DE698858C - Vorrichtung zum Ausloesen festgebremster Achsen - Google Patents

Description

ur.

3-J<iu\i. 1941

^F- AUSGEGEBEN AM

19. NOVEMBER 1940

K 155719 HI²Of

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der irn Patent Ö90 291 behandelten Vorrichtung zum Auslösen festgebremster Achsen von Schienenfahrzeugen.

Bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent 688 529 ist an einer Bremsachse eines Fahrzeugs, das in Zügen mit sehr hoher Geschwindigkeit verkehrt oder selbst einen mit sehr hoher Geschwindigkeit verkehrenden Schnelltriebwagen darstellt, ein Fliehkraft- oder Schwungmassenregler vorgesehen, der bei seiner bzw. bei der Umdrehung der Bremsachse in einem Ventilgehäuse mit Hilfe von von ihm betätigter Ventile einen Luftdruck von veränderlicher Höhe aufrechterhält, dessen jeweiliger Wert der jeweiligen Geschwindigkeit des Fahrzeuges entspricht und sich mit dieser ändert. Der gleiche Druck herrscht bei ungebremster Fahrt bzw. bei einer Bremsung mit normalem Verzögerungsverlauf der entsprechenden Achse in einem Gehäuse, dasdurch eine Biegehaut, einen Kolben o. dgl. in zwei Räume unterteilt ist, von denen der eine Raum in ungedrosselter Verbindung mit dem vorerwähnten A'entilgehäusc steht, während der andere Raum mit dem Ventilgehäuse über eine DiOsselbohrung, eine Düse ο. dgl. verbunden ist. Die erwähnte Biegehaut ist auf tier Seite, die mit dem Ventilgehäuse in ungedrosselter Verbindung steht, von einer Feder belastet und dient mittelbar oder unmittelbar zur Betätigung einer Bremszylinderentlüftungs vorrichtung.

Die angedeutete Vorrichtung nach dem Hauptpatent 688 529 ist nun in ihrer Wirkung insofern unvollkommen, als sie bei

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Bremsungen im Bereich geringer Fahr-■ geschwindigkeit im Falle des Festbremsens der Achse die Bremszylinderentlüftung nur über einen geringen Zeitabschnitt aufrechterhält. Das ist darauf zurückzuführen, daß bei geringen Fahrgeschwindigkeiten der Regler in dem Gehäuse der von ihm betätigten Ven-" ti !vorrichtung nur einen geringen Druck aufrechterhält; infolgedessen ist auch der Druck ίο beiderseits der Biegehaut oder des Kolbens in dem oben an zweiter Stelle erwähnten Gehäuse gering, und bei plötzlichem Abfall des Druckes auf der Seite der Biegehaut, die mit dem Gehäuse der vom Regler beeinflußten '5 Ventilvorrichtung in ungedrosselter Verbindung steht, erfolgt der Druckausgleich beiderseits der Biegehaut verhältnismäßig rasch, was eine verhältnismäßig kurzzeitige, also unter Umständen unzureichende Bremszylinderentlüftung zur Folge hat.

Es ist daher der Vorschlag gemacht worden, die Vorrichtung nach dem Hauptpatent mit Rücksicht auf diese Unzulänglichkeit zu verbessern. Dieser Vorschlag, der Gegenstand des Zusatzpatents 690 291 ist, sieht die Hinzufügung einer Relaisventilvorrichtung zu den Teilen der Vorrichtung nach dem Hauptpatent vor, welche die Bremszylinderfüllung und -entlüftung nach Maßgabe der Tätigkeit des Fliehkraft- oder Schwungmassenreglers in dem Sinne überwacht, daß beim Wirksamwerden der Vorrichtung im Falle der Bremsung und im Falle des durch die Bremsung herbeigeführten Schlüpfens der Bremsachse die weitgehende oder völlige Bremszylinderentlüftung durchgeführt wird, die notwendig ist, um das Umlaufen der festgebremsten oder schlüpfenden Achse wieder herbeizuführen.

Hierbei besteht aber noch die Möglichkeit, daß unter Umständen der Bremsweg zu lang ausfällt, da nach Beginn des Schlüpfens der gebremsten Achse und nach Herabminderung des Bremszylinderdruckes auf den Wert, der der zwischen Rad und Schiene herrschenden Reibung entspricht, die Bremszylinderentlüftung noch fortgesetzt und über einen gewissen Zeitabschnitt aufrechterhalten wird, worauf erst der erneute Aufbau des Bremszylinderdruckes erfolgt.

Die angedeutete Einrichtung muß demnach so vervollkommnet werden, daß zwar die Herabminderung des Bremszylinderdruckes schnell so weit getrieben wird, daß die Achse wieder umläuft, daß ferner die erneute Erhöhung des Bremszylinderdruckes auch bei niedrigen Geschwindigkeiten aus dem schon genannten Grunde nicht zu früh beginnt, damit die Achse nicht fcstgcbremst bleibt, daß aber das erneute Ansteigen des Bromszylinderdruckes auch nicht unnötig verzögert wird, weil hierdurch Verluste ■ au Bremsweg entstehen.

Das Mittel, das diese wirkungsmäßige \'ervollkommnung erreichen läßt, besteht in der Anordnung einer überwachten oder gesteuerten Entlüftungsvorrichtung an demjenigen Raum, dessen Druckluftinhalt den Steucrkolben für das Doppelsitzventil beeinflußt, das je nach der augenblicklichen Sachlage den Bremszylinder entlüftet oder mit der Druckluftquelle verbindet. Die Überwachung der erfindungsgemäß angewendeten Entlüftungsvorrichtung des genannten Raumes geschieht unter Heranziehung einerseits des vom Fliehkraftregier gemäß der Geschwindigkeit aufrechterhaltenen Druckes und anderseits einer Schließfeder und desjenigen Druckes, der sich mit dem ersterwähnten Druck nur durch eine Drosselbohrung oder Düse auszugleichen vermag.

Auf der Zeichnung stellt
Abb. ι das Schema der Vorrichtung nach der Erfindung dar.

Abb. 2 zeigt Schaulinien, von denen die obere den Verlauf des Umlaufs der betrachteten Bremsachse darstellt, nämlich schlüpffreien und schlüpfenden Umlauf im Wechsel, während die untere den Verlauf des Bremszylinderdruckes angibt.

Diese Darstellungen in Abb. 2 gelten für die Ausführungsform der Vorrichtung nach dem Patent 690 291.

Abb. 3 zeigt ein der Darstellung in Abb. .2 entsprechendes Schaubild unter Berücksichtigung der Verbesserung der Vorrichtung nach ■ der Erfindung.

Abb. 4 zeigt eine Einzelheit der Vorrichtung nach der Erfindung, die von der in Abb. ι dargestellten Ausführung baulich abweicht lind auf eine Vereinfachung dieser Ausführung hinausläuft.

In dem in Abb. 2 dargestellten Schaubild bezeichnet der Punkt t₀ auf der waagerechten Achsenkreuzlinie den Beginn der Bremsung.

Der Punkt f_f im oberen Linienzug bezeichnet den Beginn des Schlüpfens der Bremsachse, die bis dahin mit zwar ständig abnehmender Drehgeschwindigkeit, jedoch ohne Neigung zum Schlüpfen zu zeigen umlief, im 1» gibt den Beginn der Bremszylinderentlüftung an. t₃ bezeichnet den Punkt, in welchem der herabgeminderte Bremszylinderdruck die Reibwertgrenze unterschreitet. Der obere Linienzug läßt erkennen, daß das Schlüpfen der Bremsachse nachläßt und daß sie dem Zustand schlupffreien Umlauiens zustrebt. ~*

Die Senkung des Breniszvünder'druckes wird aber noch bis zur völligen Bremszylinderentlüftung (Punkt t_A) weitergetriebi'n, 12" von wo ab der Bremszylinderdruck bei frei umlaufender Bremsachse im Punkt /₄ Wieder

anzusteigen beginnt, um im Punkt i_ä wieder einen hinreichend hohen Wert zir erreichen. Das ist auch notwendig, da man ja nicht voraussehen kann, ob der Punkt /₃ noch bei absinkendem Bremszylinderdruck oder erst bei völlig entleertem Bremszylinder erreicht wird. Das Erreichen dieses Punktes im Schaubild wird immer unbestimmt sein; denn es hängt von Umständen ab, die sehr veränderlich sein

ίο können, z. B. von der Fahrgeschwindigkeit, der Temperatur, dem Zustand der Schienen, von Witterungszuständen u. dgl.

Würde also die Bremszylinderentlüftung, vom Punkt L an beginnend, nicht weitgehend

'5 durchgeführt Averden, so könnte bei zu frühem erneutem Anstieg des Bremszylinderdruckes die Achse während des ganzen restlichen Verlaufes der Bremsung gebremst bleiben.

Wie nun das Schaubild nach Abb. 2 erkennen läßt, bedeutet die weitere Bremszylinderdruckverminderung vom Punkt i_a bis zum Punkt t₄ eine unerwünschte Erstreckung des Bremsweges. Der Wiederanstieg des Brcmszylinderdruckes könnte praktisch im Punkt t₃ oder wenigstens kurz hinter diesem Punkt beginnen, und es wäre nicht nötig, daß das Fahrzeug den von den Punkten t₃ und i₄ begrenzten Zeitabschnitt völlig ungebremst und den Zeitabschnitt zwischen den Punkten f₄ und t_s nur im geringen Maße abgebremst durchläuft, wenn sich die Achse günstigerweise doch schon früher wieder beschleunigt. Rechnet man den Zeitabschnitt von t_a bis /₄ zuzüglich des halben Zeitabschnittes von i₄ bis i₅ nur zu drei Sekunden, so ergibt sich bei einer im Beginn der Bremsung obwaltenden Fahrgeschwindigkeit von 180 km/Std. ein Bremswegverlust von etwa 150 m.

Die Vorrichtung nach der Erfindung beseitigt diesen Verlust

Zu den Teilen gemäß Patent 690 291 tritt das eine reichlich bemessene AuslalJöffnung des Raumes 21 überwachende Ventil 24, der dieses Ventil betätigende Steucrkolben 25 und dessen Belastungsfeder 26 hinzu. An welche Druckräume die beiderseits des Sleuerkolbens 25 befindlichen Zylinderkammern angeschlossen sind, ergibt sich aus der Zeichnung.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung ist die folgende:

Mit zunehmender Drehzahl der Achse steigt der Druck, den der Regler 1 im Räume oberhalb des Kolbens 12 und in dem Räume links vom Kolben 25 erzeugt. Durch die Düse 8 teilt sich der Druck auch dem Kaum unterhalb des Kolbens 12 mit und herrscht dann auch in dem Raum rechts vom Kolben 25. Das Ventil 24 ist demgemäß unter der Wirkung der Feder 21 > geschlossen.

Beginnt nun beim Bremsen die Achse zu schlüpfen, so sinkt der Druck im Kaum oberhalb des Kolbens 12 sehr stark, und die unterhalb des Kolbens 12 befindliche Druckluft treibt den Kolben in die Höhe, wodurch das Ventil 19 geöffnet wird und der Kolben 17 auf seiner rechten Seite mit Druckluft beaufschlagt wird. Das Doppelsitzventil iS wird dadurch in dem Sinne betätigt, daß es die Druckluftzufuhr zum Bremszylinder C über die Leitung 22 sperrt und den Bremszylinder 7<> mit der Freiluftöffnung 23 verbindet. Kommt die Achse wieder zum Rollen, so steigt der vom Regler 1 eingestellte Druck, und wegen des \'orhandenseins der Düse 8 wird der Kolben 12 abwärts bewegt und der Kolben 25 '/5 nach rechts getrieben, das Ventil 24 wird geöffnet, und der den Kolben 17 auf dessen rechter Seite belastende Druck entweicht sehr rasch. Das Doppelsitzventil 18 steuert in die auf der Zeichnung Λ-eranschaulichte Lage um, der Bremszylinder C wird mit der Leitung 22 verbunden und füllt sich wieder mit Diuckluft.

Der Vorgang wird hinsichtlich des Rollens, Schlüpfens und erneuten Rollens der Bremsachse durch den oberen Linienzug in Abb. 3 wiedergegeben. Den diesem Vorgang entsprechenden A'erlauf des Bremszylinderdruckes gibt der darunter befindliche Linienzug an. Die Punkte r_t, t.₂, t₃ und /₅ ent- 9» sprechen den Punkten im Schaubild nach Abb. 2. Man erkennt, daß die Punkte räumlich erheblich näher beieinander liegen als im Fall der Abb. 2, was der zeitlichen Zusammendrängung des \"organges, also einer \*ermci- <■)'■> dung nicht erwünschter Verlängerung des Bremsweges entspricht.

An Stelle des Ventils 24 kann man auch am oberen Ende der Stange des Kolbens 12 eine Winkclbohrung 27 gemäß Abb. 4 anbringen und den Kolben nach unten gegen einen Federwiderstand 28 arbeiten lassen.

Um die Gefahr erneuten Festbremsens nach dem Auslösen infolge Schlüpfens der Achse zu verringern, kann mit der \'orrichtung nach >»:; der Erfindung eine weitere Vorrichtung verbunden sein, die dafür sorgt, daß beim Ansprechen der Vorrichtung der Druckluftzufluß zum Bremsluftbchältcr unterbunden und eine Zeitlang gesperrt gehalten wird, so daß die "" nach dem Auslösen wieder einsetzende Bremsung einen geringeren Höchstwert erreicht als die ursprüngliche Bremsung.

Claims (3)

1. Patentansprüche: _lir

   i. Vorrichtung zum Auslösen festgebremster Achsen von Scliiencnfahrzuigen mit einem mit der Bremsachse gekuppelten Regler und von diesem mittelbar oder unmittelbar beeinilul.lten Breinszyliu- 1?-» derentlüitungsventil und mit einem den Vorging des Entlüfteiis beeinilussenden

   Zeitrelais, bestehend aus einem die Bremszylinderfüllung und -entleerung überwachenden Doppelsitzventil mit Steuerkolben, Druckmittelbehälter für diesen Kolben und Entlüftungsdüse für den Behälter nach Patent 690 291, gekennzeichnet durch eine die Antriebskraft für das Bremszylinderentlüftungsventil (18) bei Beginn des Wiederumlaufens der Bremsachse beseitigende Vorrichtung, die aus einem Entlüftungsventil (24) besteht, das an dem auf die Antriebsvorrichtung des Bremszylinderentlüftungsventils (18) einwirkenden Relaisbehälter (21) angebracht ist und durch einen Steuerkolben (25) betätigt Avird, der einerseits unmittelbar unter dem Einfluß des Tom Regler (1) eingestellten Druckes, andererseits unter dem Einfluß desjenigen Druckes steht, der mittels einer Düse (8) in dem Raum der Vorrichtung erzeugt wird, dessen Inhalt beim Auslösen des Bremsdruckes infolge des Schlüpfens der Bremsachse dieöffnungskraft für das Ventil (19) darstellt, das den Druckluftzufluß zum Betätigungskolben (17) des Doppelsitzventils (18) überwacht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (24) durch eine Vorrichtung ersetzt ist, die mit dem Kolben (12) verbunden ist, der beim Schlüpfen der Bremsachse die Druckmittelbeaufschlagung des das Doppelsitzventil (18) betätigenden Kolbens herbeiführt. .
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Stange des Kolbens (12) befindliche Winkelbohrung oder Nut (27) den Raum (21) mit einer Freiluftöffnung verbindet, λνεηη die Bremsachse wieder geschwindigkeitsgemäß umzulaufen beginnt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen .