DE2200558C3 - Bremseinrichtung zum feinfühligen Abstufen der Bremskraft in Abhängigkeit von der Belastung eines Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremseinrichtung zum feinfühligen Abstufen der Bremskraft in Abhängigkeit von der Belastung eines Fahrzeuges, insbesondere 5s eines Schienenfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Durch die FR-PS 15 34 159 ist eine Bremseinrichtung dieser Art bekannt, in der der vom Steuerdruck beaufschlagte Steuerkolben entgegen der Kraft einer Feder erst nach Erreichen einer bestimmten Druckhöhe über einen Anschlag in Wirkverbindung zum koaxial angeordneten Reaktionskolben tritt wobei beide Kolben zusammen über ein Waagebalkengestänge gegen einen vom Steuerdruck beaufschlagten Arbeitskolben arbei- «>ί ten. Jeweils ein Leer- und ein Lastbremszylinder werden getrennt beaufschlagt, und zwar der Leerbremszylinder unmittelbar vom Steuerdruck und der Lastbremszylinder vom durch die Einrichtung ausgesteuerten Bremszylinderdruck. Die Trennung der Bremsenanlageeinrichtung in Leer- und Lastbremszylinder ist bei der genannten Bremseinrichtung notwendig, um auch das leere Fahrzeug geregelt bremsen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Aussteuerbereich bei großem Umfang einen im wesentlichen konstanten Anlegedruck bei leerem und belastetem Fahrzeug für einen Bremszylinder gewährleistet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die wirksame Fläche des Steuerkolbens veränderbar ist und mit der anderen Fläche des Reaktionskolbens eine Zwischenkammer begrenzt, die ebenso wie der Arbeitskolben vom Steuerventildruck beaufschlagbar ist wobei die größte wirksame Kolbenfläche des Steuerkolbens größer ist aLj die Kolbenfläche des Reaktionskolbens und im Umfang ihrer wirksamen Oberfläche durch eine Feder über einen mit dem Steuerkolben zusammenwirkenden Anlaufmechanismus bis zum Erreichen eines bestimmten minimalen Steuerventildrukkes wesentlich verminderbar ist

Die erfindungsgemäße Einrichtung weist einen vergleichsweise großen Aussteuerbereich mit einem hohen Anlaufdruck auf.

Die Erfindung ist an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausfübrungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 seitliche schematische Schnittansichten von drei verschiedenen Bremssteuereinrichtungen.

Funktionsgleiche Elemente in den Ausführungsbeispielen haben bei gleichartiger Ausbildung gleiche Bezugszeichen.

Die in Fig. 1 dargestellte Bremseinrichtung ist beispielsweise in Schienenfahrzeugen einsetzbar. Diese Einrichtung ist zwischen einem Bremssteuerventil für die Abgabe eines der Steuerung des Bremsverhaltens dienenden Steuerdruckes und einem oder mehreren Bremsorganen, beispielsweise einem Bremszylinder, angeordnet

Die Einrichtung besteht aus einem Gehäuse 1, welches seitlich von einem Verschlußdeckel 2 verschlossen ist. In diesem Verschlußdeckel 2 ist eine Aussparung 3 vorgesehen, welche mit dem Inneren des Gehäuses 1 in Verbindung steht und über eine Eingangsleitung 4 mit einem nicht dargestellten Bremsjteuerventtl verbunden ist. Das Gehäuse I ist ferner über eine Ausgangsleitung 5 mit einem an sich bekannten Bremszylinder 6 verbunden.

Im Gehäuse 1 ist ein Arbeitskolben 7 angeordnet, welcher über eine Stange 8 auf den Arm 10 eines zweiarmigen Hebels wirkt, welcher um eine Schwenkachse 11 drehbar gelagert ist. Der andere Arm 9 dieses doppelarmigen Hebels wirkt mit dem unteren Ende einer Hohlstange 12 zusammen, auf welcher koaxial ein Reaktionskolben 13 und ein Steuerkolben 14 befestigt sind. Das andere Ende der Hohlstange 12 bildet einen Ventilsitz 15 für das Auslaßventil 16 eines Steuerventils, dessen Einlaßventil 21 über eine Stange 17 mit dem Auslaßventil 16 verbunden ist Das Auslaßventil 16 ist innerhalb einer Kammer 18 eines Gehäuseteils 19 angeordnet während das Einlaßventil 21 innerhalb einer Ventilkammer 20 des Steuerventils gelagert ist, welche durch eine mit einem Ventilsitz 22 versehene Wand von der Kammer 18 getrennt ist.

Die Kammer 18 ist über eine Luftleitung 27 mit der Ausgangsleitung 5 und dem Bremszylinder 6 verbun-

den, während die Ventilkammer 20 über eine Luftleitung 35 mit einer Druckmittelquelle verbunden ist, die beispielsweise ein Drucklufthilfsbehälter des mit einem Bremssteuerventil versehenen Fahrzeugs sein kann.

Der Reaktionskolben 13 begrenzt im Gehaust 1 eine Reaktionsdruckkammer 23, welche über eine Verengung 26 mit dem Bremszylinder 6 und der Kammer 18 verbunden ist Zwischen den beiden Kolben 13 und 14 liegt ein Raum 24, welcher über eine Bohrung 28 mit der Aussparung 3 und damit mit dem Bremssteuerventil verbunden ist

Eine zwischen dem Gehäuse 1 und dem Steuerkolben 14 angeordnete Kammer 25 ist über eine öffnung 29 mit der Atmosphäre verbunden, während zusätzlich am unteren Ende der Hohlstange 12 eine öffnung 43 vorgesehen ist, welche in das Innere der Hohlstange 12 führt.

Eine Membran 30 wirkt mit dem Arbeitskolben 7 zusammen und schließt auf einer Seite .eine Kammer 32 ab, welche mit der Aussparung 3 und damit der Eingangsleitung 4 verbunden ist. Die unterhalb des Kolbens 7 vorhandene Kammer 33 ist über eine öffnung 34 mit der Atmosphäre verbunden und nimmt eine Rückholfeder 31 für den Kolben 7 auf.

Die Schwenkachse U des mit den beiden Armen 9 und 10 versehenen doppelarmigen Hebels wird von einem Schlitten 36 getragen, welcher in Abhängigkeit der Belastung des Fahrzeugs längsverschiebbar angeordnet ist Ein in Verbindung mit dem Schlitten 36 stehender Kolben 37 ist nämlich von einem über eine Luftleitung 42 der Kolbenkammer 41 zugeführten Druck entgegen dem Druck einer Rückholfeder 38 beaufschlagbar, der im wesentlichen proportional zur Belastung des Fahrzeugs ist Der Schlitten 36 ist innerhalb einer Kammer 39 angeordnet, welche über eine öffnung 40 mit der Atmosphäre verbunden ist

Mit Hilfe des in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispiels einer Bremseinrichtung ist ein rasches Anlegen der Bremsbacken an die Räder des Fahrzeuges möglich, weil zunächst größere Luftmengen bis zum Erreichen einer bestimmten Druckhöhe in den Bremszylinder einströmen können. Am Steuerkolben 14 greift zu diesem Zweck ein Ring U-förmigen Querschnitts an, gegen den sich die Membran 14a des Steuerkolbens 14 abstützt Zwischen dem Gehäuse I und dem in der Kammer 25 angeordneten Ring ist eine Feder 46 vorgesehen. Der Steuerkolben 14 ist im Bereich der Kammer 25 mit einer Ringschulter 47 versehen, auf welcher der nach einwärts ragende Teil 45a des Ringes anliegt Der Ring besteht aus einem Ringteil 45, dessen obere gekrümmte Fläche gegen die Membran 14a anliegt, während die untere flache Oberfläche in Berührung mit der Ringschulter 47 des Steuerkolbens 14 steht. Ein einen L-förmigen Querschnitt aufweisender Ringteii 44 wird mit Hilfe der Feder 46 gegen das Ringteil 45 gedrückt, während ein nach außen vorragender Ringansatz 48 gegen eine Ringschulter 49 des Gehäuses 1 anliegen kann.

Im in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Bremseinrichtung ist der Arbeitskolben 7 koaxial zu den Kolben 13 und 14 angeordnet Die drei Kolben 7, 13 und 14 sind an einer gemeinsamen Stange 60 befestigt. Eine ringförmige Membran 61 verbindet innerhalb einer in dem Gehäuse 1 angeordneten Aussparung den Arbeitskolben 7 mit einem axial verschiebbaren Haltekolben 62. Der Haltekolben 62 weist eine Auflagefläche 70 auf, auf welcher sich die ringförmige Membran 61 zum Teil abstützen kann, um somit ihre aktive Oberflächt, in /Abhängigkeit der Belastung zu verändern.

Der Haltekolben 62 stützt sich auf seiner geneigten Oberfläche 66 gegen eine entsprechend ausgebildete geneigte Oberfläche 65 eines Keils 64 ab, welcher senkrecht zur Stange 60 verschiebbar ist Der Keil 64 ist über eine Stange 69 mit dem Kolben 37 verbunden, welcher mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist dessen Druck im wesentlichen proportional zur Belastung

■ο des Fahrzeugs ist Der Keil 64 und der Kolben 37 sind von Rückholfedern 68 und 75 belastet welche der Druckbeaufschlagung des Kolbens 37 entgegenwirken. Der Keil 64 ist mit einer Langlochbohrung für einen freien Durchtritt der Stange 60 versehen.

is Der Arbeitskolben 7 und die ringförmige Membran 61 trennen eine mit der Eingangsleitung 4 und damit dem Bremssteuerventil verbundene Kammer 63 von einer auf der anderen Seite des Haltekolbens 62 liegenden Kammer 71, welche über eine im Haltekolben 62 angeordnete Bohrung 72 und eine im Gehäuse 1 angeordnete Bohrung 73 mit der Atmosphäre verbunden ist Der Kolben 37 ist in einer zylindrischen Kammer 74 abgedichtet verschiebbar, welche mit einer die Feder 68 und den Keil 64 enthaltenden Kammer 67 verbunden ist. Die Kammern 74, 67, 71 und 25 sind mit der Atmosphäre verbunden.

In diesem Ausführungsbeispiel weist das gegen die Kraft einer Feder in einer Auslaßbohrung 78 verschiebbare Doppelventil beispielsweise einen mit der Atmo-Sphäre verbundenen Axialkanal 76 auf, der entsprechend der Verschiebung der gemeinsamen Stange 60 wahlweise von der Kammer 18 getrennt oder mit dieser verbunden wird, je nachdem ob der Doppelventilkörper auf einem an der Stange 60 befestigten Veritilsitz 77 oder dem gehäusefesten Sitz zur Auflage gelangt.

Im in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Bremseinrichtung wirkt der Arbeitskolben 7 direkt auf das Doppelventil, welches von den beiden Kolben 13

und 14 getrennt ist. Ein in Abhängigkeit der Belastung veränderliches Übertragungssystem verbindet die aus dem Reaktionskolben 13 und dem Steuerkolben 14 bestehende Einheit mit der Stange 81 des Arbeitskolbens 7. Diese Stange 81 wirkt auf das Doppelventil, welches beispielsweise identisch mit dem in F i g. 2 dargestellten ist Die Stange 81 des Arbeitskolbens 7 und eine Verbindungsstange 80 der beiden Kolben 13 und 14 wirken jeweils auf einen Arm 10 bzw. 9 des doppelarmigen Hebels, der mit seiner Schwenkachse U auf einem Schlitten 84 gelagert ist. Der Arm 10 durchdringt 1. ne Aussparung 82 in der Stange 81, während der Arm 9 eine Aussparung 83 in der Stange 80 durchbricht. Der Schlitten 84 ist mit einem Gleitschuh 85 versehen, welcher innerhalb eines mit der Atmosphäre verbundenen Hohlraumes 86 verschiebbar gelagert ist. In diesem Hohlraum 86 ist ferner der Kolben 37 gelagert, welcher mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist, dessen Druck im wesentlichen proportional zur Belastung des Fahrzeugs ist. Auf Grund der Druckbeaufschlagung des Druckmittels auf den Kolben 37 wird eine Rückholfeder 88 zusammengedrückt.

Die Funktion der beschriebenen Bremseinrichtungen ist wie fokl:

Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach

F i g. 1 ist zunächst ohne Anlaufmechanismus erläutert worden. Solange in dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel nur die Eingangsleitung 4 und demzufolge die Aussparung 3 und die Kammern 32 bzw. der Raum 24

unter Druck stehen, ist der Ober die Ausgangsleitung 5 mit der Kammer 18 verbundene Bremszylinder 6 nicht beaufschlagt, wobei eine Entlüftung über die Hohlstange 12 stattfindet. Wenn über das Bremssteuerventil bzw. auch über ein Führerbremsventil ein Steuerdruck s D über die Eingangsleitung 4 in die Kammer 32 bzw. den Raum 24 eingespeist wird, erfolgt ein Betätigen des Kolbens 7, wodurch über die Stange 8 und über die Arme 9 und 10 des auf der Schwenkachse 11 gelagerten ■Joppelarmigen Hebels die Hohlstange 12 betätigt wird. Der im Raum 24 herrschende Druck wirkt gleichzeitig auf die Kolben 13 und 14, so daß auf die Hohlstange 12 eine Kraft ausgeübt wird, welche proportional zur Differenz der Querschnitte der Kolben 13 und 14 ist Unter Außerachtlassen des Anlaufmechanismus weist der Steuerkolben 14 einen größeren Querschnitt als der Reaktionskolben 13 auf. Der im Raum 24 herrschende Druck bewirkt somit ein Verschieben der Hohlstange 12 in entgegen der vom Druck auf den Arbeitskolben 7 hervorgerufenen Richtung. Während des Betriebes der Bremseinrichtung ist die vom Arbeitskolben 7 bewirkte und von den Armen 9 und 10 übertragene Kraft größer als die entgegengesetzt gerichtete Kraft, welche durch den im Raum 24 herrschenden Druck erzeugt wird. Dies hat zur Folge, daß die Hohlstange 12 über den Ventilsitz und die Stange 17 verschoben wird, wobei das Einlaßventil 21 des Doppelventils von seinem Ventilsitz 22 abgehoben wird. Der Bremszylinder 6 wird demzufolge mit der Druckmittelquelle verbunden, wobei in die Kammer 18 und den Bremszylinder 6 Druck eingespeist wird, bis der in der Reaktionsdruckkammer 23 herrschende, auf den Reaktionskolben 13 wirkende Druck in Abhängigkeit des auf den Arbeitskolben 7 wirkenden Steuerdruckes die auf die Hohlstange 7 ausgeübte Kraft in Abhängigkeit der in der Kammer 32 bzw. dem Raum 24 herrschenden Drücke ausgleicht. Ein Erhöhen des Steuerdruckes erzeugt ein erneutes Öffnen des Einlaßventils 21 und damit ein Erhöhen des von der Bremseinrichtung abgegebenen Bremsdruckes. Ein Vermindern des Steuerdruckes bewirkt ein Verschwenken des Armes 9 und damit ein Verschieben der Hohlstange 12. Der Ventilsitz 15 hebt somit von dem Auslaßventil 16 ab, so daß der Bremszylinder 6 über die Hohlstange 12 und die öffnung 43 mit der Atmosphäre so lange verbunden wird, bis die durch den Bremsdruck auf den Reaktionsdruckkolben 13 ausgeübte Kraft erneut im Gleichgewicht mit der auf den Arbeitskolben 7 ausgeübten Wirkung des Steuerdruckes ist. Der der Eingangsleitung 4 zugeführte Steuerdruck D wird somit in einen von einer Druckmittelquelle abgegebenen Bremsdruck übersetzt, welcher proportional zum Steuerdruck ist.

Bei Erreichen des zur Belastung des Fahrzeugs proportionalen Maximaldruckes in der Kolbenkammer 41 ist der Kolben 37 und damit ebenfalls der Schlitten 36 gegen die Feder 38 vollkommen nach rechts verschoben. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß in diesem Fall das Verhältnis der aktiven Längen der Arme 10 und 9 gleich zwei ist, und wenn die aktiven Oberflächen S der Kolben 7 und 13 gleich sind, wäh- &> rend die aktive Oberfläche des Kolbens 14 doppelt so groß wie die der Kolben 7 und 13 ist, dann ergibt sich, daß die Hohlstange 12 über die Arme 9 und 10 vom Arbeitskolben 7 und gleichzeitig von dem Kolben 13 und 14 eine in Richtung des Doppelventils gerichtete Beeinflussung erhält, welche gleich dem Produkt der aktiven Oberflächen 5 mit dem auf der Eingangsleitung 4 herrschenden Steuerdruck ist Es ergibt sich somit.

daß der dem Bremszylinder 6 zugeführte Bremsdruck bei Vernachlässigung der Reibungskräfte gleich dem Steuerdruck ist.

Bei Erreichen des zur Fahrzeugbelastung proportionalen Minimaldruckes in der Kammer 41 ist der Kolben 37 unter der Wirkung der Feder 38 vollkommen nach links geschoben. Bei einem Längenverhältnis der Arme 9 und 10 von 1,1 ist die gesamte Kraft, welche durch den in der Kammer 32 bzw. dem Raum 24 herrschenden Steuerdruck D auf die Hohlstange 12 ausgeübt ist, gleich der über den Arm 9 übertragenen Kraft, d. h. Px 1,1.9 — minus der Korrekturkraft auf die Kolben 13 und 14 auf Grund des innerhalb des Raumes 24 herrschenden Druckes, d. h. gleich Px S. Die auf die Hohlstange 12 wirkende Kraft ist demzufolge gleich 0,1 S, so daß die Bremsdrücke nur den zehnten Teil des Steuerdruckes betragen.

Dieses Resultat wird mit Hilfe einer sehr geringen Veränderung der aktiven Längen der Arme 9 und 10 erreicht, indem ihre Längenverhältnisse zwischen den Grenzen von zwei und 1,1 variierea Diese sehr wesentliche Eigenschaft der Bremseinrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht eine große Empfindlichkeit der Arbeitsweise des Schlittens 36 mit einem doppelarmigen Hebel, dessen Arme 9 und 10 niemals im Bereich der Schwenkachse 11 in Berührung mit den Stangen 12 bzw. 8 gelangen.

Unter Berücksichtigung des Anlaufmechanismus ergibt sich folgendes:

Sobald die Kammer 32 bzw. der Raum 24 unbeaufschlagt sind, drückt die Feder 46 den Ringteil 44 nach oben, so daß dieser mit seinem Ringansatz 48 an der Ringschulter 49 des Gehäuses 1 anliegt Der Ringteil 44 stößt seinerseits wieder den Ringteil 45 nach oben, so daß letzterer von der Ringschulter 47 des Steuerkolbens 14 abhebt. Die elastische Membran 14a wird dabei nach oben gedrückt, wodurch der Steuerkolben 14 mitgeführt wird. Dadurch wird die Hohlstange 12 in Berührung mit dem Doppelventil gebracht Die Elastizität der Membran 14 ist derart gewählt, daß die von der Hohlstange 12 auf das Doppelventil ausgeübte Kraft die durch die Rückholfeder des Doppelventils bewirkende Kraft überwinden kann. Sobald die Kammer 32 bzw. der Raum 24 von einem geringen Steuerdruck beaufschlagt werden, ist der aktive Querschnitt des Steuerkolbens 14 gering. In diesem Falle entspricht der aktive Querschnitt im wesentlichen der Auflagefläche der Membran 14a auf den nach einwärts ragenden Teil 45a des Ringteils 45. Unter der Annahme, daß dieser verminderte aktive Querschnitt gleich dem Querschnitt des Reaktionskolbens 13 ist, welcher wiederum gleich dem des Arbeitskolbens 7 ist, ergibt sich, daß der von der Bremseinrichtung abgegebene Druck nicht mehr vom Verhältnis der aktiven Längen der Arme 9 und 10 abhängig ist Von einem bestimmten Schwellwert des im Raum 24 herrschenden Steuerdruckes an drückt die von der Membran 14a auf den Ringteil 45 ausgeübte Kraft die Feder 46 zurück, wobei der nach einwärts ragende Teil 45a des Ringteils 45 auf der Ringschulter 47 des Steuerkolbens 14 anliegt Der aktive Querschnitt des Steuerkolbens 14 steigt somit bis zu seinem Maximalwert an, ohne daß der Einfluß der in Öffnungsrichtung des Einlaßventils wirkenden Feder 46 unterbrochen wird. Die Wirkung der Feder 46 ist somit für alte Steuerdrücke oberhalb des Schwellwertes gleich einer auf die Hohlstange 12 ausgeübten konstanten Kraft Dieses entspricht einem konstanten Druck, welcher zusätzlich zu dem Druck einer Bremseinrichtung ohne

Anlaufmechanismus entsprechend einem dem Steuerdruck proportionalen Wert in Abhängigkeit der Belastung abgegeben wird. Wenn dieser konstante Wert gleich dem Druck zum Anlegen der Bremsbeläge an die Räder gewählt ist, dann ist der von den Bremsbelägen auf die Räder ausgeübte Druck im wesentlichen proportional dem über die Eingangsleitung 4 geleiteten Steuerdruck und der Belastung des Fahrzeugs. Dieser konstante Druck, welcher ebenfalls als »Anlegedruck« bezeichnet wird, ist derselbe für belastete und entlastete Fahrzeuge. Bei leerem Fahrzeug kann es vorkommen, daß bei schwacher Bremsbetätigung nicht die Gesamtheit des konstanten Druckes gleich dem Druck des Andrückens der Bremsbeläge ist, weil das Verhältnis der Arme 9 und 10 sehr gering ist. Der Fahrzeugführer kann bei anfänglich zu hohem konstanten Druck jedoch ein Blockieren der Räder des leeren Fahrzeugs während des Bremsens dadurch vermeiden, daß die Bremse nur sehr schwach betätigt wird.

Die Federring-Einrichtung der Bremseinrichtung ermöglicht einen relativ schnellen Anstieg des Bremsdruckes bis zu einem konstanten Wert. Die Geschwindigkeit des Druckanstieges hängt vom Verhältnis der Arme 9 und 10 zueinander ab. Falls der Einfluß der effektiven Längen der Arme 9 und 10 vermieden werden soll, kann die beschriebene Federring-Einrichtung mit einer der Membran 14a ähnlichen Membran versehen werden, welche den starren Teil des Reaktionskolbens 13 mit dem Gehäuse 1 verbindet. Eine derartige Federring-Einrichtung liegt im Raum 24 und soll ebenfalls an den Kolben 13 und/oder 14 der in F i g. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele angreifen. Um den konstanten Druckwert einstellen zu können, kann die Feder 46 einstellbar sein. Die Federring-Einrichtung in einer Bremseinrichtung nach F i g. 3 wäre von außen gut zugänglich.

Die in F i g. 1 dargestellte Federring-Einrichtung kann selbstverständlich auch in einem beliebigen Druckminderrelais verwendet werden, das wenigstens einen dem Kolben 13 entsprechenden Reaktionskolben aufweist.

Die Federring-Einrichtung kann durch äquivalente Mittel ersetzt werden. Diese Mittel können beispielsweise aus einem verschiebbaren Kolben bestehen, der abgedichtet auf der Hohlstange 12 vorgesehen und (z. B. durch eine Membran) abgedichtet mit dem Gehäuse der Bremseinrichtung verbunden ist Dieser Kolben, der an derselben Stelle wie der Kolben 14 angeordnet wird, kann z. B. auf dem Gehäuse der Bremseinrichtung anstoßen, solange dieser nicht den minimalen Anlaufdruck abgibt, und andererseits an die Hohlstange 12 anstoßen, sobald der von der Bremseinrichtung abgegebene Anlaufdruck ausreichend ist, um die Vorspannung der Feder 46 zu überwinden. Die Leistungsweise der äquivalenten Mittel entspricht der bereits tar die Federring-Einrichtung beschriebenen.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel kann mit koaxialen Arbeits- und Reaktionskolben versehen sein. In diesem Fall müssen zwischen dem Arbeitskolben 7 und dem Steuerkolben 14 zwei Hebel vorgesehen sein, *° deren gemeinsamer Schwenkpunkt in Abhängigkeit von der Belastung verändert wird. Der Arbeitskolben 7 und der Steuerkolben 14 sind somit mit Hufe von vier Hebelannen miteinander verbunden, deren aktive Längen gleichzeitig in Abhängigkeit von der Belastung ** verändert werden, fin derartiges Ausführungsbeispiel fuhrt zur Verminderung des Durchmessers des Brems-Für das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 wird nur die Funktionsweise des Arbeitskolbens 7 beschrieben, weil für die übrigen Teile Übereinstimmung in der Funktion mit dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht Wenn durch die Eingangsleitung 4 ein Steuerdruck einströmt wird die Stange 60 mit Hilfe der Membranen der Kolben 13 und 14 gehalten. Die Stange 60 hält somit den Arbeitskolben 7, welcher über die ringförmige Membran 61 mit dem Haltekolben 62 verbunden ist In der in F i g. 2 dargestellten Lage wird beispielsweise ein minimaler Steuerdruck eingespeist so daß die Membran 61 auf dem größten Teil der Oberfläche der Innenfläche 70 aufliegt Die aktive Fläche des Arbeitskolbens 7 — d.h. die tatsächlich dem Steuerdruck der Eingangsleitung 4 ausgesetzte Fläche des Arbeitskclber.s 7 — ist beim Aufsitzen des Ventilsitzes 77 durch den Doppelventilkörper praktisch vollständig durch den starren Teil des Arbeitskolbens 7 bestimmt Sobald die Kammer 63 bzw. der Raum 24 einem Steuerdruck ausgesetzt sind und sobald die aktive Oberfläche des Arbeitskolbens 7 größer als die Differenz der aktiven Oberflächen der Kolben 13 und 14 ist liefert das Steuerventil 19 einen Bremsdruck, welcher im wesentlichen proportional zum Steuerdruck dividiert durch ein konstantes Verhältnis ist

Sobald durch die Eingangsleitung 4 ein Steuerdruck einströmt kann der Haltekolben 62 nicht in Kontakt mit dem Keil 64 stehen. In diesem Fall wird der Haltekolben 62 durch den in der Kammer 63 herrschenden Druck zurückgeschoben, wobei der Haltekolben 62 mit seiner geneigten Fläche 66 in Berührung mit der entsprechenden geneigten Oberfläche 65 des Keiles 64 gelangt Dieser ist jedoch hinsichtlich seiner Lage auf Grund der auftretenden Reibungskräfte unveränderlich. In diesem Zusammenhang sei bemerkt daß eine ähnliche Blockierung der Lage der Schlitten 36 der in Fig. 1 dargestellten Bremseinrichtung während des Bremsens stattrindet Wenn der Winkel der geneigten Räche 65 in bezug auf die Achse des Kolbens 37 kleiner als der Reibungswinkel gewählt wird, dann verändert ein Druck des Haltekolbens 62 auf dem Keil M nicht die relative Einstellung des Kolbens 37 in bezug auf die Ruckholfedern 75 und 68. Sobald die Belastung des Fahrzeugs zunimmt verschiebt sich der Kolben 37 gemäß F i g. 2 nach links, wobei der Keil 64 mitgeführt wird. Ein Verschieben des Keiles 64 ist nur möglich, wenn die Kammer 63 außerhalb eines Bremsvorganges nicht unter Druck steht Der Haltekolben 62 bleibt in seiner Lage, bis die Kammer 63 erneut einem Steuerdruck ausgesetzt wird.

Wenn dieselben Oberflichenverhältnisse der Koben 7, 13 und 14 wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 vorliegen, dann genügt es, zum Verändern der Bremsdrücke Ober einen Bereich von 1:10 zwischen einem leeren und einem voll belasteten Fahrzeug, wenn die aktiven Oberflächen des Arbeitskotbens 7 zwischen den Werten von 1,1 und zwei verändert werden, was jedoch relativ leicht mit Membranen hoher Widerstandsfähigkeit und Elastizität erreicht werden kann.

Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel können verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden. Die Steuerung zum Verschieben des Keiles kann mit Hilfe einer mechanischen Steuerung erreicht werden, welche direkt mit der Aufhängung des Fahrzeuges verbunden ist Der Keil 64 kann ebenfalls durch eine drehbare Nocke ersetzt werden, welche auf einer Achse der Bremseinrichtung gelagert ist Die der Lage-

einstellung des Haltekolbens 62 dienende Anordnung kann ebenfalls durch einen Entlastungskolben ersetzt werden, dessen Durchmesser größer als der des Haltekolbens 62 ist, mit welchem er bei koaxialer Anordnung einstückig verbunden ist. Der Kolben 37 kann in Ver- S bindung mit dem Gehäuse 1 der Bremseinrichtung und dem Haltekolben 62 eine ringförmige Kammer umschließen, welche einem Druck ausgesetzt ist, der proportional zur Belastung des Fahrzeugs ist. Eine koaxial zu der Kolbenanordnung angeordnete Rückholfeder ι ο drückt den Kolben 37 und den Haltekolben 62 in eine dem Doppelventil entgegengesetzte Richtung, wodurch die Lage des Haltekolbens 62 in bezug auf den Arbeitskolben 7 beeinflußt wird. Eine derartige koaxiale Anordnung des Kolbens 37 hat gegenüber dem in F i g. 2 is dargestellten Ausführungsbeispiel die Eigenschaft, daß der Steuerdruck auf die Einstellung des Belastungskolbens 37 einwirkt. Die Membran 61 und die Auflagefläche 70 sind in Richtung des Doppelventils gekrümmt ausgebildet Es ist jedoch möglich, daß die Auflagefläehe 70 ebenfalls in entgegengesetzter Richtung zum Doppelventil gewölbt ausgebildet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung steigt die aktive Oberfläche des Haltekolbens 62, sobald der Haltekolben 62 sich dem Doppelventil nähert Der Arbeitskolben 7 kann ebenfalls in an sich bekannter Weise mit radialen Zähnen versehen sein, auf welchen sich die ringförmige Membran 61 abstützt Die radialen Zähne können mit Hilfe von radialen Rändern des Haltekolbens 62 geführt werden, dessen axiale Lage in Abhängigkeit von der Belastung des Fahrzeugs veränderlich ist Eine derartige Ausgestaltung gewährleistet eine optimale Halterung der ringförmigen Membran 61.

Das in Fig.3 dargestellte Ausführungsbeispiel der

Bremseinrichtung arbeitet auf dieselbe Art und Weise wie das Ausführungsbeispiel nach F i g. 1. Die Reaktionsdruckkammer 23 muß jedoch von der Umgebung mit Hilfe einer zwischen dem Gehäuse 1 und der Verbindungsstange 80 angeordneten Abdichtung abgetrennt sein. Der erfindungsgemäße Bremsregler kann ebenfalls gleichzeitig als Druckverteiler und Druckregler in Abhängigkeit von der Belastung verwendet werden. Dieser Fall tritt insbesondere ein, wenn als Druckmittelquelle der Steuerdruck verwendet wird. Das Dazwischenschalten einer Verengung innerhalb der Bohrung 28 im in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel oder in äquivalenten Bohrungen der anderen Ausführungsbeispiele ermöglicht, daß ein Beschleunigen der Zu- oder Abnahme des dem Bremszylinder zugeführten Druckes erfolgt. Wenn diese Verengung durch ein Überdruckventil ersetzt wird, das sich nur ab einem fest eingestellten Minimaldruck öffnet und wenn ein Rückschlagventil in Gegenrichtung zu diesem Überdruckventil angeordnet ist, dann gibt die Bremseinrichtung einen Anlaufdruck in Abhängigkeit von den aktiven Längen der Hebelarme 9 und 10 ab, bis der öffnungsdruck des Überdruckventils und die Verringerung des der Bremseinrichtung zugeführten Steuerdruckes eine Abnahme des Steuerdruckes erfolgt Es ist ebenfalls möglich, eine Verengung oder ein Überdruckventil mit einem parallel dazu geschalteten Rückschlagventil zwischen der Aussparung 3 und der Kammer 32 anzuordnen. Der Druckanstieg im Bremszylinder wird demzufolge so lange verzögert, bis der Steuerdruck einen bestimmten Schwellwert des Überdruckventils erreicht. Ein Verringern des Druckes im Bremszylinder wird ebenfalls mit Hilfe einer derartigen Verengung verzögert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Bremseinrichtung zum feinfühligen Abstufen der Bremskraft in Abhängigkeit von der Belastung S eines Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuges, mit einem Steuerventil und einem durch dieses beaufschlagbaren Bremszylinder, zwischen denen ein Druckwandler-Relais zur Aussteuerung des Bremszylinderdruckes in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung angeordnet ist, das zwei unter Berücksichtigung einer unter der Fahrzeuglast veränderbaren Einrichtung zusammenwirkende Kolben aufweist, die vom Steuerventildruck beaufschlagbar sind, wobei der Bremszylinderdruck auf die eine Fläche eines Reaktionskolbens wirkt, welcher einem Arbeitskolben über ein zwischengeschaltetes mechanisches Gestänge in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung entgegenwirkt, wobei der Reaktionskolben mit einem koaxialen Steuerkolben wirkver- bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche des Steuerkolbens (14) veränderbar ist und mit der anderen Fläche des Reaktionskolbens (13) eine Zwischenkammer (24) begrenzt, die ebenso wie der Arbeitskolben (7) vom ¹S Steuerventildruck beaufschlagbar ist, wobei die größte wirksame Kolbenfläche des Steuerkolbens (14) größer ist als die Kolbenfläche des Reaktionskolbens (13) und im Umfang ihrer wirksamen Oberfläche durch "ine Feder (46) über einen mit dem Steuerkolben (14) zusammenwirkenden Anlaufmechanismus (44, 45) bis zum Erreichen eines bestimmten minimalen Steuerventildruckes wesentlich verminderbar ist

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Anlaufmechanismus (44, 45) angreifende Feder (46) außerhalb der Zwischenkammer (24) in der öffniingsrichtung des Relais-Doppelventilkörpers (16, 21) über ein gegen einen Anschlag (49) bewegbares Wegbegrenzungselement (44,45) auf den Steuerkolben (14) drückt

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenkammer (24) über eine Verzögerungseinrichtung mit dem Steuerventil verbunden ist