremskolben immer nach demselben Hub des Anlegekolbens zugeschaltet wird und deshalb bei verschiedenen Drücken momentane Bremskraftanstiege eintreten, die Stösse und Zerrungen im Zug bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Doppelbremszylinder der genannten Art anzugeben, der die oben erwähnten Nachteile vermeidet und der auch bei lastabhängiger Regelung der Druckmittelbeufsohlagung einen auf den jeweiligen Enddruck abgestimmten Ansprungdruck auf die Kolben einsteuert, der beim Lösen den Arbeitsraum des Festbremskolbens ganz entlüftet und der bei lastabhängiger Regelung der Druokmittelzuführung ein ruckfreies Bremsen des Zuges gewährleistet.

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Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Absperrventil als Doppelventil ausgebildet ist, dessen zweiter Ventilteil eine Druckbeaufschlagung des Festbremskolbens mit Atmosphärendruck überwacht und konzentrisch zu dem Kolben am Zylinderboden des Doppelbremszylindere angeordnet durch einen vom Anlegekolben bewegbaren Stössel betätigbar angeordnet ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung bei Doppelbremszylindern mit einer in an sich bekannten Weise aus einer auf einer Gewindespindel mit nicht selbsthemmenden Gewinde verschraubbaren und mit einer Gegenkupplungsfläche zusammenwirkenden Kupplungsmutter bestehenden Kupplungseinrichtung kann nach der v/eiteren Erfindung dadurch erreicht werden, daß die Gewindespindel starr am Anlegekolben angeordnet in ein gegenüber dem Arbeitsraum des Pestbremskolbens abgedichtetes Koltenrohr ragt und die Kupplungsmutter einerseits drehbar gefedert am Anlegekolben und andererseits drehbar gefedert über ein glockenförmiges Teil am Pestbremskolbeη abgefangen ist.

Die weitere Ausbildung der Erfindung ist aus den Unteransprüchen entnehmbar.

In der Zeichnung ist schematisch ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäosen Doppelzylinder gezeigt, der sich in seiner Lösen hollung befindet.

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Von einem Steuerventil 1 führt eine Leitung 2 zu einem

an einem Doppelbremszylinder 3 angeflanschten Absperrund
ventil 4 eine weitere Leitung 5 zu einem radial am Doppelzylinder 3 angeordneten Anschluss 6. Der Doppelbremszylinder 3 ist im Inneren durch eine starre Trennwand 7 in zwei Zylinderräume 8 und 9 geteilt* Im Zylinderraum 8 ist abgedichtet versohieblich ein Festbremskolben mit einem die Trennwand 7 abgedichtet durchragenden Kolbenrohr 11 angeordnet, d«r aioh über «in· RUoket«llf«der an der Trennwand 7 abstützt. Im Zylinderraum 9 befindet sich ein abgedichtet und verschieblich gelagerter Anlegekolben 131 der eine in das Kolbenrohr 11 des Pestbremskolbens 10 ragende Gewindespindel 14 mit nicht selbsthemmend ea Gewinde und in der dazu entgegengesetzten Richtung ein in einer Wand 15 des Doppelbremszylinders mit Spiel geführtes Kolbenrohr 16 aufweist, welches eine, durch eine vorgespannte Druckfeder 17 in dem Kolbenrohr gehaltene Ahlenkstange 18 für ein nicht dargestelltes Bremsgestänge beinhaltet. Der Anlegekolben 13 ist über eine vorgespannte Rückdruckfeder 19 an der vorderen Doppelbremszylinderwand 15 abgefangen.

Im Absperrventil 4 befindet sich ein mit einem eine Bohrung 20 umgebenden Dichtsitz 21 zusammenarbeitendes, eine in Zylinderlän^srichtung liegende Durchgangsbohrung aufweisendes Durchgangs teil 23 sov/ie ein in Zylinderlängsrichtung gesehen, hinter dem Durchgangsteil 23 liegendes

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EnUl üf tungsten 24. Das Entlüftungsteil 24 besteht aue einem zylindrischen Ieil 25 aiii einen ringförmigen Eichtsits 26, aex zu deni Durchgangsteil 23 hinweist, jowie aus einem plattenförmigen Teil 27 der nahe seines äusseren umfanges Bohrungen 28 aufv/eiBt. Der Auseendurchmesser des zylindrischen Teiles 25 des Entlüftungsteiles 24 ist beträchtlich kleiner als der Innendurchmesser der Bohrung 20. Das Durchgangsteil 23 ist im Absperrventilgehäuae 4 abgedichtet in Richtung der Zylinderlängsaohse verschieblich geführt und im Hubweg du roh einen hinteren Anschlag 29 und. durch den Dichtsitz 21 begrenzt· Der Hubweg des Entlüftungsteile θ 24 ict durch das Durchgangsteil 23 und in der dazu entgegengeeetsten Eichtung τοη einen Anschlag 30 festgelegt.

Die beiden Teile 23 und 24 bilden in Zusammenarbeit mit de^i Dichtsitz 21 ein Poppelventil 23, -1 und 23,26, wobei, wenn das Ventil 23,21 geschlossen und das Ventil 23,25 geöffnet ist, der Durchgang von der Leitung 2 zum Be^^fscIilagunßBraum 31 des Pestbremskolbens 10 frei ist und andererseits bei geschlossenem Ventil 23,21 und geöffneter: Ventil 23,26 (siehe Zeichnung) die leitung 2 abgesperrt und der 3eaufschlagungsraum 31 des Pestbreaskolbens 10 über eins Entlüftung 32 in die Atmosphäre entlüftet wird. Die Teilo 2Z und 24 sind durch vorgespannte Druckfedern 33 ,V und 34* in Beaufschlar^ungsrichtung cer Kolter. 10 und 13 "belastet.

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Auf der Gewindespindel 14 des Anlegekolbens 13 ist eine Mutter 35 verschraubbar angeordnet, deren in ZyIinderlängerlchtung möglicher Weg einerseits durch dae Ende 36 des Gewindes und andererseits durch einen Bund 37 begrenzt wird. Bei der gezeichneten Endstellung des Anlegekolbens 13 entspricht der Weg, den die Mutter 35 Ton der Stellt, aa der ihre Kupplungaflache 46 die GegenkupplungeflÄohe 47 berührt, bis eum Anschlägen an dem Bund 37 «urüokeulegen rermag, dem Anlegehub der m betätigenden Bremee. .

Sie Mutter 35 stützt eioh in Biohtung sua Anlegekolben 13hin über ein Drehlager 58 und «in« Feder 39 am Anlegekolben ab. In dtr daau entgegengehet«ten Richtung weist die Mutter 35 ebenfall· ein Drehlager 40 auf, an dem eich in Lösestellung (siehe Zeiohnung) ein glockenförmiges Teil 41 mittelefseinta Stöeeels 431 der wiederum abgedichtet verechieblich in einer Bohrung 43 des* Festbremekolbene 10 geführt 1st, abstützt. Der Stössel 42 trägt nahe seines in Richtung sum Absperrventil 4 zeigenden und hinter dem Festbremskolben 10 liegenden Endes einen Bund 44 auf, der den Hub des glockenförmigen Teiles 41 und des Stössels 42 in Beaufschlagungerichtung der Kolben 10 und 13 begrenzt. Zwischen dea Festbremekolben 10 und der Stirnfläche dee Teiles 41 ist eine Feder 45 angebracht, die das Teil 41 in Richtung zurGutter 35 hin belastet. Mc Kraft der Feder 39 überwiegt die Summe

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-r Ilrüito der Pedern 45, 34 und 33. Die "utter 35 besitzt eine schräge Eunplungsflache 46, die ihre schräge Gegenkupplungsfläche 47 im Inneren des Kolbenrohres 11 findet.

In der gezeigten lösestellung des Doppelbrenszylinders 3 liegen der Anlegekolben 13 und der Festbreinskolben 10 durch die Kraft der Federn 12 und 19 in ihren hintersten Stellungen. Die Mutter 35 steht infolge der Kraftv/irkung der Feder 39 derart, daß sie mit ihrer Kupplungsfläche 46 die Gegenkupplungsfläche 47 berührt. Der Beaufschlagungsraum des Anlegekolbens 13 ist über das Steuerventil 1 entlüftet, während der Beaufschlagungsraum 31 des Festbrenskolbens 10 über die Bohrungen 28 des Bntlüftungsteiles 24 und das durch den Stössel 42 aufgedrückte Ventil 21,23 und die Entlüftung 32 bei gleichzeitiger durch das Ventil 23,26 abgesperrter Leitung 2 in die Atmosphäre entlüftet wird. Die Anlenkstange 18 wird durch die Feder 17 in aas Kolbenrohr 16 des Anlegekolbens 13 gezogen, so da3 über das nicht dargestellte Bremsgestänge die Bremse gelöst und die Reibbeläge von den Bremsflächen abgehoben sind.

Bei einer Bremsung bei leerem Fahrzeug steuert das Steuerventil 1 den erforderlichen Bremszylinderdruck nur auf den Anlegekolben 13 ein, während in der Leitung 2 kein Druck aufgebaut wird. Der Anlegekolben 13 verschiebt sich •"•■nächst bis zum Anlegen der Bremsbacken nach rechts,

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v.'obei die Ge\vinde3nindel 14 unter Verdrehen der Mutter 35 aus dieser und den Xcrcenrohr 11 herausgezogen wird. Und zwar verbleibt die ilutter 35 in ihrer relativen lage zum Kclbenrohr 1* stehen, verechraubt sioh jedoch infolge der Kraft der Feder 39 relativ zur Gewindespindel 14 nach links, bis sie αχ Eund 37 anliegt· Nach dieses: Hub des Kolbens "sind die Brensbacken angelegt· Bei einer weiteren Druckbeaufsculagung wird der Anlegekolbon 13 weiter ver-

^ schoben und es setzt eine Bremsung ein. Nach den: Anliefen der Mutter 35 an Bund 37 der Gewindespindel 14 wird auch die Mutter 35 vom Anlegekolben 13 mitgenommen. Da jetzt auch die Kräfte der Federn 45,34 und 33 wirksam v/erden können, wird dae glockenförmige Teil 41 gezwungen, der Mutter 35 solange zu folgen, bis der Bund 44 des Stössels 42 am Featbremskolben 10 abgefangen wird. Bei einem weiteren Hub des Anlegekolbens 13 löst sich die Mutter 35 vollkommen von dem glockenförmigen Teil 41. Durch die Bewegung des Stössels 42 wird das Ventil 21,23 geschlossen und das Ventil 23,26 geöffnet. Da jedoch bei leerem Fahrzeug vom Steuerventil 1 in der Leitung 2 kein Druck eingespeist worden ist, bleibt diese Steuerung der Ventile 21, 23 und 23, 26 ohne Belang.

Beim Lösen der Bremsen entlüftet das Steuerventil 1 ttber die Leitung 5 den Beaufschlagungsreur. '...-; Anlegekolbens 13, so daß der Anlegekolben 13 durch die Feder 19

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wieder in seine Lösestellung zurückverachoben wird. Danach nehmen die einzelnen Seile des Doppeltremszylinders wieder Sie in der Zeichnung dargestellte Lage zueinander ein.

Der /nlegezustand ist bei leerem oder teladenen Fahrzeug stets der gleiche und wird nur durch den Anlegekolben 13 ausgeführt.

V/ird nun bei beladenem Fahrzeug eine 5rensung eingeleitet, so ist der erste Schritt das .Anlegen der Bremsen, das in der oben beschriebenen Weise vor sich geht. Gleich zeitig wird in Abhängigkeit von der Höhe der Belastung des Fahrzeuges von dem Steuerventill auch in cer Leitung 2 Druc>: aufgebaut, der im Absperrventil 4 am geschlossenen Ventil 23,26 ansteht.

Wird nun nach dem Anlegen der Bremsen titer das Steuerventil 1 der Druck erhöht, so wird duroh die TCeiterbewegung des Anlegekolbens 13 über die Gewindespindel 14, den Bund 37, die Kutter 35, das Drehlager 40, das Teil 41 und den Stössel 42 zuerst das Ventil 23, 21 geschlossen und in der weiteren Bewegung das Ventil 23,26 geöffnet. Somit kann das in der Leitung 2 anstehende Druckmittel über die Durchgangsbohrung 22, das Ventil 23,26 und die Bohrungen 28 den Festbremskolten 10 beaufschlagen. Dieser folgt nach Erreiohen des zur Überwindung der Kraft der

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Peeler 12 nötigen Ansprungdruckea dem Anlegekolben 13 und erreicht diesen mittels der Gegenkupplur. fläche 47 an der Kupplungsfläche 46 der Mutter 35. Durch die Berührung der Flächen 46,47 wird die Mutter 35 undrehbar gehalten unä der Pestbremskolben 10 über die Gewindespindel 14 starr mit dem Anlegekolfcen 13 gekuppelt. Bei weiteren Beaufschlagungen beider Kolben 10 und 13 kommt somit an der Anlenkstange 16 die Summe der beiden Kolbenkräfte zur Wirkung, wodurch eine der Belastung des Fahrζeures angepasste hohe Abbremsung erreicht werden kann.

Zum Lösen der Bremsen nach einer Bremsung bei beladenen Fahrzeug senkt das Steuerventil 1 den Druckmitteldruok in beiden Leitungen 2 und 5. Die Federn 12 und 19 vermögen sodann die Kolben 10 und 13 wieder in Richtung Lösestellung zu verschieben. Dabei bleiben die Kolben 10 und 13 über die Flächen 46 und 47 gekuppelt. Erst nachdem das Ende des Stössels 42 das Ventil 23,26 schliesst und das Ventil 23,21 aufdrückt, wird der Arbeitsraum 31 dee Festbremskolbens 10 rascher entlüftet und der Feetbremskolben 10 vollständig in die Lösestellung verschoben. Durch diese raschere Hückbev/egung des Festbrenskolbens 10 gegenüber dem Anlegekolben 13 können sioh die Flächen 46 und 47 voneinander trennen, so daß sich die Kutter 35, die über das Drehlager 10 das Teil 41, den Stössel 42, das Entlüftungsteil 24 und das Durchgangsteil 23 am Gehäuse des Absperrventils 4 abgestützt ist, auf der Gewindespindel 14 solange verechraubt, bis wieder die oben beschriebene Lö3estelluns beider Kolben erreicht ist. "

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Claims (4)

1. München, den

   p.-κι/jo

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   Patentansprüche

   Doppelbremszylinder, insbesondere für lastabhängig
   regelbare Druckmittelbremseinrichtungen von Schienenfahrzeugen, mit einem Anlegekolben, einem gleichachsig su diesem angeordneten Pestbreisalcolben, einen in eine Druckmittelzuführungsleitung zum Festbremskolben eingeordneten, vom Anlegekolben nach Zurücklegen eines Anlegehubes zu öffnendem Absperrventil und mit einer bei Druckbeaufschlagung des Festbremskolbens diesen mechanisch ir.it dem Anlegekolben kuppelnden Kupplungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dajs das Absperrventil als Doppelventil ( 23, 21 und 26, 23 ) ausgebildet ist, dessen zweiter Ventilteil (24) eine Durckbeaufschlagung des Festbremskolbens mit Atiaosphärendruck
   überwacht und konzentrisch zu den Kolben ( 10 und 13 ) i am Zylinderboden des Doppelbremszylinders (3) angeordnet durch einen vom Anlegekolben (10) bewegbaren Stössel (42) betätigbar angeordnet ist.
2. 2. Doppelbremszylinder nach Anspruch 1, wobei die Kupplungseinrichtung in an sich bekannter Weise aus einer
   auf einer Gewindespindel verschraubbaren und mit einer Gegenkupplungsfläche zusammenwirkenden Kupplungsmutter becteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Jewin-

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   despindel (14) starr am Anlegekolben (10) angeordnet in ein gegenüber dem Arbeitsraum des Festbremckolbens (13) abgedichtetes Kolbenrohr (11) des Fcstbreinskolbens (13) ragt und die Kupplungsmutter (35) einerseits drehbar gefedert am Anlegekolben (lo) und andererseits drehbar gefedert über ein glockenförmiges die Gewindespindel (14) umfassendes Toil (41) am Festbremskolben (13) abgefangen ist.
3. 3. Doppelbremszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsmutter (35) eine koni3che Kupplungsfläche (46) aufweist, der im Kolbenrohr (11) eine nur in Beaufschlagungsrichtung des Pestbremskolbens (13) wirkende Gegenkupplungsfläche (47) gegenüber steht·
4. 4. Doppelbremszylinder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stössel (42) den Boden des Pestbremskolbens (13) abgedichtet verschieblich durchdringt und mit dem glockenförmitgen Teil (41) verbunden ist-,

   5· Doppelbremszylinder nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das glockenförmige Teil (41) mit dem Stössel (42) in Beaufschlagungsrichtung des Festbremskolbene (13) nach einem zumindest dem Öffnungshub des zweiten Ventilteiles (24) des Doppelventilee entsprechenden Hub durch einen Anschlag (44) am Pestbremskolben (13) abgefangen ist«

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