DE938914C

DE938914C - Load-dependent braking device for vacuum braking systems of railway vehicles

Info

Publication number: DE938914C
Application number: DEW8315A
Authority: DE
Inventors: David Pollock
Original assignee: Westinghouse Brake and Signal Co Ltd
Current assignee: Siemens Mobility Ltd
Priority date: 1951-04-10
Filing date: 1952-04-09
Publication date: 1956-02-09

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

AUSGEGEBEN AM 9. FEBRUAR 1956ISSUED FEBRUARY 9, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 2Of GRUPPE 35CLASS 2Of GROUP 35

W8315II/20 fW8315II / 20 f

David Pollock, Johannesburg (Südafrikanische Union)David Pollock, Johannesburg (South African Union)

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Westinghouse Brake & Signal Company Limited, LondonWestinghouse Brake & Signal Company Limited, London

Lastabhängige Bremseinrichtung für Unterdruckbremssysteme von EisenbahnfahrzeugenLoad-dependent braking device for vacuum braking systems of railway vehicles

Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom &. April 1Ι9Θ2 an Patentanmeldung bekianntgamaicht am 1'8. August 195QPatented in the territory of the Federal Republic of Germany from &. April 1Ι9Θ2 to patent application known not to be on 1'8. August 195Q

Patenterteilung foakanntgemiacbt am 12. Januar 1'9S6Patent granted by foakanntgemiacbt on January 12, 19S6

Die Priorität der Anmeldung in der Südafrifcaniiscben Union vom ICk. April lflöl ist in Anspruch genommenThe priority of registration in the South African Union of the ICk. April oil is used

Die Erfindung bezieht sich auf lastabhängige Bremseinrichtungen für Unterdruck- oder Vakuumbremssysteme von EisenbalhmfaJhrzeugen, bei denen der Grad der Bremsung in Abhängigkeit von der durch das Fahrzeug beförderten Last veränderlich ist.The invention relates to load-dependent Braking devices for underpressure or vacuum braking systems of EisenbalhmfaJhrzeugen, where the degree of braking is variable depending on the load carried by the vehicle is.

Es sind bereits Bremssysteme vorgeschlagen worden, bei welchen ein Hebelmechanismus mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis vorgesehenThere are already braking systems have been proposed in which a lever mechanism with variable transmission ratio provided

ist, um ein Ventil zu steuern, das beim Anlegen der Bremse einen lokalen Luftzutritt zur unteren Kammer des Bremszylinders gestattet, derart, daß der Unterdruck in dieser Kammer der Verminderung des Unterdruckes in der Zugrohrleitung sowie der Fahrzeugbelastung proportional ist.is to control a valve that is activated when the Brake allows local air access to the lower chamber of the brake cylinder, such that the negative pressure in this chamber reduces the negative pressure in the draft pipe as well is proportional to the vehicle load.

Bremssysteme der vorerwähnten Art haben den Nachteil, daß Luftverluste hinter dem Ventil ein kräftigeres Anlegen der Bremseverursachen könnenBrake systems of the aforementioned type have the disadvantage that air losses behind the valve cause the brakes to be applied more forcefully

als es erforderlich ist; Zweck der Erfindung ist es hauptsächlich, eine verbesserte Bremseinrichtung zu schaffen, bei welcher eine solche unerwünschte Bremsung nicht vorkommen kann. Gemäß der Erfindung weist ein Bremssystem der beschriebenen Art ein Druckminderventil auf, das durch den Hebelmechanismus mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis betätigt wird und so angeordnet ist, daß es eine Verbindung zwischen der ίο oberen und unteren Kammer des Bremszylinders herstellt, wenn der Druck in der unteren Kammer den in der oberen Kammer um einen Betrag, der durch die Fahrzeugbelastungvorbestimmt ist, überschreitet. than is required; The main purpose of the invention is to provide an improved braking device to create in which such undesired braking cannot occur. According to the invention, a braking system of the type described has a pressure reducing valve which operated by the variable ratio lever mechanism and so arranged is that there is a connection between the ίο upper and lower chamber of the brake cylinder produces when the pressure in the lower chamber exceeds that in the upper chamber by an amount which is predetermined by the vehicle load, exceeds.

In der Zeichnung ist schematisdh die grundsätzliche Anordnung eines Bremssystems gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt. Das System weist einen oder mehrere Bremszylinder auf, von denen jeder auf einer Seite des Bremszylinderkolbens eine obere Kammer besitzt, die ständig auf dem normalen Wert des in der Zugrohrleitung bestehenden Unterdrucks gehalten wird, und ferner auf der anderen Seite des Bremszylinderkolbens eine untere Kammer, deren Unterdruck von einem normalen oder Lösewert aus zwecks Anlegens der Bremsen vermindert werden und zwecks Lösens der Bremsen wieder auf diesen Wert erhöht werden kann.The drawing schematically shows the basic arrangement of a braking system according to FIG Invention shown for example. The system has one or more brake cylinders, of each on one side of the brake cylinder piston possesses an upper chamber which is constantly at the normal value of that existing in the train pipeline Vacuum is maintained, and also on the other side of the brake cylinder piston a lower chamber whose negative pressure from a normal or release value for the purpose of applying the Brakes are reduced and increased again to this value for the purpose of releasing the brakes can.

Die in der Zeichnung dargestellte Ventilanordnung weist einen Ventilkörper oder Ventilgehäuse 1 auf, das vom Fahrzeug getragen wird und im Innern durch Membranen 2, 3 in drei Hauptabteile unterteilt ist. Das Abteil 4 oberhalb der Membran 2, das nachstehend als Zugrohrleitungsabteil bezeichnet wird, steht über einen Kanal S in offener Verbindung mit der Zugrohrleitung (nicht dargestellt); das Abteil 6 unterhalb der Membran 2, nachstehend als Oberkammerabteil bezeichnet, steht durch einen Kanal (nicht dargestellt) in ständiger Verbindung mit der oberen Kammer des Bremszylinders.The valve arrangement shown in the drawing has a valve body or valve housing 1 on, which is carried by the vehicle and inside by membranes 2, 3 in three main compartments is divided. The compartment 4 above the membrane 2, hereinafter referred to as the draft tube compartment is referred to is through a channel S in open communication with the draft pipeline (not shown); the compartment 6 below the membrane 2, hereinafter referred to as the upper chamber compartment is in constant communication with the upper one through a channel (not shown) Chamber of the brake cylinder.

Das Abteil 7 oberhalb der Membran 3, nachstehend als Untefkammerabteil bezeichnet, steht ständig über einen Kanal 8 mit der unteren Kammer des Bremszylinders und außerdem über ein Rückschlagkugelventil 9 mit der Zugrohrleitungsabteilung 4 in Verbindung. Das Unterkammerabteil 7 kann auch über ein Stößelventil 10, das durch die Membran 3 gesteuert wird, über eine Durchlaß-Öffnung 11 mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung gebracht werden.The compartment 7 above the membrane 3, hereinafter referred to as the lower chamber compartment, is constantly via a channel 8 with the lower chamber of the brake cylinder and also via a check ball valve 9 in connection with the draft pipeline department 4. The lower chamber compartment 7 can also have a plunger valve 10, which is through the Membrane 3 is controlled via a passage opening 11 in communication with the outside atmosphere to be brought.

In dem Oberkammerabteil 6 befindet sich ein Steuerhebel 12 mit einem Stützpunkt 13, der auf einem Gleitstück 14 angebracht ist, das entlang dem Steuerhebel 12 gleiten kann, um die effektive Länge der beiden Arme des Hebels verändern zu können.In the upper chamber compartment 6 there is a control lever 12 with a support point 13 on a slide 14 is attached, which can slide along the control lever 12 to the effective To be able to change the length of the two arms of the lever.

Ein Ende des Hebels 12 ist wirkungsmäßig mit der Membran 3 verbunden, während das entgegengesetzte Ende dieses Hebels, an dem ein Lenker i6 angreift, mit der Membran 2 verbunden ist.One end of the lever 12 is operatively connected to the diaphragm 3, while the opposite end of this lever, on which an arm engages i6, is connected to the diaphragm. 2

Die Lage des Hebelstützpunktes 13 ist so gewählt, daß sie mittels eines Armes 18, dessen oberes Ende in eine Aussparung des Gleitstückes 14 eingreift, einstellbar ist; der Arm 18 ist auf einer kurzen Welle 19 angebracht, die sich durch eine Dichtung in der Wandung des Gehäuses 1 hindurch erstreckt und mit einem Drehlager am Achsrahmen oder Drehgestell des Fahrzeugs mittels einer Lenkerverbindung gekuppelt ist. Diese enthält eine Dämpfungseinrichtung und ist so angeordnet, daß die Welle 19, wenn die Fahrzeuglast vergrößert oder verkleinert wird, rechtsherum oder linksherum gedreht wird, wie aus der Zeichnung ersichtlich, und zwar um einen Betrag, der der Zu- und Abnähme der Last proportional ist.The position of the lever support point 13 is chosen so that by means of an arm 18, the upper end of which engages in a recess in the slider 14, is adjustable; the arm 18 is mounted on a short shaft 19 which extends through a Seal in the wall of the housing 1 extends therethrough and with a pivot bearing on the axle frame or bogie of the vehicle is coupled by means of a link connection. This contains a Damping device and is arranged so that the shaft 19 when the vehicle load increases or is reduced in size, rotated to the right or left, as shown in the drawing, by an amount proportional to the increase and decrease in load.

Erfindungsgemäß ist ein Druckminderventil 43 vorgesehen, das bei seiner Öffnung eine Verbindung zwischen der oberen und unteren Bremszylinderkammer herstellt und dabei den Grad der Bremsung schwächt.According to the invention, a pressure reducing valve 43 is provided which, when it opens, a connection between the upper and lower brake cylinder chambers and thereby the degree of braking weakens.

Das Ventil 43 steuert die Verbindung zwischen einem Abteil 44, das durch einen Kanal 45 mit dem Kanal 8, der zur unteren Bremszylinderkammer führt, verbunden ist, und einem Abteil 6, das mit der oberen Bremszylinderkammer verbunden ist. Die Abteile 6 und 44 sind durch, eine bewegliche Membran 46 voneinander getrennt, die mit einem durchbohrten Ventilglied versehen ist, das normalerweise mittels einer Feder 48 in seiner Schließ-Stellung gehalten wird, so daß, wenn während einer Bremsung die Differenz zwischen den Drücken in der Kammer 6 und dem Abteil 44 den durch die Feder 48 ausgeübten Druck überschreitet, das Druckminderventil 43 öffnet und Luft aus dem Abteil 44 und der unteren Bremszylinderkammer hinter dem Ventil 43 in das Abteil 6 und die obere Bremszylinderkammer fließen läßt. Der Grad der Bremsung wird auf diese Weise geschwächt, bis das Ventil 43 wieder geschlossen wird, sobald der Druck in dem Abteil 6 zunimmt. Der Druck in der unteren Bremszylinderkammer, bei welchem das Druckminderventil 43 so arbeitet, hängt, wie ersichtlich, ab von dem Druck, der durch die Feder 48 ausgeübt wird, und damit das Druckminderventil bei einem niedrigeren Bremszylinderdruck geöffnet werden kann, der der Fahrzeugbelastung proportional ist, ist die effektive Kraft der Feder48 entsprechend dieser Last mittels eines Armes 49, der ein Widerlager 50 für das untere Ende der Feder 48 trägt, einstellbar. Die Lage des Armes 49 ist mittels eines Nockens 57 auf der Welle 19 veränderlich. The valve 43 controls the connection between a compartment 44, which through a channel 45 with the Channel 8, which leads to the lower brake cylinder chamber, is connected, and a compartment 6, which with the upper brake cylinder chamber is connected. The compartments 6 and 44 are through, a movable one Diaphragm 46 separated from each other, which is provided with a pierced valve member, which is normally is held in its closed position by means of a spring 48, so that if during a Braking the difference between the pressures in the chamber 6 and the compartment 44 by the Spring 48 exceeds the pressure exerted, the pressure reducing valve 43 opens and air out of the Compartment 44 and the lower brake cylinder chamber behind the valve 43 in the compartment 6 and the upper Brake cylinder chamber can flow. The degree of braking is weakened in this way until the valve 43 is closed again as soon as the pressure in the compartment 6 increases. The pressure in the lower brake cylinder chamber, in which the pressure reducing valve 43 works, depends, as can be seen, from the pressure exerted by the spring 48, and thus the pressure reducing valve can be opened at a lower brake cylinder pressure, which corresponds to the vehicle load is proportional, the effective force of the spring48 is corresponding to this load by means of an arm 49, which carries an abutment 50 for the lower end of the spring 48, adjustable. The position of the arm 49 is variable by means of a cam 57 on the shaft 19.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Steuereinrichtung ist folgende: Während der Fahrt wird die normale Höhe des Unterdrucks in der Zugrohrleitung und · in der oberen und unteren Kämmer des Bremszylinders aufrechterhalten, so daß die auf entgegengesetzte Seiten der Membranen 2, 3 wirkenden Drücke einander gleich sind. Der Hebel 12 wird dementsprechend in der gezeichneten Stellung gehalten, in welcher das Ventil 10 geschlossen ist, <und die Welle 19 und der Arm 18 veranlassen das Gleitstück 14 und den Hebelstützpunkt 13, eine der Fahrzeugbelastung entsprechende Stellung einzunehmen,The operation of the control device described above is as follows: While driving becomes the normal level of negative pressure in the draft pipe and · in the upper and lower Maintain chambers of the brake cylinder so that those on opposite sides of the diaphragms 2, 3 acting pressures are equal to each other. The lever 12 is drawn accordingly in the Maintained position in which the valve 10 is closed, <and the shaft 19 and the arm 18 cause the slider 14 and the fulcrum point 13 to take a position appropriate to the vehicle load,

Um ein Anlegen der Bremsen zu bewirken, wird der Unterdruck in der Zugröhrleitung wie üblich verlängert mit dem Ergebnis, daß der Druck in dem Abteil 4 entsprechend zunimmt.
Auf diese Weise wird auf die Membran 2 ein Druck nach unten ausgeübt, der dem vergrößerten Druck in dem Abteil 4 und der Fläche der Membran 2 proportional ist. Dieser Druck nach unten wird auf die linken Arme der Hebel 12 über den Lenker 16 übertragen und verursacht einen Druck von unten nach oben auf die Membran 3, die sich dementsprechend aufwärts bewegt, um die öffnung des Ventils 10 zu bewirken. Als Ergebnis wird der Zufluß atmosphärischer Luft durch die öffnung 11 hinter dem offenen Ventil 10 in das Abteil 7 und von dort über einen Kanal 8 in die untere Kammer des Bremszylinders ermöglicht.In order to bring about an application of the brakes, the negative pressure in the Zugröhrleitung is extended as usual with the result that the pressure in the compartment 4 increases accordingly.
In this way, a downward pressure is exerted on the membrane 2 which is proportional to the increased pressure in the compartment 4 and the area of the membrane 2. This downward pressure is transmitted to the left arms of the levers 12 via the link 16 and causes a downward upward pressure on the membrane 3, which accordingly moves upward in order to cause the valve 10 to open. As a result, the flow of atmospheric air is made possible through the opening 11 behind the open valve 10 into the compartment 7 and from there via a channel 8 into the lower chamber of the brake cylinder.

Die Bremse wird somit angelegt, bis der Druck in der unteren Bremszylinderkammer und in dem Abteil 7, der in entgegengesetzter Richtung wirkt wie der Unterdruck in dem Abteil 6 auf die Membran 3, einen Druck nach unten auf den rechten Hebelarm des Hebels 12 ausübt, welcher den Druck nach oben auf die Membran 3 überwindet, der durch den Hebel 12 ausgeübt wird, worauf der Hebel 12 in die gezeichnete Lage zurückgeführt wird und es dem Ventil 10 ermöglicht, wieder zu schließen und einen weiteren Zufluß atmosphärischer Luft zu dem unteren Zylinder zu verhindern.The brake is thus applied until the pressure in the lower brake cylinder chamber and in the Compartment 7, which acts in the opposite direction as the negative pressure in compartment 6 on the membrane 3, exerts a downward pressure on the right lever arm of the lever 12, which exerts the pressure overcomes upwards on the membrane 3, which is exerted by the lever 12, whereupon the Lever 12 is returned to the position shown and it enables the valve 10 to close again close and prevent further flow of atmospheric air to the lower cylinder.

Der Druck in der unteren Bremszylinderkammer, bei welchem das Ventil 10 schließt, hängt, wie ersichtlich, von der Reduzierung des Unterdrucks in der Zugrohrleitung und dem Abteil 4 sowie ferner von dem Hebelverhältnis der beiden Arme des Hebels 12 in bezug auf dessen Stützpunkt 13 ab, so daß der in der unteren Bremszylinderkammer hergestellte Unterdruck für eine vorbestimmte Reduzierung des Unterdrucks in der Zugrohrleitung von der Lage des Gleitstücks 14 und somit von dem Belastungsgewicht abhängen wird. Der auf die beiden Arme des Hebels 12 ausgeübte Druck wird auch von dem Flächenverhältnis der Membranen 2 und 3 abhängen, das so gewählt werden kann, daß es den gewünschten Arbeitsbedingungen entspricht.The pressure in the lower brake cylinder chamber at which the valve 10 closes depends, as can be seen, from the reduction of the negative pressure in the train pipeline and the compartment 4 and further on the lever ratio of the two arms of the lever 12 in relation to its support point 13, so that the negative pressure produced in the lower brake cylinder chamber for a predetermined reduction of the negative pressure in the draw pipe from the position of the slider 14 and thus from will depend on the weight of the load. The pressure exerted on the two arms of the lever 12 will also depend on the area ratio of the membranes 2 and 3, which are so chosen can that it corresponds to the desired working conditions.

Das Lösen der Bremsen erfolgt wie üblich durch Zurückbringen des Unterdrucks in der Zugrohrleitung auf seinen normalen Wert, indem Luft aus der unteren Bremszylinderkammer über das Abteil 7 hinter dem Ventil 9 und dem Abteil 4 zur Zugrohrleitung zurückgesaugt wird.The brakes are released as usual by bringing back the negative pressure in the train pipeline to its normal value by drawing air from the lower brake cylinder chamber through the compartment 7 is sucked back behind the valve 9 and the compartment 4 to the draft pipeline.

Die Aufrechterhaltung der geeigneten Höhe des Unterdrucks in der unteren Kammer des Bremszylinders wird, wie ersichtlich, durch jede Leckstelle hinter dem Ventil 10 in der vorbeschriebenen Einrichtung beeinträchtigt, da das Eindringen atmosphärischer Luft über eine solche Leckstelle in die untere Bremszylinderkammer den Grad der Bremsung verstärkt und zum Schleudern oder Gleiten der Fahrzeugräder führen kann.Maintaining the appropriate level of negative pressure in the lower chamber of the brake cylinder is, as can be seen, through any leakage behind the valve 10 in the above-described Facility impaired because of the ingress of atmospheric air through such a leak in the lower brake cylinder chamber the degree of braking is amplified and to skid or Slipping of the vehicle wheels can result.

Wenn das Fahrzeug leer oder nur leicht beladen ist, so ist der Arm 49 gesenkt, so daß die effektive Kraft der Feder 48 relativ niedrig ist und das Druckminderventil 43 sich dementsprechend für einen relativ niedrigen Druck in der unteren Kammer des Bremszylinders öffnet und auf diese Weise gewährleistet, daß der Druck in dieser Kammer nicht infolge einer Leckstelle hinter dem Ventil 10 in ungünstiger Weise vergrößert wird.When the vehicle is empty or only lightly loaded, the arm 49 is lowered so that the effective Force of the spring 48 is relatively low and the pressure reducing valve 43 is accordingly for a relatively low pressure in the lower chamber of the brake cylinder opens and in this way ensures that the pressure in this chamber is not due to a leak behind valve 10 is enlarged in an unfavorable manner.

Wenn die Fahrzeuglast vergrößert wird, so wird die effektive Kraft der Feder 48 durch das Anheben des Armes 49 in Übereinstimmung mit dem lastabhängigen Arbeiten des Mechanismus mit veränderlichem Hebelüibersetzungsverhältnis verstärkt, und das Druckminderventil 43 wird dementsprechend nicht geöffnet, bis der höhere Bremszylinderdruck, der der größeren Fährzeugbelastung. entspricht, überschritten wird.When the vehicle load is increased, the effective force of the spring 48 is increased by the Raising the arm 49 in accordance with the load dependent operation of the mechanism with a variable leverage ratio, and the pressure reducing valve 43 is accordingly not open until the higher brake cylinder pressure, that of the greater vehicle load. is exceeded.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Fahrzeug mit zweiBremszylindernversehen; einer dient dazu, die Bremsung in Übereinstim- mung mit dem Taragewicht des Fahrzeuges herzustellen. Die Wirkung dieses Bremszylinders wird direkt durch die Zugrohrleitung in der üblichen Weise gesteuert. Der andere Bremszylinder ist mit Steuereinrichtungen gemäß der Erfindung versehen, und die hierdurch bewirkte Bremsung ist dementsprechend abhängig von der Belastung des Fahrzeugs; beide Bremszylinder sind mit den Bremsschuhen in einer geeigneten Art und Weise durch ein gemeinsames Bremsgestänge verbunden.In a preferred embodiment of the invention the vehicle is provided with two brake cylinders; one is used to brake in accordance with the tare weight of the vehicle. The action of this brake cylinder is directly through the train pipeline in the usual Way controlled. The other brake cylinder is provided with control devices according to the invention, and the resulting braking is accordingly dependent on the load on the vehicle; both brake cylinders are through with the brake shoes in a suitable manner a common brake linkage connected.

Claims

PATENT CLAIMS:

I. Load-dependent braking device for vacuum braking systems of railway vehicles, the vacuum brake cylinder with an upper chamber in which the negative pressure in the is kept essentially constant, and a lower chamber in which the degree of Negative pressures according to the degree of negative pressure in the draft pipeline for mooring and Release of the brakes is changeable, and a lever mechanism with a variable gear ratio has, whose transmission ratio depends on the vehicle load and which can open a valve that the connection between the lower chamber of the brake cylinder and the atmosphere controls when the pressure in the train pipeline increases, and thereby, according to the Degree of negative pressure in the train pipeline and the vehicle load, a local influx of Air is caused in the mentioned lower chamber, characterized by a pressure reducing valve (43) operated by the variable ratio lever mechanism is used to establish the connection between one in constant communication with the upper chamber of the brake cylinder standing chamber (6) and one in constant communication with the lower chamber of the brake cylinder standing chamber (7) when the pressure in the lower chamber the one in the upper one

Chamber by an amount that -by the Vehicle load is predetermined, exceeds.

2. Device according to claim i, characterized in that the pressure reducing valve (43) is provided with a control spring (48) that searches closed to keep the valve and its effective strength automatically depending on the ^Fa: is changed hrzeugbelastung.

Related publications:
German Patent Nos. 178802, 702771, 729562, 755886, 800683;

Swiss patent specification No. 251 791.

1 sheet of drawings