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Lastzugbremsventil mit veränderbarer Federbelastung - des Rückführkolbens
im Triebwagenteil Bei den üblichen Bremsventilen für Kraftwagenlastzüge bleibt die
Federbelastung des Rückführkolbens im Triebwagenventil - ebenso wie diejenige des
Rückführkolbens im Anhängerbremsventil - unverändert, so daß nur im Falle einer
Vollbremsung bei beladenem Fahrzeug der gesamte Steuerweg der Ventileinrichtung
ausgenutzt wird. Bei leerem -oder teilbeladenem Triebwagen wird die höchstzulässige
Bremsverzögerung bereits bei einer geringeren Bremsstufe erreicht, welche das Triebwagenbremsventil
schon bei einem entsprechend kleineren Weg einsteuert. Dieser kleinere Weg überträgt
sich über ein Hebelsystem auch auf das Anhängerbremsventil, so daß das letztere
bei beladenem Anhänger eine zu kleine Bremsstufe an demselben veranlaßt. Der dem
geringeren Gewicht des Triebwagens entsprechenden Höchstverzögerung desselben steht
also eine zu kleine Teilverzögerung des Anhängers gegenüber, d. h. der Lastzug wird
nicht einwandfrei abgebremst.
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Es ist ein Lastzugbremsventil bekannt, bei welchem zur Anpassung der
Bremskräfte des Motorwagens und des Anhängers an die jeweilige Größe ihrer gegebenenfalls
verschiedenen Beladung die Federbelastung des Rückführkolbens im Triebwagenventil
mittels eines vom Fahrer willkürlich einschaltbaren Luftdruckes geändert werden
kann. Diese Einrichtung besitzt den wesentlichen Nachteil,
daß es
dem Schätzvermögen des Fahrers überlassen bleibt, die dem jeweiligen Beladungsfall
entsprechende Federvorspannung zu wählen. Die Aufgabe, bei allen Beladungszuständen
von Triebfahrzeug und Anhänger die richtige Anpassung der gegenseitigen Bremskräfte
mit Sicherheit zu erzielen, ist durch diese bekannte Bremseinrichtung somit nicht
gelöst.
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Die Lösung dieser Aufgabe setzt die Ausschaltung jeder Willkür und
daraus entspringenden Unsicherheit voraus, was bei einem Lastzugbremsventil der
genannten Art erfindungsgemäß dadurch geschieht, daß die Änderung der Federbelastung
des Rückführkolbens im Triebwagenventil selbsttätig in Abhängigkeit von der Beladung
des Triebwagens in der Weise erfolgt, daß bei Änderungen der Triebwagenlast der
Ventilweg bis zur jeweiligen Höchstbremsung der gleiche bleibt und der Grad der
durch das mitbewegte Anhängerbremsventil veranlaßten Anhängerbremsung, auf die Steuerwege
bezogen, dem Grad der Triebwagenbremsung entspricht.
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Es ist zwar an sich bekannt, bei Druckluftbremsen von Eisenbahnfahrzeugen
in Abhängigkeit von der Beladung des Fahrzeuges die Federvorspannung in einem Überwachungsventil
selbsttätig zu ändern, jedoch geschieht dies dort zu dem grundsätzlich anderen Zweck,
die Beaufschlagung eines Zusatzkolbens in einem sogenannten Druckübersetzer der
Fahrzeugbelastung anzupassen, um eine lastabhängige Bremsung zu erzielen. Die erfindungsgemäße
Aufgabe und die besonderen Mittel zu ihrer Lösung können dieser bekannten Bauart
nicht entnommen werden.
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In der Zeichnung ist in Fig. I ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Lastzugbremsventils und in Fig. 2 ein Kurvenbild der mit diesem Ventil zu erreichenden
Druckverläufe im Triebwagenbremszylinder und in der Anhängersteuerleitung gezeigt.
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Das in Fig. I dargestellte Lastzugbremsventil zeigt im wesentlichen
den üblichen Aufbau bekannter solcher Ventile. Mit dem vom Fahrer des Triebwagens
zu betätigenden Pedal I ist über ein Gestänge 3 ein Hebel 5 verbunden, der einen
Teil 7 beeinflußt, welcher im Triebwagenbremsventil 9 verschiebbar gelagert ist.
Der Teil 7 ist bei II hülsenförmig ausgebildet, wobei das Ende 13 dieser Hülse als
Sitz für ein Ventil 15 dient, welches mit dem Ventil 17 zu einem Doppelventil vereinigt
ist. Das Ventil 17 wirkt mit dem Einlaßsitz I9 zusammen. Der hülsenförmige Teil
II besitzt einen Auslaß 21, welcher sich über einen Gehäuseauslaß 23 ins Freie fortsetzt.
Außerdem ist auf dem Teil 7, II ein Rückführkolben 25 befestigt. An der Gehäusewand
27 stützt sich eine Feder 29 ab, deren Widerlager 31 mit Teil 7 fest verbunden ist.
Außer dem Widerlager 31 trägt der Teil 7 ein weiteres Widerlager 33, welches auf
einem Gewinde 35 axial einstellbar ist. Zwischen dem Widerlager 33 und der Gehäusewand
27 ist eine weitere Feder 37 gelagert, deren Vorspannung von der axialen Stellung
der Scheibe 33 abhängt. Diese Axiallage wird über ein nur schematisch angedeutetes
Gestänge 39 und Dämpfungsmittel 41 durch einen am Fahrzeug gelagerten Hebel 43 entsprechend
dem von der Beladung des Triebwagens abhängigen Abstand zwischen Fahrzeugrahmen
und Fahrzeugachse 45 selbsttätig eingestellt. Der Raum 47 des Triebwagenbremsventils
9 ist über eine Leitung 49 mit dem Bremszylinder 51 verbunden. Mit dem Triebwagenbremsventil
9 ist gehäusemäßig das Anhängerbremsventil 53 vereinigt, in welchem ein Rückführkolben
55 gelagert ist, der einen Sitz 57 für ein Ventil 59 aufweist, welches mit einem
Ventil bI wiederum zu einem Doppelventil vereinigt ist. Das Ventil 61 wirkt mit
einem Sitz 63 zusammen. Der Kolben 55 wird von einer Feder 65 beeinflußt und setzt
sich in einem zylindrischen Teil 67 fort, der einen Auslaß 69 besitzt. Eine Öffnung
71 im Gehäuse des vereinigten Triebwagen- und Anhängerbremsventils verbindet die
Ventileinheiten. Im Ansatz 67 des Kolbens 55 befindet sich eine Feder 73, welche
sich einerseits am Teil 67 und andererseits an einer Platte 75 abstützt, die über
eine Stange 77 formschlüssig mit dem Hebel 5 verbunden ist. Der zylindrische Teil
67 ist im Gehäuse 53 bei 79 verschiebbar gelagert. An den Raum 81 des Anhängerbremsventils
53 ist die zum Anhängerfahrzeug führende Steuerleitung 83 angeschlossen. In dem
die beiden Ventileinrichtungen vereinigenden Gehäuse ist ein gemeinsamer Raum 85
vorgesehen, dessen Einlässe zu den Räumen 47 und 81 durch die Ventile 17 bzw. 61
überwacht werden.
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Der gemeinsame Raum 85 ist über eine Leitung 87 mit dem Hauptluftbehälter
89 des Triebfahrzeuges verbunden.
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Die Wirkungsweise des beschriebenen Lastzugbremsventils ist folgende:
Im ungebremsten Zustand nehmen die Teile die in Fig. I gezeigte Stellung ein, wobei
der Hauptluftbehälter über das geöffnete Ventil 61 mit der Steuerleitung 83 verbunden
und die letztere über einen nicht dargestellten Regler mit dem Höchstdruck aus diesem
Behälter gefüllt ist. Das Ventil 17, welches den Einlaß vom Behälter 89 zum Bremszylinder
51 im Triebwagenbremsventil 9 überwacht, ist geschlossen und dafür das Auslaßventil
I5 geöffnet, über welches (und die weiteren Auslässe 2i, 23) der Bremszylinder 51
entlüftet ist. Je nach der Beladung des Triebfahrzeuges wird über die Teile 43,
4I 39 das Widerlager 33 axial eingestellt und damit selbsttätig die jeweilige Vorspannung
der Feder 37 in der Weise bestimmt, daß sie bei beladenem Fahrzeug klein und bei
leerem Fahrzeug entsprechend vergrößert ist.
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Wird nun bei Betätigen des Pedals i durch den Fahrer des Lastzuges
eine Bremsung eingeleitet, wobei vollbeladene Trieb- und Anhängerfahrzeuge angenommen
sein sollen, so wird zunächst bei gemeinsamer Gegenwirkung der Federn 29 und 37
des Triebwagenbremsventils die Anlage des Hebels 5 am Teil 7 zum Drehpunkt und der
Kolben 55 n3'11 -einem Ansatz 67 des Anhängerbremsventils wird urfiter Zusammendrückung
der Feder 65 über
die zunächst als starre Verbindung Wirkende Feder
73 in der Zeichnung nach links bewegt, wobei das Ventil 6I geschlossen und das Ventil
59 geöffnet wird.
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Über das letztere findet eine Entlüftung der Anhängersteuerleitung
83 statt, welche in bekannter und daher nicht zu beschreibender Weise die indirekt
wirkende Anhängerbremse voreilend ansprechen läßt. Infolge der Druckverringerung
im Raum 81 (bedingt durch das Abströmen der Druckluft über die Öffnungen 57, 69,
7I, 23) bewegt sich der Kolben 55 unter der Wirkung der Feder 65 nach rechts. Dadurch
wird die bei 9I am Hebel 5 angreifende Kraft vergrößert. Infolgedessen werden der
Drehpunkt des Hebels 5 nach dem Anlenkpunkt 9I der Stange 77 verlagert und die beweglichen
Teile im Triebwagenbremsventil 9 unter Überwindung der Kraft der Federn 37 und 29
und Abschluß des Entlüftungsventils 15 bzw. Öffnen des Einlaßventils I7 in der Zeichnung
nach rechts bewegt. Die Druckluft aus dem Behälter 89 kann nun über das geöffnete
Ventil 17 und die Leitung 49 zum Bremszylinder 5I strömen, und zwar so lange, bis
der Kolben 25 unter dem steigenden Druck und unterstützt durch die konstante Feder
29 und die in ihrer Spannung lastabhängige Feder 37 das System unter Zusammendrückung
der Feder 73 in die Abschlußstellung zurückführt. Je höher die Spannung der Feder
37 dabei ist, je weniger das Fahrzeug also beladen ist, bei einem um so kleineren
Bremszylinderdruck werden die Abschlußstellungen erreicht. Der Betriebszustand,
in welchem nach Voreilung der Anhängerbremsung auch die Triebwagenbremsung beginnt,
ist in Fig.2, in welcher in senkrechter Richtung der Druck in der Steuerleitung
83 bzw. im Bremszylinder 5 1 und in waagerechter Richtung der Steuerweg der
Triebwagen- und Anhängerbremsventilteile in einem passenden Längenmaßstab dargestellt
ist, durch die Linie 93 hervorgehoben. Diese Linie zeigt in ihrem Schnittpunkt 97
mit der Linie 95 (welche den Druckabfall in der Anhängerleitung 83 bis zum Vollbremszustand
wiedergibt) den beim Einsatz der Triebwagenbremse erreichten Druckabfall in dieser
-Leitung an, während sie auf der Abszisse bei 99 den Beginn des Druckanstieges im
Bremszylinder des Triebwagens kennzeichnet, welcher bei beladenem Fahrzeug, also
leichter Vorspannung der Feder 37, nach der Linie IoI verläuft. Ein Vergleich der
Linien 95 und IoI läßt erkennen, daß nach einem Steuerweg der Ventile, welcher in
Fig.2 mit dem Bezugszeichen 103 gekennzeichnet ist, der Druck im Bremszylinder
des Triebwagens auf 5 atü angestiegen ist, während der Druck in der Anhängerleitung
83 gemäß Linie 95 von 5 atü auf Null abgesunken ist. Mit dem Verschwinden des Überdrucken
in der Anhängerleitung hat das nicht gezeigte Anhängersteuerventil auch im Bremszylinder
des Anhängerfahrzeuges einen Überdruck von 5 atü eingesteuert. Somit entspricht
der Grad der Anhängerbremsung, bezogen auf die Steuerwege, dem Grad der Triebwagenbremse
für den Fall, daß beide Fahrzeuge voll beladen sind. Dieses Verhältnis bleibt aber
auch gewahrt, wenn z. B. das Anhängerfahrzeug seine Vollast beibehält, das Triebfahrzeug
nunmehr aber nur zum Teil beladen ist. Die durch Teillast bedingte Veränderung der
Lage der Fahrzeugachse 45 zum Fahrzeugrahmen bewirkt eine Verstellung des Gestänges
43, 44 39 im Sinne einer selbsttätigen, der neuen Ladung angepaßten Erhöhung der
Vorspannung der Feder 37. Diese Feder unterstützt nun die Rückführkraft des Kolbens
25 in so viel stärkerem Maße, daß sich aus den einzelnen Bremsabschlußstellungen
bis zur Vollbremsung z. B. ein Druckanstieg im Bremszylinder gemäß Linie Ios. in
Fig. 2 ergibt. Diese Linie verläuft zwar nun flacher, und der Vollbremsdruck ist
entsprechend dem geringeren Fahrzeuggewicht niedriger, er wird aber wiederum erst
nach dem gleichen durch die Länge 103 gekennzeichneten Ventilweg erreicht, innerhalb
welchem auch der Druckabfall in der Steuerleitung 83 nach Linie 95 beendet und damit
die Abbremsung des Anhängerfahrzeuges ihren Höchstwert erreicht. Auch in diesem
Fall entspricht somit der Abbremsgrad des Anhängerfahrzeuges wiederum jeweils demjenigen
des Triebfahrzeuges.
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Eine weitere Entladung des Triebfahrzeuges z. B. bis zum Leerzustand
hat eine weitere Zunahme der Vorspannung der Feder 37 zur Folge, und diese Feder
unterstützt nun den Rückführkolben 25 in einer Weise, daß sich der Bremsdruckanstieg
im Triebwagen nach der Linie Io7 in Fig. 2 vollzieht. Der Steuerweg 103 ist auch
in diesem Falle wieder derselbe, und damit stimmen die auf denselben bezogenen Bremsgrade
von Trieb-und Anhängerfahrzeug in allen Stufen wieder überein.
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Diese richtige Abstimmung der auf den Steuerweg bezogenen Bremsgrade
von Trieb- und Anhängerfahrzeug bleibt auch erhalten, wenn das Anhängerfahrzeug
seinerseits durch entsprechende Einstellvorrichtungen in Abhängigkeit von seiner
jeweiligen Beladung abgebremst wird.
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'Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wäre es auch möglich, an
Stelle der Feder 37 die Feder 73 spannungsveränderlich in Abhängigkeit von der Beladung
des Triebfahrzeuges auszubilden. Ebenso könnte an Stelle des gezeigten Lastzugbremsventils
z. B. auch ein solches verwendet werden, bei welchem der Einlaßsitz für ein Doppelventil
willkürlich bewegt wird, welcher Bewegung dann ein federbelasteter Kolben mit dem
Auslaßventilsitz zwecks Herstellung der Brems- oder Löseabschlußstellung jeweils
nachfolgt.