DE691184C - Druckluftbremse mit selbsttaetiger AEnderung der Bremswirkung beim UEber- oder Unterschreiten eines bestimmten Geschwindigkeitswertes - Google Patents

Description

K 153738

Die Erfindung bezieht sich auf die Druckluftbremse jener bekannten, bei ineuzeitlicben, mit sehr hoher Fahrgeschwindigkeit (140 bis 2ookm/Std.) verkehrenden Fahrzeugen angewendeten Bauart, bei welcher bei Geschwindigkeiten von etwa 50 oder 60 km/Std. und darunter die Höchstbremswirkung nur einem Teil des wirklichen Fahrzeuggewichtes 'entspricht, wohingegen sie bei allen darübexliegenden Geschwindigkeitswerten 'einem ideellen Fahrzeuggewicht von 180 bis 200o/_o des wirklichen Fahrzeuggewichtes 'entspricht.

Man wendet bei diesen bekannten Bremseinrichtungen eine Umschaltvorrichtujng an, die beispielsweise durch einen von einer Fahrzeugachse angetriebenen. Fliehkraftregler im Sinne der Herbeiführung der Änderung der Bremswirkung beeinflußt wird.

Man hat nun bereits den Vorschlag gemacht, den Fliehkraftregler, der auf die die Bremswirkung ändernde Vorrichtung Einfluß nimmt, so auszubilden, daß er bei Erhöhung der Geschwindigkeit über den für die Änderung der Bremswirkung kritischen Wert (50 oder 6okm/Std.) .die Vorrichtung zur Änderung der Bremswirkung zunächst nicht zu beeinflussen vermag, daß also bei Bremsungen in diesem Falle die geringere Bremswirkung eintritt so lange, bis die Geschwindigkeit' den Wert 100 km/Std. erreicht hat.₍ Erst wenn, dieser Geschwindigkeitswert erreicht ist, wird im Falle der Bremsung die höhere Bremswirkung eintreten. Bei der diesem Vorschlag entsprechenden Ausbildung der Bremse soll nun beim rückläufigen Verlauf der Geschwindigkeitswerte, d.h. dann, wenn die über 100 km/Std. hinausgestiegene Ge- schwindigkeit wieder abnimmt, die Möglichkeit der höheren Bremswirkung so lange bestehen bleiben, bis die Geschwindigkeit auf den für die Änderung der Bremswirkung generell maßgeblichen Wert von etwa 5okm/Std. herabgesunken ist; erst dann soll . die Möglichkeit der geringeren Bremswirkung

wieder herbeigeführt werden. Diese Regelung· der Bremswirkung ist mit Rücksicht auf die Erscheinungen ins Auge gefaßt worde%, die bei der Erwärmung der Bremsklötze beim:. Bremsen aus hoher Geschwindigkeit zu tt'g-^ obachten sind und 'die sich von den Erschein· nungen unterscheiden, die dann zu beobachten sind, wenn die Bremsung erst bei einem unter ioo km/Std. liegenden Geschwin-

»° digkeitswert einsetzt.

Der Vorrichtung nach diesem Vorschlag haftet ein Nachteil an, dessen Beseitigung der Zweck der Vorrichtung nach der Erfindung ist. Dieser Nachteil wird darin erblickt, daß, wenn die Fahrgeschwindigkeit den Wert van ι oo km/Std. erreicht oder überschritten ' hat und dann infolge ungebremsten Auslaufes des Zuges auf einen geringeren Wert, beispielsweise etwa den von 70 oder 6okm/Std.₃ herabgesunken ist, bei nunmehr einsetzender Bremsung die höhere Bremswirkung eintritt, wodurch im Falle der Schnellbremsung das Feststellen der Räder mit Sicherheit zu er-

>fwarten ist.

■„ *v Diese Möglichkeit zu beseitigen, ist der

fj'Zweck der Erfindung.

Die Erfindung geht von folgender Erwägung aus: Wird eine Schnellbremsung vorgenommen, so wird in kürzester Zeit der höchste Druck im Bremszylinder erreicht; damit erreicht man die höchste Verzögerung, die etwa 1 m/Sek.² betragen soll.

Abb. ι der Zeichnung zeigt die bei den verschiedenen Arten der Bremsungen sich vollziehende Geschwindigkeitsabnahme.

Bei der Schnellbremsung vollzieht sich das Sinken der Geschwindigkeit vom Werte 100 km/Std. auf den Wert 50 km/Std. im Zeitabschnitt;?.

Nimmt man für die Verzögerung den obenerwähnten Wert = 1 m/Sek.² an, so errechnet sich der Zeitabschnitt

ν 100 km/Std. -

Im Falle der Betriebsbremsung wird der Zeitabschnitt t_v in welchem die Geschwindigkeit von 100 km/Std. auf 50 km/Std. sinkt, erheblich langer.

Läßt man den Zug 'ungebremst auslaufen, so wird der entsprechende Zeitabschnitt wegen der geringeren Verzögerung noch bedeutend länger.

Die Erfindung besteht nun darin, daß die Vorrichtung zur Betätigung der zur Herabminderung der Bremswirkung beim Abnehmen der Geschwindigkeit vorgesehenen Einrichtung so ausgebildet ist, daß sie beim Sinken der Geschwindigkeit aus einem Wert von über 100 km/Std. auf jeden Wert, der über 50 km/Std. liegt, im Augenblick des Durchschreitens des Wertes 100 km/Std. mit einer als Zeitrelais anzusprechenden Vorrichtung zusammenwirkt, die diejenige Vorrichtung, die das Eintreten der verminderten Bremswirkung herbeiführt, um den obenerwähnten Zeitabschnitt t zuzüglich eines geringen Sicherheitswertes verzögert arbeiten läßt, wohingegen diese als Zeitrelais anzusprechende Vorrichtung in ihrer das Eintreten verringerter Bremswirkung hinauszögernden Tätigkeit unwirksam wird, wenn während des Zeitabschnittes t beim Bremsen oder bei ungebremster Verlangsamung des Zuges der Geschwindigkeitswert von 50 km/Std. bereits erreicht ist, d. h. daß im letzteren Fall die Herabminderung der Bremswirkung unverzögert durchgeführt wird.

Die bauliche Ausbildung entsprechender Vorrichtungen kann verschiedenartig sein.

Auf der Zeichnung sind verschiedene • 50 km/Std. 28 m/Sek. —14 m/Sek.

— ^:—■—■ = ■ = 14 >sek.

Durchführungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens in schematischer Darstellungsweise wiedergegeben.

Das in Abb. 2 veranschaulichte Ausfüh- «o rungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung bedient sich zweier der bekannten, von je einer Fahrzeugachse angetriebenem, Fliehkraftregler, die den DruckluftzufLuß zu einer Kammer Cp steuern, deren Inhalt die eigentliche Bremsumschaltvorrichtung nach Maßgabe des in der erwähnten Kammer erreichten Druckes beeinflußt. Der eine Regler/^ arbeitet im Sinne der Druckluftzufuhr zu jener Kammer Cp im Bereich der Geschwindigkeitswerte von ο bis 50.km/Std. und dient ungedrosselter Füllung der erwähnten Kammer bis zu dem erwähnten Höchstwert. Der andere Regler R₂ arbeitet bis zürn Erreichen des Wertes von iookm/Std. im seiben Sinne, jedoch ist seine Tätigkeit am das Zusammenwirken mit der als Zeitrelais zu bezeichnenden Düse 1 gebunden. In der Verbindungsleitung zwischen beiden Reglern befindet sich das zum Regler R₂ hin sich öffnende Rückschlagventil 2. Der Regler/?₂ ist darüber hinaus so eingerichtet, daß er bei allen über dem Wert 100 km/Std. liegenden Geschwindigkeiten die Kammer Cp entlüftet.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist die folgende:

Bei Beginn der Fahrt mit gelöster Bremse lassen beide Regelvorrichtungen der Kammer Cp aus dem Behälter B Druckluft zufließen. Der Zufluß über den Regler R₁ erfolgt über das Rückschlagventile und den Regler R₂ ungedrosselt, der Zufluß der

Druckluft vom Behälter B zum Regiert R₂ wird durch die Düse ι (Zeitrelais) gedrosselt. Ist eine Geschwindigkeit von einem bestimmten Betrage., etwa 50 km/Std., erreicht, so sperrt der Regler R₁ den DruckluftzufLuß zur Kammer Cf ,ab; der Regler R₂ hält den Zufluß über die Düse ι offen, so, daß die Kammer Cp ständig unter dem "Druck steht, der im Fall der Bremsung die Vor-

ι ο richtung, die die geringere Bremswirkung einstellt, wirksam werden lassen würde. Erreicht oder überschreitet die Geschwindigkeit den Wert iookm/Std., so unterbricht der Regler R₂ die Vierbindung zwischen dem Behälter B und der Kammer Cf, und er verbindet die letztere mit der Freiluftöffnung Ό). Die Kammer Cf ist dann frei von Überdruck, und das bedeutet, daß jede Bremsung mit dem höheren Bremsdruck durchgeführt wird.

Kommt es nun zur Schnellbremsung, so setzt diese mit der höchstmöglichen Wirkung ein. Ist infolge der Bremswirkung die Geschwindigkeit auf den Betrag von 100 km/Std. gesunken, so verbindet der Regler R₂ den Behälter B mit der Kammer Cf- Da nun aber diese Verbindung das Zeitrelais,' nämlich die Düse i, eingeschaltet ist, so erfolgt die Füllung der Kammer CV bis ,auf den zur Betätigung der Bremswirkungsumschaltvorrichtung erforderlichen Druck verzögert, nämlich innerhalb des obenerwähntem Zeitabschnittes^, vermehrt um einen kleinen Sicherheitsbetrag; während der Dauer dieses Zeitabschnittes bleibt immer noch die höhere Bremswirkung eingeschaltet. Sollte diese höhere Bremswirkung dazu führen, daß die Geschwindigkeit unter den Betrag von 50 km/Std. sinkt, so verbindet der Regler R₁ über das Rückschlagventil 2 und den Regler R₂ den Behälter B mit der Kammer Cp, wobei diese Verbindung die Drosselung im Zeitrelais 1 umgeht; ^infolgedessen, erfolgt hierbei sofort die Herabminderung der Bremswirkung auf den geringeren Betrag, und zwar noch während des Zeitabschnittes t, der durch die Einschaltung des Zeitrelais 1 bedingt ist.

Vollzieht sich das Sinken der Geschwindigkeit infolge der Bremsung derart, daß während des durch das Zeitrelais 1 bedingten Zeitabschnitteis t der Geschwindigkeitswert von 50 km/Std. nicht erreicht bzw. unterschritten wird, so bleibt die hohe Bremswirkung während des Zeitabschnittes t erhalten; während dieses Zeitabschnittes füllt sich die Kammer Cf mit Druckluft bis zu der Druckhöhe, die erforderlich ist, um die Umschaltvorrichtung der Bremse zu betätigen, und es setzt mit Beendigung des Zeitabschnittes t die geringere Bremswirkung ein.

Bewegt sich ein Zug mit einer Geschwindigkeit von mehr als 100 km/Std. und sinkt diese Geschwindigkeit infolge Absteilens des Betriebsmittels (Dampf, elektrischer Strom) unter 100 km/Std., so verbindet 'der Regler^ den Behälter B mit der Kammer Cp über die Düse (Zeitrelais) 1. Erfolgt vor Ablauf des Zeitabschnittes t, d. h. vor Vollendung der Füllung der Kammer CV auf den zur Betätigung der Bremsumstellvorrichtung erforderlichen Druck eine Schnellbremsung, so setzt diese mit der erhöhten Wirkung ein,_r die dann 'durch die geringere Bremswirkung ersetzt wird, wenn der Zeitabschnitt t abgelaufen ist. Die Dauer der hohen Bremswirkung richtet sich nach dem Zeitunterschied, der zwischen dem Beginn der Füllung der KammerO und dem Beginn der Bremsung liegt. Je weiter beide Zeitpunkte auseinander- liegen, um so kürzer ist die Dauer der höheren Bremswirkung.

Ist bei Beginn der Bremsung der Zeitabschnitt t bereits verstrichen, so erfolgt die Schnellbremsung von vornherein mit der geringeren Bremswirkung, bei der ein Feststellen der Räder nicht eintritt.

Das in Abb. 2 veranschaulichte Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung weist zwei Regler auf, die bei verschiedenen Geschwindigkeitswerten die Bremsumstellvorrichtung beeinflussen.

Daß auch mit einem Regler auszukommen und dabei das oben erläuterte Betriebsprogramm durchzuführen ist, ergibt sich aus der Abb. 3.

Gemäß dieser Abbildung steuert der Regler R einen Steuerschieber 5, der eine Schiebermuschel 8 besitzt und den Freiluftkanal 0 sowie die zur Kammer Cf führenden Kanäle 6 und 7 überwacht. Kanal 6 hat einen großen Querschnitt, der Zweigkanal 7 ist ein Drosselkanal und entspricht in seiner Bemessung und demgemäß in seiner Wirkung der Drosseldüse 1 des Ausführungsbeispiels nach Abb. i.

Der Regler R wirkt ständig gegen die Spannung der Feder 3 und bei Überschreiten der Geschwindigkeit von 100 km/Std. daneben noch gegen die Feder 4.

In Abb..3 ist der Schiebers in der Lage dargestellt, die er bei Geschwindigkeiten von ο bis 5 ο km/Std. einnimmt. Die im Schieberspiegel gelegenen Mündungein der Kanäle 6 und 7 sind freigelegt, die Kammer Cf ist mit Druckluft gefüllt.

In der Abb. 3 a nimmt der Schiebers eine Lage ein, die einer Geschwindigkeit von über 50 km/Std., aber unter 100 km/Std. entspricht. Von den Kanälen 6 und 7 ist nur der Drosselkanal 7 freigelegt, der Kanal 6 ist gesperrt.

In Abb. 3 b befindet sich der Schiebers in der Lage, die er bei einer Geschwindigkeit!

von mehr als ιoo km einnimmt. Der Drosselkanal 7 ist gesperrt, der Kanal 6 ist mit der Freiluftöffnung ΰ verbunden. Die Kammer O ist entlüftet. Jede Bremsung setzt mit der höchstmöglichen Wirkung ein.

Die Wirkungsweise der in den Abb. 3, 3 a und 3 b dargestellten Einrichtung bedarf keiner weiteren Erklärung, wenn man sich vergegenwärtigt, daß der Drosselkanal 7 der Drosseldüse 1 im Ausführungsbeispiel nach Abb. ι wirkungsmäßig entspricht.

An Stelle der Federn. 3 und 4 können auch mit Druckluft beaufschlagte Kolben Widerstand gegen die Verstellung des Schiebers 5 bieten. Ein -entsprechendes Ausführumgsbeispiel ist in Abb. 4 dargestellt.

Der vom Regler^ unmittelbar beeinflußte Kolben ist der kleinere Kolben/C₁, der im größeren Kolben/C₂ geführt ist und durch einen Anschlag .4 zu gegebener Zeit mit dem großen Kolben K% gekuppelt wird. Die Kolben /Ci und K₂ stehen auf ihrer dem Schiebers zugewendeten Seite unter dem jeweils im Behälter B herrschenden Druck. Liegt die jeweilige Geschwindigkeit in den Grenzen zwischen ο und 50 km/Std., so nimmt der Schiebers die Stellung ein, bei der er die im Schieb er spiegel befindlichen Mündungen der Kanäle 6 und 7 mit dem Behalter B verbindet.

Übersteigt die Geschwindigkeit den Wert von 50 km/Std., ohne jedoch den Wert von 100 km/Std. zu erreichen, so deckt der Schieber 5 die Mündung des Kanals 6 zu und läßt die Mündung des Drosselkanals 7 offen. Übersteigt die Geschwindigkeit den Wert von 100 km/Std., so deckt der Schieber 5 die Mündung des Drosselkanals 7 zu und verbindet den Kanal 6 mit der Freiluftöffnumg ο; welche Bedeutung die angedeuteten Schieberstellungen hinsichtlich der Bremswirkung haben, ergibt sich aus den vorstehenden Ausführungen.

Die Heranziehung von Kolben, die mit dem im Behälter B herrschenden Druck belastet sind, zur gemeinsamen Wirkung mit dem Regler /? · hat noch folgenden besonderem Vorteil: Der Druck im Behälter!?, der beispielsweise der Bremsluftbehälter sein mag, beträgt bei gelöster Bremse 5 atü; nach einer Vollbremsung beträgt er nur 4 atü. Das Zeitrelais, in diesem Fall dargestellt von dem Drosselkanal 7, ist auf den Zeitabschnitt ί eingestellt, der nach den Erläuterungen 14 Sek. betragen mag.

Wird die Geschwindigkeit von einem Wert, der über 100 km/Std. betragen mag, durch ungebremste Weiterfahrt mit abgestelltem Dampf oder ausgeschaltetem Fahrstrom verzögert, so schaltet der Regler R bzw. die von ihm beeinflußte Bremsumschaltvorrichtung bei ιoo km/Std. um. Wird jetzt gebremst, so hat der Behälter B hei Beginn der Bremsung einen Druck von 5 atü, und nach Ablauf des Zeitabschnittes ζ gleich 14 Sek. tritt die niedrigere Abbremsung ein.

Wird bei einer Geschwindigkeit, die. über km/Std. liegt, eine Schnellbremsung gemacht, so sinkt dadurch der Druck im Bremsluftbehälter B auf etwa 4 atü. Der Regler, der bei 5 atü Druck im Behälter B bei km/Std. auf die niedrigere Bremswirkung umschaltet, schaltet jetzt erst bei 80 km/Std. um; das Zeitrelais, das nun 14 sek. lang wirksam wäre, läuft, da 14 sek. dem Sinken der Geschwindigkeit von 100 auf 50 km/Std. entsprechen, übermäßig lange; demgemäß kann die Zeiti in diesem Fall auf 8,4 sek. verkürzt werden, was dem Zeitabschnitt entspricht, innerhalb dessen sich die Geschwindigkeit von 80 km/Std. auf 50 km/Std. verringert.

Je kürzer der Zeitabschnitt t ist, um so vollkommener arbeitet die Anlage, weil dann ' auch Verzögerungen, die relativ nahe an diejenige herankommen, die bei Schnellbremsungen erreicht wird, hinsichtlich des Räderfeststellens ungefährlich werden. ,

Claims (5)

1. Patentansprüche: _gn

   i. Druckluftbremse mit selbsttätiger Änderung der Bremswirkung beim Überoder Unterschreiten eines bestimmten Geschwindigkeitswertes, idadurch gekennzeichnet, daß die die Bremswirkung andernde, an sich bekannte Umstellvorrichtung mit einer Einrichtung verbunden ist, die beim Unterschreiten eines bestimmten Geschwindigkeitswertes (beispielsweise 100 km/Std.) die Herabsetzung der hohen Bremswirkung für die Dauer eines bestimmten Zeitabschnittes, innerhalb dessen bei einer Schnellbremsung aus diesem Geschwindigkeitswert die Geschwindigkeit auf einen bestimmten geringeren Geschwindigkeitswert (beispielsweise 50 km/ Std.) sinken würde, verzögert, wobei diese Verzögerung selbsttätig beseitigt wird, d.h. die geringere Bremswirkung herbeigeführt wird, wenn innerhalb des ange- n« gebenen Zeitabschnittes die Geschwindigkeit auf den zweitgenannten, geringeren Wert (50 km/Std.) herabgesunken sein sollte.
2. 2. Druckluftbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Eintritt geringerer Bremswirkung verzögernde Einrichtung als Drosselung (1 bzw. 7) be-' stimmten Querschnittes ausgeführt ist, die in einem Kanal angeordnet ist, durch welchen einem Behälter (Vorsteuerkammer Cf) die zur Änderung der Brems-

   wirkung erforderliche Druckluft während der Dauer der Wirksamkeit der die Herabminderung; der Bremswirkung herbeiführenden Einrichtung allein zugeleitet wird, wobei die Drosselung und das Fas- · sungsvermögien des Behälters (C^) das Zeitmaß der Verzögerung bestimmen.
3. 3. Ausführungsbeispiel einer Druckluftbremse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Behälter (O) zwecks Verzögerung der Herabsetzung der Bremswirkung Druckluft zuführende Drosselung (1) zwischen der Druckluftquelle (B) und einem an sich bekannten, von einer Fahrzeugachse angetriebenen Regler (R₂) angeordnet ist, der bei Geschwindigkeiten oberhalb eines bestimmten Wertes (100 km/Std.) den Behälter (O) mit der freien Luft, beim Unterschreiten dieser Geschwindigkeit über die Drosselung mit der Druckluftquelle (B) verbindet, wobei ein zweiter Regler (R₁) beim Unterschreiten des geringeren Geschwindigkeitswertes (50 km/ Std.) die Druckluftquelle (B) unter Umgehung der Drosselung (1) über" ■■ dein ■ Regler (R₂) mit dem Behälter (O) verbindet und auf diese Weise unverzögerte Herabminderung der Bremswirkung herbeiführt (Abb. 2).
4. 4. Ausführungsbeispiel einer Druckluftbremse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einer Fahrzeugachse angetriebener Regler (R) einen Steuerschieber (5) betätigt, der die Verbindung zwischen der Druckluftquelle (B) und dem Behälter (O) überwacht, der mit seinem Druckhiftinhalt die die Bremswirkung ändernde Vorrichtung beeinflußt, wobei der Steuerschieber (5) bei Geschwindigkeiten oberhalb des für höhere Abbremsung maßgeblichen Wertes (100 km/Std.) den Behälter (O) entlüftet (Abb. 3b), beim Unterschreiten der angegebenen Geschwindigkeit dem 'das verzögerte Umschalten auf geringere Bremswirkung bedingenden Drosselkainal (7) freigibt und bei Unterschreiten des für unverzögerte Herbeiführung geringerer Abbremsung maßgeblichen Geschwindigkeitswertes (50 km/Std.) außer dem Drosselkanal (7). den nicht gedrosselten Kanal (6) freigibt (Abb. 3).
5. 5. Druckluftbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (R) gegen die Wirkung unterschiedlicher Kolben (/C₁, /^₂) arbeitet, die gegen die Wirkung des Reglers (R) durch Druckluft aus dem Bremsluftbehälter (B) beaufschlagt sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen