DE3427440A1 - Hydraulikbremse fuer fahrzeuge, insbesondere schienenfahrzeuge - Google Patents
Hydraulikbremse fuer fahrzeuge, insbesondere schienenfahrzeugeInfo
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Description
Hydraulikbremse für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikbremse für Fahrzeuge, insbesondere
Schienenfahrzeuge, mit einer aus einem hydraulischen Speicher
gespeisten Bremsregel Ventileinrichtung zum Erstellen eines Bremszylindern zuzuführenden Bremsdruckes, wobei zwischen die
Bremsregelventileinrichtung und die Bremszylinder ein Notbremsventil
eingeordnet ist, welches in seiner Betriebsstellung die
Bremsregelventileinrichtung mit den Bremszylindem verbindet und in
seiner Notbremsstellung diese Verbindung unterbricht und den hydraulischen Speicher über einen kalibrierten Durchgang an die
Bremszylinder anschließt.
Bei derartigen Hydraulikbremsen besteht die Schwierigkeit, den
kalibrierten Durchgang derart zu bemessen, daß einerseits das für Notbremsungen erforderliche, rasche Einbremsen gewährleistet wird, daß
andererseits aber während des Bremsvorganges die Stoß- bzw. Ruckbelastung des abzubremsenden Fahrzeuges unter Berücksichtigung
gegebenenfalls mit diesem gekuppelter, weiterer Fahrzeuge auf für
Fahrgäste zumutbare Werte begrenzt wird.
Die Zeichnungen Fig.l und 2 zeigen Diagramme zum Verdeutlichen dieses
Problems. Es ist jeweils der Bremsdruck über der Zeit aufgetragen.
Dem Diagramm nach Fig.l ist eine Hydraulikbremse zugrundegelegt, bei
welcher der während Notbremsungen den Bremsdruckanstieg bestimmende,
kalibrierte Durchgang relativ groß gewählt ist. Wird bei gelösten
Bremsen zum Zeitpunkt 0 das Notbremsventil in seine Notbremsstellung
geschaltet, so vergeht eine bestimmte Zeitspanne 0 - A, die sogenannte
Totzeit, während welcher das relativ große Totvolumen des Bremszylinders mit Hydraulikmedium gefüllt wird, und der Kolben im
Bremszylinder seinen Leerhub durchfährt, bis mit Erreichen des
Zeitpunktes A die Bremsen des Fahrzeuges angelegt sind. Während der
Zeitspanne 0 - A erfolgt daher kein nennenswerter Bremsdruckanstreg.
Nach dem Anlegen der Fahrzeugbremsen bewirkt das weiterhin durch den
kalibrierten Durchgang in die Bremszylinder nachströmende
Hydraulikmedium, gegebenenfalls unter elastischer Verspannung der
Hydraulik- und mechanischen Bremsteile, die Fahrzeugbremsen fest zuzuspannen, wobei ein rascher Bremsdruckanstieg bis zum Zeitpunkt B
erfolgt. Zum Zeitpunkt B wird der maximal in die Bremszylinder
einsteuerbare Bremsdruck erreicht, dieser kann dem Druck des hydraulichen Speichers oder dem Schaltdruck eines dem hydraulischen
Speicher nachgeschalteten, üblichen Druckbegrenzungsventils, welches
gegebenenfalls zusätzlich fahrzeuglastabhängig gesteuert sein kann,
entsprechen. Ab Erreichen des maximalen Bremsdruckes zum Zeitpunkt B bleibt der Bremsdruck praktisch konstant.
Dem Diagramm nach Fig.l ist ein relativ großer, kalibrierter Durchgang
zugrundegelegt, wie bereits erwähnt wurde. Dieser große, kalibrierte
Durchgang gewährleistet ein relativ rasches Anlegen der Bremsen, so daß
die Totzeit 0 - A kurz ist. Außerdem gewährleistet der relativ große, kalibrierte Durchgang einen raschen Bremsdruckanstieg während der
Zuspannphase der Fahrzeugbremse, der Druckanstiegsgradient setzt daher
sehr plötzlich ein und verläuft sehr steil. Der rasche Übergang und der steile Druckanstiegsgradient ergeben während des E.inbremsvorganges eine
hohe Stoß- und Ruckbelastung für das Fahrzeug, welche dessen Insassen nicht zumutbar ist. Bei mehreren, gekuppelten Fahrzeugen besteht dabei
zusätzlich die Gefahr, daß die Bremsen der einzelnen Fahrzeuge zu ° geringfügig unterschiedlichen Zeitpunkten ansprechen, wodurch
zusätzlich durch Auflauf- oder Zerrvorgänge zwischen den gekuppelten
Fahrzeugen Ruck— und Stoßbelastungen verursacht werden.
.Ium Vermeiden der hohen Ruck- und Stoßbelastungen während Notbremsungen
liegt es nahe, den kalibrierten Durchgang relativ klein zu wählen,
derart, daß nach dem Bremsenanlegen unter Vermeiden eines krassen
Überganges ein allmählicher Bremsdruckanstieg bis zum Erreichen des
5
maximalen Bremsdruckes erfolgt; in Fig.2 ist ein einer derartigen
Hydraulikbremse entsprechens Diagramm gezeigt. Es ergeben sich
hierdurch geringere Verzögerungsänderungen für das Fahrzeug und unterschiedliche Einbrems-Entwicklungen an miteinander gekuppelten
Fahrzeugen führen zu verringerten Bremsunterschieden, insgesamt ergibt
sich hierdurch eine Notbremsung, bei welcher die Stöße und Rucke auf
zumutbare Werte begrenzt sind. Aus Fig.2 ist jedoch ersichtlich, daß
der enge, kalibrierte Durchgang den Zustrom des Hydraulikmediums in die Bremszylinder derart drosselt, daß eine große Totzeit 0 - A zum Füllen
der Bremszylinder zwecks Überwinden des Bremsen-Anlegehubes, also bis
zum Bremsenanlegen, erforderlich ist. Weiterhin ist eine große Zeitspanne A-B erforderlich, während welcher der Bremsdruck bis zum
Erreichen des maximalen Bremsdruckes ansteigt. Die volle Bremswirkung setzt also nach einer großen Zeitspanne 0 - B ein, welche für eine
Notbremsung mit dem Erfordernis eines raschen Bremsvorganges nicht
... ^
vereinbar ist.
vereinbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulikbremse der
eingangs geannten Art derart auszugestalten, daß bei Notbremsungen unter Vermeiden unzumutbarer Stoß-und Ruckbelastungen ein ausreichend
rasches Bremsen des Fahrzeuges bis zum Erreichen des maximalen
Bremsdruckes gewährleistet wird, wobei zugleich der Bauaufwand für die
Hydraulikbremse geringgehalten werden soll.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in die
Verbindung vom hydraulischen Speicher zum Notbremsventil eine den
Bremsdruckgradienten auf stoß- und ruckbegrenztes Einbremsen begrenzende Düse eingeordnet ist, daß die Hydraulikräume zu beiden
Seiten der Düse mit beidseitigen Endanschlüssen eines Zylinders in
Verbindung stehen, und daß im Zylinder ein Kolben abgedichtet verschieblich gelagert ist, der elastisch in Verschieberichtung zum
hydraulikspeicherseitigen Endanschluß hin belastet ist. Das stoß- und
.-uckbegrenzte Einbremsen bedeutet dabei eine Begrenzung der
Einbremsvorgänge auf den Fahrzeuginsassen zumutbare Stoß- und Ruckwerte.
Nach der weiteren Erfindung vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten
für die Hydraulikbremse sind den Merkmalen der Unteransprüche zu
entnehmen.
In den Zeichnungen Fig.3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel für eine
nach der Erfindung ausgebildete Hydraulikbremse verdeutlicht, und zwar
zeigt
Fig.3 schematisch den Aufbau der Hydraulikbremse und
Fig.4 ein Diagramm, wobei der Bremsdruck P über der Zeit
aufgetragen ist.
Gemäß Fig. 3 führt von einem Hydraulikspeicher 1, welcher von einer
nichtdargestellten Hydraulikpumpe aufladbar ist, eine Leitung 2
gegebenenfalls über ein Druckbegrenzungsventil 3, welches nur gestrichelt dargestellt ist, zu einer Bremsregelventileinrichtung 4.
Das Druckbegrenzungsventil 3 kann auf einen konstanten Maximal druck eingestellt werden, bei dessen Erreichen es den Durchgang durch die
Leitung 2 schließt, es kann jedoch auch fahrzeuglastabhängig derart
gesteuert sein, daß es mit steigender Fahrzeugbelastung einen
steigenden Maximal druck in die Leitung 2 einzuspeisen erlaubt. Die Bremsregelventileinrichtung 4 ist in nicht dargestellter, üblicher
Weise manuell, indirekt mit einem Druckmedium oder elektrisch betätigbar, sie dient dem Einspeisen eines Bremsdruckes in einen
Bremsdruckleitungsabschnitt 5. Der Bremsdruckleitungsabschnitt 5 führt
zu einem Notbremsventil 6, welches nach dem Ausführungsbeispiel elektrisch schaltbar ist und welches im erregten Zustand seine
Betriebsstellung einnimmt, in welcher es den Bremsdruckleitungsabschnitt 5 mit einem Bremsdruck]eitungsabschnitt
verbindet, der zu den nichtdargestellten Bremszylindem führt. In
seiner BetriebsstelJung sperrt das Notbremsventil eine Notbremsleitung
8 ■
— ο —
von den Bremsdruckleitungsabschnitten 5 und 7 ab. Bei Entregen schaltet
das Notbremsventil 6 in seine Notbremsstellung um, in welcher es den
Bremsdruckleitungsabschnitt 5 absperrt und die Bremsleitung 8 mit dem
Bremsdruckleitungsabschnitt 7 verbindet; diese Notbremsste]lung ist in
5
Fig.3 dargestellt. Von der Leitung 2 zweigt stromabwärts des
gegebenenfalls vorgesehenen Druckbegrenzungsventils 3 eine Leitung 9
ab, welche durch eine relativ kleinquerschnittige Düse 10, der
Notbremsdüse, mit der Notbremsleitung 8 in Verbindung steht. Die
Hydraulikräume zu beiden Seiten der Düse 10, also die Leitung 9 und die
Notbremsleitung 8, stehen mit beidseitigen Endanschlüssen 11 und 12
eines Zylinders 13 in Verbindung. Im Zylinder 13 befindet sich ein
abgedichtet axialverschieblich geführter Kolben 14, der den Innenraum des Zylinders 13 in einen mit dem Endanschluß 1] verbundenen Raum 15
und einem mit dem Endanschluß verbundenen Raum 16 unterteilt. Im Raum
16 befindet sich eine den Kolben 14 in Verschieberichtung zum
hydraulikspeicherseitigen Endanschluß 11 hin belastende Feder 17.
Seitens des hydraulikspeicherseitigen Anschlusses 11 ist der Kolben 14
durch einen verstellbaren Anschlag abgefangen, dieser Anschlag kann
gemäß Fig.3 durch eine abgedichtet verschieblich an der Wandung des
" Zylinders 13 geführte Zylinderdeckel 18 ausgebildet sein, gegen welchen
einerseits der Kolben 14 unter der Kraft der Feder 17 anlegbar ist und welcher sich andererseits gegen einen einstellbar mit einem
Gewindeabschnitt des Zylinders 13 verschraubten Einstellring 19 abstützt.
· ·
Während des normalen Bremsbetriebes mit in Betriebsstellung
befindlichem Notbremsventil 6 und miteinander verbundenen Bremsdruckleitungsabschnitten 5 und 7 regelt die
Bremsregelventilseinrichtung 4 durch Abgabe entsprechender Bremsdrücke
die Bremsvorgänge des Fahrzeuges in üblicher Weise. Die Räume 15 und
sind mit Hydraulikmedium gefüllt, und in den Räumen 15 und 16 herrscht
gleich hoher Druck, die Feder 17 hält den Kolben 14 in Anlage am
Zylinderdeckel 18.
irfolgt eine Notbremsung, so schaltet das Notbremsventil 6 in seine
dargestellte Notbremsstellung und verbindet, wie bereits erwähnt, die Notbretnsleitung 8 mit dem Bremsdruckleitungsabschnitt 7 und damit mit
den Bremszylindern. Bei zuvor gelösten Bremsen sind die Bremszylinder
5
drucklos, aus dem Raum 16 und der Notbremsleitung 8 strömt daher rasch
Hydraulikmedium zu den Bremszylindern ab und im Raum 16 und der
Notbremsleitung 8 ergibt sich eine gewisse Druckabsenkung. Am Kolben
entsteht daher ein Differenzdruck, welcher den Kolben 14 gegen die
Feder 17 hin zu verschieben beginnt. Aus dem hydraulischen Speicher 1
10
strömt Druckmedium durch die Leitung 2, gegebenenfalls das
Druckbegrenzungsventil 3, die Leitung 9 und den Endanschluß 11 nahezu ungedrosselt und rasch in den sich vergrößernden Raum 15 ein, wodurch
der Kolben 14 weiter zum Endanschluß 12 hin verschoben wird. Aus dem sich durch die Kolbenbewegung verkleinernden Raum 16 wird Druckmedium
rasch durch die Notbremsleitung 8 und den Bremsdruckleitungsabschnitt
zu den Bremszylindern hin verdrängt und füllt die Bremszylinder rasch
bis zum Erreichen des Bremsenanlegens mit Hydraulikmedium; zu diesem
Zeitpunkt erreicht der Kolben 14 seine dem Endanschluß 12 benachbarte Endstellung und beendet seine Bewegung. Während dieser Vorgänge strömt
auch eine geringe Hydraulikmediummenge durch die Düse 10 in die
Notbremsleitung 8 ein. Es ist ersichtlich, daß zum Füllen der Bremszylinder bis zum Bremsenanlegen im Füllweg für die Bremszylinder
keine Drossel wirksam ist, dieser FüllVorgang bis zum Bremsenanlegen
daher sehr rasch erfolgt, wie es im Diagramm nach Fig.4 auch aus der
geringen Zeitspanne zwischen der Zeit 0 zu Beginn der Notbremsung und
dem Zeitpunkt A beim Erreichen des Bremsenanlegens ersichtlich ist.
Nach Erreichen des Bremsenanlegens bei in seiner dem Endanschluß 12 benachbarten Endstellung verharrenden Kolben 14 vermag weiteres
Hydraulikmedium aus dem hydraulischen Speicher 1 nur noch durch die
Düse 10 gedrosselt durch das in seiner Notbremsstellung verharrende
Notbremsventil 6 in die Bremszylinder einzuströmen und in den
Bremszylindern daher einen nur durch den Querschnitt der Düse 10
bestimmten, allmählichen Bremsdruckanstieg zu bewirken, wie er aus Fig.4 zwischen den Zeitpunkten A und B ersichtlich ist. Der
Bremsdruckgradient ist dabei derart gewählt, daß nur für die
"ahrzeuginsassen zumutbare Rucke und Stöße auftreten und daß auch
zwischen gekuppelten Fahrzeugen keine hohe Stoß- und Zugbeanspruchungen
durch verschiedene Bremsdruckentwicklungen auftreten. Der
Notbremsvorgang verläuft daher insgesamt ohne unzumutbar hohe Ruck- und
5
Stoßbelastungen für die Fahrzeuginsassen. Weiterhin ist aus Fig.4 ersichtlich, daß bis zum Erreichen des maximalen Bremsdruckes zum
Zeitpunkt B von Beginn der Notbremsung zum Zeitpunkt 0 an nur eine mäßige Zeitspanne vergeht, welche für Notbremsungen akzeptabel ist. Ein
Vergleich der Fig.l, 2 und 4 zeigt, daß die Hydraulikbremse die kurzen
Totzeiten 0 - A zwischen Beginn der Notbremsung zum Zeitpunkt 0 und Erreichen des Bremsenanlegens zum Zeitpunkt A gewährleistet, wie es nur
mittels sehr großer, kalibrierter Durchgänge der eingangs erwähnten Art möglich ist, daß daran anschließend jedoch ein sanfter Einbremsvorgang
erfolgt, wie er nur bei den eingangs ebenfalls erwähnten, kleinen
kalibrierten Durchgängen bisher erreichbar war.
Nach Erreichen des maximalen Bremsdruckes während Notbremsvorgängen
beginnt die Feder 17 den Kolben 14 in Richtung zum Endanschluß 11 hin zu bewegen, wobei Druckmedium aus dem Raum 15 durch die Düse 10 zum
Raum 16 hin verdrängt wird, der Kolben 14 gelangt dabei allmählich in
seine den Endanschluß 11 benachbarte Endstellung unter Anlage am
Zylinderdeckel 18. Zum nachfolgenden Bremsenlösen wird das
Notbremsventil 16 wieder in seine Betriebsstellung umgesteuert, woraufhin der Bremsdruck aus den Bremszylindern durch den
Bremsdruckleitungsabschnitt 5 und die Bremsregelventil einrichtung 4
wieder abgebaut wird.
Mittels des Einstel1 ringes 19 kann das Volumen des Raumes 16 bei am
Zylinderdeckel 18 anliegenden Kolben 14 derart justiert werden, daß der
Kolben 14 bei seiner Bewegung bis in seine dem Endanschluß 12
benachbarte Endlage ein zum Füllen der Bremszylinder bis zum Erreichen
des Bremsenanlegens gerade ausreichendes Hydraulikmedium-Volumen
verdrängt; da die Bremsen der Fahrzeuge üblicherweise mit
Bremsgestängesteller!! ausgerüstet sind, bleibt die Menge des zum Füllen
der Bremszylinder zum Erreichen des Bremsenanlegens erforderlichen
Hydraulikmediums unabhängig vom Verschleißzustand der Bremsen konstant,
so daß keine Justierung des Volumens des Raumes 16 an den
5
Bremsen-Verschleißzustand erforderlich ist, sondern eine einmalige
Einstellung genügt.
Kurzfassung
Kurzfassung
Die Hydraulikbremse für Fahrzeuge weist einen hydraulischen Speicher
(1), eine aus diesem gespeiste Bremsregelventil einrichtung (4) und
einen an diese über ein Notbremsventil (6) angeschlossenen
Bremsdruckleitungsabschnitt (7) zu den Bremszylindern auf. In der
Notbremsstellung des Notbremsventils (6) wird diese Verbindung unterbrochen und der Bremsdruckleitungsabschnitt (7) über eine Düse
(10) unmittelbar mit dem hydraulischen Speicher (1) verbunden. Die Düse
(10) ist von einem Zylinder (13) überbrückt, in welchem ein Kolben (14)
abgedichtet verschieblich ist. Eine Feder (17) belastet den Kolben (14)
in Verschieberichtung zum hydraulikspeicherseitigen Endanschluß (11)
des Zylinders (13). Während Notbremsungen verdrängt der Kolben (14)
anfänglich rasch aus dem bremszylinderseitigen Raum (16) des Zylinders
(13) eine zum Erreichen des Bremsenanlegens ausreichende Menge von Hydraulikmedium. Anschließend erfolgt ein gedämpfter Bremsdruckanstieg
durch Nachspeisen von Hydraulikmedium aus dem hydraulischen Speicher
(1) durch die Düse (10) in die Bremszylinder.
Die Hydraulikbremse gewährleistet bei Notbremsungen ein rasches Erreichen des Bremsenanlegens mit nachfolgend gedämpftem
Bremsdruckanstieg, so daß die durch Notbremsungen bedingten Stöße und
Rucke des Fahrzeuges auf zulässige Werte begrenzt werden.
Xnorr-Bremse GmbH München, 17.07.1984
Moosacher Straße 80 TP-ku
8000 München 40 unser Zeichen:
Text.Nr.: 0023P
Bezugszeichenliste
10 | A | Zeitpunkt |
B | Zeitpunkt | |
1 | Hydraulikspeicher | |
2 | Leitung | |
15 | 3 | Druckbegrenzungsventil |
4 | Bremsregelventileinrichtung | |
5 | Bremsdruckleitungsabschnitt | |
6 | Notbremsventil | |
7 | Bremsdruckleitungsabschnitt | |
20 | 8 | Notbrems leitung |
9 | Leitung | |
10 | Düse | |
11 | Endanschluß | |
12 | Endanschluß | |
25 | 13 | Zylinder |
14 | Kolben | |
15 | Raum | |
16 | Raum | |
17 | Feder | |
30 | 18 | ZyIinderdeckel |
19 | Einstellring |
- Leersei te -
Claims (4)
1. Hydraulikbremse für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit
einer aus einem hydraulischen Speicher (1) gespeisten
Bremsregel ventileinrichtung (4) zum Erstellen eines Bremszylindem
10
zuzuführenden Bremsdruckes, wobei zwischen die Bremsregelventileinrichtung (4) und die Bremszylinder ein
Notbremsventil (6) eingeordnet ist, welches in seiner Betriebsstellung
die Bremsregelventileinrichtung (4) mit den Bremszylindem verbindet
und in seiner Notbremsstellung diese Verbindung unterbricht und den
hydraulischen Speicher (1) über einen kalibrierten Durchgang an die
Bremszylinder anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung
vom hydraulischen Speicher (1) zum Notbremsventil (6) eine den
Bremsdruckgradienten auf stoß- und ruckbegrenztes Einbremsen begrenzende Düse (10) eingeschaltet ist, daß die Hydraulikräume
(Leitung 9, Notbremsleitung 8) zu beiden Seiten der Düse (10) mit
beidseitigen Endanschlüssen (11, 12) eines Zylinders (13) in Verbindung
stehen, und daß im Zylinder (13) ein Kolben (14) abgedichtet
verschieblich gelagert ist, der elastisch in Verschieberichtung zum hyldraulikspeicherseitigen Endanschluß (11) hin belastet ist.
2. Hydraulikbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kolben (14) von einer Feder (17) belastet ist.
3. Hydraulikbremse nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen
in die Hubbahn des Kolbens (14) ragenden, verstellbaren Anschlag.
4. Hydraulikbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
verstellbare Anschlag (Zylinderdeckel 18) die Hubbahn des Kolbens (14)
seitens des hydraulikspeicherseitigen Endanschlusses (11) begrenzt.
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DE19843427440 DE3427440A1 (de) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | Hydraulikbremse fuer fahrzeuge, insbesondere schienenfahrzeuge |
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DE19843427440 DE3427440A1 (de) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | Hydraulikbremse fuer fahrzeuge, insbesondere schienenfahrzeuge |
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ID=6241551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843427440 Withdrawn DE3427440A1 (de) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | Hydraulikbremse fuer fahrzeuge, insbesondere schienenfahrzeuge |
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US4592597A (en) | 1986-06-03 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KNORR-BREMSE AG, 8000 MUENCHEN, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |