-
Druckluftbremse mit Anlege- und Festbremszylinder Die Erfindung bezieht
sich auf Druckluftbremsen, bei welchen zwei Zylinder vorgesehen sind, von denen
der eine die Bremsklötze an die Radreifen Heranführt, während der andere die Klötze
anpreßt und somit die eigentliche Bremsung durchführt. Diese Zweiteilung ermöglicht
es, den Anlegezylinder, dessen Kolben den zum Heranbringen der Bremsklötze notwendigen
großen Hub macht, mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser auszubilden und nur dem
Festbremszylinder den zur Erzeugung der verlangten nötigen großen Durchmesser zu
geben. Diese Dimensionierungsmöglichkeit bringt bereits eine Ersparnis an Druckluft
mit sich. Die Aufgabe der Erfindung ist es jedoch, die für den Betrieb von Druckluftbremsen
äußerst wichtige Einsparung an Druckluft weiter bis zu einem Höchstmaß zti steigern
und dabei die Gestängekraft zunächst ziemlich gleichbleibend zu halten, gegen Ende
der Anlegebewegung aber zu vergrößern. Diese Kraftvergrößerung am Ende des Anlegevorganges
ist wesentlich, um im Falle des Vorhandenseins einer selbsttätigen Gestängenachstellvorrichtung
die notwendige Kraftreserve für den Betrieb derselben zu haben und außerdem die
Verriegelungsmittel für den Anlegekolben am Hubende sicher zu betätigen. Die gestellte
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Überdruck im Anlegezylinder
während seines Kolbenhubes verringert wird und der Kolben über ein Getriebe, welches
die vom Kolben abgegebene Kraft mit zunehmendem Hub vergrößert, auf das Bremsgestänge
einwirkt. Dabei ist es vorteilhaft, den Druck im Anlegezylinder dadurch um das gewünschte
Maß zu verringern, daß dieser Zylinder
aus einem Druckluftbehälter
bestimmten Anfangsdruckes und Volumens gespeist wird und außerdem den Kolben des
Anlegezylinders über ein Knieliebelgetriebe auf das Bremsgestänge wirken zu lassen,
wodurch, der Charakteristik dieses Getriebes entsprechend, die vom Kolben abgegebene
Kraft mit zunehmendem Hub ansteigt.
-
In der Zeichnung ist in Fig. i das Schaltschema einer erfindungsgemäßen
Druckluftbremse und in Fig. 2 ein Diagramm für den mit dieser Einrichtung erreichbaren
Verlauf des Druckes im Anlegezylinder sowie der Anlegekraft an den Bremsklötzen
gezeigt. Gemäß Fig. i ist an die Hauptluftleitung i ein Steuerventil 3 von bekannter
und daher nicht näher gezeigter Bauart angeschlossen. Dieses Steuerventil ist Tiber
eine Leitung 5 mit einer Ventileinrichtung 7 verbunden. Letztere Einrichtung enthält
einen Kolben 9, welcher unter der Wirkung einer Feder i i steht. Mit dem Kolben
9 ist ein Glied 13 verbunden, welches einen Durchlaß 15 enthält. Das in der Zeichnung
obere Ende des Gliedes 13, dient als Sitz für einen Ventilteller 16, welcher mit
einem weiteren Ventilteller 17 zu einem Doppelventil vereinigt ist. Der Ventilteller
17 liegt entweder auf einem Sitz 19 oder auf einem weiteren Sitz 21 auf. Bei abgeschlossenem
Sitz i9 und dafür offenem Sitz 21 ist ein Druckluftbehälter 23 über eine Drosseldüse
24 mit einem weiteren Behälter 25 verbunden, welcher eine der gewünschten Wirkungsweise
des Anlegezylinders 27 genau angepaßte Größe aufweist; dagegen ist eine zum Anlegezylinder
27 führende Leitung 29 bei dieser Ventilstellung vom Behälter 25 getrennt und dafür
über den Kanal 15 und einen an der Ventileinrichtung 7 vorgesehenen Auslaß 31 ins
Freie entlüftet. Umgekehrt ist bei abgeschlossenem Sitz 21 der Behälter 25 vom Vorratsbehälter
23 getrennt und der Behälter 25 über den offenen Sitz 19 mit der Leitung 29 verbunden.
Dafür ist diese Leitung nun durch das Aufsitzen des Ventiltellers 16 auf dem Sitz
13 vom Auslaß 15, 31 getrennt. Vom Luftbehälter 23 führt eine Leitung 33 zum Steuerventil
3. Von der ebenfalls am Steuerventil 3 angeschlossenen Leitung 5 zweigt eine Leitung
35 ab, welche als Fülleitung für den Festbremszylinder 37 dient. Diese Fülleitung
wird überwacht durch ein Organ 39, dessen Gehäuse ein Doppelventil 41, 43 enthält.
In der gezeigten Lösestellung der Bremseinrichtung liegt der Ventilteller 41 unter
der Kraft einer Feder 45 auf seinem Sitz 49 auf und sperrt dabei die Leitung 35
zum Festbremszylinder 37 ah. Der Sitz 51 für den Teller 43 des Doppelventils befindet
sich an einem verschiebbaren. Teil 53., Dieser Teil wird einerseits durch die Kraft
einer Feder 55 im Sinne des Öffnens des Ventils 43 und damit des Entlüftens des
Bremszylinders 37 über den Kanal 57 bewegt. Andererseits wird das Entlüftungsventil
43 geschlossen und dafür das Belüftungsventil 41 geöffnet durch Beeinflussung eines
mit dem Teil 53
verbundenen Stößels 59. Dieser Stößel liegt im Weg eines Gelenkpunktes
61 im Kniehebelgetriebe 63, 65. Am Gelenkpunkt 61 greift die Kolbenstange 67 des
Kolbens 69 des Anlegezylinders 27 an. Der Hebel 63 des Knieliebelgetriebes ist in
dem am ortsfesten Festbreinszylinder 37 vorgesehenen Drehpunkt 71 schwenkbar gelagert.
Der andere Hebel 65 führt zu einem Teil 73 des 'littell>relnsgestänges,
zu welchem außerdem die Verbindungsstange 75 und der Hebel 77 gehören. Letzterer
Hebel ist gelenkig mit der Kolbenstange 79 des Kolbens 81 im Festbremszylinder 37
verbunden. An die Glieder 73, 77 sind die zu den Bremsklötzen führenden Betätigungsstangen
83 1>zw. 85 angeschlossen.
-
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Im gelösten
Zustand der Bremse ist der Anlegezylinder 27 über die Leitung 29 und den Auslaß
31 und der Festbreinszylinder 37 über die Leitung 35 und den Auslaß 57 entlüftet.
Die Kolben 69 und 81 des :@lilegc- bzw. Festbreinszylinders werden durch die I#
erlern 87 bzw. 89 zusammen mit dem Bremsgestänge in ihren Endstellungen gehalten.
Die Hauptluftleitung r steht unter dem höchsten, voll einem nicht dargestellten
Druckregler zugelassenen Luftdruck. Der Behälter 23 ist, eingesteuert Vom Ventil
3 übel- die Leitung33, ebenfalls mit dieseln Ilöchstdruck aufgefüllt. Schließlich
herrscht der gleiche Druck auch in dem mit dem Behälter 23 verbundenen Behälter
25, womit dieser die vorgeschriebene Menge Druckluft enthält. Wird nun zwecks Einleitung
einer Bremsung der Druck in der Hauptluftleitung i um eile der gewünschten Bremsstufe
entsprechendes Mali verringert, so steuert das Steuerventil 3 . in der Weise um,
daß es die Leitung 33 von der Hauptluftleitung i trennt und dafür mit der Leitung
5 verbindet. Druckluft strömt nun über die Leitung 5 zur Ventileinrichtung 7 und
heaufschlagt dort den Kolben 9 derselben. Der in die Leitung 35 einströmende Luftanteil
kann sich zunächst nicht auswirken, weil diese Leitung durch das geschlossene Ventil
4i unterbrochen ist. Der Kolben 9 in der Ventileinrichtung 7 wird gegen die Kraft
der Feder i i nach oben bewegt, wodurch das Ventil 16 auf seinen Sitz 13 zu liegen
kommt und außerdem das Ventil 17 von seinem Sitz i9 abgehoben und dafür auf seinen
Sitz 21 gedrückt wird. Damit ist dieEntlüftung 31 für die Leitung 29 abgeschlossen
und außerdem der Behälter 25 vom I3eli:ilter 23 getrennt. Der Inhalt des Behälters
25 strömt nun über den offenen Sitz i9 und die Leitung 29 zum Anlegezylinder 27
und bewegt dessen Kolben 69 gegen die Feder 87. Da nur der Inhalt des Behälters
25 zum Zylinder 27 gelangen kann, verläuft der Druck in demselben nach der in Fig.
2 gezeigten Expansionskurve I, d. h. der Überdruck auf den Kolben 69 verringert
sich mit zunehmendem 1lub desselben. Der Kolben 69 spreizt über die Kolbenstange
67 die Schenkel 63, 65, wobei der Gelenkpunkt 61 den gestrichelt eingezeichneten
Kreisbogen vollführt, während der Schenkel 65 das Gestänge 73, 75, 77 im Sinne des
Anziehens der Stangen 83, 85 in Pfeilrichtung und damit des Heranführens der nicht
gezeigten Bremsklötze an die Radreifen bewegt. Die Spreizbewegung der Schenkel 63,
65 hält bis zur gestreckten oder einer etwas über die Streckung hinausgehenden Stellung
(les l\-iiieliei)elgetrielles
,in, womit die .\nlegel@cwegung der
Bremsklötze beendet ist. 1n dieser Hndlage wird der Anlegekolben durch nicht näher
gezeigte Verriegelungsmittel irgendwelcher Art gesichert.
-
Es ist eine Eigenschaft des Kniehebelgetriebes, (laß die von ihm übertragene
Kraft nach der Kurve 11 111 Fig. 2 verläuft, d. h. gegen Ende der Spreizung
seiner Glieder stark ansteigt. Wie das Kurvenbild in Fig. 2 erkennen läßt, nimmt
zwar der L"berdruck vier mit einem 1\l inimutn an Luftmenge durchgeführten Beaufschlagung
des Kolbens 69 mit zunehmender Kolbenbewegung ab, nachdem aber die vom Knieliehelgetriebe
übertragene Kraft, wie erwähnt, mit zunehmender Spreizung seiner Schenkel, also
ebenfalls mit wachsendem Kolbenhub, stark zunimmt, wird als das gewünschte Endergebnis
die zunächst Hach verlaufende, aber gegen linde der :\nlegebewegutig stark ansteigende
Kurve 11 für die Gest'itigekraft erreicht. Damit wird für den ersten Teil des Anlegehubes
die praktisch gleichbleibende, zur Überwindung der Gestängereibung ausreichende
Kraft geliefert, während gegen linde des Hubes darüber hinaus die notwendige Kraftreserve
für etwaige Betätigung der Gestängenachstellvorrichtung sowie für die Verriegelung
des .\nlegekolbens vorhanden ist. Wend die Schenkel 63, 65 gespreizt oder etwas
über diese Stellung hinausbewegt sind, bilden sie wirkungsmäßig ein einteiliges,
in sich starres Gestängeteil des @I itt(J1)retnsgestänges. Die Begrenzung des Itubes
des Kolbens 69 auf den Spreizzustand der 'feile 63, 65 wird durch irgendwelche bekannte,
nicht näher gezeigte :\l ittel erreicht. Ehe der Gelenkpunkt 61 seine Endlage erreicht,
trifft er auf den Stößel j9 und bewegt ihn zusammen mit dem Teil 53 gegen die Kraft
der Feder 55 und später auch der Feder 45 nach unten. Dabei schließt das f?tltlüftttngsvetltil
43 für den Festbremszylinder 37 und öffnet (las 13eliiftungsvetlti141 für diesen
Zylinder. Die bisher zurückgehaltene Druckluft kann nun, nachdem der .,lnlegezylinder
seine Tätigkeit beendet hat, über die Leitung 35 zum Festbremszylinder gelangen
und dessen Kolben 81 beaufschlagen. 1)er Kolben wird dadurch gegen die Kraft der
Feder 89 bewegt und betätigt dabei die Stange 77 sowie über (las Zugglied 75 auch
die Stange 73 im Sinne des weiteren Anziehens des Gestänges 83, 85 und damit des
:\npressens der Bremsklötze an die Radreifen tnit der der 13renisstufe entsprechenden
Kraft.
-
7.um f.ösett der 13renise wird der Druck in der Ilauptluftleitung
1 erli(*ilit. Dadurch steuert das Steuerventil 3 in der Weise uni, daß nunmehr der
Bremszylinder 37 über die noch offene Leitung 35, 5 durch einen im Steuerventil
3 vorgesehenen, nicht sichtbaren .\tislali entlüftet wird. Damit nimmt der Kolben
81 des Festbremszylinders unter der Wirkung der Feder 89 seine gezeigte Stellung
wieder ein, und die Bremskraft ist aus (lern Gestiitige weggetiotntnetl. \ußerdeni
wird über den Stetterventilauslal3 auch der zum Kolben g der Ventileinrichtung 7
führende Teil der Leitung 5 entlüftet. l)er 1Collten c) liew-egt sich (lurcli (lie
Kraft der Feier i i unter Öffnen des Ventils i6 sowie Freigabe des Sitzes 21 und
Abschluß des Sitzes t9 durch das Ventil 17 nach unten. Der Anlegezylinder 27 kann
sich nun Tiber die Leitung 29, den Kanal 15 und den Auslaß 31 ebenfalls entleeren.
-
Nachdem das Bremsgestänge durch den bereits entlüfteten Festbremszylinder
37 nicht mehr unter Spannung gehalten wird und die erwähnte Verriegelung des Anlegekolbens
inzwischen aufgehoben wurde, kann die Feder 87 die Kolbenstange 67 und damit den
Gelenkpunkt 61 unter Abwinkeln der Schenkel 63, 65 wieder nach oben in die gezeigte
Stellung ziehen. Damit werden über die weiteren Bremsgestätigeteile auch die Bremsklötze
unter Entfernung von den Radreifen wieder in ihre Ausgangsstellung gebracht. Durch
die geschilderte Bewegung der Ventile 15, 17 wurde,' wie bereits erwähnt, der Sitz
21 freigegeben und damit die Verbindung zwischen den Behältern 23, 25 wieder hergestellt.
Nachdem mit Erhöhung des Druckes in der Hauptluftleitung i das Steuerventil 3 einerseits
auf Entlüftung der Leitung 5 ins Freie und andererseits auf Belüftung der Leitung
33 aus der Leitung i umgesteuert hat, werden Vorratsbehälter 23 und Meßbehälter
25 ebenfalls bis zum Höchstdruck der Leitung i wieder aufgefüllt. Mit dem Abheben
des Gelenkpunktes 61 vom Stößel 59 gelangt die Ventileinrichtung 39 unter der Wirkung
der Federn 45 und 55 wieder in die Stellung, in welcher (las Ventil 41 geschlossen,
das Ventil 43 aber geöffnet ist. Die Verbindung 35 zwischen Festbremszylinder und
Steuerventil 3 ist nun zwar wieder unterbrochen, der Festbremszylinder ist dafür
aber jetzt über den Auslaß 57 entlüftet. Die einzelnen Teile der beschriebenen Bremseinrichtung
nehmen nun wieder die gezeigte Lösestellung ein.
-
Es wird noch erwähnt, daß an Stelle des Kniehebelgetriebes auch jedes
andere Getriebe mit dem in Fig. 2, Kurve 11, gezeigten Verlauf der Kraftübertragung
verwendet werden könnte. Außerdem könnte die Druckverringerung im Anlegezylinder
27 anstatt durch Expandierenlassen des Inhalts eines Behälters auch durch Absperren
der Fülleitung für den Zylinder nach einem Teilhub des Kolbens und darauffolgender
Expansion der in den Zylinder eingespeisten Luft erzielt werden.