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Druckluftbremse, insbesondere stufenlösende Bremse mit veränderlichem
Nutzhub des Bremszylinders Die Erfindung bezieht sich auf Druckluftbremsen mit mechanischer
Lastabbremsung, bei denen sich das Übersetzungsverhältnis der Hebelarme des Hebels,
mit dem der Bremszylinderkolben am Bremsgestänge angreift, ändert und dadurch ein
veränderlicher Nutzhub des Bremszylinders entsteht. Da der Weg der Bremsklötze der
gleiche bleibt, muß sich entsprechend dem veränderten Übersetzungsverhältnis der
Weg des Bremszylinderkolbens und damit sein Nutzhub ändern. Da nun aber die Bremszeiten
gleichbleiben müssen, hat man bisher bei verkleinertem Nutzhub einen Leerhub vorgeschaltet,
der mit dem Nutzhub zusammen stets den gleichen Gesamtkolbehhub ergab. I3er Leerhub
des Bremskolbens bedeutet aber einen Verlust an Bremsluft. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß man den Druckverlauf im Bremszylinder
in Abhängigkeit vom Druck in einer Vorsteuerkammer konstanten Volumens sich vollziehen
läßt, die über ein den zeitlichen Verlauf des Druckes in ihr bestimmendes Drosselorgan
gefüllt und entleert wird. In der gleichen Zeit leert bzw. füllt sich auf .diese
Weise der Bremszylinder unabhängig von seinem Hubvolumen. Da die Drosselorgane,
über die die Vorsteuer'kammer gefüllt bzw. entleert wird, so bemessen sind, daß
die Füllung bzw. Leerung sich über einen den Vorschriften über die Brems- und Lösezeiten
entsprechenden Zeitrapm erstreckt,'kann auch die Füllung und Leerung des Bremszylinders
nur in einem diesen Vorschriften entsprechenden Zeitraum vor sich gehen.
Die
Erfindung wird nachstehend an mehreren .,1,usführungsbeispielen erläutert.
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Fig. i veranschaulicht schematisch eine Druckluftbremse mit mechanischer
Lastabbremsung. Bei ihr wird durch Verringerung des Druckes in der Hauptluftleitung
i ein zwecks Erzielung der Stufenlösigkeit als Dreidruckventil ausgebildetes Normalsteuerventil
2 betätigt, das seinerseits über eine Drosseldüse 3 Luft aus dem Vorratsluftbehälter
4 in eine Vorsteuerkammer 5 bestimmter Größe strömen läßt. Der in der Vorsteuerkammer
5 sich entwickelnde Druck wirkt auf den Steuerkolben eines sogenannten Druckübersetzers
6, der in der Leitung zwischen dem Vorratsluftbehälter 4 und dem Bremszylinder 7
liegt und im vorliegenden Ausfü'hrun.gsbeispiel das Übersetzungsverhältnis i : i
hat. Unter dem Druckanstieg in der Vorsteuerkammer 5 öffnet der Druckübersetzer
6 die Verbindung zwischen dem Vorrats'luftbehälter 4 und dem Bremszylinder 7 und
schließt diesen gleichzeitig von der Außenluft ab. Sobald der Druckausgleich zwischen
dem Bremszylinder und der Vorsteuerkammer 5 eingetreten ist, schließt der Druckübersetzer
die weitere Luftzufuhr nach dem Bremszylinder ab und gibt sie bei weiterem Anstieg
des Druckes in der Vorsteuerkammer wieder frei, so daß der Druckverlauf im Bremszylinder
sich also abhängig vom Druckverlauf in der Vorsteuerkammer 5 vollzieht. Der Druckverlauf
im Bremszylinder erstreckt sich daher unabhängig von dem durch die Wagenbelastung
eingestellten Übersetzungsverhältnis am Bremshebel 8 und damit unabhängig vom Hubvolumen
des Bremszylinders 7 stets über den gleichen Zeitraum, über den sich der Druckverlauf
in der Vorsteuerkammer 5 vollzieht, deren Volumen stets gleichbleibt. Der,Drehpunkt
9 des Bremshebels 8 kann daher durch die Wagenbelastung so verstellt werden, daß
der am Bremsgestänge angreifende Endpunkt io des Bremshebels 8 stets den gleichen
und der an der Bremszylinderkolbenstange angreifende' Drehpunkt 12 einen der Stellung
des Drehpunktes 9 entsprechenden veränderlichen Weg macht, ohne daß dadurch die
Füll- und Lösezeiten sich ändern.
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Fig. 2 zeigt das Schema eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,
bei dem mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. i übereinstimmende Teile mit den gleichen
Bezugszeichen versehen sind. Die Fig. 2 stellt eine Bremse mit mechanischer Lastabbremsung
und getrenntem Anlege- und Festbremszylinder dar. Die Veränderung des Bremsklotzdruckes
wird, wie bei der Bremse nach Fig. i, durch Verschiebung des Bremshebeldrehpunktes
9 bewirkt.
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Vor der zur Vorsteuerkammer 5 führenden Drosseldüse 3 zweigt die Bremsluftleitung
nach einem Füllventil 17 ab, das in der Leitung zwischen dem Vorratsluftbehälter
4 und dem Anlegezylinder 18 liegt und dessen unter dem Druck der Bremsluft stehender
Steuerkolben ein Ventil betätigt, welches bei Belüftung des Füllventils den Anlegezylinder
18 von der freien Atmosphäre absperrt und mit dem Vorratslufthehälter 4 verbindet
und umgekehrt bei seiner Entlüftung diese Verbindung unterbricht und die Verbindung
des Anlegezylinders 18 mit der Atmosphäre wiederherstellt. Durch die dargestellte
Anordnung ist bewirkt, daß das Füllventil 17 bei einer Drucksenkung in der Hauptluftleitung
und anschließender Verbindung des Vorratsluftbe'hälters 4 mit der Vorsteuer'kammer
5 sofort die Verbindung zwischen dem Vorratsluftbehälter .4 und dem Anlegezylinder
i8 herstellt und dieser .also mit dem vollen Behälterdruck beaufschlagt wird, bevor
sich durch Anstieg des Druckes in der Vorsteuerkammer 5 eine Belüftung des Festbremszylinders
7 auswirken kann. Der Festbremszylinder 7 ist mit dem Bremshebel 8 durch eine Kolbenstange
verbunden, in der ein Gesperre i9 liegt, das in bekannter Weise so wirkt, daß die
Kolbenstange bei entlüftetem Festbremszylinider sich verlängern und verkürzen kann,
bei belüftetem Festbremszylinder jedoch starr ist und den Kolbendruck des Festbremszylinders
auf den Bremsklotz überträgt. Der Festbremszylinder findet daher, wenn er belüftet
wird, die Bremsklötze bereits durch den Anlegezylinder L8 angelegt vor und braucht
nur noch den Hub zu machen, der infolge der Nachgiebigkeit im Bremsgestänge zur
Erzeugung des gewünschten Anpressungsdruckes der Bremsklötze erforderlich ist. Wesentlicher
als die durch die N achgiebig4keit des Bremsgestänges verursachte Vergrößerung des
Kolbenhubes ist aber diejenige, die durch die gleichzeitige Veränderung des Hebelübersetzungsverhältnisses
bei Verschiebung des Hebeldrehpunktes 9 hervorgerufen wird. Die gesamte Veränderlichkeit
des Kolbenhubes des Festbremszylinders 7 bleibt bei der Anordnung nach Fig. 2 aber
ohne Einfluß auf die Brems- und Lösezeiten des Festibremszylinders.
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Die Vermeidung eines luftvergeudenden Leerhubes des Festbremszylinders
durch die vorliegende Erfindung ist von besonderer Bedeutung für stufenlösende Bremsen.
Diese Bremsen haben zwar gegenüber einlösigen Bremsen den bedeutsamen Vorteil, d'aß
sie nach jedem Lösevorgang sofort wieder bremsbereit sind, erfordern aber dabei
auch eine große Luftzufuhr während des Lösevorganges, da die Bremsen erst dann sich
vollständig lösen, wenn sämtliche Bremsapparate wieder auf den Hauptluftleitungsdruck
aufgefüllt sind. Die Anwendbarkeit der stufenlösenden Bremse findet daher ihre Grenze
an der Luftmenge, die durch die Hauptluftleitung beim Lösen noch durchgepreßt werden
kann. Es ist daher die durch die vorliegende Erfindung erzielte Luftersparnis für
stufenlösende Bremsen von besonderer Bedeutung, da sie die Anwendung solcher Bremsen
bei Zügen größerer Länge, als es bisher möglich war, gestattet.
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Die Anwendung der Erfindung ist natürlich nicht auf ein Steuerventil
der in den Fig. i und 2 schematisch dargestellten Artbeschränkt, sie kann vielmehr
auch bei Druckluftbrernsen mit einem vorsteuernden Zweidruckventil. einem den Bremszytinder
überwachenden nachgesteuerten Dreidruckventil und einer dazwischengeschalteten Hilfssteuerkammer
angewendet werden, wenn die Füllung und
Entleerung der Hilfssteuerkammer
über Drosselorgane erfolgt, die den zeitlichen Verlauf des Druckes in der Hilfssteuerkammer
so regeln, daB er den Vorschriften über die Brems- und Lösezeiten entspricht.