DE601350C

DE601350C - Bremseinrichtung

Info

Publication number: DE601350C
Application number: DEL77851D
Authority: DE
Original assignee: M H LOUGHRIDGE
Current assignee: M H LOUGHRIDGE
Priority date: 1931-03-17
Filing date: 1931-03-17
Publication date: 1934-08-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Bremseinrichtungen für Vorrichtungen mit Kraftantrieb, wie Eisenbahntriebfahrzeuge, Kraftfahrzeuge, Aufzüge O. dgl., und zwar auf solche Bremseinrichtungen, bei denen die auf den getriebenen Teil einwirkende Bremse durch den Geschwindigkeitsunterschied zwischen treibendem und getriebenem Teil betätigt wird.

Es ist schon vorgeschlagen worden, die Last des Fahrzeugs zur Bremsung zu benutzen bzw. die Bremskraft so durch die Last des Fahrzeugs zu steuern, daß der Druck an den Bremsbacken mit der Last veränderlich ist. Hierbei wirkt aber nicht etwa die Last selbst als Bremsmittel, sondern sie dient nur zur Veränderung von Hebelübersetzungen, ohne daß an sich die Bremskraft verändert, also bei beladenem Fahrzeug etwa vergrößert wird.

Das Hauptmerkmal der Vorrichtung nach ■ der Erfindung besteht darin, daß die Verbindung zwischen dem treibenden und getriebenen Teil einen vom treibenden Teil vor seiner Einwirkung auf den getriebenen Teil zu überwindenden, begrenzten toten Gang besitzt, durch dessen Überwindung Energie zur Betätigung der Bremsen aufgespeichert wird. Dabei werden die Bremsen gelöst, wenn das Getriebe den toten Gang in der einen Richtung, und werden angezogen, wenn das Getriebe den toten Gang in der anderen Richtung durchläuft.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Verbindung der treibenden mit den angetriebenen Teilen über ein Differential mit Planetenkörper hergestellt ist, der mit der Bremsbedienungseinrichtung kraftschlüssig verbunden ist. Mit Hilfe des Planetenkörpers kann dann Energie zur Betätigung der Bremsen aufgespeichert werden.

Der Planetenkörper kann dabei die Totgangbewegung zur Betätigung der Bremsen in der einen oder anderen Richtung ausführen, bis sie z. B. durch Anschläge begrenzt wird, um die Übertragung der Bewegung zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil zu bewirken. Ferner kann der Planetenkörper mit einem Nocken oder Exzenter versehen — oder auch selbst als Nocken oder Exzenter ausgebildet — sein, so daß auf diese Weise die Bremsvorrichtung betätigt wird. Der Planetenkörper wird zweckmäßig zum Lösen der Bremsen betätigt, wenn die Geschwindigkeit der treibenden Teile gegenüber der Geschwindigkeit der getriebenen Teile zunimmt, während das Anziehen der Bremsen von dem Planetenkörper hervorgerufen wird, wenn die Geschwindigkeit der getriebenen Teile abnimmt.

Die die Belastung¹ übertragenden Teile sind zweckmäßig so angeordnet, daß sie bei Veränderung des toten Ganges die Bremseinrichtung betätigen. Die Last· wird durch die Anfangsbewegung des Antriebes in die Bereitschaftsstellung zur Betätigung der Bremsen angehoben und in dieser Stellung gehalten. Sobald aber der Antrieb aufhört, wird die Last zum Anziehen der Bremsen mit einer der jeweiligen Belastung proportionalen Kraft gesenkt. Die Bremskraft ist also in

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jedem Fall abhängig von der Belastung, und somit kann die Bremsung außerordentlich wirksam erfolgen. Das Anheben und Senken der Last zum Lösen und Anziehen der Bretrisen kann durch den Planetenkörper des Differentials erfolgen.

In jedem Fall läßt sich auf diesem Wege mit verhältnismäßig einfachen Mitteln für alle mit Kraft angetriebenen Vorrichtungen ίο eine sichere Bremswirkung erzielen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar in Verbindung mit einem Eisenbahnwagen, ohne daß hierdurch jedoch irgendeine Beschränkung zum Ausdruck gebracht werden soll.

Abb. i, 2 und 3 zeigen den Unterteil eines Eisenbahnwagendrehgestelles in Seitenansicht, Draufsicht und Vorderansicht.

Abb. 4 zeigt einen Querschnitt durch das Differentialgetriebe.

Abb. S ist schematisch ein Diagramm der steuernden Hebel.

Das Eisenbahnwagendrehgestell besitzt zwei Räderpaare 11 und 12 und zwei auf den Radachsen 13 und 14 angebrachte Seitenrahmen 15 und 16. Ein in Abb. 2 sichtbarer Bügelarm 17 trägt den Motor 18 und das Differentialgetriebe 19. Dieses Getriebe wirkt auf das Rad 20, das mit den Stirnrädern 21 und 22 auf den Achsen der Laufräder kämmt und so· das Wagenlaufgestell treibt.

Die Seitenrahmen' 15 und 16 sind als dreieckige Traggerüste 31, 32 (Abb. 1, 3) ausgebildet, welche die quer über die Mitte des Wagenlaufgestelles sich erstreckende Strebe 33 versteift. Ein Paar geneigter Schutzplatten 34 sind, wie die Abb. 2 und 3 zeigen, an der Strebe befestigt und erstrecken sich bis zu den Achsen.

Die von der Strebe 33 getragenen senkrechten Arme 35 und 36 stützen durch Winkelstücke 35^Λ und 36« (Abb. 3) einen Träger 38 aus Isoliermaterial, auf dem die den Kontakt herstellenden Teile 44, 45, 46, 47 und 48 ruhen.

Das Bremshebelgestänge, seine Konstruktion und Wirkungsweise wird durch die Darstellung in Abb. 5 erläutert. Die Platte 76 ist gleitbar auf dem Königsbolzen 64 und wird durch zwei voneinander unabhängige Mittel getragen. Das eine dieser Mittel wird gebildet durch das Zwischenglied yy, den bei 80 angelenkten Hebel 82 und die Stange 94 in Verbindung mit dem Zwischenglied 78, dem bei 80 angelenkten Hebel 81 und der Bremsstange 94^a. Durch diese Anordnung erhalten die Stangen 94 und 94« die nötige Spannung, um die auf der Platte 76 ruhende Wagenlast zu tragen. Das andere Mittel besteht aus den waagerechten Hebeln 85 und 86, welche bei 87 an der Strebe 33 angelenkt sind und von der Ouerstange 88 an dem bei 91 in einer Muffe geführten Gleit- oder Schiebebolzen 90 getragen werden. Diese waagerechten Hebel haben einen Vorsprung 89, der mit der Unterseite der Platte 76 in Eingriff steht und diese hebt oder senkt entsprechend den Bewegungen des Schiebebolzens 90. Wenn dieser Bolzen 90 angehoben ist, so ,wird die Spannung in den Bremsstangen 94 und 94" aufgehoben, und andererseits wird beim Senken dieses Schiebebolzens eine entsprechende Spannung auf diese Stangen ausgeübt, welche die Bremsen in Tätigkeit setzt.

Die Betätigung der Bremsen erfolgt durch ein als Grundfaktor des Bremsgestänges dienendes Zahnradgetriebe, von dem die Zeichnungen ein typisches Beispiel zeigen. Die Bremsstangen 94, 94« greifen durch angelenkte Laschen an die Bremsschuhstangen 95 und 96, die an ihrem Unterende durch einen Ausgleicherbügel 97 miteinander verbunden sind und die Bremsschuhe 98 und 99 tragen, welche an dem Rahmen des Drehgestells gelenkig aufgehängt sind, wie dies in Abb. 1 gezeigt ist.

Das Differentialgetriebe, in Abb. 4 dargestellt, enthält eine Motorwelle 101, die in einem Tragarm 17 gelagert ist und ein Kegelrad 102 trägt. Der Planetenkörper 93 ist auf go der Welle des getriebenen Rades 20 drehbar gelagert, während das getriebene Rad 20 mit dem Kegelrad 105 fest zusammenhängt und zusammen umläuft. Rad 102 kämmt mit Rad 103, und Rad 105 kämmt mit Rad 104. Die Räder 103 und 104 sind starr miteinander auf derselben Welle verbunden und drehen sich im Innern des Planetenkörpers 93. Dieses Getriebe bewirkt eine Drehzahlverminderung von der Ankerwelle 101 zu dem getriebenen Rad 20. Der Umfang des Planetenkörpers 93 ist exzentrisch, so daß eine große oder weiter ausladende und eine kleine oder weniger ausladende Seite in bezug auf die Mitte der Welle 101 gebildet wird.

Ein auf dem Planetenkörper 93 vorgesehener Anschlag 106 kann mit einem Anschlag 107 an dem Arm 17 (Abb. 2) in Eingriff kommen. ^Diese Anordnung läßt den Planetenkörper nur eine einzige Umdrehung in der einen oder der anderen Drehrichtung machen, bevor er starr verriegelt wird, und es wird somit ein toter Gang geschaffen, der im übrigen proportional dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes; ist.

Gemäß dem bekannten Prinzip des Differentialgetriebes nimmt das Planetenrad in seiner Bewegung die Differenz zwischen dem treibenden und dem getriebenen Element auf, so daß der tote Gang in dem Planetenkörper 93 aufgenommen wird durch die Drehzahlunterschiede zwischen dem Motoranker und dem

Rad 20. Der Apparat ist so angeordnet, daß, wenn die Ankerwelle iot die Drehzahl des getriebenen Rades 20 übersteigt, der Planetenkörper in seine angehobene Stellung bewegt wird, d. h. die S teilung, bei welcher die mit dem Planetenkörper 93 in Eingriff stehende Rolle 92 (Abb. 1, 3) die Schiebestange 90 anhebt. Wenn diese in Abb. 5 bei 108 dargestellte Lage erreicht ist, wird der Planetenkörper 93 — während auch die Bremsstangen 94 und 94^a durch die Schiebestange 90 angehoben sind — durch den Anschlagstift 106 gegen Weiterdrehung in derselben Richtung verriegelt. Der tote Gang wird nun aufgenommen, und das weitere Umlaufen des Motors treibt das Drehgestell in der üblichen Weise. Wenn dagegen die Drehzahl des getriebenen Rades 20 größer ist als die Drehzahl des Motorankers, so- wird der Unterschied wieder aufgenommen von dem Planetenkörper, der aber in diesem Falle sich in umgekehrter Richtung bewegt und den unteren Teil oder seine schmalere Seite 109 unter die Rolle 92 bringt, wodurch die Platte 76 gesenkt und zur Auflage auf die Glieder Jj und 78 gebracht wird. Dadurch aber wird auf die Bremsstangen die zum Bremsen erforderliche Spannung übertragen.

Da die Radachsen vom Motor angetrieben werden, läuft der Motoranker praktisch mit der gleichen Drehzahl wie das getriebene Zahnrad im Wagenantrieb, und wenn eine Verringerung der Motorgeschwindigkeit oder ein Geschwindigkeitsüberschuß des getriebenen Zahnrades auftritt, so ändert der Exzenter seine Lage in schrittweiser Bewegung, welche auf die Bremsen übertragen wird in einer durch die Feder 75 abgefederten schrittweisen ' Wirksamkeit. Diese stufenweise Bremsbetätigung verringert die Drehzahl des getriebenen Rades auf die entsprechende Drehzahl des Motorankers oder noch unter dieselbe. Die sich fortsetzende Bewegung des Motorankers strebt dann, den Planetenkörper zu heben und die Bremsen zu lösen, und wenn das getriebene Rad wieder die entsprechende Geschwindigkeit des Motorankers überschreitet, werden die Bremsen wieder angelegt, und der vorbeschriebene Vorgang wiederholt sich.

Die Bremsen werden so abwechselnd angelegt und abgehoben, je nachdem der Motoranker an seiner Drehzahl verliert oder der getriebene Teil die Motordrehzahl zu übersteigen strebt,

Wenn ein Wagen angehalten ist und dann ohne Laufen des Motors wieder zu fahren anfängt, so überschreitet das getriebene Zahnrad 20 die Drehzahl des Motors, und die Bremsen werden sofort angelegt und bleiben angelegt, bis der Motor angelassen wird, um seinerseits den Wagen zu treiben. Wenn ein Wagen zum Halten gebracht wird, so unterstützt die schmalere Seite des Planetenkörpers die Auflaufrolle 92, und wenn die Drehrichtung des ABtrxebmotors umgekehrt wird, so bewegt sich der Planetenkörper in umgekehrter Richtung in der oben ausführlich dargelegten Arbeitsweise. Die Bewegung- des Motors veranlaßt dann zuerst den Planetenkörper, eine Umdrehung auszuführen, bis sein Stift 106 auf den Anschlag 107 auf dessen entgegengesetzter Seite antrifft. Die Laufrolle 92 wird dann auf der anderen Hälfte des Planetenkörpers in gehobener Stellung getragen. In dieser Stellung wird der Planetenkörper verriegelt, der Motor treibt das Wagengestell in der beschriebenen Weise, und der Bremsmechanismus wird durch die entgegengesetzte Hälfte des Planetenkörpers durch den Drehzahlunterschied zwischen den getriebenen und den treibenden Teilen in Wirkung gesetzt oder freigegeben in der gleichen Weise, wie dies im vorhergehenden beschrieben worden ist.

Es muß darauf aufmerksam gemacht werden, daß bei dauernd aufrechterhaltenem Drehzahlunterschied der Art, daß die Fahrgeschwindigkeit die Motorgeschwindigkeit übersteigt, der Planetenkörper sich von seiner gehobenen Stellung wieder in die gesenkte Stellung bewegen und dabei die Bremsen mit vollster Kraft zur Anwendung bringen wird, während eine Weiterbewegung des Planetenkörpers diesen wieder in gehobene Stellung bringen und dadurch die Bremsen lösen und gelöst halten wird, bis der Motor auf eine Drehzahl gebracht wird, welche die des getriebenen Teiles übersteigt. In der Praxis kommen aber solche Betriebsverhältnisse nicht vor, weil die Bremsen kräftig genug sind, den Wagen zum Anhalten zu bringen, ehe die gesenkte Lage des Planetenkörpers erreicht wird. Wenn der Planetenkörper bei einem Antrieb benutzt würde, der nur in der einen Richtung wirkt, so könnte ein Anhalteanschlag vorgesehen sein, welcher seine Bewegung auf die Strecke von der oberen Lage in die untere Lage oder auf einen Halbkreis beschränkt.

Wenn die Bremsen derart scharf angezo- no gen sind, daß ein Gleiten der Räder eintritt, wird das Drehmoment des Motors, dessen Geschwindigkeit die des getriebenen Teiles übersteigt, sofort dahin wirken, den Planeterikörper zu lieben und die Bremsen so weit zu lösen, bis das Gleiten der Räder aufhört.

Claims

Patentansprüche:

i. Bremseinrichtung für Vorrichtungen mit Kraftantrieb, wie Eisenbahntriebfahrzeuge, Kraftfahrzeuge, Aufzüge o. dgl.,

bei welcher die auf den getriebenen Teil einwirkende Bremse durch den Geschwindigkeitsunterschied zwischen treibendem und getriebenem Teil betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem treibenden (18) und getriebenen Teil (20) einen vom treibenden Teil vor seiner Einwirkung auf den getriebenen- Teil zu überwindenden, beto grenzten toten Gang besitzt, durch dessen Überwindung Energie zur Betätigung der Bremsen (98, 99) aufgespeichert wird.
2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsen (98,99) gelöst werden, wenn das Getriebe den toten Gang in der einen Richtung durchläuft, und angezogen werden, wenn das Getriebe in der anderen Richtung durch den toten Gang geht, ao 3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der treibenden mit den angetriebenen Teilen mittels eines Differentials (102 bis 105) mit Planetenkörper (93) hergestellt ist, der mit der Bremsbetätigungseinrichtung kraftschlüssig verbunden ist.
4. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenkörper (93) den toten Gang zur Betätigung der Bremsen in der einen oder anderen Richtung ausführen kann, bis diese seine Totgangbewegung, z. B. durch Anschläge (106, 107), begrenzt wird zum Zwecke der Übertragung der Bewegung zwischen dem treibenden (18) und getriebenen Teil (20), und daß der Planetenkörper (93) mit einem Nocken oder Exzenter (108, 109) versehen ist, durch den die Bremsvorrichtung betätigt wird.
5. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenkörper (93) zum Lösen der Bremsen (98, 99) betätigt wird, wenn die Geschwindigkeit der treibenden Teile (18) gegenüber der Geschwindigkeit der getriebenen Teile (20) zunimmt, und daß der Planetenkörper (93) zum Anziehen der Bremsen (98, 99) betätigt wird, wenn die Geschwindigkeit der treibenden Teile gegenüber der Geschwindigkeit der getriebenen Teile abnimmt.
6. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Belastung übertragenden Teile (61) der angetriebenen Vorrichtung so angeordnet sind, daß sie bei Veränderung des toten Ganges die Bremseinrichtung {yy bis 82) betätigen.
7. Bremseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die (bei 61 angreifende) Last durch die Anfangsbewegung des Antriebes (18) in die Bereitschaftsstellung zur Betätigung der Bremsen angehoben und, solange der Antrieb dauert, in dieser Stellung gehalten wird, beim Aufhören des Antriebes aber zum Anziehen der Bremsen (98, 99) mit einer der jeweiligen Belastung proportionalen Kraft gesenkt wird.
8. Bremseinrichtung nach Anspruch 3, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anheben und Senken der Last zum Lösen und Anziehen der Bremsen (yy bis 82) durch den Planetenkörper des im Antrieb liegenden Differentials (102, 105) erfolgt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen