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Umschalteinrichtung für Druckluftbremsen Die Erfindung bezieht sich
auf Druckluftbrem,sen mit mehreren Bremskreisen, wie sie insbesondere für Kraftfahrzeuge
zur Beförderung vieler Personen vorgeschrieben sind. Bei diesemBremssystem ist jedem
Bremskreis ein Druckluftbehälter vorgeschaltet, der über ein Rüeks.chlagve,ntil
von der das Druckmittel liefernden Stelle gefüllt wird. Tritt in einem der Bremskreise
an. der Rohr- oder Schlauchleitung oder am Druckluftbehälter ein Defekt auf, so
sinkt der Druck in diesem Behälter,-und die Druckluftquelle fördert nur nach demselben.
Bei größeren Schäden entleert sich der Behälter trotz dem Nachfördern völlig. Dabei
wird aber auch die Wirksamkeit der unbeschädigten Bremskreise beeinträchtigt, da
deren Luftvorrat nicht ergänzt werden kann.
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Zur Vermeidung dieses Übelstandes, wurde bereits vorgeschlagen, in
den Rohrleitungen. zwischen Bremsventil und Bremszylinder mit Schutzdüsen kombinierte
Absperrorgane einzubauen. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, d.aß sie sich nur
unmittelbar vor den Bremszylindern ausführen läßt, daher bei Schäden am Bremsventil
oder am Luftbehälter nicht in Wirksamkeit tritt. Auch können die Schutzdüsen nur
für einen bestimmten Kolbenhub aller angeschlossenen Bremszylinder richtig bemessen
sein. Bei größerer Verschiedenheit der Kolbenhübe werden die Absperrorgane auch
bei völliger Dichtigkeit der Anlage geschlossen.
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Bei einer anderen bekannten Ausführung wird in den Füllweg i jedes.
Behälters ein gesteuertes Ventil gelegt, das bei Schadhaftwerden des Behälters durch
den, im anderen Behälter herrschenden Überdruck geschlossen wird, wobei ein über
ein druckabhängiges Ventil geführter Umleitungsweg erst freigegeben wird, wenn in
dem unbeschädigten Behälter der Höchstdruck nahezu erreicht ist. Diese
Anordnung,
hat eden Nachteil, daß nach Freigabe des Umleitun.gsweges die Druckluftquelle dauernd
in den schadhaften Behälter fördert und daß daher, insbesondere bei größeren Undichtheiten,
, eine Überlastung des Kompressors und damit eine Gefährdung der dichten Bremskreise
eintritt. Bei der konstruktiven Lösung dieses Vorschlages zeigt sich der Nachteil,
daß das Auffüllen der Behälter durch Abheben. von Kolbenstulpen von, den Laufbahnen
erfolgt, der Aüfladungsdruck der Behälter also von der Steifigkeit der Kolbenstulpen
abhängig ist. Bei verschieden -steifen Stulpen treten daher schon -beim Aufladen
Druckunterschiede in den Behältern und damit unbeabsichtigte Ventilverstellungen
ein. Schließlich zeigt diese Anordnung. noch den Nachteil, daß die während des Bremsvorganges
bei stark unterschiedlichen Rauminhalten der Bremszylinder -auftretenden Druckunterschiede
in den Behältern das Steuerorgan so verstellen, daß der Ventildurchgang des stärker
beanspruchten Behälters gedrosselt wird.
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Die Umschalteinrichtung gemäß der Erfindung vermeidet die angeführten.
Mängel der bekannten Mehrkreisbremsen. Bei dieser Einrichtung werden erfindungsgemäß,
die Verbindungen zwischen der Druckluftquelle und den Druckluftbehältern von einem
Schieber beherrscht, der durch einen oder mehrere unter der Einwirkung des in den
Behältern herrschenden Druckes bewegte Kolben verstellt wird und in einer die Verbindungen
zwischen Behältern, und Druckluftquelle freigebenden Hauptstellung - und in- -die
genannten Verbindungen sperrenden bzw. gegebenenfalls sie drosselnden Stellungen
festgelegt werden kann.
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Zweckmäßig , wird die Einrichtung so getroffen, daß die Freigabe der
Verbindung zwischen Behältern und Druckluftquelle in einer Mittelstellung des Schiebers
erfolgt, wogegen die Abschaltung und gegebenenfalls. die Drosselung in. an diese
Mittelstellung beiderseits anschließenden Seitenstellungen durchgeführt wird.
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Der Schieber befindet sich in der Mittelstellung, wenn die Behälterdrücke
ungefähr gleich sind; er gibt dabei gleich große, weite Verbindungen zwischen der
Druckluftquelle und den. beiden Behältern frei. Steigt der Druckunterschied bei
Undichtheit einfies Behälters zwischen diesem und dem unversehrten. Behälter, so
wird der Schieber zunächst in die erste Seitenstellung .gebracht, in welcher die
Verbindung zum undichten Behälter gedrosself wird. Nimmt der Druckunterschied weiter
zu, so gelangt der Schieber in die zweite Seitenstellung,, in der der undichte Behälter,
von der Druckluftquelle völlig a--bgschaltet wird.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von erfindungsgem1ß
ausgebildeten Umschalteinrichtun;geir dargestellt. Es zeigt Fig: i die erste Ausführungsfozm
im Schnitt durch die Einrichtung, der Schieber in der Freigabestellung; - -Fig,.2
die zweite Ausführungsform einer Einrichtung im Schnitt, der Schieber gleichfalls
in der Freigabestellung, Fig.3 diese Einrichtung mit Schieber in der Drosselstellung;
Fig. 4 die Einrichtung mit Schieber in Abschaltstellung und Fig. 5 den Umstellhäha
bei nach der Seite des undichten- Rohranschlusses bzw. Behälters gerichtetem Hahngriff.
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Im ersten Ausführungsbeispiel (Fig,, i) ist das Gehäuse x in seinem
rechten Teil zu einer Kolbenkammer erweitert, in welcher der- Kolben :2 geführt
ist. Die nach links verlängerte Stange des Kolbens 2 besitzt einen; Rahmen zur Aufnahme
des Schiebers 3, der auf der Bahn 4 gleitet. Die Schieberbahn besitzt im Ausführungsbeispiel
drei Öffnungen 5, 6 und 8, an die Öffnung 5 ist die Druckluftquelle, an die Öffnung
6 über das, Rückschlagventil 7 der Druckluftbehälter Bi und an die Öffnung S über
das Rückschlagventil 9. der Druckluftbehält-er B2 angeschlossen. Die links vom Kolben
2 liegende Schieberkammer wird durch die Leitungen io und.zoa mit dem Behälter B1,
die Kammer rechts vom Kolben 2 durch die Leitung i i mit dem Behälter B2 verbunden.
Außen eingebaute Doppelfedern 12, 13 bzw. r2', 13' setzen der Bewegung des
Kolbens .2 aus der gezeichneten Mittelstellung einen stufenweise ansteigenden Widerstand
entgegen. Der Schieber 3 enthält zwei Muscheln 14: und 15; die in die Drosselungen
16 und 17 verlänlängert sind, mit welchen sie in die Schieberlauffläehe münden.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Bei
Drucklosigkeit in allen Räumen der Einrichtung wird der Kolben 2 mit Schieber 3
durch die beiden Federn 12, 12' in der gezeichneten Lage gehalten. Sobald die das
Druckmittel liefernde Vorrichtung in Tätigkeit gesetzt wird, wird der Behälter Bi
über 5, 14, 6 und 7, der Behälter B, über 5, 15,S und 9 über große Querschnitte
aufgeladen. Der in Bi herrschende Druck wirkt auf die linke Seite, der Druck in
B2 auf die rechte Seite desi Kolbens 2. ein.
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Wird nun bei aufgeladenen, Behältern Bi und B2 eine Bremsung ausgeführt,
so sinken die Drücke in beiden Behältern nach Maßgabe des Rauminhaltes der an sie
angeschlossenen Bremszylinder. Die Vorspannung der Federn 12, 12' ist jedoch so
groß bemessen, daS bei dichter Anlage auch bei den größten im Betriebe auftretenden
Volumenunterschieden der Bremszylinder keine Verstellung des Schiebers erfolgt.
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Tritt jedoch infolge eines Schlauchrisses, Rohrbruches od. dgl. eine
starke Undichtheit an einem Behälter, beispielsweise an Bi, auf, so wird nach Überschreiten,
der Spannkraft der Feder 12 der Kolben 2 samt Schieber 3 in die erste linke Seitenstellung,
d. i. bis zum Anschlag der Platte 2 an die Feder 13, verschoben. In dieser Läge
isst die weite Verbindung , nach Behälter B1 über 5, 14, 6 und 7 unterbrochen und
nur der gedrosselte Weg über 5, 16, 14, 6, 7 für die Fülluna von Bi geöffnet. Der
Druckverlust wird nur langsam ersetzt, so däß keine Uberlastung des Kompressors
eintreten kann. Ist der Druckverlust in B1 von längerer Dauer, so
wird
auch die Spannkraft der Feder 13 überschritten, und Kolben und Schieber gelangen
in die linke Endstellung, in welcher die Verbindung zwischen 5 und 6 unterbrochen,
ist und damit dieNachfüllung von Druckluft in den Behälter B1 aufhört. Während des
ganzen beschriebenen Vorganges, also während aller Stellungswechsel des Schiebers,
bleibt die Verbindung zum dichten Behälter B2 in voller Weite auf recht.
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In der Regel treten Undichtheiten an den zu den Bremszylindern führenden
Schläuchen auf, sie dauern also nur während der kurzen Zeit einer Bremsung an. In
diesem Falle wird der Schieber nur die erste Seitenstellung einnehmen., bei welcher
noch eine gedrosselte Verbindung zum undichten Behälter besteht. Nach Beendigung
der Bremsung fällt die Undichtheit wieder weg, so daß der Behält-er über die Drosselung
aufgeladen wird, worauf der Schieber nach Unterschreiten der Spannung der Feder
12 wieder in die Mittelstellung geschoben wird.
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Im zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 2 bis q.) ist der Kolben in zwei
Teile 2, 2a von, gleichen Abmessungen geteilt, zwischen denen. der Schieber 3 in
der über 5 an die. Druckluftquelle angeschlossenen Schieberkammer angeordnet ist.
Der Schieber enthält einen Kanal 18 mit der Drosselbohrung 16 und die Schiebermuschel
2o. Der Kanal ig in der Schieberbahn steht dauernd mit der Schiebermuschel 2o in
Verbindung und: endet an dem Umstellhahn 2 i, in dessen Mittelstellung er über 22,
23 mit dem Druckmesser 2q. verbunden ist. Die beiden die Verbindung mit den Behältern
Bi und B2 herstellenden Kanäle 6 und 8 sind derart. an den Umstellhahn 21 herangeführt,
d-aß der Druckmesser 24 in beiden Seitenlagen des Hahnes jeweils mit einem der beiden
Behälter verbunden. werden. kann. In einer zweiten, in Fi.g. 2 dargestellten Schnittebene
des Umstellhahnes sind die Kanäle 6 und 8 in gleicher Weise an den Hahnwirbe12i
herangeführt und können in den Seitenlagen des Schiebers über die Muschel 25 und
die öffnung 26 jeweils mit der Druckluftquelle verbunden werden.
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Die Wirkungsweise.der Einrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist folgende: Beim Aufladen der luftleeren. Behälterräume wird der Kolbensatz 2,
2a samt dem Schieber 3 durch die Federn 12, i2' in der in Fig. 2 dargestellten Mittelstellung
gehalten. Auch der Umstellhahn 21 befindet sich in der Mittellage. Bi wird über
5, 6 und. 7, B2 über 5, 8 und g aufgeladen. Beide Wege besitzen große Querschnitte.
Der Druck der Druckluftquelle wirkt auf die beiden einander zugekehrten Seitenflächen
der Kolben :2 und 2a. Nach Beendigung des Aufladens ist das Kolbensystem in der
Mittelstellung im Gleichgewicht. Dabei ist der Druckmesser 2q. über 23, 22, ig,
2o und 6 bzw. 8 mit den beiden Behältern Bi und BZ und der Druckluftquelle in Verbindung.
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Bei dichter Anlage bleibt der Schieber auch bei Ausführung einer Bremsung,
auch bei großen Volumenunterschieden der Bremszylinder, in der Mittelstellung. Bei
stärkerer Undichtheit an einem Behälter, z. B. an Bi, wird. der Schieber in die
erstee linke Seitenstellung (Fig.3) geschoben. In dieser Stellung erfolgt das Auffüllen
des; Behälters, Bi nur über die Drosselung 16 und die Kanäle 18 und 6a. Dabei bleibt
der weite Durchgang für B2 unbeeinflußt. In der Schieberkammer stellt sich nunmehr
der Druck des Behälters B2 ein. Steigt die Druckdifferenz am Kolben 2 weiter an,
so wird. der Kolbensatz nach Überwinden der Vorspannung der Feder 13 in die in Fig.
.a. dargestellte linke Endstellung verschoben, in der auch die gedrosselte Verbindung
zwischen Druckluftquelle und Behälter Bi abgesperrt ist. Im übrigen gilt das beim
ersten Ausführungsbeispiel (Fig. i) Gesagte.
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Der Druckmesser 2q. wird in den beiden Seitenstellungen des Schiebers
über 23, 22, ig und 2o immer mit dem. Behälter niedrigeren Druckes verbunden, so
da3 jeder durch einen Defekt verursachte Druckabfall dem Fahrzeuglenker sofort angezeigt
wird. Wird der Hahngriff sodann in die beiden Seitenlagen verstellt, so gibt jene
Seitenlage, bei der die Anzeige des Druckmessers unverändert bleibt, den undichten
Behälter an., und zwar ist der Halmgriff dann nach der Seite des undichten Rohranschlusses
gerichtet. Diese Läge ist in Fig. 5 ersichtlich gemacht.
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In den Seitenlagen, z. B. in der Lage nach Fig. 5, kann der undichte
Behälter auch über 26, 25 und 6 unabhängig von der Schieberstellung direkt m.it
der. Druckluftquelle verbunden werden. Diese Möglichkeit erleichtert das Auffinden
der Schadensstelle infolge desi zischenden Geräusches der ausströmenden Druckluft.
Dadurch ist aber das Wiederaufladen .eines- Behälters auch dann wieder ermöglicht,
wenn dieser nach Behebung des Schadens bei vollem Druck des anderen Behälters aufgefüllt
werden soll oder wenn sein Druck nach längerer Betriebspause infolge Verschiedenheit
der Luftverluste wesentlich unter den Druck des zweiten Behälters gefallen- ist.