DE361963C - Vom Wagengewicht beeinflusste Bremse fuer Eisenbahnwagen - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung hat ein System sowie Einrichtungen zum Bremsen zum Gegenstand, die insbesondere für Fahrzeuge aller Art, und zwar namentlich solche, die auf Schienen rollen, bestimmt sind. Die Einrichtung ist derartig ausgebildet, daß eine mit der Belastung dieser Fahrzeuge wechselnde Bremsung hervorgerufen wird.

Dieses System und die zugehörigen Einrichtungen haben insbesondere den Zweck, die Sicherheit und Wirksamkeit der Bremsung von Fahrzeugen im allgemeinen und diejenige von Güterwagen im besonderen zu verbessern.

Die Anwendung dieses Systems und dieser Einrichtungen gestattet, den Wirkungsgrad der gegenwärtig verwendeten Vorrichtungen auf ein Höchstmaß hinaufzusetzen.

Zur Erreichung dieses Ergebnisses schafft man auf die Bremsschuhe (und zwar auf alle Bremsschuhe aller Fahrzeuge oder nur auf diejenige einiger Fahrzeuge) wirkende Kräfte, die mit der Belastung wechseln. Die Änderung der Kräfte wird selbsttätig durch ein Organ hervorgerufen, welches derart angeordnet ist, daß es den Biegungsänderungen der Aufhängefedern des betreffenden Fahrzeuges unterworfen ist, die ihrerseits in Beziehung zur Belastung des Fahrzeuges stehen. Unter der Wirkung dieser Änderungen kann der Druck der Bremsschuhe auf die Räder konstant gehalten werden oder nach einem "angenommenen Gesetz sich ändern.

Dieses System und diese Vorrichtungen können außerdem derartig· angeordnet sein, daß alle Gegenwirkungen, und zwar auch diejenigen, die von den größten Bremskräften hervorgerufen werden, in keiner Weise auf die Aufhängefedern des Fahrzeuges wirken können, und daß die Verbindung zwischen der Achsbüchse und dem Organ der Kraftänderung nur zur Bewegungsübertragung dient.

In der nachfolgenden Beschreibung ist angenommen, daß es sich um eine mit Druckluft arbeitende Bremse handelt; es ist aber wohl zu beachten, daß die Bremse ebensogut durch Luftleere oder jede andere Bewegungskraft betätigt werden könnte. Auch ist die Erfindung in gleicher Weise anwendbar bei Bremsen, die nicht mit einem flüssigen oder gasförmigen Druckmittel arbeiten, wie z. B. auf mechanische, elektrische, elektromagnetische Bremsen u. dgl.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines Bremssystems gemäß der Erfindung veranschaulicht, das durch Druckluft betätigt wird.

Abb. ι zeigt eine Seitenansicht der Einrichtung teilweise im senkrechten Schnitt, wobei das Fahrzeug als leer angenommen ist. Abb. 2 ist «in senkrechter Schnitt durch einen. Dämpfer. Abb. 3 -zeigt einen Grundriß, welcher der Abb. 1 entspricht, mit dem Druckluftzylinder im Schnitt. Abb. 4 ist «ine Seitenansicht desselben Systems bei beladenem Fahrzeug.

Mit ι ist ein Bremszylinder bezeichnet, der zur Lieferung der bewegenden Kraft geladen

wird. Die Kolbenstange dieses Zylinders ist bei ο an das eine Ende eines Hebels 3 angelenkt. Der rückwärtige Boden des Zylinders ι trägt die feste Drehachse o¹ eines Hebels 2. Die Hebel 2 und 3 sind durch eine Verbindungsstange 50 miteinander vereinigt. Die Gelenkverbindungen der Hebel 2 und 3 mit der Stange 50 werden mit Hilfe von Achsen 16 und von Gleitstücken 7 hergestellt, die sich in Gleitbahnen oder Führungen a des Hebels 2 und 3 und a¹ der Stange 50 verschieben. Die Gleitbahnen der Hebel 2 und 3 sind in einem gewissen Grade schief zu denjenigen der Stange 50 angeordnet. Diese Schiefe hat den Zweck, den Weg des Kolbens des Bremszylinders konstant zu erhalten, unabhängig von der Änderung der Armlänge der Hebel 2 und 3. Die Verbindungsstangen 51 und 52, die entsprechend an den Enden der Hebel 2 und 3 angeordnet sind, haben die Bremskraft auf die Bremsklötze zu übertragen.

In der Querachse der Verbindungsstange 50 ist ein Organ angeordnet, welches die Änderung der Bremskraft hervorruft und in folgender Weise zusammengesetzt ist:

Zwei Lager 14, die gleichzeitig als Ansehläge dienen, sind mit Hilfe von Bolzen zwischen den beiden Lagerschilden befestigt, welche die Verbindungsstange 50 bilden. Eine Achse 9 geht quer durch die beiden Lager 14 hindurch, und auf dieser Achse sind zwei Stücke 6 aufgekeilt, die eine Doppelsteuerscheibe bilden. Diese Steuerscheibe von besonderer Profilierung, welche durch Reihen eingeschnittener Stufen gebildet wird, ist absolut unumkehrbar. Zwischen den- beiden Stücken der Steuerscheibe 6 und in Berührung mit den Stufen verschieben sich zwei Anschläge 5, die an Hebeln 4 durch Achsen 19 befestigt sind. Diese beiden Anschläge sind an den Enden eines Ouerstückes 56 ausgebildet, das mit sanfter Reibung auf der Achse 9 gleitet. Die Hebel 4 stehen mit ihren entgegengesetzten Enden unter Vermittlung eins Längsschlitzes a² in Eingriff mit den Achsen 16, die unter Vermittlung der Schieber 7 die Hebel 2 und 3 mit der Verbindungsstange 50 vereinigen. Die Hebel 4 besitzen je ein Loch b und die Verbindungsstange 50 auf jeder Seite ein entsprechendes Loch b¹. Diese Löcher kommen miteinander zur Deckung, wenn der Wagen leer ist. Will man aus irgendeinem Grunde das System nicht benutzen, so genügt es, zwei Bolzen in jene Löcher einzuführen und die Verbindungsstange 26 zu lösen, deren Aufgabe weiter unten beschrieben werden wird.

Die Hebel 2 und 3 tragen Anschläge 42

Po und 44, deren Aufgabe es ist, die Verbindungsstange 50 mit Hilfe ihrer ansteigenden Flächen 53 in einer bestimmten Lage zu halten. Eine Rückziehfeder 43, die am Ende der Anschläge 42 befestigt ist, und eine Rückziehfeder 45, die . an der Verbindungsstange 50 angreift, sind derart belastet, daß sie die ganze Vorrichtung nach jedesmaliger Lösung der Bremse in Berührung mit den Anschlägen 46 zurückführen.

Die Achse 9 trägt einen Hebel 10, der eine Gleitbahn c von bestimmter Krümmung besitzt und durch einen Zapfen 56 mit einem Balancier 11 verbunden ist. Der Balancier 11 bewegt sich um eine Achse 13, die mit Hilfe eines Trägers 12 an der Verbindungsstange 50 befestigt ist, der seinerseits durch Bolzen unter dieser Stange angeordnet ist. Die Kurbelstange 26 ist durch eine Achse 25 mit dem Balancier 11 und durch eine Achse 27 mit einem Hebel 28 verbunden, der zusammen mit einem Hebel 30 auf eine Welle 29 aufgekeilt ist, so daß diese beiden Hebel 28 und 30 einen bestimmten Winkel miteinander bilden. Das andere Ende des Hebels 30 ist durch eine Achse 55 mit einem Dämpfer 31 verbunden, der seinerseits mit der Achsbüchse 37 des Fahrzeuges durch eine Verbindungsstange 35 und eine Achse 38 verbunden ist.

Die festliegenden Punkte der oben beschriebenen Einrichtung sind am Wagenuntergestell befestigt. Aus dieser Anordnung folgt, daß bei jeder Vermehrung der Belastung der Abstand zwischen der Achse 29 und der Achse 38 vermindert wird infolge der Biegung, der Aufhängungsfedern, die unter der Wirkung der wachsenden Belastung stattfindet.

Die Abb. 4 veranschaulicht die ganze Einrichtung bei gelöster Bremse und vollständig beladenem Wagen. In dieser 'Stellung hat die Annäherung der Achse 29 an die Achse 38, welche aus der Biegung der Wagenfedern unter der Wirkung der Last sich ergibt, eine Drehung der Hebel 28, 30 um die Achse 29 bewirkt. Bei dieser Bewegung hat die Kurbelstange 26 den Balancier 11 um die Achse 13 gedreht und der Zapfen 56 hat seinerseits den Hebel 10 gedreht. Die Drehung des letzteren ist durch die Achse 9 auf die Steuerscheibe 6 übertragen worden, deren Stufen eine Ver-Schiebung der Anschläge S hervorgerufen haben; diese Verschiebung hat eine Drehung der Hebel 4 um die Achsen 15 zur Folge gehabt und dementsprechend eine Verschiebung der Achsen 16 gegen die Enden der Hebel 2 1J5 und 3, weiche die Bremsklötze betätigen. Das Ergebnis dieser Bewegung ist eine Vergrößerung des Verhältnisses der Arme der Hebel 2 und 3 gewesen.

Bei dieser Bewegung hat die Schiefe der Gleitbahnen α¹ im Verhältnis zu den Gleitbahnen α eine Annäherung der Hebel bewirkt,

wodurch der Spielraum der Bremsklötze vermindert wurde. Es ist hierbei zu beachten, daß die Steuerscheibe 6 die mittlere Stellung einnimmt, wenn der Wagen voll beladen und die Bremse gelöst ist; während der Fahrt bleibt so ein genügender Spielraum an den Bremsklötzen. Diese Anordnung macht die Verwendung der Vorrichtung möglich, ohne daß man den Weg des Kolbens des Bremszylinders zur Erhöhung der Bremskraft vergrößern müßte.

Der zweite Abschnitt der Kraftvermehrung •entspricht der Anlegung der Bremsen. Läßt man Druckluft in den Zylinder ι ein, so nimmt der Kolben den Hebel 3, der sich um seine Achse 16 dreht, mit und verschiebt die Verbindungsstange 51 nach links bis zu dem Augenblick, wo die Bremsklötze mit den Rädern in Berührung sind. Da die Bremsklotze in diesem Augenblick die Rolle von festen Punkten spielen, so erfolgt, wenn der Kolben seinen Weg fortsetzt, eine Verschiebung der Verbindungsstange 50 und der damit zusammenhängenden Teile. Die Achse 13, die mit der Stange 50 fest verbunden ist, verschiebt sich um ein bestimmtes Stück; da die Achse 25 fest geworden ist, so ergibt sich daraus eine entsprechende Bewegung des Balanciers 11 um die Achse 13; diese Bewegung überträgt sich mittels des Zapfens 56 auf den Hebel 10; die besondere Krümmung der Gleitbahn c des 'Hebels 10 bewirkt in diesem Moment dann eine neue Drehbewegung der Steuerscheibe 6. Bei dieser Bewegung nehmen Stufen abweichender Höhe die Anschläge 5 mit, was eine Drehung der Hebel 4 um die Achsen 15 zur Folge hat; das andere Ende der Hebel 4 bewirkt so die Endverschiebung der Achsen 16. Auf diese Weise wird die zweite Stufe der Änderung der Verhältnisse der Hebelarme der Hebel 2 und 3 verwirklicht.

Diese zweite Stufe hat als wichtiges Ergebnis eine Annäherung der iVerbindungsstangen 51 und 52 infolge der Schiefe der Gleitbahnen α der Hebel 2 und 3 im Verhältnis zu den Gleitbahnen a¹ der Verbindungsstange 50; diese Anordnung ermöglicht, erhebliche Änderungen der Bremskräfte zu erhalten, indem man trotzdem den Weg des Bremszylinders praktisch konstant erhält.

Die Lösung der Bremsen geschieht wie unter gewöhnlichen Verhältnissen, wenn man die Wirkung der Druckluft aufhören läßt; die Hebel nehmen dann ihre entsprechende Lage wieder ein und bei dieser der Bremsbewegung entgegengesetzten Bewegung verursacht die Achse 13, indem sie ihre ursprüngliche Stellung wieder einnimmt, die Schwingung der Balanciers 11 um die Achse 25. Bei dieser Bewegung wird der Hebel 10 in seine vorhergehende Stellung zurückgeführt, die Steuerscheibe 6 kommt gleichfalls in ihre erste Stellung, wobei sie das System der Anschläge 5, der Hebel 4 und der Achsen 16 wieder in die in den Abb. 1 und 3 oder in Abb. 4 veranschaulichte Stellung zurückführt.

Der Dämpfer 31 dient zur Übertragung der durch die Biegung der Wagenfedern verursachten Bewegungen auf die Kolbenstange 26 unter Vermittlung der Hebel 30 und 28. Er besitzt eine Feder 37 (Abb. 2), deren Anfangsspannung genügend ist, um die passiven Widerstände des Systems (bei vollständig gelöster Bremse) zu überwinden. Wenn bei einer Verlangsamung in der Bewegung des Zuges, d. h. bei schwacher Anziehung der Bremsen, der Wagen über Schienenverbindungen hinweggeht,· so wirkt die Achse auf die Wagenfedern, und es ergibt sich daraus ein Bestreben zur \^rerschiebung des Punktes 42. Da nun die Steuerscheibe 6 absolut unumkehrbar ist, so würde es unmöglich sein, daß diese Bewegung absorbiert wird. In diesem Augenblick absorbiert die Feder 37 die sukzessiven Wirkungen.

Zwei andere Fälle können eintreten:

1. Zur Zeit der Beladung eines Wagens seien die Bremsen angezogen. Da die Feder 37 eine genügende Kraft besitzt, so wird sie jede Bewegung absorbieren. Wird dann die Bremse gelöst, so werden alle Teile ihre entsprechende Stellung einnehmen.

2. Bei Entladung eines Wagens mit angezogenen Bremsen ergibt sich die gleiche Beobachtung.

Die oben beschriebene Einrichtung stellt ein System von Hebeln dar, das dazu bestimmt ist, die Bremskraft zu ändern, obgleich die motorische Kraft für die Anlegung der Bremsen konstant bleibt, und diese Änderung zu bewirken mit Hilfe der Last oder allgemeiner durch eine von der motorischen Kraft unabhängige Hilfskraft, die durch Vermittlung der unumkehrbaren, oben beschriebenen gestuften Steuerscheibe wirkt.

Immerhin kann das gleiche System auch mit¹ einer umkehrbaren Steuerscheibe benutzt werden, welche der Widerstandskraft gestattet, auf die Hilfskraft zu wirken.

Die Anwendung für den besonderen Fall eines für Luftdruckbremsen bestimmten Bremsgestänges ist als Beispiel gegeben worden; es ist aber zu beachten, daß die Erfindung sich nicht nur auch auf die Anwendung für andere Typen von Bremsgestängen bezieht, die e,in beliebiges Fluidum oder jede andere mechanische, elektrische, magnetische oder sonstige Kraft zur Bewegung der Bremsen benutzen, sondern daß sie sich auch auf irgendwelche andere Anwendung bei irgendeiner Kraftübertragungseinrichtung bezieht.

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Die nicht umkehrbare, gestufte Steuerscheibe kann von der oben beschriebenen abweichen. Die als Beispiel gegebene Anordnung der Stufen, ihre Zahl, ihre Größenverhältnisse und ihre Aufeinanderfolge können je nach dem zu erreichenden Zweck wechseln. Die Unumkehrbarkeit ergibt sich daraus, daß die Richtung der Verschiebung des durch die Steuerscheibe bewegten Teiles senkrecht zur

ίο Ebene der Stufen dieses letzteren ist; diese Eigentümlichkeit unterdrückt tatsächlich jece tangentielle Komponente, die dem beweglichen Teil gestatten würde, seinerseits eine Bewegung der Steuerscheibe hervorzurufen.

Diese Art von Steuerscheiben kann bei jeder Bewegungsübertragung irgendwelcher Art angewandt werden, insbesondere zur Verschiebung des Drehpunktes eines Hebels.

Eine wichtige Eigentümlichkeit der Erfindung besteht auch in der verschiedenen Lagerung der Achsen der Gleitbahnen α und a¹, die in zwei oder mehreren Hebeln eines Bremsgestänges an deren Kreuzungspunkt angebracht sind, zum Zwecke, die Verschiebung des Punktes der Anwendung der Widerstandskraft oder des Stützpunktes zu ändern, wenn die Drehachse, welche diese beiden Hebel verbindet, sich in den Gleitbahnen verschiebt.

Claims (7)

Patent-Ansprüche:

1. Vom Wagengewicht beeinflußte Bremse für Eisenbahnwagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehpunkte der Hebel, die einerseits der Bewegungskraft für die Bremsen unterworfen sind und anderseits die Stangen der Bremsklötze betätigen, in der Längsrichtung dieser Hebel unter dem Einfluß der sich durch die Last des Wagens ändernden Biegung der Aufhängungsfedern verschiebbar sind, in solcher Weise, daß für eine gegebene Antriebskraft für die Bremsen die Anziehung der Bremsklötze um so größter ist, je stärker das Fahrzeug beladen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch i¹, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehpunkte (16) der beiden Hebel (3, 2) gleichzeitig in Gleitbahnen (α) dieser Hebel und in Gleitbahnen (α¹) einer Verbindungsstange (50) gleiten und durch Hebel (4) verschoben werden, die an jene Verbindungsstange angelenkt sind, und durch eine ebenfalls auf dieser angeordnete Steuerscheibe (6) betätigt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstange (50) in ihrer Längsrichtung beweglich ist und durch eine Feder (45) gegen fest am Wagenuntergestell angeordnete Anschläge (46) gezogen wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verschiebung der Drehpunkte (16) bewirkende Steuerscheibe (6) aus zwei Platten zusammengesetzt ist, die stufenförmige seitliche Absätze besitzt, zwischen denen Anschläge (5) geführt sind, welche an Hebeln (4) angelenkt sind, wobei jene Stufen der Steuerscheibe die Wirkung haben, den Mechanismus unumkehrbar zu machen, d. h, zu vermeiden, daß die Bremsen auf die Wagenfedern zurückwirken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbahnen (β und α¹) in den Hebeln (2 und 3) und in der Verbindungsstange (50) solche Richtungen besitzen, daß die Verschiebung der Drehpunkte (16) in diesen Gleitbahnen die genannten Hebel zwingt, sich zu drehen und dabei die Bremsklötze der Räder in dem Maße zu nähern, wie das Verhältnis zwischen den bewegenden und den widerstehenden Armen der Hebel wächst.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Steuerscheibe (6) mittels eines Balanciers (11) bewirkt wird, der um eine von der Verbindungsstange (50) getragene Achse (13) schwingt,- wobei das eine Ende dieses Balanciers (11) durch die Relativverschiebungen einer Achse im Verhältnis zum Wagenuntergestell beeinflußt wird und sein entgegengesetztes Ende durch einen Zapfen (56) mit der Gleitbahn (c) geeigneter Form eines Hebels (10) in Eingriff steht, der mit der Steuerscheibe (6) verbunden ist, zum Zwecke, entsprechende Drehungen der Steuerscheibe unter dem Einfluß der Last des Wagens einerseits und der Längsverschiebung· der Verbindungsstange (50) unter der Wirkung der bewegenden Kraft der Bremse anderseits hervorzurufen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 6, gekennzeichnet .durch einen gekrümmten Hebel (28, 30), dessen Achse (29) vom Wagenuntergestell getragen wird und der einerseits durch eine Kurbel- uq stange (26) mit dem Balancier (11) und anderseits durch einen elastischen Dämpfer (31,35) mit einer Achsbuchse des Fahrzeuges verbunden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.