DE2640994A1

DE2640994A1 - Selbsttaetige lastbremseinrichtung fuer reibungsbremsen

Info

Publication number: DE2640994A1
Application number: DE19762640994
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl Ing Staeuble; Bernd Dipl Ing Wosegien
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1976-09-11
Filing date: 1976-09-11
Publication date: 1978-03-16
Also published as: SE7710103L; CH622999A5; FR2364147A1

Description

München, den 22.4.1976

TP1-nn/hä

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KNORR-BEEMSE GMBH₁ Moosacher Straße 80, 8000 München 40

Selbsttätige Lastbremseinrichtung für Reibungsbremsen

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Lastbremseinrichtung für Reibungsbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit einem Bremssteuerventil, mit einem den vom Bremssteuerventil überwachten Druck übersetzenden Druckübersetzer, der in seinem Übersetzungsverhältnis durch Verschieben eines einen Ubersetzungshebel abstützenden Drehlagers verstellbar ist, wobei die Lage des Drehlagers durch einen von einem lastabhängigen Druck entgegen einer Federkraft beaufschlagten Kolben bestimmt ist, mit einem vom Übersetzungshebel beaufschlagbaren, den in einem Bremszylinder herrschenden Bremsdrude steuernden Ventil und mit einer Einrichtung, mittels welcher die Bremskraft unabhängig von HeibwertSchwankungen der Reibelemente konstant gehalten wird.

Die zur Zeit bekannten selbsttätigen Lastbremseinrichtungen arbeiten mit einer Bremsklotz- oder Bremsbackenkraft, die für ein bestimmtes Wagengewicht und eine bestimmte Bremsstufe während des ganzen Bremsvorgangeβ konstant bleibt.

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Die Bremsklotz- oder Bremsback eiikraft wird aufgrund von Breinsberechnuugen bestimmt; diese Berechnungen sind auf empirisch ermittelten Keibwertkurven aufgebaut. Die Abweichungen des Reibwertes von diesen vorgegebenen Werten und die geschwindigkeitsabhängige Veränderung des Reibwertes während des Bremsvorganges bzw. die Wirkung sgx^addchwankungen bei der Kraftübertragung können diese ßremssysteme mit konstanter Bremsklotz- oder Bremsbackenkraft nicht mehr ausgleichen. Es treten dadurch erhebliche Abweichungen von dem jeweils berechneten Bremsweg und, durch Verzögerungsunterschiede zwischen den einzelnen Wagen, Stöße und Zex-rungen im Zug auf.

Davon ausgehend besteht die Au fg. ab e der Erfindung darin, eine Lastbremseinrichtung der χ η kede stehenden Art so auszugestalten, daß sie die He bwert- und Wirkungsgradschwankungen automatisch ausgl eicht und unabhängig von Beladung und Geschwindigkeit bei jedem Wagen eine stets konstante, der jeweiligen Bremsstufe entsprechende Verzögerung bewirkt.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch jeweils einen in den Aufhängelaschen des durch den Bremszylinder beaufschlagbaren Bremsklotzes oder der Bremsbacken eingebauten, die Bremskraft in einen proportionalen Steuerdruck umsetzenden Meßumformer, dessen den Steuerdruck führender

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Ausgang über eine Steuerdruck].eitung an den Zylinderraum eines den als Waagebalken bestehenden Übersetzungshebel entgegen Vorsteuerdruck beaufschlagenden Kolbens angeschlossen ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Lastbremseinrichtung so aufgebaut, daß die Steuerdruckleitung des Meßumformers an ein Umschaltventil angeschlossen ist, welches bei druckloser Steuerdruckleitung die Bremsdruckleitung mit dem Zylinderraum verbindet.

Der Meßumformer eignet sich in vorteilhafter Weise dazu, die am Reib- oder Bremsklotz zur Wirkung gelangende und über Aufhängelasehen als Zug oder Druck übertragbare Bremskraft in einen Steuerdruck umzuformen, welcher zur Abwiegung des der Lastbremseinrichtung zugeordneten Waagebalkens dient. Somit ändert sich der dem Bremszylinder zugeleitete Bremsdruck automatisch in Abhängigkeit von der proportionalen Funktion des Meßumformers.

Der Meßumformer kann aus einem sowohl auf Zug der Aufhängelaschen als auch auf Druck ansprechenden Ventilmechanismus bestehen, welcher in einer sogenannten Wiegeventilen vergleichbaren Weise wirksam ist, um den Druck in einer Drucksteuerleitung zu steuern. Somit kann die mit einer derartigen Lastbremseinrichtung versehene Bremse un-

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abhängig von zum Teil erheblichen ReibwertSchwankungen bzw. Schwankungen des Wirkungsgrades gehalten werden, was zu einem stoß- und zerrungsfreien Lauf innerhalb des Zuges führt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lastbremseinrichtung sind in weiteren Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht der Lastbremseinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 vergleichbare schematische Ansicht der Lastbremseinrichtung unter Verwendung eines Umschaltventils;

Fig. 3 ist eine schematische Einzelansicht des innerhalb der Aufhängelaschen angeordneten Meßumformers.

Das in Fig. ^Λ dargestellte Bremsventil 1 weist einen Anschluß 3 für den von einem (nicht dargestellten) Steuerventil gelieferten Vorsteuerdruck Gv auf, ferner einen

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Anschluß 5» welcher über eine Breinsdruckleitung 7 an einen Bremszylinder 9 angeschlossen ist, als auch einen. Anschluß 11, über den ein last abhängig er Druck T dem Bremsventil 1 eingespeist wird. Das Bremsventil ist außerdem mit einem Anschluß 1$ ausgestattet, welcher aus einer nachfolgend erläuterten Steuerdruckleitung 15 einen Meßwert in das Ventil eingibt.

Im Gehäuse des Bremsventils 1 ist ein Waagebalken 17 angeordnet, welcher sich auf einem verschiebbaren Drehlager abstützt. Der Waagebalken 17 ist auf einer Seite von einem Stößel 21 und auf der bezüglich des Drehlagers 19 entgegengesetzten Seite von einem Stößel 23 belastet. Der Stößel ist mit einem Kolben 25 starr verbunden, während der Stößel 23 mit einem Kolben 27 starr verbunden ist. Der Kolben 25 ist vom sogenannten Vorsteuerdruck Cv beaufschlagt, während der Kolben 27 durch einen über die Steuerdruckleitung 15 anstehenden Steuerdruck beaufschlagbar ist.

Die vorgenannte Steuerdruckleitung 15 ist mit einem Meßumformer 29 verbunden, welcher über Aufhängelaschen 31 mit einem Bremsklotz bzw. mit Bremsklötzen 33 in Verbindung steht. Anstelle des Bremsklotzes 33 kann auch eine Bremsbacke an einer Scheibenbremse oder dergleichen .Reibelement vorgesehen sein. Der Meßumformer 29 eignet sich dazu, an den Aufhängelaschen 31 zur Wirkung kommende Zug-

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oder Druckkräfte in einen entsprechenden Steuerdruck umzusetzen. Dieser Steuerdruck ist jeweils proportional zu der am Bi'einsklotz während der Abbremoung zur Wirkung kommendeu Bremskraft. Der mit der Steuerdruckleitung 15 ia Verbindung befindliche Meßumformer 29 ist an einen Druckluftvorrat R angeschlossen und reagiert in vorstehend genannter Weise sowohl auf Zugkräfte als auch auf Druckkräfte an den Aufhängelaschen 31; dies bedeutet, daß der Meßumformer in beiden Drehrichtungen dee abzubremsenden üades wirksam ist.

Der Waagebalken 17 stützt sich in vorgenannter Weise auf einem Drehlager 19 ab; das Übersetzungsverhältnis des Waagebalkens 17 ist T-druckabhängig gesteuert und entspricht dem jeweiligen Wagengewicht G. Zu diesem Zweck wird über den Anschluß 11 und z.B. ein Wiegeventil 12 ein gewichtsabhängiger Druck in den Zylinder 35 eingeleitet und verschiebt den Kolben 37· Dieser verschiebt über eine Kolbenstange und eine Hebelanordnung das Drehlager 19-

Das Bremsventil 1 ist schließlich mit einem Ventil 39 versehen, welches bei Drehung des Waagebalkens 17 durch diesen beaufschlagbar ist. Bewegt sich der Waagebalken gemäß Darstellung im Uhrzeigersinn gerichtet, dann öffnet das Ventil 39 die Verbindung von Druckluftvorrat R über den Anschluß 5 und die ßremsdruckleitung 7 zum Bremszylinder 9. Bei gegen

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den Uhrzeigersinn gerichteter Drehung des Waagebalkens ist indessen die Verbindung von Druckluftvorrat R zum Bremszylinder unterbunden.

Die über den Waagebalken 17 übersetzte Kraft des dem Cv-Druck ausgesetzten Kolbens 25 entspricht dem Bremskraft-Sollwert; ist diese Kraft größer als die mit der tatsächlichen Bremskraft an den Aufhängelaschen proportionale Kraft auf dem Kolben 27, dann dreht sich der Waagebalken 17 in vorgenannter Weise und öffnet das Ventil 39, wodurch Druckluft in den Bremszylinder gelangt. Bei Betätigung des Bremszylinders steigt die am Bremsklotz und damit an den Aufhängelaschen zur Wirkung kommende Bremskraft an, bis der tatsächliche Bremskraft-Istwert dem Bremskraft-Sollwert entspricht.

Ist die tatsächliche, über die Aufhängelaschen auf den Meßumformer 29 einwirkende Bremskraft größer als dem Sollwert entspricht ,so wird der Bremszylinder 9 über das Ventil 39 in an sich bekannter Weise entlüftet, bis das Gleichgewicht am Waagebalken 17 wieder hergestellt ist.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Steuerdruckleitung 15 über ein Umschaltventil 41 mi t dem Anschluß 13 bzw. mit der Bremsdruckleitung 7 in Verbindung steht. Das Umschaltventil 41 ist so aufgebaut, daß

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es bei druckloser- Steuerdruckleitung 15 die Verbindung von der BremßdL'uckleitung 7 iti den den Kolben 27 aufnehmenden Zylinder nerstellt, während bei in der ßteuerdruckleitung herrschendem Druck die Verbindung gegenüber der Bremsdrucklei tuag ',' gesperrt und die Vei^bindung gegenüber der Steuerdrucklei timg 15 und somit gegenüber dem Meßumformer 29 geöffnet ΐοί. Das Umschaltventil 41 hat folgende Aufgabe: Befindet· sich das if'ahrzeug mit feet angezogener Bremse im Stillstand, dann spiegelt sich dieser Zustand nicht durch einen Druck innerhalb der Steuerdruck]eitang 15 wider, da an den Aufhängelaachc-a 51 im Stillstand des Rades kein Zug bzw. Druck zur Wirkung gelangt. Fehlender Druck in der Steuerdruckleitung iS würde bedeuten, daß der Vorsteuerdruck den Waagebalken 17 im Uhrzeigersinn gerichtet verschwenken würde und dieser'Bewegung kein Gegendruck am Kolben 27 entgegensteht. Somit wäre das Ventil 39 und über dieses; die Verbindung von Druckluftvorrat ß zum Bremszylinder 9 ständig geöffnet.

Um diese "Verfälschung" des Bremszustandes bei stillstehendem irahrzeug %n vermeiden, ist das Umschaltventil 41 in vorgenannter Weine so ausgebildet, daß es bei druckloser Steueraruckleitung 15 die Bremsdruckleitung 7 mit dem den Kolben 27 aufnehmenden Zylinder herstellt. Der Waagebalken 17 wiegt sich demnach in an sich bekannter Weise unter Einwirkung des Bremszylinderdruckes und des Vorsteuerdruckes ab,

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Bei sich bewegendem Fahrzeug kommt bei Abbremsung über die Aufhängelaschen 31 Zug oder Druck am Meßumformer 29 zur Wirkung, so daß dieser einen entsprechenden Druck in der Steuerdruckleitung 15 auslöst. Der Druck der Steuerdruckleitung 15 beaufschlagt das Umschaltventil 41 eo, daß dieses die Verbindung gegenüber der Bremsdruckleitung 7 sperrt und die Verbindung der Steuerdruckleitung 15 mit dem den Kolben 27 aufnehmenden Zylinder herstellt. Das Abwiegen des Waagebalkens 17 vollzieht gich somit wieder in der vorstehend genannten Weise.

In Fig. 3 ist eine Form eines Einbaues des Meßumformers 29 dargestellt. Der Meßumformer ist dabei direkt in den Aufhängelaschen $1, 31' des Bremsklotzes eingebaut. Zwischen den Aufhängelaschen und die fest eingeschweißten Stege 4-3 und 45 ist der Meßumformer 29 eingebaut. Die Aufhängelaschen sind durch ein Langloch 47 vom in Fig. 3 dargestellten, mit dem Bremsklotz in Verbindung stehenden Bolzen 49 geführt. Somit wird die Bremskraft von den Aufhängelaschen über eine Stange 51 und nicht direkt auf den Bolzen 49 übertragen. Die Stange ^A xst vom Bolzen 49 durchsetzt und liegt an einer Platte 53 an, welche auf (nicht dargestellte) Ventilorgane einzuwirken vermag. Die Ventilorgane können einer an sich bekannten Konstruktion entsprechen, wie sie beispielsweise bei Wiegeventilen und dergleichen zur Anwendung kommen.

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Arbexten die Aufhängelaschen 31 und 31' auf Zug, so wird das Hpiel c zwischen der Stange 51 und dem Gehäuse 55 des Meßumformers aufgehoben. Die Stange zieht das Gehäuse 55 gegen den Steg 45, so daß die tatsächliche Bremskraft als Druck auf die Platte 53 des Meßumformers iibetragen wird.

Arbeiten die Aufhängelaschen auf Druck, so wird die Bremskraft über die Stange 51 direkt ebenfalls als Druck auf die Platte 53 übertragen. Der Meßumformer arbeitet demnach immer auf Druck, unabhängig davon, ob die Bremskraft die Aufhängelascheu 31 und 31' auf Druck oder auf Zug beansprucht .

Anstelle des dargestellten Meßumformers 29 können auch andere entsprechend wirkende Vorrichtungen benutzt werden, welche sowohl aui: Zug als auch auf Druck an den Aufhängelaschen anwirken und einen entsprechenden Steuerdruck in einer Steuerdi-uckleitung erzeugen.

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	zeichen!iste	- 1340 - 2640994
Beziißü	Bremsventil
1 =	Anschluß
3 =	Anschluß
5 «"	Bremsdruckleitung
rp ι	Bremszylinder
9 -	Anschluß j -it * Miy&e*
11 -	Anschluß
13 -	Steuerdruckleitung
15 ■-	Waagebalken
17 -	Drehlager
19 «	Stößel
21 =	Stößel
23 =	Kolben
	Kolben
27 -	Meßumformer
29 =	Aufhängelaschen
51	Bremsklotz
55 =	Druckluftvorrat
K* SC	Zylinder
	Kolben
37 =	Ventil
59 =	Umschaltventil
41 =.	Steg
43 =	Steg
45 -	Langloch
47 -	BoIaen
49 «	Stange
51 -	Platte
v^> =	Gehäuse
55 -

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eerseite

Claims

München, den 22.4.76

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P a t e η t a η s ρ r ü e h e

Selbsttätige Lastbremseinrichtung i'iir Reibungsbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit einem Brenissteuerventil, mit einem den vom Bremssteuerventil überwachten Druck übersetzenden Druckübersetzer, der in seinem Übersetzungsverhältnis durch Vez'schieben eines einen Übersetzungshebel abstützenden Drehlagers verstellbar ist, wobei die Lage des Drehlagers durch einen von einem lastabhängigen Druck entgegen einer Fedex'kraft beaufschlagten Kolben bestimmt ist, mit einem vom Übersetzungshebel beaufschlagbaren, den in einem Bremszylinder herrschenden Bremsdruck steuernden Ventil und mit einer Einrichtung, mittels welcher die Bremskraft unabhängig von Reibwertschwankungen der Eeibelemente konstant gehalten wird, gekennzeichnet durch jeweils einen in den Aufhängelaschen (31) des durch den Bremszylinder (9) beaufschlagbaren Bremsklotzes (33) oder der Bremsbacken eingebauten, die Bremskraft in einen proportionalen Steuerdruck umsetzenden Meßumformer (29), dessen den Steuerdruck führender Ausgang über eine Steuerdruckleitung (15) an den Zylinderraum eines den als Waagebalken (17) ausgebildeten Übersetzungshebel entgegen Vorsteuerdruck beaufschlagenden Kolben (27) angeschlossen

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- 12 -OWQlNAL INSPECTED

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2. Lastbremseiiirichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdruckleitung (15) des Meßumformers (29) an ein Umschaltventil (4-1) angeschlossen ist, welches bei druckloser Steuerdruckleitung die
Bremsdruckleitung (7) mit dem den Kolben (27) aufnehmenden Zylinderraum verbindet.
3. Lastbremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßumformer aus einem druck- und zugabhängig wirkenden Wiegeventil besteht.
4. Lastbremseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß der Meßumformer direkt in den Aufhängelaschen des Bremsklotzes oder der Bremsbacken eingebaut ist.

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