DE2113204A1 - Indirekt wirkende,lastabhaengige Druckluftbremse - Google Patents

Description

Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon-Bührle AG

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Indirekt wirkende, lastabhängige Druckluftbremse

Zusatzpatent zum Hauptpatent Nr»

Das Hauptpatent betrifft eine indirekt wirkende lastabhängige Druckluftbremse insbesondere für Eisenbahnen mit einem Leerbreraszylinder zur Abbremsung des leeren Fahrzeuges sowie mit einem auf dasselbe Bremsgestänge wirkenden LastbremszylInder, der mit einem in Abhängigkeit von der Zuladung und vom Druck im Leerbremszylinder vorgesteuerten Druckübersetzer verbunden ist.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung der im Hauptpatent beschriebenen Vorrichtung. Diese Vorrichtung dient dazu, eine bekannte Druckluftbremse dieser Art zu verbessern. Bei der

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bekannten Druckluftbremse für Eisenbahngüterwagen mit möglichst kleiner Tara und grosser Zuladung kann das für die betreffende Wagenkategorie international vorgeschriebene Bremsgewicht für alle Beladungszustände bei Vollbremsung ohne weiteres erreicht werden. Jedoch beim ersten Anspringen der Bremse - wenn der Bremszylinderdruck ca. 0,8 kg/em2 beträgt - ergeben sich bei dieser bekannten Zweizylinderbremsanordnung bei leerem Fahrzeug wesentlich kleinere Bremsklotzdrücke als bei voll beladenem Fahrzeug. Diese kleineren Bremsklotzdrücke werden durch unterschiedlichen Einfluss der Gestänge- und Bremsgestängereglerrückzugfederkräften bei leerem und voll beladenem Fahrzeug verursacht. Beim ersten Anspringen der Bremse soll der Klotzdruck 6-15 $ des Klotzdruckes bei einer Vollbremsung betragen, unabhängig davon, ob das Fahrzeug leer oder beladen ist.

Gemäss dem Hauptpatent wird diese Forderung dadurch erreicht, dass eine von einem Bremsdruckbegr©BSungsventil steuerbare Füllvorrichtung für den Lastbremszylinder angeordnet ist. Diese Füllvorrichtung erzeugt beim Anspringen der Bremse im Lastbremszylinder auch bei leerem oder nur teilweise beladenem Fahrzeug einen vom Druckbegrenzungsventil abhängigen Einschussdruck zur Ueberwindung der Rückzugfederkräfte.

Diese Anordnung soll gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch verbessert werden, dass der Druck im Lastbremszylinder nach dem ersten Anspringen der Bremse wieder aufgehoben wird.

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Gemäss der vorliegenden Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass vom Druck im Leerbremszylinder steuerbare Mittel zum Entlüften des Lastbremszylinders angeordnet sind.

Vorzugsweise weist das Bremsdruckbegrenzungsventil einen hohlen, mit der Aussenluft verbundenen Ventilstössel auf, der über eine Schleppkupplung mit einem vom Druck im Leerzylinder beaufschlagten Kolben verbunden ist.

Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Druckluftbremse sind im folgenden Text anhand der beigefügten Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Druckluftbremse gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Druckluftbremse gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Gemäss Fig. 1 ist an eine durch den ganzen Zug führende Hauptluftleitung 1 ein indirekt wirkendes, in der Zeichnung nicht näher dargestelltes Steuerventil 2 angeschlossen. Dieses Steuerventil 2 ist einerseits mit einem Hilfsluftbehälter 3 und andererseits mit einem Leerbremszylinder 5 verbunden. Ferner Ist an das Steuerventil 2 ein Druckübersetzer 4 angeschlossen, der die im gestrichelten Rechteck 4 enthaltenen Teile aufweist. Dieser Druckübersetzer 4 ist ferner an den Hilfsluftbehälter 3 und an einen Lastbremszylinder 6 angeschlossen. Der Leerbremszylinder 5 und der Last-

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bremszylinder 6 sind mit einem Bremsgestänge 15 verbunden, an welchem über einen Gestängeregler 16 ein Bremsklotz 17 angelenkt ist. Am Bremsgestänge ist ferner eine Rückzugfeder 18 befestigt, welche das Bestreben hat, beim Lösen der Bremse den Bremsklotz 17 vom Rad des Fahrzeuges abzuheben.

Im Druckübersetzer 4 ist ein Zylinder 24 angeordnet, der durch einen Kolben 19 in eine obere Kammer 25 und in eine untere Kamtner 26 geteilt wird. Die untere Kammer 26 ist mit der Atmosphäre verbunden und die obere Kammer 25 ist einerseits mit dem Steuerventil 2 und andererseits mit dem Leerbremszylinder 5 verbunden. Der Kolben 19 dient zur Betätigung eines Einlassventiles 11 über einen zweiarmigen Hebel 20. Dieser Hebel 20 ist auf einer verschiebbaren Rolle 21 gelagert. Die Rolle 21 verschiebt sich je nach der Belastung des Fahrzeuges weiter nach links oder nach rechts. Diese Verschiebung erfolgt in an sich bekannter Weise durch eins hier nicht dargestellte Vorrichtung. Bei dieser Ver-Schiebung der Rolle 21 ändert sich die Länge der beiden Arme des zweiarmigen Hebels 20. Das Einlassventil 11 öffnet sich somit einerseits in Abhängigkeit des Druckes im Steuerventil 2 und andererseits in Abhängigkeit der Fahrzeugbelastung. Dieses Einlassventil 11 besitzt einen Ventilkörper 27* der auf einem Ventilsitz 28 unter dem Druck einer Feder 29 aufliegt. Eine obere Kammer JO des Einlassventiles 11 ist mit dem Hilfsluftbehälter 3 verbunden. Ein Kolben 31, der an einem hohlen Stössel 32 befestigt ist* trennt den Raum unterhalb des Ventilkörpers 27 in

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zwei Kammern 33 und 34. Die Kammer 33 ist mit dem Lastbremszylinder 6 verbunden und die Kammer 3^ 1st in die Atmosphäre entlüftet. Das Einlassventil 11 erhöht den Eintritt von Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter 3 in den Lastbremszylinder 6.

Die bisher beschriebenen Teile sind an sich bekannt und ihre Wirkungsweise ist wie folgt:

Bei einer Absenkung des Luftdruckes in der Hauptluftleitung 1 spricht das Steuerventil 2 an und erzeugt beispielsweise einen

Einschussdruck von 0,8 kg/cm . Bei leerem Fahrzeug befindet sich die Rolle 21 des Druckübersetzers ganz links in Fig. 1. Der auf den Kolben 19 wirkende Druck ist nicht in der Lage, das Einlassventil 11 zu öffnen. Somit wirkt der Einschussdruck ausschliesslich auf den Leerbremszylinder 5· Bei einer Kolbenfläche des

Leerbremszylinders von l80 cm und bei einer Kraft der RUckzugfeder 18 von 200 kg entsteht eine resultierende Bremskolbenkraft von l8o χ 0,8-200 « -56 kg, d.h. bei leeren Wagen entsteht überhaupt kein Klotzdruck. Falls der Wagen jedoch voll beladen ist und sich das Einlassventil 11 beim Einschussdruck öffnet, so wird auch der Lastbremszylinder beaufschlagt. Bei einer Kolbenfläche des Leerbremszylinders und des Lastbremszylinders von zusammen

ρ
900 cm und bei der gleichen Kraft der Rückzugfeder 18 von 200 kg entsteht eine Bremskraft von 900 χ 0,8 - 200 « 520 kg, d.h. 17,8 ?j des maximalen Klotzdruckes bei Vollbremsung mit dem international

vorgeschriebenen maximalen Bremszylinderdruck von 3,8 kg/cm .

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Wird der Einschussdruck von 0,8 kg/cm auf 1,2 kg/cm erhöht, dann ergibt sich zwar eine positive resultierende Bremskolbenkraft bei leerem Fahrzeug von l80 χ 1,2 - 200 = 16 kg und bei voll beladenem Wagen steigt die Bremskolbenkraft durch die zusätzliche Beaufschlagung des LastbremsZylinders auf 900 χ 1,2 - 200 = 88θ kg, d.h. 29,7 % des maximalen Klotzdruckes bei Vollbremsung.

Sind in langen Zügen teilweise leere und teilweise voll beladene Fahrzeuge vorhanden, so bewirken die unterschiedlichen Bremskolbenkräfte unerwünschte Pufferreaktionen.

Die im folgenden beschriebenen susätslichen Organe bezwecken den resultierenden Einschussklotzdruck sowohl bei leerem als auch bei voll beladenem Fahrzeug in den vorgeschriebenen Grenzen von ca. 6 - 15 % des Vollbremswertes zu halten.

Zu diesem Zweck ist geraäss dem ersten Ausführungsbeispiel an das Steuerventil 2 noch ein Bremsdruckbegrensungsventil 7 angeschlossen. Dieses Breinsdruckbegrenzungsventil 7 weist einen durch eine Ventilfeder 22 belasteten Ventilkörper 35 auf. Dieser Ventilkörper kann entweder auf einem Ventilsitz 36 oder auf einem hohlen Ventilstössel 37 aufliegen. Der hohle Ventilstössel 37 ist in die Atmosphäre entlüftet. Das Druckbegrenzungsventil 7 wird durch den Ventilkörper 35 in eine obere Kammer 38 und eine untere Kammer 39
unterteilt. Die obere Kammer 38 ist einerseits mit dem Steuerventil 2 und andererseits mit dem Leerbremszylinder 5 verbunden. Die untere Kammer 39 ist mit einer unteren Kammer 4l eines weiter unten

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beschriebenen Zusatzzylinders 40 verbunden. Diese Kammer 39 ist durch einen am Ventilstössel 37 befestigten Kolben 42 begrenzt. Der Kolben 42 ist durch eine Feder 43 im, das Ventil 7 öffnenden Sinne belastet. Am Stössel 37 ist über eine Schleppkupplung 44 ein Kolben 45 befestigt. Dieser Kolben ist durch eine Feder 46 belastet und begrenzt 2 Kammern 47 und 48. Die Kammer 47 ist zusammen mit der erwähnten Kammer 38 an den Leerbremszylinder 5 angeschlossen. Die Kammer 48 ist in die Atmosphäre entlüftet.

Der Zusatzzylinder 40 besitzt einen Kolben 8, der über eine Stange 49 n;it dem Stössel 32 des Einlassventiles 11 verbunden ist. Der Kolben 8 unterteilt den Zusatzzylinder in 2 Kammern 41 und 14. Die Kammer 41 ist, wie bereits erwähnt, mit der Kammer 39 des Bremsdruckbegrenzungsventils 7 verbunden und die Kammer 13 ist über eine Drosselstelle 9 mit dem Lastbremszylinder 6 verbunden.

Die Wirkungsweise dieser zusätzlichen Organe, gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel, ist wie folgt:

Wird durch Absenken des Luftdruckes in der Hauptluftleitung und durch Ansprechen des Steuerventils 2 ein Einschussdruck erzeugt, so gelangt durch das offene Bremsdruckbegrenzungsventil 7 Luft aus dem Steuerventil 2 in die Kammer 39 des Druckbegrenzungsventils 7 und in die Kammer 41 des Zusatzzylinders 40. Das Bremsdruckbegrenzungsventil 7 bleibt solange offen, bis der Druck in der Kammer 39 die Kräfte der Feder 43 überwiegt und den Kolben 42 nach unten verschiebt. Durch den Druck in der Kammer 4l des

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Zusatzzylinders 40 verschiebt sich der Kolben 8 nach oben und öffnet das Einlassventil 11. Durch das offene Einlassventil 11 gelangt Luft aus dem Hilfsluftbehälter 3 in den Lastbremszylinder 6. Somit wird beim Anspringen der Bremse nicht nur der Leerbremszylinder 5 sondern auch der Lastbremszylinder 6 mit Druckluft aus dem Steuerventil 2, bzw. aus dem Hilfsluftbehälter 3 beaufschlagt.

Das Bremsdruckbegrenzungsventil 7 schliesst sich bei einem bestimmten Wert von z.B. 0,2 - 0,4 kg/cm , wodurch sich auch das Einlassventil 11 schliesst, sofern es nicht unter dem Einfluss der Zuladung offengehalten wird. Das Schliessen des Einlassventiles 11 kann mittels der Drosselbohrung 9 durch den in der Kammer 13 des Zusatzzylinders 40 steigenden Bremszylinderdruckes zeitlich beeinflusst werden, um einen raschen Vorlauf des Kolbens im Lastbremszylinder bis zum Anlegen der Bremsklötze zu erzielen.

Ausserdem gelangt jedoch Druckluft aus dem Leerbremszylinder 5 in die Kammer 47 oberhalb des Kolbens 45- Sobald dieser Druck in der Kammer 47 die Kraft der Feder 46 übersteigt, wird über die Schleppkupplung 44 der Stössel 37 soweit verschoben, dass die Kammer 39 über den hohlen Stössel 37 in die Atmosphäre entlüftet wird. Die mit der Kammer 39 verbundene Kammer 41 des Zusatzzylinders 40 wird dadurch ebenfalls entlüftet. Der Kolben verschiebt sich nach unten und entlüftet die Kammer 33 des Einlassventils 11, wodurch auch der Lastbremszylinder 6 entlüftet

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wird. Dies bedeutet also, dass bei einem bestimmten Druck im Leerbremszylinder 5 bei leerem Wagen der Lastbremszylinder 6 entlüftet wird.

Das zweite Ausführungsbeispiel, gemäss Fig. 2, unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel, gemäss Fig. 1, im x/esentlichen dadurch, dass statt dem Zusatzzylinder 40 ein Doppelrückschlagventil 10 angeordnet ist, durch welches sowohl aus der Kammer des Einlassventils 11 als auch vom Bremsdruckbegrenzungsventil 7 Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter 3 bzw. aus dem Steuerventil 2 in den Lastbremszylinder 6 gelangen kann. Das Bremsdruckbegrenzungsventil 7 ist im zweiten Ausführungsbeispiel genau gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Die Kammer 39 des Ventils 7 ist jedoch über das Doppelrückschlagventil 10 direkt mit dem Lastbremszylinder 6 verbunden. Wenn somit die Kammer 39 des Ven.tils 7 entlüftet wird, so kann sich über das Doppelrückschlagventil 10 der Lastbremszylinder 6 sofort entlüften.

Die Wirkungsweise dieses zweiten Ausftihrungsbeispieles ist wie folgt:

V/ird durch Absenken des Luftdruckes in der Hauptluftleitung 1 und durch Ansprechen des Steuerventiles 2 ein Einschussdruck erzeugt, so bleibt das Bremsdruckbegrenzungsventil 7 offen und sowohl der Leerbremszylinder 5 als auch der Lastbremszylinder 6 v/erden durch die aus dem Steuerventil 2 strömende Druckluft beaufschlagt, wobei die Luft aus der Kammer 39 des Bremsdruckbegrenzungs vent lies 7 über dan Doppelrückschlagvonbil 10 in den

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Lastbremszylinder 6 gelangt.

Sobald der Druck im Leerbremszylinder soweit angestiegen ist, dass der Druck in der Kammer 47 - die mit dem Leerbremszylinder 5 verbunden ist - die Kraft der Feder 46 überwiegt, verschiebt sich der Kolben 45 nach unten und bewegt über die Schleppkupplung 44 den Stössel J37 soweit nach unten, dass sich die Kammer 39 und über das Doppelrückschlagventil 10 der Lastbremszylinder ' 6 entlüften kann. Somit wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel bei leerem Wagen der Lastbremszylinder 6 entlüftet, sobald der Druck im Leerbremszylinder 5 einen bestimmten './ert erreicht hat.

Wie oben ausgeführt, schliesst sich das Bremsdruckbegrenzungsventil 7 bei einem Druck von 0,2 - 0,4 kg/cm , wodurch die Beaufschlagung des Lastbremszylinders unterbrochen wird. Bei weiter ansteigendem Druck, d.h. bei stärkerer Bremsung erfolgt die weitere Beaufschlagung des Lastbremszylinders 6 über das Einlassven- W til 11 des Druckübersetzers 4 und das umgesteuerte Doppelrückschlagventil 10 in Abhängigkeit der Fahrζeugbelastung.

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Claims (2)

Patentansprüche

1. Indirekt wirkende, lastabhängige Druckluftbremse, insbesondere für Eisenbahnen, mit einem Leerbremszylinder zur Abbremsung des leeren Fahrzeuges sowie mit einem auf dasselbe Bremsgestänge wirkenden Lastbremszylinder, der mit einem in Abhängigkeit von der Zuladung und vom Druck im Leerbremszylinder vorgesteuerten Druckübersetzer verbunden ist, mit einer von einem Bremsdruckbegrenzungsventil steuerbaren Füllvorrichtung für den Lastbremszylinder, welche Füllvorrichtung beim Anspringen der Bremse im Lastbremszylinder auch bei leerem oder nur teilweise beladenem Fahrzeug einen vom Bremsdruckbegrenzungsventil abhängigen Einschussdruck zur Ueberwindung der RÜckzugfederkräfte erzeugt, nach V^ten^tge6tKKtKttKäMKKtMtKKKKß» dadurch gekennzeichnet, dass vom Druck im Leerbremszylinder (5) steuerbare Mittel (45) zum Entlüften des Lastbremszylinders (6) angeordnet sind.

2. Druckluftbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsdruckbegrenzungsventil (7) einen hohlen, mit der Aussenluft verbundenen Ventilstössel (37) aufweist, der über eine Schleppkupplung (44) mit einem vom Druck im Leerzylinder (5) beaufschlagten Kolben (45) verbunden ist.

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