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Steuerung für Bremsen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
eine Steuerung für Bremsen aller Art, welche auf der Verwendung eines Zahnrädergetriebes
beruht, -das derart angeordnet ist, d!aß eines der Zahnräder -in einer bestimmten
Stellung zur Ruhe kommen kann, trotzdem die andern Räder ihre Drehung beibehalten.
Das Anhalten dieses Rades, beispielsweise nm Sinne des Anziehens der Bremse, wird
dadurch erreicht, daß ein Teil seiner Verzahnung fortgelassen ist, so daß also das
Rad als Zahnsektor angesehen werden kann. Im umgekehrten Sinne, d. h.' beim Lösen
der Bremse bewirkt eine Sperrklinke den erneuten Eingriff der Verzahnung und eine
feste Verbindung mit den übrigen Rädern des Getriebes.
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Zufolge -der Anwendung fester Anschläge ist der Winkel, den das Rad
mit der Teilverzahnung macht, stets konstant und begrenzt also beim Lösen den Weg
der Arbeitswelle.
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Diese Vorrichtung läßt sich auf Steuerungen für Bremsen aller Art
sowohl an Fahrzeugen wie auch Kranen, Winden usw. anwenden, bei denen beim Lösen
der Bremsen ein konstantes Spiel zwischen den Bremsorganen (Schuh oder Bremsband
für eine Scheibe, Räder oder Trommel, Füße auf Schienen usw.) und dem zu bremsenden
Organ zu begrenzen ist, unabhängig von der Abnutzung, welche durch die voraufgegangene
Bremsung eingetreten ist.
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Anderseits ermöglicht ihm der konstante Winkel, welchen das Rad mit
der Teilverzahnung beschreibt, vom Anfang der Bremsung bis zum Moment; wo es die
Verzahnung des Antriebsrades verläßt, ein Organ - zu
steuern (Exzenter,
Daumen, Scheibe, Schrauben usw.) zum Zweck, einen gewissen Weg zu absorbieren, um
zu einer schnelleren Bremsung zu verhelfen.
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Bei den Eisenbahn- und Straßenbahnfahrzeugen werden die Bremsen im
allgemeinen mittels einer Handkurbel oder eines Handrades betätigt, auf deren Welle
sich die Zugkette der Steuerung aufwickelt, oder durch eine Schraube, auf welcher
sich eine Mutter verschiebt.
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Diese Anordnungen sind derart, daß die Beziehungen zwischen der Arbeitskraft
und der resultierenden Kraft auf die Bremsschuhe stets konstant ist, und daß die
von den Rädern zurückgezogenen Bremsschuhe im Augenblick, wo man sie anzuziehen
beginnt, sich den Rädern mit einer Geschwindigkeit nähern, die stets proportional
zur Zahl der Umdrehungen ist, welche durch das Handrad oder die Kurbel in einer
bestimmten Zeit ausgeführt erden.
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Indessen sind diese Schuhe in der Lösestellung keiner Einwirkung unterworfen,
sondern erst von dem Augenblick an, wo sie mit den Rädern in Berührung treten.
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Der Bedienungsmann braucht also beim Beginn des Bremsens nur sehr
geringe Kraft anzuwenden, aber nach mehreren Umdrehungen der Handkurbel wird eine
viel größere Kraftanstrengung erforderlich, wodurch die Anwendung der Handbremse
bei der Straßenbahn oder einem andern Fahrzeuge ein nicht geend schnelles Halten
bewirkt. e vorliegende Erfindung bezweckt nun unter Überwindung dieser Übelstände
folgendes: i. die Bremsschuhe schnell', zu nähern und von denn Augenblick an, wo
sie in Berührung treten, sie mit einem Maximaldruck gegenpressen zu lassen, 2. beständig
und auf eine stets genaue Weise das Spiel bei der Lösung zu begrenzen, von wo .aus
eine selbsttätige Regelung bis zur vollständigen Abnutzung der Bremsschuhe erfolgt.
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Auf den beiliegenden Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen des
Erfindungsgegenstandes beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen die Abb.
i und 2 wesentliche Organe der Vorrichtung .in Seitenansicht und Oberansicht, Abb.
3 und q. die gleichen Ansichten, aber bei Anwendung von Innenverzahnung.
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Abb. 5 veranschaulicht einen Schnitt durch die entsprechenden Organe
eines Kegelräd ergetriebes und Abb. 6 Ansicht und, Schnitt einer Vorrichtung mit
Zahnstangengetriebe.
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Abb.7 veranschaulicht eine Seitenansicht einer- Ausführungsfornn mit
einem Exzenter. Abb. 8 ist ein wagerechter Schnitt nach Linie 8-8 der Abb. 7 bei
in Lösestellung befindlichen Teilen und Abb. 9 eine entsprechende Ansicht mit in
Bremsstellung befindlichen Teilen nebst scheinatiscber Angabe der konstanten Wege.
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Abb. io zeigt eine Seitenansicht und Abb. i i die Oberansicht einer
weiteren Ausführungsform mit einer Exzenterscheibe und einer Kulisse.
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Abb. 12 zeigt eine Seitenansicht und Abb. 13 die zugehörige Oberansicht
einer weiteren Ausführungsform mit einem Schwingbügel.
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Abb. 14 ist eine Seitenansicht, bei welcher ein Bügel- längs auf der
Arbeitswelle gleitet. Abb. 15 ist ein zugehöriger Schnitt nach Linie 15-i5, Abb.
16 eine Seitenansicht der gleichen Vorrichtung mit einer abgeänderten Ausführungsform
des Klinkenwerkes, während Abb. 17 einen wagerechten Schnitt nach Linie 17-17 der
Abb. 16 zeigt bei in Lösestellung befindlichen Bremsorganen, und Abb. 18 einen ähnlichen
Schnitt mit. in Bremsstellung befindlichen Organen.
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Abb. i9, 2o und 21 sind teilweise Ansichten verschiedener Anwendungsart
der von eii-iezn Arbeitszylinder aus betätigten Vorrichtung. Abb. 22 bis z5 sind
dagegen schematische Darstellungen mit verschiedener Anordnung der Steuerung.
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Abb.26 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer entsprechend
der- Erfindung eingerichteten Bremse eines Kraftfahrzeuges und Abb. 27 die zugehörige
Oberansicht.
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Die verschiedenen auf den Zeichnungen veranschaulichten Vorrichtungen
können natürlich hinsichtlich der Konstruktion Abweichungen aufweisen, sie basieren
aber alle auf den eigenartigen, in den Abb. i bis 6 veranschaulichten Anordnungen.
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Die Abb. i und 2 veranschaulichen eine Ausführungsform der .Erfindung
unter Verwendung zylindrischer Zahnräder .mit geraden Zähnen. Hierbei überträgt
das auf der Antriebswelle 31 aufgekete Zahnrad 3o die Bewegung auf die nebeneinandersitzenden
Zahnräder 32 und 33, von denen das erstere auf der Welle 34 festglekeif ist, dagegen
das letztere auf ihr lose läuft. Die Verzahnung des losen Rades 33 weist eine Unterbrechung
auf, so daß es zu gegebenem Zeitpunkt in Stillstand versetzt wind. An dem Rade 32
ist -ein Sperrstift 35 vorgesehen, welcher, indem er finit einer festen Verzarmung
36 des andern Rades 33 in Eingriff kommt, wieder ein Zusammenarbeiten der Zähne
der beiden Räder 32 und 33 vermittelt. Die Verzahnungen der
beiden
Räder 30 und 32 bleiben jedoch stets miteinander in Eingriff. Die Steuerung
kann sowohl durch die Welle 3 1 als auch durch die Welle 34. erfolgen und
dementsprechend muß die Klinkeneinrichtung angeordnet sein.
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Die Abb. 3, 4, 5 und 6 zeigen abgeänderte Ausführungsformen d`er gleichen
Einrichtung, bei welchen das eine der Zahnräder ein Rad mit Innenverzahnung 37 (Abh.
3 und 4)_ bzw. ein Kegelrad 38 (Abb. 5) oder eine Zahnstange 39 (Abb. 6)
darstellt.
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Die Abb.7 zeigt eine Ausführungsform einer Kettenbremssteuerung, bei
welcher das Rad mit Teilverzahnung 33 fest an ein von ihm gesteuertes Exzenter 4o
angeschlossen ist, über welches die Kette der Bremse läuft, bevor sie sich auf die
Welle 3 1 aufrollt. Die Verschiebung des Exzenters 4o hat den Zweck, beim
Bremsen (Abh. 9) eine gewisse Kettenlänge aufzunehmen, die zu derjenigen hinzukommt,
welche gleichzeitig auf die Welle 31 aufgerollt wird, die ihrerseits nach denn Stilllstand
des Exzenters 40 in ihrer Drehung unter der -Einwirkung der -Räder 32 und 33 fortfährt
und so die Maximalanspannung erzeugt. Beim Lösen bedingt die umgekehrte Verschiebung
des Exzenters die stets kpnstante Lösestellung, umabhängig von der auf der Welle
3'i aufgewickelten Kettenlänge. Die Anschläge 41 und 42 begrenzen die Größe der
Verdrehung des Exzenters in dem einen wie dem andern Sinne. Die in den Abh. io und
i i veranschaulichte Ausführungsform zeigt die Anwendung eines Daumens 43, welcher,
indem er auf eine Laufrolle 44 einwirkt, ein Lagerstück 45 längs verschiebt, das
-dabei in einem festen Bügel 47 gleitet und eine Scheibe 48' mitnimmt, über welche
die Kette geführt ist. Bei dieser Anordnung ist das Rad mit 'Peilverzahnung- in
fester Verbindung mit denn Daumen 43 der Welle 34, und die Verbindung der Aufwickelbewegung
der Kette beim Anziehen der Bremse ergibt sich durch die Zwischenschaltung des Rades
32, dessen Nabe die Aufwickeltronnmel der Kette bildet.
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Die in den Abb. i2 und i3 dargestellte Ausführungsform ist eine ähnliche
Zahnräderart; indes wird in diesem Falle das Spiet durch die Verdrehung der Welle
34 absorbiert, und die beiden in einem Bügel 49 angeordneten Zahnräder 32 und 33.
drehen sieh um die Antriebswelle 3 i unter Steuerung durch den Daumen 43. Dieser
Diaurnen legt sich während der Drehung gegen eine feste ebene Fläche 5,0 oder auch
gegen eine Rolle.
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Die in Abb. 14 veranschaulichte Anordnung zeigt die Verwendung einer
Schraubenspindel als antreibendes Organ, auf welcher eine Mutter 52 sitzt, die mit
den Brems-0rganetiri Verbindung steht. Die lotrechte Verschiebung der Schraube 5
i und der Mutter 52 erfolgt durch Vermittlung einer Platte 53 in Schneckenform,
die vom Rade der Teilverzahnung 33 beeinflußt wird, während die Mutter 52 in ihrer
Verschiebung auf der Antriebsschraube unter Einwirkung des Rades 32 fortfahren kann.
Anstatt eines direkten Antriebes der Schraubenspindel 51 kann derselbe auch unter
Vermittlung des Rades 3o erfolgen.
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Man kann das gleiche Resultat wie durch die Anordnung der übereinanderangeordneten
Zahnräder gemäß Abb. r bis 6 erzielen, wenn man die letzteren durch die in Abb.
16 his i8 dargestellte Anordnung ersetzt. Die Räder 32, 33 der Abb. i, 2 sind hier
ersetzt durch ein einziges Zahnrad 33 mit nur teilweise vorgesehener Zahnung, wobei
der eine Zahn 54 klinkenartig angelenkt ist und in einer Ausnehmung des Radkörpers
33 Aufnahme findet. . Durch eine Feder 54' wird dieser Zahn 54 mit seiner Hinterseite
gegen die Nabe des Radkörpers ängepreßt.
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Bei der in Abb. 17 gezeigten Lage befindet sich das Zahnrad 33 am
Ende der Lösebewegung, wobei die von ihm betätigte Welle 34 durch ein zweckentsprechendes
Organ, wie etwa einen Anschlag 42 gemäß der Abb. 9 unbeweglich gemacht wird. In
dieser Lage befinden sich die Zahnräder 30, 33 im Eingriff miteinander. Wird ein
in Abb. 17, 18 strichpunktiert gezeichneter Hebel im Sinne des Pfeiles, welcher
dem Anziehen entspricht, betätigt, so wird -dias Zahnrad) 33 mitgenommen, bis die
Zähne der Zahnung 3o auf die Zahnklinke 54 aufgleiten. Bei der entgegengesetzt gerichteten
Betätigung für das Lösen wird der bewegliche Zahn 54 gehoben und das Zahnrad 33
in die Lage nach Abh. 17 zurückgebracht. Die gleichen Einrichtungen können
auch durch einen Bremszylinder gesteuert werden, der mittels Druckluft betrieben
wird.
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Die Abb. ig, Zo und 21 sind abgeänderte Ausführungsformen mit einfacher
oderschneller Wirkungsweise, wobei jedoch in beiden Fällen die Abrollänge der Kette
begrenzt ist.
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Bei der in Abb. i9 veranschaulichten Ausführungsform wird die Vorrichtung
einfach zur selbsttätigen Erneuerung der Wirkung angewendet, die bei dem Organ einer
mittels Luftbreim-se erfolgenden Steuerung eintritt. Bei dieser Anordnung überträgt
sich die Wirkung des Kolbens mittels eines mit Klinke ,5.5 ausgestatteten,
auf der Welle 31 lose sitzenden Hebels 72 lediglich beim Anziehen auf das Raids
3o, mit welchem das mit Teilverzahnung ausgestattete Rad 33. kämmt, wobei die Räder
33, 3o in der Weise wie in Abb. 17, 18 gezeigt, ausgebildet sind. Auf
der
Achse 3 i des Rades 30 ist ferner der Hebel 73 aufgekeilt, der durch die
Lenkstange 74 das Rad 30 in die Löselage bringt. Die Anschläge 41 und 42
begrenzen dabei den Lauf des Rades 33.
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In den Abb.2o und 21 gelangt -die Vorrichtung in Verbindung mit einer
Luftbremse zur Anwendung sowohl zugleich für die selbsttätige Erneuerung des Arbeitsspieles
wie für eine schnelle Bremswirkung.
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Bei der Vorrichtung gemäß Abb. 2o wirkt der Kolben analog wie in Abb,
ig auf,das Rad 3o ein. Das mit Teilverzahnung ausgestattete Rad 33 nimmt den Daumen
75 mit, welcher den Hebel76 zu beeinflussen vermag, der in seinem freien Ende eine
Scheibe 77 drehbar hält, über welche die Kette oder das Kabel der Bremse geleitet
ist.
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Bei der Vorrichtung nach Abb. 2-T wirkt der Hebel 72. der durch den
Kolben betätigt wird, mittels der Sperrklinke 55 auf .ein Sperrrad 78 ein, das mit
einem Innenzahnkranz 79
ausgestattet ist, mit welchem ein Rad 8o einer Scheibe
in Eingriff steht, um welche das Bremskabel herumgeführt ist und deren Achse von
einem Hebel 8:2 getragen wird, der lose auf der Welle 8 1 des Sperrades 78
sitzt. Die Welle 8i ist fest angeordnet und` trägt ein mit Teilverzahnung ausgestattetes
Rad 33 entsprechend aufgekeilt. Sobald das Sperrad 78 sich im Sinne des Pfeiles
unter der Einwirkung des Luftkolbens vorwärts bewegt, nimmt die Verzahnung
79 das Zahnrad 8o mit, das, indem es gleichzeitig sich auf dem festen Rad
33 abrollt, als Schließkeil wirkt, um die Winkelverstellungen der beiden Räder in
Übereinstimmung zu bringen. Sobald die Achse 83 mit dem Anschlag 42 in Berührung
nekornmen ist, gelangt das Rad 8o in Drehung und beschließt -das Aufrollen des Kabels.
Zu gleicher Zeit kommt das Rad' 8o außer Ein-.2riff mit dem Rade 33, was trotzdem
dem Zahnkranz 79 ermöglicht, seine Einwirkung auf das Rad 8o fortzusetzen,
um die Größe bzw. Länge der Aufwicklung des Kabels zu bestimmen.
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Die Anwendung dieser Einrichtung auf dem Luftbrernszylinder kann in
gleicher Weise mit einer Schraubeneinrichtung erfolgen, deren Anordnung sich aus
der Abb. ii ergibt, in welchem Falle der Bremsiz_vlinder unmittelbar auf die Schraube
unter Vermittlung eines Hebels 72 einwirkt, welcher mit einer Sperrklinke 55 versehen
ist, wie dies die Abb. ig, 2o und 2i zeigen.
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Der Zweck der Sperrklinke 55 besteht darin, dem Kolben zu ermöglichen,
stets wieder bis zum Boden des Zylinders zurückzukehren, unabhängig von der Abnutzung
der Bremsschuhe.
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Diese letztere Bedingung ist erforderlich, um den gesamten Weg des
Kolbens auszunutzen, falls die Regelung durch eine Handbremse auf eine Steuerung
mit einem zentralen Balancier erfolgt, wie flies in Abb. 22 veranschaulicht ist.
Man fügt an den Kolben ein gezahntes Ansatzstück 57 an, mit welchem eine entsprechende
Verzahnung des Bügels 56, welcher an denn Schwinghebel 58 befestigt ist, imEingriff
steht, während an dem Schwinghebel 58 einerseits die Zugstange für die Bremse und
anderseits die Steuerstangen 6o, welche von den Handkurbeln aus betätigt werden,
angeschlossen sind. Der Abstand zwischen dem Hebel 58 und denn Ende des Bügels
56 entspricht der normalen Bremslänge. Die Neigung der Verzahnungen 57, 56 ist derart,
daß bei der fortschreitenden Abnutzung der Bremsschuhe, durch welche der Hebel 58
veranlaßt wird, sich um einen entsprechenden Weg zu verstellen, das AnsatzstÜck
57 bzw. die Kolbenstange ihre ursprüngliche Lage dadurch wieder einnehmen kann,
daß sie sich nach rückwärts um einen oder mehrere Zähne von dem Bügel
56 ausklinkt, welcher durch sein Eigengewicht in die neue Eingriffslage mit
dem Ansatzstück niederfällt. Die Abb. 23 zeigt, daß diese Einrichtung auch unmittelbar
an eine Handbremsstange angeschlossen oder auch dazu benutzt werden kann, um als
Anschlag zwischen den Teilen einer Steuerung zu dienen und die Einwirkungen auf
das Brernszugorgan zur Sei?te der Steuerung zu-vermeiden.
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In dieser Abbildung ist eine Art der Regelung der Luftbremse 6i zur
Betätigung der Handbremse angegeben.
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Die Abl}. 2q. veranschaulicht eine gewöhnliche Steuerung, die durch
eine Handsteuereinrichtung gemäß der Erfindung betätigt wird.
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Die Abb. 25 zeigt die Regelung einer Einrichtung mit einer L=uftbremse
für Anhängewagen oder Wagen, die finit einer Handbremse nebst Schraubenspindel 62
versehen sind, mit welcher die schnell' wirkende Steuervorrichtung gemäß Abb. 1q,
verbunden ist.
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Die Vorteile dieser Steuervorrichtung sind folgende: Bei Eisen- oder
Straßenbahnwaren kann ein einzelner Apparat dicht am Luftzylinder angeordnet sein
oder mit diesem auf jedem Wägen ein Ganzes bilden. Demzufolge werden die Bremsschuhe
aller Wagen sich stets in gleichen Entfernungen von den Rädern befinden, und die
Wirkung kommt bei allen Rädern des Zuges gleichmäßig zur Geltung. , Anderseits kann
bei gegebener schneller Annäherung der Bremsschuhe der Weg des Kolbens, sein Querschnitt
oder auch der Luftdruck vermindert werden, wodurch eine ent
sprechende
Ersparnis im Verbrauche des Druckmittels möglich wird.
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Bei Straßenbahnwagen ermöglicht der als Handbremse eingerichtete Apparat,
die Steuerung und den Kolbenweg der Luftbremse zu regeln.
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Bei schienenlosen Fahrzeugen, insbesondere den Kraftomnibussen und
schweren Lastwagen, bei denen die Bremsung auf Tromineln oder Scheiben der Hinterräder
.erfolgt, können die Bremsschuhe oder die Bandbremse durch Zwischenschaltung eines
der oben beschriebenen Apparate betätigt werden. In diesem Falle der Anwendung von
Einrichtungen nach den Abb. 26 und 27 ist der Weg des Pedales 63 stets konstant,
und man erlangt eine Maximalwirkung bei kleinstem Weg: Bei der Ausführungsfarm nach
Abb. 26 ist der Pedalhebel 63 auf die Achse 3 i des gewöhnlichen Rades
30 aufgekeilt, welches sich frei auf jener drehen kann und mit dem Hebel
63 durch die Hülsenkupplung 64 unter Einwirkung der Druckschraubenfeder 65 kuppelbar
ist. Die Achse 31 sitzt lose in ihren Lagern, während ein Hebel 66 einerseits
eine Scheibe 67 trägt, über welche das Bremskabel oder -seil' 68 läuft, und anderseits
eine Laufrolle 69 hält, die gegen einen festen Daumen 70 auf der Achse 34
des mit Teilverzahnung versehenen Rades 33 wirkt. Dieser Daumen 7o besitzt eine
mit der Laufrolle 69 zusammenwirkende, bogenförmige Umfläche und eine sich anschließende
Verlängerung zur Begrenzung des Rückganges des Daumens. Das Rad 32 ist fest mit
der Scheibe q:6 verbunden, über welche das Kabel oder Seil 68 läuft. Eine
Feder 71 ist bestrebt, den Hebel 63 stets wieder in seine Anfangsstellung
zurückzuführen.
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Wird der Pedalhebe163 gesenkt, so wirkt die Kupplung 64 auf das gewöhnliche
Rad 30 ein, um gleichzeitig die Räder 32 und 33 mitzunehmen, derart, daß der vom
R.ade 33 betätigte Daumen 70 auf die Laufrolle 69 und die Scheibe 67 einwirkt,
um die -schnelle Verschiebung des Kabelts .oder Seiles zu ermöglichen. Sobald der
Daumen 70 steht, stützt er die Laufrolle 69 mit denn: Kreisbogenstück seines
Umfanges ab., während das Rad 32 unter der Einwirkung des Rades 30 fortfährt,
sich zu drehen, und, dabei .das Kabel oder Sen168 zwecks Anziehens der Bremse aufwickelt.
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Beim Rückgang des Pedales erfolgt das Lösen der Bremse stets um einen
konstanten Betrag. Wenn eine Abnutzung oder ein Spannungsnachlaß in den Bremsorganen
eingetreten ist, so erfolgt der Ausgleich selbsttätig durch die Kupplung 6q., wobei
das Pedal seinen Rückgang nach dem Anhalten des Daumens vollendet.
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Der Pedalhebel63 kann gleichzeitig auch zur Steuerung der Ein- und
Ausrückung des Motors dienen, während die selbsttätige Regelung der Bremse unabhängig
von der Stellung dieses Pedals erfolgt.