DE1755783B2

DE1755783B2 - Doppelbremszylinder, insbesondere für Bremseinrichtungen von Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE1755783B2
Application number: DE1755783A
Authority: DE
Inventors: Hans Poellinger; Joseph Rammig; Bernd Dipl.-Ing. Wosegien
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1968-06-21
Filing date: 1968-06-21
Publication date: 1975-10-30
Also published as: DE1755783A1; SE343022B; AT297788B; CH481777A; SE363773B; GB1264156A; RO60837A; NL6909303A; FR2011416A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelbremszylinder, insbesondere für lastabhängig regelbare Druckmittelbremseinrichtungen von Schienenfahrzeugen, mit einem Anlegekolben, einem gleichachsig zu diesem angeordneten Festbremskolben, einem in eine Druckmittelzuführungsleitung zum Festbremskolben eingeordneten, vom Anlegekolben nach Zurücklegen eines Anlegehubes zu öffnenden, konzentrisch zu den Kolben am Zylinderboden des Doppelbremszylinders angeordneten Absperrventil und mit einer bei Druckbeaufschlagung des Festbremskolbens diesen mechanisch mit dem Anlegekolben kuppelnden Kupplungseinrichtung.

Doppelzylinder nach dem genannten Aufbau sind bereits bekannt, jedoch ist die Steuerung der Druckmittelbeaufschlagung in der Weise festgelegt, daß der nach einem Anlegehub des Anlegekolbens auf diesem lastende Druck eine Überwachungseinrichtung steuert, die dann die Druckmittelbeaufschlagung des Festbremskoibens steuert. Der Zuschaltdruck des Festbremskolbens liegt höher als der Ansprungdruck des Anlegekolbens. Da bei einer lastabhängigen Regelung der Druckmittelbeaufschlagung je nach Fahrzeuglast verschiedene Enddrücke vorliegen, muß für den Zuschaltdruck des Festbremskolben der Wert des Ansprungdruckes des Anlegekolbens bei »beladen« zugrunde gelegt werden, um ein zu frühes Zuschalten des Festbremskolbens zu vermeiden. Dieser Zuschaltdruck des Festbremskolbens beträgt dann etwa den halben Wert des Enddrukkes »leer«. Das hat zur Folge, daß sich bei leerem Fahrzeug die Bremskraft im Bereich des halben Enddrucke;, plötzlich verdoppelt. Das führt zu Stoßen und Zerrungen im Zug.

Bei dieser Steuerung ist der vorgeschriebene An sprungdi'uck für die beiden Kolben in der Höhe von etwr. 10% des jeweiligen Enddruckes nicht über den gesamten Laslbereich einhaltbar.

Bei einem im wesentlichen den eingang erwähnten Merkmalen entsprechenden, aus der DT-PS 8 27 5G5 bekannten Doppelbremszylinder ist die Kupplungseinrichtung derart ausgebildet, daß sie bei Überschreiten einer bestimmten, vom Anlegekolben ausgeübten Kraft schließt. Der Festbremskolben steuert hierbei ein einfaches, eine Druckdifferenz zu dessen beiden Seilen nur nach seinem öffnen ermöglichendes Absperrventil, welches im Ruhestand des Festbremskolbens geschlossen ist. Da bei diesem Doppelbremszylinder das Zuschalten des Festbremszylinders letztlich in Abhängigkeit der Druckmittelbeaufschlagung des Anlegekolbens überwacht ist, ist er prinzipiell mit den obenerwähnten Mängeln behaftet.

Bei einer anderen bekannten Art von Doppelbremszylindern liegen ebenfalls ungünstige Verhältnisse vor. Die Steuerung der Druckmittelbejufschlagung ist hierbei zeitabhängig, d. h. es wird angenommen, daß nach einer bestimmten Zeit vom Zeitpunkt des Beginns der Beaufschlagung des Anlegekolbens an der Anlegehub ausgeführt ist und dann über einen pneumatischen Zeilschalter die Druckmittelzuführung zum Festbremskolben öffnet.

Da bei einer lastabhängigen Steuerung verschiedene Drücke vorliegen und die zeitabhängige Steuerung 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 einer Zugartumstellvorrichtung (z. B. Personenzug-Güterzug) ausgerüstet ist, da diese Vorrichtung ebenfalls mit die Steuerzeiten beeinflussenden Düsen arbeitet.

Bekannt ist auch eine Bremseinrichtung, bei der die Beaufschlagung des Festbremskolbens wegabhängig vom Anlegekolben gesteuert wird. Hierbei sind die Kolben getrennt angeordnet und durch komplizierte

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Gestänge und aufwendige Steuereinrichtung miteinander gekoppelt Der Anlegekolben betätigt mit einer an seiner Kolbenstange angelenkten Einrichtung ein federbelastetes Absperrventil, das die Druckmittelzüführung zum Festbremszylinder überwicht. Beim Lösen des Festbremskolbens kann sich der Druck über das Absperrventil nur bis zu einem Restdruck von etwa 0,2 atü abbauen, da dann die Feder des Absperrventils dieses schließt Der Festbremskoiben bleibt somit in der Lösestellung in einer Lage stehen, die einer Beaufschlagungsjiellung entspricht. Um dies zu vermeiden, kann zwar die Kolbenrückführfeder so stark ausbilden (bis 300 kp) werden, daß sie den Residruck über das Absperrventil hinauiriickt. Die Kraft der Rückführfeder wirkt dann zber der Bremskraft entgegen und subtrahiert sich von dieser.

Die gesainte Anordnung beansprucht viel Piatz und ein präzise einstellbares Gestänge und ist für eine lastabhängige Steuerung nicht geeignet, da der Festbremskotben immer nach demselben Hub des Anlegekolbens zugeschaltet wird und deshalb bei verschiedenen Drükken momentane Bremskraftanstiege eintreten, die Stöße und Zerrungen im Zug bewirken.

Bei einem andersartigen, aus der bereits erwähnten DT-PS 8 27 505 bekannten Doppelbremszylinder ist am Anlegekolben eine Gewindespindel mit nichtselbsthemmendem Gewinde angeordnet, welche in einen gegenüber dem Arbeitsraum des Festbremskolbens abgedichtetes Kolbenrohr des Festbremskolbens ragt und dort mit einer Kupplungsmutter verschraubt ist, die drehbar und parallel hierzu in Öffnungsrichtung einer Drehkupplung zum Festbremskolben gefedert gegen diesen Festbremskolben abgestützt ist. Bei dieser Ausbildung der Kupplung besteht die Gefahr, daß beim Verschieben des Festbremskolbens die Kupplungsmutter sich unter ihrer Federbelastung entsprechend verschraubt, so daß kein Kuppeln der beiden Kolben erfolgen kann.

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

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 durch einen vom Anlegekolben bewegbaren Stößel betätigbar angeordnet ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung bei Doppelbremszy- 5s lindern mit einer in an sich bekannter Weise aus einer auf einer Gewindespindel mit nichtselbsthemmendem Gewinde verschraubbaren und mit einer Gegenkupplungsfläche zusammenwirkenden Kupplungsmutter bestehenden Kupplungseinrichtung, kann nach einem weiteren Merkmal nach der Erfindung dadurch erreicht werden, daß die Gewindespindel starr am Anlegekolben angeordnet in ein gegenüber dem Arbeitsraum des Festbremskolbens abgedichtetes Kolbenrohr ragt und die Kupplungsmutter einerseits drehbar gefedert am ^fi5 Anlegekolben und andererseits drehbar gefedert über ein glockenförmiges die Gewindespindel umfassendes Teil am Festbremskolben abgefangen ist.

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Die weitere Ausbildung des Gegenstandes nach der Erfindung ist aus den Unteransprüchen entnehmbar.

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert

In der Zeichnung ist schematisch ein Längsschnitt durch einen Doppelzylinder dargestellt, der sich in seiner Lösestellung befindet

Von einem Steuerventil 1 führt eine Leitung 2 zu einem an einem Doppelbremszylinder 3 angeflanschten Absperrventil 4 und eine weitere Leitung 5 zu einem radial am Doppelbremszylinder 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 verschieblich ein Festbremskolb*.:¹. 10 mit einem die Trennwand 7 abgedichtet durchragenden Kolbenrohr 11 angeordnet, der sich über eine Rückstellfeder 12 an der Trennwand 7 abstützt Im Zylinderraum 9 befindet sich ein abgedichtet und verschieblich gelagerter Anlegekolben 13, der eine in das Kolbenrohr 11 des Festbremskolbens 10 ragende Gewindespindel 14 mit nichtselbsthemmendem Gewinde und in der dazu entgegengesetzten Richtung ein in einer Wand 15 des Doppelbremszylinders 3 mit Spiel geführtes Kolbenrohr 16 aufweist, welches eine, durch eine vorgespannte Druckfeder 17 in dem Kolbenrohr 16 gehaltene Anlenkstange 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 öffnung 20 umgebenden Dichtsitz 21 zusammenarbeitendes, eine in Zylinderlängsrichtung liegende Durchgangsbohrung 22 aufweisendes Durchgangsteil 23 sowie ein in Zylinderlängsrichtung gesehen, hinter dem Durchgangsteil 23 liegender Ventilkörper 24. Der Ventilkörper 24 besteht aus einem zylindrischen Teil 25 mit einem ringförmigen Dichtsitz 26, der zm dem Durchgangsteil 23 hinweist, sowie aus einem plattenförmigen Führungsteil 27, das nahe seines äußeren Umfangs durchgehende Bohrungen 28 aufweist. Der Außendurchmesssr des zylindrischen Teiles 25 des Ventilkörpers 24 ist beträchtlich kleiner als der Innendurchmesser der öffnung 20. Das Durchgangsteii 23 ist im Absperrventilgehäuse 4 abgedichtet in Richtung der Zylinderlängsachse verschieblich geführt und im Hubweg durch einen hinteren Anschlag 29 und durch den Dichtsitz 21 begrenzt. Der Hubweg des Ventilkörpers 24 ist durch das Durchgangsteil 23 und in der dazu entgegengesetzten Richtung von einem Anschlag 30 festgelegt.

Die beiden Teile 23 und 24 bilden in Zusammenarbeit mit dem Dichtsitz 21 ein Doppelventil 23, 21 und 23, 26. wobei, wenn das Ventil 23,21 geschlossen und das Ventil 23, 26 geöffnet ist, der Durchgang von der Leitung 2 zum Beaufschlagungsraum 31 des Festbremskolbens 10 frei ist "nd andererseits bei offenem Ventil 23, 21 und geschlossenem Ventil 23, 26 (s. Zeichnung) die Leitung 2 abgesperrt und der Beaufschlagungsraum 31 des Festbremskolbens 10 über eine Entlüftungsöffnung 32 in die Atmosphäre entlüftet wird. Die Teile 23 und 24 sind durch vorgespannte Druckfedern 33 bzw. 34 in Beaufschlagungsrichtung der Kolben 10 und 13 belastet.

Auf der Gewindespindel 14 des Anlegekolbens 13 ist eine Kupplungsmutter 35 verschraubbar angeordnet, deren in Zylinderlängsrichtung möglicher Weg einerseits durch das Ende 36 des Gewindes und andererseits durch einen Bund 37 begrenzt wird. In der dargestellten Endlage des Anlegekolbens 13 entspricht der Weg, den

die Kupplungsmutter 35 von der Stelle, an der ihre Kupplungsfläche 46 die Gegenkupplungsfläche 47 im Inneren des Kolbenrohres 11 berührt, bis zum Anschlagen an dem Bund 37 zurückzulegen vermag, dem Anlegehub der zu bestätigenden Bremse.

Die Kupplungsmutter 35 stützt sich in Richtung zum Anlegekolben 13 hin über ein Drehlager 38 und eine Feder 39 am Anlegekolben ab. In der dazu entgegengesetzten Richtung weist die Kupplungsmutter 35 eben-

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
über die Leitung 5 den Beaufschlagungsraum des Anlegekolbens 13, so daß der Anlegekolben 13 durch die

fallsein Drehlager 40 auf, an dem sich in Lösestellung io Feder 19 wieder in seine Lösestellung zurückverscho-(s Zeichnung) ein glockenförmiges Teil 41 mittels sei- ben wird. Danach nehmen die einzelnen Teile des Dopnes Stößels 42, der wiederum abgedichtet verschieblich pelbremszylinders wieder die in der Zeichnung dargein einer Bohrung 43 des Festbremskolbens 10 geführt stellte Lage zueinander ein.

ist abstützt Der Stößel 42 trägt nahe seines in Rieh- Der Anlegezustand ist bei leerem oder beladenem

tung zum Absperrventil 4 zeigenden und hinter dem 15 Fahrzeug stets der gleiche und wird nur durch den An-Festbremskolben 10 liegenden Endes einen Bund 44, legekolben 13 ausgeführt

der den Hub des glockenförmigen Teiles 41 und des Wird nun bei belastetem Fahrzeug eine Bremsung

Stößels 42 in Beaufschlagungsrichtung der Kolben 10 eingeleitet, so ist der erste Schritt das Anlegen der und 13 begrenzt. Zwischen dem Festbremskolben 10 Bremsen, das in der oben beschriebenen Weise vor sich und der Stirnfläche des glockenförmigen Teiles 41 ist 20 geht. Gleichzeitig wird in Abhängigkeit von der Höhe eine Feder 45 angebracht, die das Teil 41 in Richtung der Belastung des Fahrzeuges von dem Steuerventil 1 zur Kupplungsmutter 35 hin belastet. Die Kraft der Fe- auch in der Leitung 2 Druck aufgebaut, der im Absperrder 39 überwiegt die Summe der Kräfte der Federn 45, ventil 4 am geschlossenen Ventil 23,26 ansteht. 34 und 33 ^{wird nun nacn dem An!e}8^{en der} Bremsen über das

In der dargestellten Lösestellung des Doppelbrems- 25 Steuerventil 1 der Druck erhöht, so wird durch das Zylinders 3 liegen der Anlegekolben 13 und der Fest- Weiterbewegen des Anlegekolbens 13 übe. die Gewinbremskolben 10 durch die Kraft der Federn 19 bzw. 12 despindel 14, den Bund 37, die Kupplungsmutter 35, das in ihren hintersten Lagen. Die Kupplungsmutter 35 Drehlager 40, das Teil 41 und den Stößel 42 zuerst das steht infolge der Kraftwirkung der Feder 39 derart, daß Ventil 23, 21 geschlossen und in der weiteren Bewesie mit ihrer Kupplungsfläche 46 die Gegenkupplungs- 30 gung das Ventil 23. 26 geöffnet. Somit kann das in der fläche 47 berührt. Der Beaufschlagungsraum des AnIe- Leitung 2 anstehende Druckmittel über die Durchgekolbens 13 ist über das Steuerventil 1 entlüftet, wäh- gangsbohrung 22, das Ventil 23, 26 und die Bohrungen rend der Beaufschlagungsraum 31 des Festbremskol- 28 im Ventilkörper 24 den Festbremskolben 10 beaufbens 10 über die Bohrungen 28 des Entlüftungsteiles 24 schlagen. Dieser folgt nach Erreichen des zum Uber- und das durch den Stößel 42 aufgedrückte Ventil 21, 23 35 winden der Kraft der Feder 12 nötigen Ansphingdruk- und die Entlüftungsöffnung 32 bei gleichzeitiger durch kes dem Anlegekolben 13 und erreicht diesen mittels das Ventil 23, 26 abgesperrter Leitung 2 in die Atmo- der Gegenkupplungsfläche 47 an der Kupplungsfläche sphäre entlüftet wird. Die Anlenkstange 18 wird durch 46 der Kupplungsmutter 35. Durch das Berühren der die Feder 17 in das Kolbenrohr 16 des Anlegekolbens Flächen 46,47 wird die Kupplungsmutler 35 undrehbar 13 gezogen, so daß über das nicht dargestellte Brems- 40 gehalten und der Festbremskolben 10 über die Gewingestänge die Bremse gelöst und die Reibbeläge von den despindel 14 starr mit dem Anlegekolben 13 gekuppelt 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 Lei- 45 der Belastung des Fahrzeuges angepaßte hohe Abtung 2 kein Druck aufgebaut wird. Der Anlegekolben bremsung erreicht werden kann.

13 verschiebt sich zunächst bis zum Anlegen der Bremsbacken nach rechts, wobei die Gewindespindel

14 unter Verdrehen der Mutter 35 aus dieser und dem

Kolbenrohr U herausgezogen wird. Und zwar ver-50 dem 12 und 19 vermögen sodann die Kolben 10 bzw. 13 bleibt die Kupplungsmutter 35 in ihrer relativen Lage wieder in Richtung Lösestellung zu verschieben. Dabei zum Kolbenrohr 11 stehen, verschraubt sich jedoch infolge der Kraft der Feder 39 relativ zur Gewindespindel 14 nach links, bis sie am Bund 37 anliegt. Nach diesem Hub des Kolbens 13 sind die Bremsbacken ange- 55 drückt, wird der Arbeitsraum 31 des Festbremskolben! legt. Bei einer weiteren Druckbeaufschlagung wird der 10 rascher entlüftet und der Festbremskolben 10 voll Anlegekolben 13 weiter verschoben und es setzt eine ständig in die Lösestellung verschoben. Durch diese ra Bremsung ein. Nach dem Anliegen der Kupplungsmut- schere Rückbewegung des Festbremskolbens 10 gegen ter 35 am Bund 37 der Gewindespindel 14 wird auch über dem Anlegekolben 13 können sich die Flächen Φ die Kupplungsmutter 35 vom Anlegekolben 13 mitge- 60 und 47 voneinander trennen, so daß sich die Kupp nommen. Da jetzt auch die Kräfte der Federn 45, 34 lungsmutter 35, die über das Drehlager 10 das Teil 41 und 33 wirksam werden können, wird das glockenförmige Teil 41 gezwungen, der Kupplungsmutter 35 solange zu folgen, bis der Bund 44 des Stößels 42 am . Festbremskolben 10 abgefangen wird. Bei einem weite- f>5 schraubt, bis wieder die oben beschriebene LÖsestel ren Hub des Anlegekolbens 13 löst sich die Kupplungs- lung beider Kolben erreicht ist.

Bei weiteren Beaufschlagungen beider Kolben 10 und 13 kommt somit an der Anlenkstange 18 die Summe der beiden Kolbenkräfte zur Wirkung, wodurch eine

Zum Lösen der Bremsen nach einem Bremsen bei belasteten Fahrzeug senkt das Steuerventil 1 den Druckmitteldruck in beiden Leitungen 2 und 5. Die Fe-

bleiben die Kolben 10 und 13 über die Flächen 46 unc 47 gekuppelt. Erst nachdem das Ende des Stößels 42 das Ventil 23, 26 schließt und das Ventil 23, 21 auf

den Stößel 42, den VentilkGrper 24 und das Durch gangsteil 23 am Gehäuse des Absperrventils 4 abge stützt ist, auf der Gewindespindel 14 so lange ver

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Doppelbremszylinder, insbesondere für lastabfcängig regelbare Druckmittelbremseinrichtungen von Schienenfahrzeugen, mit einem Anlegekolben, ♦inem gleichachsig zu diesem angeordneten Fest- |>remskolben, einem in eine Druckmittelzuführungsleitung zum Festbremskclben eingeordneten, vom Anlegekolben nach Zurücklegen eines Anlegehubes Zu öffnenden, konzentrisch zu den Kolben am Zylinderboden des Doppelbremszylinders angeordneten Absperrventil und mit einer bei Druckbeaufichlagung des Festbremskolbens diesen mechanisch mit dem Anlegekolben kuppelnden Kupplungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil als Doppelventil (23, 21 und 26, 13) ausgebildet ist, dessen zweiter Ventilteil (24) eine Druckbeaufschlagung des Festbremskolbens mit Atmosphärendruck überwacht und durch einen vom Anlegekolben (13) bewegbaren Stößel (42) betätigbar angeordnet ist

2. Doppelbremszylinder nach Anspruch 1, wobei die Kupplungseinrichtung in an sich bekannter Weise aus einer auf einer Gewindespindel mit nichtselbsthemmenden Gewinde versehenen verschraubbaren und mit einer Gegenkupplungsfläche zusammenwirkenden Kupplungsmutter besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (14) starr am Anlegekolben (13) angeordnet in ein gegenüber dem Arbeitsraum des Festbremskolbens (10) abgedichtetes Kolbenrohr (11) des Festbremskolbens ragt und die Kupplungsmutter (35) einerseits drehbar gefedert am Anlegekolben und andererseits drehbar gefedert über ein glockenförmiges die Gewindespindel umfassendes Teil i41) am Festbremskolben abgefangen ist.

3. Doppelbremszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmutter (35) eine konische Kupplungsfläche (46) aufweist, der im Kolbenrohr (U) des Festbremskolbens (10) eine nur in Beaufschlagungsrichtung des Festbremskolbens wirkende Gegenkupplungsfläche (47) gegenübersteht.

4. Doppelbremszylinder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (42) den Boden des Festbremskolbens (10) abgedichtet verschieblich durchdringt und mit dem glockenförmigen Teil (41) verbunden ist.

5. Doppelbremszylinder nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das glockenförmige Teil (41) mit dem Stößel (42) in Beaufschlagungsrichtung des Festbremskolbens (10) nach einem zumindest dem Öffnungshub des Ventilkörpers (24) des Doppelventils entsprechenden Hub durch einen Bund (44) am Festbremskolben (10) abgefangen ist.