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Steuereinrichtung für Druckmittelbremsen, insbesondere in Lastzügen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für Druckmittelbremsen, insbesondere
in Lastzügen, mit mindestens zwei durch Steuerglieder beeinflußten Steuerventilen
und mit einem mit diesen Steuergliedern durch einen Steuerhebel verbundenen Hilfskolben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Hilfskolben so zu gestalten und
anzuordnen, daß eine jeder Stellung des Steuerhebels zugeordnete Reaktionskraft
entsteht und die Steuerventile in eine die Aufrechterhaltung.des jeweils eingestellten
Bremszustandes, insbesondere des ,Bremsdruckes, gewährleistende Mittelstellung zurückgeführt
werden.
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Diese Aufgabe läBt .sich erfindungsgemäß dadurch lösen, daß der Hilfskolben
doppelt wirkend, d. h. beiderseits von den durch die Steuerventile eingestellten
Drücken beaufschlagt ist. Dadurch ergibt sich einsbesondere auch der Vorteil, daß
man mit einem Hilfskolben von verhältnismäßig geringem Durchmesser auskommt. Auch
die Steuerkolben der Ventile können kleiner als bisher bemessen werden und ermöglichen
dadurch eine feine Abstufung des Bremsdruckes unter Vermeidung hoher Ventilbetätigungskräfte
und lassen sich zusammen mit dem klein bemessenen Hilfskolben in einem gemeinsamen,
leicht zu bearbeitenden Gehäuse von verhältnismäßig ,geringen Abmessungen unterbringen.
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Weitere Vorteile und Erfindungsmerkmale sind in Verbindung mit dem
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben, das eine Steuereinrichtung
für je eine durch Druckerhöhung und eine durch @Druckentlastung einen Bremsvorgang
auslösenden iBremsgruppe, Zugwagen- und Anhängerbremse, betrifft. In der Zeichnung
zeigt Abb. i die Steuereinrichtung, deren oberer Teil nach der Linie PI-I° und deren
unterer Teil nach
dem gebrochenen Linienzug 1-I in Abb. 2 geschnitten
dargestellt ist; Abb. 2 veranschaulicht einen Schnitt nach Linie II-11 @in Abb.
i rund Abb. 3 eines der in Abb. 2 dargestellten Steuerventile in einer anderen Stellung.
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Das dargestellte Ventilgehäuse besteht aus zwei Teilen 4 und 5. Der
Teil 4 hat einen Ansatz to für ein Zugwagenbremsventil, der Teil 5 einen Ansatz
20 für ein Anhängerbremsventil. Überdies enthält jeder der beiden Teile 4 und 5
einen Abschnitt einer Kammer 3o. Der Ansatz to ist einerseits und der Ansatz 2o
andererseits versetzt angeordnet zu der in der Zeichnungsebene der Abb. i liegenden
Mittelebene der Kammer 30. Beide Ansätze enthalten im wesentlichen gleiche Bauteile,
nämlich je einen an beiden Enden offenen rohrförmigen Kolbenschieber 12, 22, einen
darauf befestigten Kolben 11, 21, der einen Hohlraum 14, 24,abschließt, eine Rückführfeder
13, 23 für diesen Kolben sowie eitlen beweglichen Ventilteller 15, 25, auf den eine
Schließfeder i9, 29 einwirkt, und der im Zusammenwirken mit je einem festen Ventilsitz
16, 26 und dem als Ventilstößel und gleichzeitig als teweglicher Ventilsitz ausgebildeten
Ende des zugehörigen Kolbenschiebers 12, 22 den Druckmittelzutritt aus einem Raum
17, 27 zum Hohlraum 14, 24 bzw. die Druckmittelabführung aus
diesen Hohlräumen beherrscht. Die Räume 17, 27 stehen durch Kanäle 37,
47. 57 mit einer gemeinsamen Druckmittelquelle So in Verbindung, während
an die Hohlräume 14, 24 Kanäle 18, 28 anschließen, die in die beiden durch einen
Hilfskolben 31 voneinander getrennten Hohlräume 32 und 42 der Kammer 3o einmünden.
Des weiteren sind Kanäle 34 und 44 mit den Zugwagenbremszylindern 35 bzw. mit der
zum Anhänger führenden Steuerleitung 45 zu verbinden.
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Auf den Hdlfskolben3i wirkt eine im Hohlraum 32 untergebrachte Schraubenfeder
33 ein, während die an .den Hohlraum 42 angrenzende Kolbenseite mit einer Schraubenfeder
43 belastet ist. Eilre mit diesem Kolben verbundene Kolbenstange 36 ist zwecks Einstellung
der Kolbenlage verschraubbar verbunden mit einem zylindrischen Führungsglied 46,
dessen aus der Gehäusewand herausragendes, gabelförmlig gestaltetes Ende an einem
Steuerhebel 6 angelenkt ist. An diesen Hebel ist einerseits ein Fußbremshebel 41
und andererseits eine Stange 9 angelenkt. Diese Stange ragt mit allseitigem Spiel
durch ein Loch einer Zwischenwand 48 im Ansatz 20. Ein vor der Durchtrittsstelle
der Stange 9 durch die Zwischenwand befindlicher Raum ist durch eine mit einem Filtersieb
54 abgedeckte Öffnung mit der Außenluft verbunden. In den hinter dieser Durchtrittsstelle
befindlichen Innenraum 4o ragen die Kolbenschieber 12 und 22 hinein. Das abgebogene
freie Ende der Stange 9 ist zugespitzt und bildet ein Auflager für einen mit einer
entsprechenden Einsenkung versehenen Schwinghebel 8, .der senkrecht zur Schwingebene
des Hebels 6 in der Kammer 40 untergebracht ist. Die mit Abwälzflächen versehenen
Arme des Hebels umfassen die in die Kammer 4o hineinragenden Enden der Kolbenschieber
12 und 22 gabelartig. Dabei liegt das eine Ende des Schwinghebels am Kolben i i
an, und :das andere stützt sich gegen ein Widerlager 51 einer Gegenfeder 53 ab.
Diese Gegenfeder gewährleistet zusammen mit der in entgegengesetzter Richtung wirkenden
Rückführfeder 13 eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Hebel 8 und der Stange
9, während die Rückführfeder 23 ein kraftschlüssiges Anliegen des Kolbenschiebers
22 am Widerlager 51 sicherstellt. Durch eine als Knebelschraube 59 dargestellte
Einstellvorrichtung kann die Vorspannung der Feder 53 den jeweiligen Erfordernissen
angepaßt werden.
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In der Zeichnung sind die Steuerglieder in der Fahrstellung abgebildet,
die sie unmittelbar nach dem Freigeben des Steuerhebels 6 im Anschluß an einen vorangegangenen
Bremsvorgang einnehmen. Der Hebel 6 liegt dabei infolge der auf ihn einwirkenden
resultierenden Feder- und Druckmittelkräfte am Anschlag 7 an. Da das dem Ventil
15 zugekehrte Ende des hohlen Kolbenschiebers 12 von dem auf seinem Sitz 16 aufliegenden
Ventilteller 15 abgehoben ist, kann Druckmittel (Druckluft) einerseits aus dem Bremszylinder
35 über den Kanal 34, die Ausbohrung im .Kolbenschieber, die Kammer 4o und ,die
Durchbrechung der Zwischenwand 48 durch das Sieb 54 und andererseits aus der Kolbenkammer
32 über Kanal 18, Rohrschieber 12, Kammer 40 usw. ins Freie entweichen. Auf den
am Kolben i i anliegenden Arm des Schwinghebels 8 wirkt dabei lediglich die Rückführkraft
der Feder 13 ein. Auf den Kolben 21 wirkt außer der Feder 23 zunächst noch der Druck
im Vorratsbehälter So über die Kanäle 57, 47, das offene Ventil 25 und entlang dem
Kolbenschieber 22, dessen eines Ende am Ventilteller 25 anliegt und damit die Außenluftverbindung
zur Kammer 4o abschließt. Auch in den Hohlraum 42 pflanzt sich dieser Druck über
den Kanal 28 fort und beaufschlagt die linke Seite des Kolbens 31.
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Wenn nunmehr bei einem Bremsvorgang der Steuerhebel 6 durch den Fußbremshebel
41 vom Anschlag 7 abgehoben wird, bewegt die Stange 9 den Schwinghebel 8 gegen den
Kolben i i und das bewegliche Widerlager 51. Dadurch wird der Kolbenschieber 22
teilweise von der Kraft der auf ihn einwirkenden Gegenfeder 53 entlastet und durch
die Rückführfed@er 23 sowie durch den auf den Kolben 21 einwirkenden Druck samt
dem Ventilteller 25 nach rechts bewegt, bis der Ventilteller auf seinen Sitz 26
auftrifft. Bei der Fortsetzung der Rechtsbewegung des Kolbenschiebers 22 hebt er
sich vom Ventilkörper 25 ab. Die Steuerleitung 45 wird also entlüftet und die Anhängerbremse
angezogen. Gleichzeitig wird dadurch noch der Hohlraum 42 der Hilfskolbenkamm@er
30 mit der Kammer 40, d. h. mit der Außenluft verbunden. Außerdem wird aber
auch durch den Kolbenschieber 12, den der Schwinghebel 8 schließlich ebenfalls nach
rechts verschiebt, der Ventilkörper 15 vom Sitz 16 abgehoben und dadurch dem Druckmittel
ein Weg über 57, 37, offenes Ventil und
Kanal 3.4 zum Bremszylinder
35 sowie über Kanal 18 zum Hohlraum 32 freigegeben. Diese Druckmittelzufuhr dauert
jedoch nur so lange, bis der durch die Druckentlastung im Hohlraum 42 und die Drucksteigerung
im Hohlraum 32 in .Bewegung gesetzte Hilfskolben 31 die Kolbenschieber 12 und 22
teils unmittelbar durch die mechanischen Bewegungsglieder 6, 9, 8, teils unter Mitwirkung
des auf den Kolben 11 einwirkenden Druckunterschiedes in die in Abb. 3 gezeichnete
Mittelstellung geführt hat. Bei dieser Ventilstellung wird ein der Stellung des
Fußbremshebels 141 entsprechender Druck sowohl im Zugwagenbremszylinder 35 als auch
in der Steuerleitiung 45 der Anhängerbremse, d. h. eine eindeutig bestimmte Bremswirkung
aufrechterhalten, solange .die betreffende Hebelstellung bestehen bleibt. Jeder
Stellung des Bremsfußhebels 41 und somit des Steuerhebels 6 entspricht ein durch
die Abmessungen der Steuerkolben m und 21 festgelegter Bremsdruck, der auch .am
Bremshebel deutlich spürbar ist und ,dem Fahrer ein sicheres Gefühl für die jeweils
eingestellte Bremswirkung sowie eine Gewähr für die Aufrechterhaltung dieser Wirkung
vermittelt.
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Da nun, im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen mit Hilfskolben,
gemäß der Erfindung dieser Kolben doppelt wirkend ausgebildet ist, da ferner beide
Hohlräume 32 und 42 an je einen von einem Ventil 15 und 25 beherrschten Druckmittelkreislauf
angeschlossen sind und die von diesen Ventilen gesteuerten Druckunterschiede im
entgegengesetzten Sinn auf diesen Kolben einwirken, werden beide Ventile nach jedem
eine Teilbremsung bedingenden Steuervorgang zwangsläufig in die Mittelstellung zurückgeführt.
Dies ist ein wesentlicher technischer Fortschritt gegenüber den bekannten Steuereinrichtungen
dieser Art, bei denen nur eines der beiden Steuerventile Rückführbewegungen des
Hilfskolbens auszulösen vermochte und infolgedessen das andere Steuerventil sich
selbst überlassen blieb.
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Da die Steuerung der Ventile jeweils im Zuge der durch die Betätigung
des (Hebels 6 eingeleiteten Bewegung des Hilfskolbens 31 erfolgt, dieser Kolben
also keine rückläufige Bewegung auszuführen braucht, um die Steuerventile in die
Mittelstellung zurückzuführen, erfolgt diese Ventilrückführbewegung schon bei verhältnismäßig
sehr kleinen Druckstufen. Der Kolben kann somit, da er doppelseitig beaufschlagt
ist, kleiner als die bisher zu diesem Zweck verwendeten Hilfskolben bemessen und
zusammen mit den Steuerkolben 1I und 2I, die erst recht kleine Abmessungen aufweisen
können und dabei mäßige und leicht zu beherrschende Ventilbetätigungskräfte ergeben,
in einem Gehäuse von geringen Baumaßen untergebracht werden.
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Eine besonders gute Raumausnutzung ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
auch erzielt worden, weil der Schwinghebel 8 quer zum Steuerhebel n angeordnet ist.
Dadurch kann man mit jedem der Ansätze lo und 20 möglichst dicht an die Wandung
für den Kammerabschnitt 3o heranrücken, so daß sie, wenn die Teile ,4 und 5 zusammengebaut
sind, seitlich versetzt zur Schwingebene des Steuerhebels 6 hintereinander liegen.
Ihre einander zugekehrten Stirnflächen sind dabei so verbreitert, daß sie sich decken
und, den Raum 40 zwischen sich bilden. Axial anschließend an die verbreiterten Stirnflächen
der Ansätze io und 20 lassen sich dabei noch Erweiterungen dieser Ansätze anordnen,
die sich zur Unterbringung sonstiger Bauglieder, wie z. B. der Teile 51, 5,3 und
9 der Steuereinrichtung, eignen.
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Diese bauliche Gesamtanordnung, die übrigens auch eine leichte Bearbeitbarkeit
zuläßt, kann daher mit Vorteil bei allen Steuereinrichtungen dieser Art angewendet
werden, bei denen mehrere den Steuerkolben und -ventilen 11, 11,2, 15 bzw. 21, 22
und 25 gleichwertige Steuerorgane in einem gemeinsamen Gehäuse vereinigt werden
sollen mit einem Odem Hilfskolben 31 gleichartigen Verstellglie,d, z. B. mit einem
Kolben zum Erzeugen von Flüssigkeitsdruck für eine hydraulische Bremse.