DE831408C - Anordnung fuer Druckluftbremsen, insbesondere fuer Eisenbahnfahrzeuge - Google Patents

Description

Es sind Druckluftbremseinrichtungen, insbesondere für Eisenbahnfahrzeuge, bekannt, bei welchen die Bremswirkung in Abhängigkeit von der Belastung des Wagens selbsttätig erhöht wird. Dies geschieht dadurch, daß der Bremszylinderdruck, der l>ei leerem Wagen etwa i,8Atm. beträgt, entsprechend der Ladung auf 3,8 Atm. erhöht wird; die Bremswirkung wird dadurch verdoppelt.

Die modernen Güterwagen werden aber derart konstruiert, daß sie ein Ladegewicht aufnehmen können, das zwei- bis dreimaligrößer ist als ihr Eigengewicht. In diesem Falle genügt eine Verdoppelung der Bremskraft nicht mehr; sie sollte vielmehr gegenüber dem leeren Wagen auf das Drei- bis Vierfache gesteigert werden können. Da man indessen einerseits an den maximalen Druck im Bremszylinder (3,8 Atm.) gebunden ist und anderseits den kleinsten Druck von 1,8 Atm. nicht unterschreiten kann, so wird es bei Bremsung mit einem einzigen Zylinder notwendig, das Übersetzungs- ao verhältnis des Bremsgestänges zu erhöhen, sobald die Ladung 50% des maximalen Ladegewichtes überschreitet.

Die Erfindung bezweckt, diese Umschaltung der Bremseinrichtung selbsttätig auf pneumatischem as Wege zu bewirken, sobald das Fahrzeuggewicht dies erfordert.

Nach der Erfindung dient zur Lösung dieser Aufgabe die Kombination von druckluftgesteuerten Ventilen, die den Bremsdruck in Abhängigkeit vom Ladegewicht variieren, mit einer pneumatisch gesteuerten Umstellvorrichtung, die ein mit zwei Übersetzungen ausgestattetes Bremsgestänge umschaltet, sobald das Ladegewicht einen festgelegten Prozentsatz des maximalen Ladegewichtes über oder unterschreitet.

Die Bremseinrichtung wird vorzugsweise so eingestellt, daß die Umstellung bei 50% des

gewichtes erfolgt. Es kann auch vorgesehen werden, daß die Umstellung unter 50% oder über 50% des Ladegewichtes erfolgt.

Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.

Fig. ι a und 1 b veranschaulichen ein Schaltschema der neuartigen Bremsanordnung, während Fig. 2 bis 5 Diagramme zum Verständnis der Wirkungsweise der Anordnung wiedergeben.

Die Anlage gemäß Fig. 1 besteht aus einem normalen Bremssteuerventil, von welchem nur das Hauptregulierventil E dargestellt ist, ferner aus einem Lastübertragungsventil L, einem Druckventil A, einem Umstellventil B, einem Füllventil C und einem Laststeuerventil D.

Jedes dieser Ventile weist in einem Gehäuse ein

zentrales Steuerorgan für das eigentliche Ventil auf.

Im Fall des Lastübertragungsventils L ist das

Steuerorgan mit 87 bezeichnet. Es ist an drei ela-

ao stischen Membranen, z. B. 92, 93, welche luftdicht mit ihm verbunden sind, aufgehängt, so daß es axial beweglich ist. Durch die Membranen werden im Ventil vier voneinander luftdicht abgeschlossene Kammern 81, 82, 83, 84 gebildet, und infolge der Druckwirkungen in diesen Kammern führt das Steuerorgan seine Axialbewegungen aus.

Das Steuerorgan 87 weist eine Axialbohrung 88 auf, durch welche die Kammer 84 mit der in die Außenluft ausmündenden Kammer 83 verbunden ist.

Gegenüber der Bohrung 88 ist ein federbelasteter Veiitilkörper 89 angeordnet, durch welchen die Bohrung 88 bei entsprechender Bewegung des Steuerorgans verschlossen wird. Der Ventilkörper 89 besteht aus einem Stück mit einem Ventilkörper 90, durch weichemeine Kammer 85 mit der Kammer 84 verbunden oder von ihr abgeschlossen werden kann. Die Kammer 81 ist mit der Außenluft verbunden.

Die Kammern 82 und 85 sind an eine Leitung 86 angeschlossen, welche mit einem Umstellbehälter UB verbunden ist. Die Verbindung mit der Kammer 85 erfolgt über eine Düse. Die Kammer 84 ist über eine Düse mit einer Kammer 1 des Druckventils A verbunden. Die beiden Düsen sind vorgesehen, damit

♦5 die kurzwirkenden Schienenstöße keine fühlbaren Druckveränderungen hervorrufen können.

Wie man aus der Zeichnung ersieht, wirkt das Gewicht des Wagenkastens durch eine Hebelübersetzung 72, -J2) ^auf das Steuerorgan 87 ein.

Die Membranen der Kammer 82 sind dabei derart bemessen, daß bei einem Druck von 4,8 Atm. der auf das Steuerorgan 87 ausgeübte Druck mit dem durch den leeren Wagen auf die Tragfedern ausgeübten Druck im Gleichgewicht steht. Da im übrigen die Druckwirkung in der Kammer 82 nur vom Leergewicht des Wagens abhängt, so könnte dieser pneumatische Druck auch durch eine Feder ersetzt werden, die so reguliert wird, daß ihr Druck dem Hebeldruck des leeren Wagens entspricht.

Die Ventile A, B, C, D und E sind bezüglich des konstruktiven Prinzips in gleicher Weise ausgebildet wie das Ventil L. In allen ist das Steuerorgan an elastischen Membranen aufgehängt.

Im Druckventil A ist das Steuerorgan mit 50 bezeichnet. Es sind vier Membranen angeordnet, durch welche fünf Kammern 1, 2, 3, 4 und 91 begrenzt werden. Die letztere ist mit der Außenluft verbunden.

Das Organ 50 weist eine Axialbohrung 47 auf, durch welche die Kammer 4 mit der ebenfalls in die Außenluft ausmündenden Kammer 2 verbunden ist.

Gegenüber der Bohrung 47 des Steuerorgans 50 ist ein federbelastetes Ventil 48 angeordnet, durch welches die Bohrung bei entsprechender Bewegung des zentralen Steuerorgans verschlossen wird. Der Ventilkörper 48 besteht aus einem Stück mit einem Ventilkörper 49, durch welchen die Verbindung zwischen einer Kammer 5 und der Kammer 4 geregelt wird.

Die Kammer 5 ist über eine Leitung 11 mit einem Umstellbehälter UB verbunden. Die Kammer 4 steht über eine Leitung 55 mit dem Lastdruckbehälter LDB in Verbindung. Die Kammer 3 ist durch eine Leitung 60 mit dem Umstell ventil B verbunden.

Das Umstellventil B weist wiederum ein Steuerorgan 51 und drei Membranen auf, durch welche vier Kammern 6, 7, 8 und 9 begrenzt werden. Die Bohrung 52 verbindet die Kammer 9 mit der an die Außenluft angeschlossenen Kammer 8.

Gegenüber der Bohrung 52 ist ein federbelastetes Ventil 53 angeordnet, durch welches sie l>ei entsprechender Bewegung des Steuerorgans 51 verschlossen werden kann. Mit dem Ventil 53 ist wiederum ein zweites Ventil 54 verbunden, durch welches die Kammer 9 mit einer Kammer 10 verbunden oder von ihr abgeschlossen wird.

Das Steuerorgan 51 ist durch eine Feder F₃ belastet.

Die Kammern 6 und 9 sind durch Leitungen 61 und 62 an die Leitung 60 des Druckventils A angeschlossen, und die Kammer 9 ist außerdem durch eine Leitung 63 mit einem Umstellzylinder UT. verbunden, welcher den Umstellapparat T des Bremsgestänges betätigt.

Die Kammer 10 ist an die Leitung 11 zum Um- i°5 Stellbehälter UB angeschlossen, der seinerseits über ein Rückschlagventil 66 an eine Leitung 12 eines ersten Hilfsluftbehälters HB₁ angeschlossen ist.

Die Kammer 7 ist durch eine Leitung 64 einerseits mit dem Lastdruckbehälter LDB, anderseits über die Leitung 67 mit dem Füllventil C verbunden.

Dieses Füllventil weist ein durch die Feder F belastetes Steuerorgan 37 und drei Membranen auf, durch welche vier Kammern 13, 14, 15 und 16 gebildet werden, von denen die erste, 13, mit der Außenluft verbunden ist und mit der letzten, 16, über eine Axialbohrung 38 des Zentralkörpers in Verbindung steht.

Gegenüber der Bohrung 38 ist ein federbelastetes Ventil 39 angeordnet, welches sie bei entsprechender Axialbewegung des Organs 37 verschließt.

Das Ventil 39 besteht aus einem Stück mit einem Ventil 40, durch welches die Kammer 16 mit einer Kammer 17 verbunden oder abgeschlossen wird.

Die Kammer 14 des Füllventils ist durch eine

Leitung 23 ^m>t Ί¹'¹¹¹ Bremszylinder BZ verbunden. Die Kammer 15 ist einerseits durch eine Leitung 67 mit dem Lastdruckbehälter LDB und anderseits durch eine Leitung 68 mit dem Laststeuerventil D verbunden. Die Kammer 16 ist über eine Leitung 41 an den zweiten TIilfsluftbehälter HB₂ angeschlossen. Die Kammer 17 ist durch eine Leitung 69 mit dem ersten Hilfsluftbehälter HB₁ verbunden, welcher seinerseits durch eine Leitung 70 mit dem Steuerventil verbunden ist.

Das Laststeuerventil D ist in gleicher Art ausgebildet wie die vorbeschriebenen. Sein axial bewegliches Steuerorgan 43 ist an drei elastischen Membranen aufgehängt, durch welche vier Kammern 18, 19, 20 und 21 gebildet werden. Die erste, 18, ist an die Außenluft angeschlossen und über eine Axialbohrung 44 des Steuerorgans mit der letzten, 2T, verbunden.

Gegenüber der Bohrung 44 befindet sich ein federbelastetes Ventil 45, durch welches bei entsprechender Bewegung des Steuerorgans 43 die Bohrung verschlossen wird. Das Ventil 45 ist aus einem Stück mit einem Ventil 46, über welches die Kammer 21 mit einer Kammer 22 verbunden oder abgeschlossen wird. Die Kammer 22 ist an die,Leitung 68 angeschlossen.

Die Kammer 20 ist an die Hauptleitung// und die Kammer 19 an den Steuerbehälter StB angeschlossen, während die Kammer 21 durch eine Leitung 80 mit dem Hauptregulierventil E verbunden ist.

Das Hauptregulierveiitil E weist vier Membranen auf, an welchen das Steuerorgan 33 aufgehängt ist. Durch diese Membranen werden vier Kammern 24, 25, 26 und 2j begrenzt, von denen die letzte, 27, durch eine Axiallx>hrung 34 des Organs 33 mit der Außenluft verbunden wird. Die Kammer 27 ist durch eine Leitung 32 mit dem Bremszylinder BT. verbunden.

Gegenüber der Bohrung 34 ist ein federbelastetes Ventil 35 angeordnet, welches l>ei entsprechender Axialbewegung des Steuerorgans 33 die Bohrung verschließt. Das Ventil 35 ist aus einem Stück mit einem Ventil 36, ül>er welches die Kammer 27 mit einer Kammer 2H in Verbindung steht, die ül>er eine Leitung 71 an den zweiten Hilfsluftbehälter HB., angeschlossen ist.

Aus obiger Beschreibung geht hervor, daß die Ventile L, A, I>, C, D und E zwei Gruppen bilden, von denen eine Gruppe L-A-B-C durch die Beladung des Wagens beeinflußt wird, während die zweite Gruppe D-E vom Druck im Steuerl>ehälter und in der Hauptleitung abhängig ist.

Der erste Hilfsluftbehälter HB₁ lädt über das Druckventil A den Lastdruckbehälter LDB in Abhängigkeit von der Belastung des Fahrzeuges, ferner über das Füllventil C in Funktion des im Lastdruckbehälter LDIl herrschenden Druckes den zweiten, die Druckluft für den Bremszylinder BY. liefernden Hilfsluftbehälter HB., und über ein Rückschlagventil 66 den Umstellbehälter VH auf. Dabei kann eine Xach'spcisung des Behälters HB., während einer Bremsung nicht erfolgen.

Das Bremsgestänge l>esitzt zwei Übersetzungen, ι : Y₁ und 1 : r₂, welche durch den Umstellapparat T eingeschaltet werden. Dieser ist ein Kupplungsorgan, das in Stellung α die Kupplung einschaltet und in Stellung b die Kupplung öffnet. Bei geschlossener Kupplung geht die Kraftwirkung des Bremszylinders ül>er die Verbindungsstange 29. Wenn die Kupplung geöffnet ist (Stellung??), wird die Kraft des Bremszylinders durch die Verbindungsstange 30 auf die Bremsklötze übertragen, wodurch die Übersetzung erhöht wird. Für die Umstellung des Kupplungsorgans T ist der kleine Um-Stellzylinder VZ vorgesehen.

Dieser Zylinder enthält einen Kolben K, welcher durch eine Feder 31 in seiner Ruhelage gehalten wird, welche der Stellung a des Kupplungsorgans T entspricht. Die Stange des Kolbens K ist mit dem Steuergestänge des Apparates T verbunden. Wird Druckluft in den Zylinder VZ eingelassen, so bewirkt der Kolben K die Öffnung des Kupplungsorgans T. Sobald der Druck verschwindet, stellt die Feder 31 die Kupplung wieder her.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Bremseinrichtung ist folgende:

i. Bremsung des leeren Wagens

Bei gelöster Bremse steht der Hilfsluftbehälter HB₁ unter einem Druck von 5 Atm., der sich in dem Behälter VB fortsetzt, wobei er durch das Rückschlagventil 66 auf etwa 4,8 Atm. verringert wird. Dieser Druck setzt sich in die Kammern 85 und 82 des Ventils L, in die Kammer 5 des Ventils A und in die Kammer 10 des Ventils B fort. Die Membran 93 des Lastübertragungsventfls L ist derart bemessen, daß der Druck abwärts in der Kammer H2 gleich groß ist, wie der durch den leeren Wagenkasten auf das Steuerorgan 87 ausgeübte Druck der Hebel 72, 73, so daß das Organ 87 sich in der gezeichneten Gleichgewichtstage befindet und nicht verschoben wird. In dieser Lage ist die Kammer 84 durch die Bohrung 88 und die Kammer 83 mit der Außenluft verbunden. Da die Kammer 84 mit der Kammer 1 des Druckventils A in Verbindung steht, so herrscht in dieser Kammer 84 nur Atmosphärendruck.

Die Kammer 4 des Druckventils A ist durch die Bohrung 47 im Zentralkörper 50 und über die Kammer 2 mit der Außenluft verbunden. Da die Kammer 4 des Druckventils A auch mit dem Lastdruckbehälter LDB, die Kammer 15 des Füllventils C und die Kammer 22 des Laststeuerventils D verbunden ist, so stehen auch diese Kammern mit der Außenluft in Verbindung. Ferner sind die Kammern 9, 6 des Umstellventils B und 3 des Druckventils A über die Bohrung 52 des Steuerorgans s ι und die Kammer 8 mit der Außenluft verbunden. Außerdem ist die Kammer 7 über den Lastdruckbehälter LDB, die Kammer 4 des Druckventils A, die Bohrung 47 und die Kammer 2 ebenfalls mit der Außenluft verbunden.

Die Feder F., des Füllventils C treibt das Steuerorgan 37 nach oben, wodurch seine Bohrung 38 durch das Ventil 39 geschlossen und l>ei weiterer

Bewegung das Ventil 40 geöffnet wird. Es strömt nun Druckluft aus dem ersten Hilfsluftbehälter HB₁ in die Kammer 16 und von ihr über die Leitung 41 in den zweiten Hilfsluftbehälter HB₂. Der Druck in der Kammer 16 wirkt der Feder F₂ entgegen. Die Feder F₂ ist derart dimensioniert, daß im Hilfsluftbehälter HB₂ nur ein Druck von etwa 2,4 Atm. entstehen kann. Sobald sich dieser Druck eingestellt hat, bewegt sich das Steuerorgan 37 wieder abwärts, wodurch das Ventil 40 geschlossen wird.

Wird eine Bremsung durch Senkung des Druckes in der Hauptleitung H eingeleitet, so bewegt sich im Hauptregulierventil E das Steuerorgan 33 nach oben. Zunächst wird seine Bohrung 34 durch das Ventil 35 geschlossen. Bei weiterer Bewegung wird das Ventil 36 gehoben, so daß Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter HB₂ über die Leitung'32 in den Bremszylinder BZ einströmen kann. Gleichzeitig setzt sich auch der Bremszylinderdruck über die Leitung 23 in die Kammer 14 des Füllventils C fort. Durch das Abströmen von Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter HB₂ in den Bremszylinder BZ sinkt der Druck im ersteren. Diese Drucksenkung hätte zur Folge, daß das Steuerorgan 37 des Füllventils C das Ventil 40 wieder öffnen würde, um den Druckabfall in HB₂ auszugleichen. Ein Nachfüllen würde den Bremszylinderdruck über das zulässige Maß erhöhen. Um dies zu verhindern, wurde die Kammer 14 vorgesehen, deren untere Membran so bemessen ist, daß der Bremszylinderdruck in der Kammer 14 die gleiche, aber entgegengesetzte Druckwirkung auf das Organ 37 ausübt, wie die Druckverminderung in der Kammer 16 durch das Einleiten einer Bremsung. Dadurch bleibt das Gleichgewicht der Kräfte, welche auf das Steuerorgan 37 einwirken, unverändert, trotzdem der Druck in der Kammer 16 gesunken ist, und die Nachspeisung von HB₂ wird durch den Druck in der Kammer 14 verhindert. Wird der Hauptleitungsdruck von 5 auf 3,5 Atm. gesenkt, so steigt der Druck im Bremszylinder BZ auf 1,8 Atm. Der Druck in HB₂ ist dann auf 1,8 Atm. gesunken.

Das Übersetzungsverhältnis r des Bremsgestänges über die Verbindungsstange 29 ist derart gewählt, daß bei 1,8 Atm. im Bremszylinder BZ die maximal gewünschte Bremswirkung für den leeren Wagen entsteht. Durch die Drucksenkung in der Hauptleitung H bewegt sich das Steuerorgan 43 des Laststeuerventils D nach oben, wodurch seine Bohrung 44 durch das Ventil 45 geschlossen wird. Bei weiterer Bewegung wird die Kammer 22 mit der Kammer 21 verbunden. Da aber die Kammer 22 mit der Auflenluft in Verbindung steht, so hat diese Bewegung auf das Hauptregulierventil E keinen Einfluß.

2. Bremsung des Wagens mit Ladung unter 50% des maximalen Ladegewichtes

Wird der Wagen belastet, so erhöht sich der Druck der Hebel 72, 73 auf das Lastübertragungsventil L, wodurch sein Steuerorgan 87 gehol>en wird. Zunächst wird seine Bohrung 88 durch das Ventil 89 geschlossen und nachher das Ventil 90 abgehoben. Es strömt Druckluft aus der Kammer 85 in die Kammer 84, bis in dieser letzteren der Druck gleich dem erhöhten Hebeldruck geworden ist. Dann bewegt sich das Steuerorgan 87 wieder abwärts, wodurch das Ventil 90 wieder geschlossen wird. Die Membran 92 ist so bemessen, daß bei 50% Ladung der Druck in der Kammer 84 auf etwa 2,4 Atm. steigt. Dieser Druck, der proportional der Ladung ist, setzt sich in die Kammer 1 des Druckventils A fort. Die Kraftwirkung in der Kammer 1 bewegt das Steuerorgan 50 nach oben. Seine Bohrung 47 wird durch das Ventil 48 geschlossen, und bei weiterer Bewegung des Organs 50 nach oben wird das Ventil 49 geöffnet, so daß Druckluft aus dem Umstellbehälter UB in die Kammer 4 einströmen kann. Sobald die Druckwirkung in der Kammer 4 der Erhöhung des Druckes auf das Steuerorgan 50, herrührend von der Kammer 1, d. h. von der Ladung, gleich geworden ist, bewegt sich der Zentralkörper 50 nach unten, wodurch das Ventil 49 wieder geschlossen wird. Der Druck in der Kammer 4 setzt sich in den Lastdruckbehälter LDB, die Kammer 7 des Umstellventils B, die Kammer 15 des Füllventils C und die Kammer 22 des Laststeuerventils D fort. Der Druck in der Kammer 15 bewirkt, daß das Steuerorgan 37 des Füllventils C sich nach oben bewegt und das Ventil 40 öffnet, so daß Druckluft aus dem ersten Hilfsluftbehälter HB₁ nach dem zweiten Hilfsluftbehälter HB₂ fließen kann. - Sobald die Druckerhöhung in der Kammer 16 der Druckerhöhung in der Kammer 15 gleich geworden ist, wird das Ventil 46 wieder geschlossen. Die Druckerhöhung im zweiten Hilfsluftbehälter HB₂ entspricht somit der erhöhten Ladung des Wagens.

Wird nun eine Bremsung eingeleitet, so bewegen sich die beiden Steuerorgane 33, 43 des Hauptregulierventils E und des Laststeuerventils D nach oben, heben die Ventile 36 bzw. 46 ab, so daß Druckluft aus dem zweiten Hilfsluftl>ehälter HB₉ in den Bremszylinder BZ einströmen kann.

Gleichzeitig strömt aber auch Druckluft aus dem Lastdruckbehälter LDB in die Kammer 21 des Laststeuerventils D und über die Leitung 80 in die Kammer 26 des Hauptregulierventils E. Der Druck in der Kammer 26 wirkt dem Druck in der Kammer 27 entgegen und hat zur Folge, daß zur Herstellung des Gleichgewichtes ein höherer Druck in der Kammer 27 herrschen muß. Diese Druckerhöhung, welche sich in den Bremszylinder BZ fortsetzt, ist somit durch die Ladung des Wagens verursacht worden. Wird der Wagen mit 50% heladen, so steigt der Druck in der Kammer 1 des Druckventils A auf 2,4 Atm. Die Membran 94 ist so bemessen, daß bei einer Ladung von 50%, d. h. wenn in der Kammer 1 der Druck auf 2,4 Atm. gestiegen ist, in der Kammer 4 ein Druck von etwa 3 Atm. entsteht.

Dieser Druck setzt sich auch im Lastdruckbehälter LDB und in der Kammer 7 des LTmstellventils B fort. Sobald der Druck von 3 Atm. erreicht ist, ist die Druckwirkung in der Kammer 7 größer geworden als der Gegendruck der Feder F₃.

Infolgedessen bewegt sich das Steuerorgan 51 nach oben, schließt die Bohrung 52 durch das Ventil 53 ab und öffnet das Ventil 54, so daß Druckluft aus dem Umstellbehälter UB in die Kammer 9 und von da in die Kammern 3 und 6, sowie in den Umstellzylinder UZ fließen kann. Zunächst wird die Kupplung des Apparates T gelöst, so daß das Übersetzungsverhältnis verdoppelt wird. Die Membran 95 des Druckventils A ist hinreichend dimensioniert, um die in der Kammer 3 entstehende Druckwirkung so groß werden zu lassen, daß das Steuerorgan 50 sich nach unten bewegt, die Bohrung 47 öffnet und die Druckluft von der Kammer 4 ins Freie entweichen läßt, bis der Druck in der Kammer 3 und im Lastdruckbehälter LDB auf etwa 0,3 Atm. gesunken ist. Diese Drucksenkung setzt sich auch in den Kammern 15 und 22 der Ventile C und D fort. Ist in der Kammer 4 des Ventils A der Druck auf 0,3 Atm. gesunken, so wird die Bohrung 47 des Steuerorgans 50 durch das Ventil 48 wieder geschlossen. Die Membranen der Kammer 7 im Umstellventil B sind derart bemessen, daß bei einem Druck von 0,3 Atm. in dieser Kammer, vermehrt um den Differenzdruck der Kammern 9 und 6, der Zentralkörper 51 das Ventil 54 offen hält.

Da der Druck in der Kammer 15 des Füllventils C auf 0,3 Atm. gesunken ist, wird das Steuerorgan 37 nach unten bewegt, wodurch so lange Druckluft aus der Kammer 16 und dem Hilfsluftbehälter HB₂ durch die Bohrung 38 entweicht, bis zwischen der Feder F₂, der Kammer 16 und der Kammer 15 das Gleichgewicht wieder hergestellt ist. Der Druck im Hilfsluftbehälter HB₂ ist dann auf etwa 2,7 Atm. gesunken.

Wenn nun eine Bremsung eingeleitet wird, so wird sich im Bremszylinder BZ nur ein Druck von etwa 1,9 Atm. einstellen. Da aber das Übersetzungsverhältnis im Bremsgestänge verdoppelt wurde, so ist die Bremswirkung ungefähr gleichgroß, wie kurz vor der Umstellung.

3. Bremswirkung bei Ladung über 50% des
maximalen Ladegewichtes

Wird der Wagen über 50% beladen, so wirkt die zusätzliche Kraft, welche durch die Ladung von über 50% entsteht, wieder auf das Steuerorgan 87 des Ventils L ein. Der Druck in seiner Kammer 84 und in der Kammer 1 des Ventils A, der vor der Umstellung 2,4 Atm. betragen hat, steigt weiter an, wodurch das Organ 50 des Druckventils A wieder gehoben wird. Es findet also in der Kammer 4 des Ventils A, im Lastdruckbehälter LOB, in den Kammern 15 des Ventils C und 22 des Ventils D eine Druckerhöhung statt, abhängig von der Ladung über 50%. Wird der Wagen voll belastet, so steigt der Druck weiter bis auf etwa 3 Atm., und man erhält bei einer Vollbremsung wieder 3,8 Atm. im Bremszylinder BZ mit der doppelten Übersetzung im Bremsgestänge.

4. Bremswirkung, wenn der Wagen entladen wird

Wird der vollbeladene Wagen z. B. um weniger als 50% entladen, so verkleinert sich die im Lastü1 >ertrager L auf den Zentralkörper 87 durch die Hebel 72, 73 ausgeübte Kraft entsprechend der Verminderung der Ladung. Infolge dieser Kraftverminderung bewegt sich das Steuerorgan 87 abwärts und öffnet die Bohrung 88, so daß Druckluft aus der Kammer 84 ins Freie entweichen kann, bis wieder Gleichgewicht zwischen dem Hebeldruck und den Kräften in den Kammern 84 und 82 sich einstellt. Die Drucksenkung in der Kammer 84 setzt sich auch in die Kammer 1 des Ventils A fort, wodurch das Organ 50 sich nach abwärts bewegt und Druckluft aus der Kammer 4 ins Freie entweichen läßt, bis wieder Gleichgewicht hergestellt ist. Durch die Senkung des Druckes in der Kammer 4 wird auch der Druck im Lastdruckbehälter LDB, in der Kammer 15 des Ventils C und der Kammer 22 des Ventils D entsprechend herabgesetzt. Infolge der Drucksenkung in der Kammer 15 bewegt sich das Steuerorgan 37 nach unten und läßt durch seine Bohrung 38 Luft entweichen, so daß auch der Druck im Hilfsluftbehälter HB₂ sinkt. Es wird somit bei einer Vollbremsung der Druck im Bremszylinder BZ kleiner werden, weil der Druck in HB₂ und in der Kammer 26 gesunken ist. Sinkt durch weitere Entladung des Wagens der Druck in der Kammer 4 des Ventils^ auf Null, was der Fall ist, wenn die Ladung auf 50% erniedrigt worden ist, so bewegt sich im Umstellventil B das Steuerorgansi nach abwärts, weil die Differenzkraft zwischen den Kammern 9 und 6 kleiner ist, als der Federdruck F₂. Durch diese Bewegung wird die Kammer 9 mit der Außenluft verbunden, und die Druckluft des Umstellzylinders UZ, der Kammer 6 und der Kammer 3 des Druckventils A entweicht über die Bohrung 52 und die Kammer 8 ins Freie.

Durch die Entlüftung des Umstellzylinders UZ bewegt sich der Kolben durch den Druck der Feder 31 in seine Ruhelage, wodurch das Übersetzungsverhältnis von ι : r₂ wieder auf 1 : r_x umgestellt wird. Sobald der Druck in der Kammer 3 des Ventils A verschwindet, bewegt sich der Zentralkörper 50 infolge des Druckes von 2,4 Atm. in die Kammer 1 wieder nach oben, schließt die Bohrung 47 wieder ab und öffnet das Ventil 49, wodurch Druckluft wieder in den Lastdruckbehälter LDB, in die Kammern 15 des Ventils C und 22 des Ventils D eintreten kann.

Infolge der Entlüftung der Kammer 3 des Ventils A steigt der Druck in der Kammer 4 wieder auf 3 Atm., so daß der Hilfsluftbehälter HB₂ über das Ventil 40 wieder voll auf 5 Atm. geladen wird. Da das Übersetzungsverhältnis durch Umstellung des Apparates T auf die Hälfte reduziert worden ist, aber der Hilfsluftbehälter HB₂ auf den doppelten Druck gebracht ist, so hat man nach der Umstellung ungefähr die gleiche Bremskraftwirkung wie kurz vor der Umstellung. Durch weitere Entlastung des iao Wagens sinkt der Druck in den Kammern 84, 1, 4 im Lastdruckbehälter LDB und in den Kammern 15 und 22. Infolgedessen nimmt bei einer Vollbremsung auch der Druck in der Kammer 26 sowie im Behälter HB₂ ab, wodurch eine Senkung des Bremszylinderdruckes herbeigeführt wird. Ist der Wagen

vollständig entladen, so kann sämtliche Druckluft aus den Kammern 84, 1, 4, dem Lastdruckbehälter LDB, den Kammern 15 und 22 vollständig ins Freie entweichen, wodurch der Druck im Hilfsluftbehälter HB₂ auf 2,5 Atm. sinkt und bei einer Vollbremsung im Bremszylinder BZ. nur noch ein Druck von 1,8 Atm. entsteht.

Um bei allen gebremsten Wagen eine möglichst gleiche Verzögerung zu erhalten,, ist es notwendig, daß die Füllzeiten aller Bremszylinder ungefähr die gleichen sind. Dies wird durch die Anordnung des mehrfach erwähnten zweiten Hilfsluftbehälters HB₂ erreicht, dessen veränderlicher Druck von der Belastung des Wagens abhängig ist. Versuche haben ergeben, daß die Füllzeiten des Bremszylinders bei maximaler Bremsung praktisch gleich groß bleiben, wenn der Druck im Hilfsluftbehälter HB₂ von 2,5 auf 5 Atm. steigt.

Es ist noch zu bemerken, daß bei der beschriebenen Bremseinrichtung jede Wagenachse mit einem Lastübertragungsventil A versehen werden könnte und daß beispielsweise die Ventile L und A zu einem einzigen Apparat zusammengefaßt sein könnten.

In den Fig. 2 bis 4 sind Diagramme gezeichnet, in welche als Ordinaten der Druck in Atm. und als Abszissen die Ladungen in Prozenten eingetragen sind. Mit 1 : r_x und 1 : r₂ ist das Übersetzungsverhältnis im Bremsgestänge angegeben.

Die Druckveränderungen in Funktion der Ladung sind dargestellt in Fig. 2 für den Lastdruckbehälter LDB, in Fig. 3 für den zweiten Hilfsluftbehälter HB₂, in Fig. 4 für den Bremszylinder BZ. In Fig. 5 sind die erhaltenen Bremsprozente in Funktion der Ladung graphisch dargestellt, wobei als Abszissen die Ladungen in Prozenten eingetragen und als Ordinaten die Bremsprozente angegeben sind. Mit 1 : T₁ und 1 : r₂ ist das Übersetzungsverhältnis im Bremsgestänge angegeben.

Die zwei Übersetzungsverhältnisse im Bremsgestänge könnten auch kleiner oder größer gewählt werden als r_x und r₂.

Außerdem kann der Maximaldruck des Lastdruckbehälters LDB kleiner oder größer gewählt werden als 3 Atm.

Claims (16)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung für Druckluftbremsen, insbesondere für Eisenbahnfahrzeuge, deren Bremsdruck vom Druckabfall in der Hauptleitung und außerdem vom Ladegewicht des Fahrzeuges abhängig ist, gekennzeichnet durch die Kombination von druckluftgesteuerten Ventilen (L, A, B, C, D, E), die den Bremsdruck in Abhängigkeit vom Ladegewicht variieren, mit einer pneumatisch gesteuerten Umstellvorrichtung (T), welche ein mit zwei Übersetzungen ausgestattetes Bremsgestänge (29, 30) umschaltet, sobald das Ladegewicht einen festgelegten Prozentsatz des maximalen Ladegewichtes über- oder unterschreitet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckluftgesteuerten Ventile zwei Gruppen (E-D und L-A-B-C) bilden, von denen die erste aus dem üblichen Hauptregulierventil (E) und einem Laststeuerventil (D) besteht und auf eine Drucksenkung in der Hauptleitung (H) sowie auf den Druck im Steuerbehälter (StB) anspricht, während die zweite aus einem Umstellventil (B), einem Druckventil (A), wenigstens einem Lastübertragungsventil (L) und einem Füllventil (C) 1>esteht und von der Belastung des Wagens beeinflußt wird, derart, daß das Druckventil (A) in Abhängigkeit von der Wagenl>elastung das Aufladen eines Lastdruckbehälters (LDB) bewirkt, dessen Druck sich dann im Umstellventil (B) und im Füllventil (C) fortsetzt, wodurch einerseits mittels des Umstellventils (B) die Umstellung des Übersetzungsverhältnisses des Bremsgestänges und anderseits eine Erhöhung des Druckes in einem zweiten den Bremszylinder (BZ) speisenden Hilfsluftbehälter (HB₂) bewirkt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in bekannter Weise durch das Steuerventil aufgeladener erster Hilfsluftbehälter (HB₁) einerseits über das Füllventil (C) mit dem zweiten Hilfsluftbehälter (HB₂) verbunden und anderseits über ein Rückschlagventil (66) an einen Umstellbehälter (UB) angeschlossen ist, welcher seinerseits mit dem Druckventil (A), dem Umstellventil (B) und dem Lastübertragungsventil (L) verbunden ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptregulierventil (E) und das Laststeuerventil (D) mehrere Kammern (24, 25, 26, 27, 28 und 18, 19, 20, 21, 22) aufweisen, welche durch luftdicht am Ventilgehäuse eingespannte, einen zentralen Steuerkörper (33, 43) tragende elastische Membranen gebildet werden, und daß der Zentralkörper über eine Axialbohrung (34, 44) die Verbindung einer durch die Membranen begrenzten Kammer (21, 27) mit der Außenluft herstellt und mit einem dieser Bohrung (34, 44) gegenüberliegenden Ventil (35, 45) zusammenwirkt, wobei Hauptregulierventil (£) und Laststeuerventil (D) je eine mit der Hauptleitung (H) und eine mit dem Steuerbehälter (StB) verbundene Kammer (20, 25 bzw. 19, 24) aufweisen und wobei eine Kammer (27) des Regulierventils (E) einerseits mit dem Bremszylinder (BZ) und anderseits über das vom Zentralkörper (33) betätigte Ventil (35) mit dem zweiten Hilfsluftbehälter (HB₂) verbunden ist, während eine Kammer (21) des Laststeuerventils (D) einerseits mit einer Kammer (26) des Hauptregulierventils (E) und anderseits über das vom Zentralkörper (43) betätigte Ventil (45) mit dem Lastdruckbehälter (LDB) verbunden ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckventil (A) und das Umsteillventil (B) mehrere Kammern (1,2, 3,4, 5 und 6, 7, 8, 9, 10) aufweisen, welche durch luftdicht mit dem Ventilgehäuse verbundene, einen zentralen Steuerkörper (50, 51) tragende elastische Membranen gebildet werden, und daß

der Zentralkörper durch eine Axialbohrung (47, 52) die Verbindung einer durch die Membranen begrenzten Kammer (4, 9) mit der Außenluft herstellt und mit einem dieser Bohrung (47, 52) gegenüberliegenden Ventil (48, 53) zusammenwirkt, wobei das Druckventil (A) und das Umstellventil (B) je eine mit dem Lastdruckbehälter (LDB) verbundene Kammer (4, 7) aufweisen und wobei eine weitere Kammer (3) des ersteren (A) mit zwei solchen (6, 9) des zweiten

(B) verbunden ist, die ihrerseits mit einem die Umstellvorrichtung (7') des Bremsgestänges Ix?- tätigenden Umstellzylinder (UZ) verbunden sind, wobei ferner sowohl die mit dem Lastdruckbehälter (LDB) verbundene Kammer (4) des Druckventils (A) über das vom Zentralkörper (50) betätigte Ventil (49) als auch die an den Umstellzylinder (UZ) angeschlossene Kammer (9) des Umstellventils (B) über das vom Zentralkörper (51) betätigte Ventil (54) mit dem Umstellbehälter (UB) verbunden ist, der seinerseits ül>er ein Rückschlagventil (66) an den ersten Hilfsluftbehälter (HB₁) angeschlossen ist, während zugleich eine Kammer (1) des Druckventils (A) mit einer solchen (84) des Lastübertragungsventils (L) verbunden ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lastübertragungsventil (L) mehrere Kammern (81, 82, 83, 84, 85) aufweist, welche durch luftdicht mit dem Ventilgehäuse verbundene, einen zentralen Steuerkörper (87) tragende elastische Membranen gebildet werden, und daß der Zentralkörper durch eine Axialbohrung (88) die Verbindung einer durch eine Membran begrenzten Kammer (84) mit der Außenluft herstellt und mit einem dieser Bohrung (88) gegenüberliegenden Ventil (89) zusammenwirkt, wobei diese Kammer (84) einerseits mit einer solchen (1) des Druckventils (A) und anderseits über ein vom Zentralkörper (87) betätigtes Ventil (90) mit dem Umstellbehälter (UB) verbunden ist, an welchen eine weitere Kammer (82) angeschlossen ist, und wobei das Ventilgehäuse des Lastübertragungsventils (L) am Wagengestell befestigt ist, während ein mit der Tragfeder des Wagens verbundenes Hebelgestäiige (72, 73) den Druck dieser Tragfeder auf den Zentralkörper (87) überträgt.

7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllventil (C) mehrere Kammern (13,14,15,16,17) aufweist, von denen die eine (14) mit dem Bremszylinder (BZ), eine weitere (15) mit dem Laststeuerventil (D) und mit dem Lastdruckbehälter (LDB) und eine dritte (16) mit dem zweiten Hilfsluftbehälter (HB₂) und über ein vom Steuerkörper (37) betätigtes Ventil (39, 40) mit dem ersten Hilfsluftbehälter (HB₁) verbunden ist, wobei die Kammern durch luftdicht mit dem Ventilgehäuse verbundene, einen zentralen Steuerkörper (37) tragende elastische Membranen getrennt sind und der Steuerkörper durch eine Axialbohrung (38) die Verbindung der einen Kammer (16) mit der Außenluft herstellt und mit dem seiner Bohrung (38) gegenüberliegenden Ventil (39, 40) zusammenwirkt.

8. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Füllventil (C) die Membranen in den mit dem zweiten Hilfsluftbehälter (HB₂) und mit dem Bremszylinder (BZ) verbundenen Kammern (τ6 bzw. 14) derart bemessen sind, daß die infolge einer Bremsung eintretende Abnahme der Druckwirkung in der ersten Kammer (16) durch den Bremsdruck in der anderen Kammer (14) kompensiert wird, so daß der Steuerkörper (37) während der Bremsung unbeweglich bleibt.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper (37) durch eine Feder (F₂) belastet ist, welche derart bemessen ist, daß sich im zweiten Hilfsluftbehälter (HB₂) ein Mindestdruck einstellen kann, welcher dem maximalen für die Bremsung des leeren Wagens zulässigen Druck entspricht.

10. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Lastübertragungsventil (L) die Membran (92) der mit einer Kammer (1) des Druckventils (A) verbundenen Kammer (84) so bemessen ist, daß bei 50% Ladung in der von ihr begrenzten Kammer (84) der Druck auf etwa 2,4 Atm. steigt.

11. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckventil (A) die Membran (94), welche die mit dem Lastdruckbehälter (LDB) verbundene Kammer (4) begrenzt, derart bemessen ist, daß, wenn in der mit dem Lastübertragungsventil (L) verbundenen Kammer (1) sich ein Druck von 2,4 Atm. einstellt, in dieser Kammer (4) ein Druck von etwa 3 Atm. entsteht.

12. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckventil (A) die Membran (95), welche die mit dem Umstellzylinder (UZ) verbundene Kammer (3) nach außen begrenzt, derart bemessen ist, daß die durch die Umstellung in dieser Kammer (3) entstehende Druckwirkung infolge einer über 50°/oigen Belastung eine Drucksenkung in der mit dem Lastdruckbehälter (LDB) verbundenen Kammer (4) auf etwa 0,3 Atm. bewirkt.

13. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Umstellventil (B) die Membranen der mit dem Lastdruckbehälter (LDB) verbundenen Kammer (7) derart bemessen sind, daß bei einem Druck von etwa 0,3 Atm. in dieser Kammer, vermehrt um den Differenzdruck der beiden mit dem Umstellzylinder {UZ) verbundenen Kammern (6, 9), der Zentralkörper (51) das die Verbindung zwischen diesen letzten Kammern (6, 9) und dem Umstellbehälter (UB) herstellende Ventil (54) offen hält.

14. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3, 5, 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen der mit dem Umstellbehälter (UB) verbundenen Kammer (82) des Lastübertragungs-

ventils (L) so bemessen sind, daß, wenn in dieser Kammer (82) ein Druck von 4,8 Atm. vorhanden ist, der dadurch auf den Zentralkörper (87) ausgeübte Drück mit dem auf diesen Körper bei leeren Wagen durch die Tragfeder erzeugten Druck im Gleichgewicht steht, so daß mit zunehmender Belastung in der Kammer (84) ein dieser Belastung proportionaler Druck entsteht, welcher in die Kammer (1) des Druckventils (A) weitergeleitet wird.

15. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unter der mit dem Bremszylinder (BZ) verbundenen Kammer (27) des Hauptregulierventils (E) eine mit dem Laststeuerventil (D) verbundene Kammer (26) an- geordnet ist, deren Druck demjenigen in der Kammer (27) entgegenwirkt.

16. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Umstellbehälter (UB) verbundene Kammer (82) des Lastübertragungsventils (L) durch derart l>emessene Membranen begrenzt ist, daß bei einem Druck von 4,8 Atm. der auf den Zentralkörper (87) ausgeübte Druck mit dem durch den leeren Wagen auf die Tragfedern ausgeübten Druck im Gleichgewicht steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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