DE956765C - Druckluftbremseinrichtung mit kontinuierlich lastabhaengiger AEnderung der Bremskraft - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 24. JANUAR 1957

K26146III20 f

Dr. Ernst Möller, München

ist als Erfinder genannt worden

Knorr-Bremse G. m. b. H., München

Patentanmeldung bekanntgemacht am 2. August 1956

Patenterteilung bekanntgemacht am 3. Januar 1967

Bei Druckluftbremseinrichtungen ist es insbesondere für Schienenfahrzeuge bekannt, in Abhängigkeit vorn jeweiligen Beladungszustand den Drehpunkt eines der Verbindung von Steuerkolben in einem Druckübersetzer dienenden Waagebalkens zu ändern oder auch die Übersetzung im Bremsgestänge zu verstellen. Handelt es sich dabei um verhältnismäßig große Übersetzungsbereiche, so ergibt sich insbesondere bei der erstgenannten ίο Änderung des Drehpunktes im Druckübersetzer, also bei der sogenannten pneumatischen Lastabbremsung, die Schwierigkeit, daß, ausgehend von dem vorgeschriebenen Bremszylinderdruck von 3,5 atü im vollbeliadenen Zustand, die Untersetzung des Bremszylinderdruckes für das leere Fahrzeug eine so starke ist, daß diese geringen Drücke abstufungsmäßiig nicht mehr beherrschbar sind.

Bei der mechanischen Lastabbremsung, bei welcher, wie erwähnt, die Übersetzung im Bremsgestänge geändert wird, liegen die Verhältnisse an sich nicht so schwierig, jedoch können auch hier bei entsprechendem Umfang des verlangten Übersetzungsbereiches Komplikationen auftreten.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Druckluftbremseinrichtung mit kontinuierlich

lastabhängiger Änderung der Bremskraft so zu gestalten, daß alle bei den großen Unterschieden zwischen den Gewichten eines leeren und beladenen Wagens vorkommenden Übersetzungsbereiche ohne die bisherigen Schwierigkeiten beherrschbar sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Mittel gelöst, welche mit Erreichen eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses im Druckübersetzer oder Bremsgestänge mindestens einen weiteren Bremszylinder selbsttätig zuschalten, wobei mit dieser Zuschaltung eine Verringerung des erreichten Übersetzungsgrades verbunden ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Weise dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine Druckluftbremseinrichtung mit erfindungsgemäß gestalteter pneumatischer Lastabbremsung und

Fig. 2 eine Druckluftbremseinrichtung, deren ao mechanische Lastabbremsung nach der Erfindung gestaltet ist.

Gemäß Fig. 1 ist an die Hauptluftleitung 1 ein Steuerventil 3 bekannter Bauart in der üblichen Weise angeschlossen, von welchem eine Leitung 5 zum Druckübersetzer 7 führt. Im Raum 9 dieses Druckübersetzers ist ein Steuerkolben 11 verschiebbar gelagert, dessen Kolbenstange 13 an dem einen Ende eines Waagebalkens 15 angelenkt ist. Das andere Balkenende ist über eine Stange 17 mit einem hülsenförmigen Glied 19 verbunden, welches einen Rückführkolben 21 trägt und dessen oberes, offenes Ende als Auslaßsitz 22 eines Ventiltellers 23 dient. Dieser Ventilteller findet seinen weiteren Sitz bei 25, wobei der Ventilsitz 25 Teil einer Zwischenwand 27 ist, welche im Raum 29 des Druckübersetzers angeordnet ist. Der Kolben 21 ist in dem parallelachsig zum Raum 9 liegenden Raum 29 verschiebbar gelagert. Am Druckübersetzer 7 mündet in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise eine Leitung 31, welche ihn mit dem Vorratsluftbehälter 33 verbindet, der seinerseits über eine Leitung 35 und ein Rückschlagventil 37 aus der Hauptluftleitung 1 gefüllt wird. Eine weitere Leitung 39 führt vom Druckübersetzer 7 zu einem Bremszylinder 41 und mit einer parallelen Abzweigung 43 zu einem Überwachungsventil 45 und weiter zu einem zweiten Bremszylinder 47. Die beiden Bremszylinder 41 und 47 greifen über Kolbenstangen 49 bzw. 51 am nur schematisch dargestellten Bremsgestänge 53, 55, 57 an, dessen Bremsbacken 59 zur Anlage an das auf der Schiene laufende Rad 61 gebracht werden können. Der als Drehpunkt für den Waagebalken 15 des Druckübersetzers 7 dienende Stein 63 ist auf einer axial beweglichen Stange 65 seinerseits schlittenförmig verschiebbar gelagert und wird in seiner gezeigten Stellung durch einen Riegel 67 gegen die Kraft einer Zugfeder 69 festgehalten. Der Riegel 67 wird mit Auf treffen seines Armes 71 auf einen Anschlag 73 aus seiner Sperrstellung herausgeschwenkt, worauf der Stein 63 durch die Feder 69 bis zu einem an der Stange 65 befindlichen Anschlag 75 gezogen wird. Die Stange 65 trägt außer dem Anschlag 75 einen, weiteren Anschlag JJ, der bei einer bestimmten Stangenstellung einen Winkelhebel 79 in der Weise entgegen der Kraft einer Feder 81 schwenkt, daß mittels der Stange 83 das Ventil 45 geöffnet und das Ventil 46 geschlossen und damit der zweite Bremszylinder 47 an die Leitung 39, 43 angeschlossen wird. Die Stange 65 mit den an ihr gelagerten Teilen wird mittels eines Doppelhebels 85, 87 axial eingestellt, wobei für die jeweilige Einstellung die gegenseitige Höhenlage des Wagenkastens (an welchem bei 89 der Doppel hebel 85,87 gelagert ist) und das Achslagergehäuse 91 des Laufrades 61 maßgebend ist. Wie Fig. 1 zeigt, wird die Lage des Gehäusesgi durch den Hebelarm 87 abgetastet.

Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäß Fig. ι ist folgende: Bei unbeladenem Wagen nimmt der Doppelhebel 85, 87 entsprechend der gegenseitigen Lage von Wagenkasten (Lagerpunkt 89 des Hebels) und Achslager 91 die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung ein. Dementsprechend befindet sich die mit dem Hebel 85, 87 gelenkig verbundene Stange 65 in einer Stellung, bei welcher der verriegelte Stein 63 den Waagebalken 15 in einen, dem Steuerkolben 11 zugehörigen kleinsten Hebelarm und einen dem Rückführkolben 21 zugehörigen größten Hebelarm unterteilt. Das Ventil 45 ist unter der Wirkung der Feder 81 geschlossen und damit ist der Zusatzzylinder 47 von der Leitung 39 getrennt. Das offene Ventil 46 entlüftet den Zylinder 47 ins Freie.

Wird durch Verringern des Druckes in der Hauptluftleitung 1 eine Bremsung des leeren Fahrzeuges eingeleitet, so bewirkt das Steuerventil 3 in bekannter Weise nach Maßgabe dieser Leitungsdruckverringerung eine Beaufschlagung des Steuerkolbens 11 im Druckübersetzer 7. Der Kolben 11 bewegt sich unter dieser Beaufschlagung in der Zeichnung nach rechts und betätigt dabei über die Stange 13, den Waagebalken 15 und die Stange 17 das hülsenförmige Glied 19 unter Mitnahme des Rückführkolbens 21 in der Weise, daß das Auslaßventil 22 für die Entlüftung der Leitung 39 und damit des Bremszylinders 41 durch Aufsetzen des Tellers 23 auf den Sitz 22 schließt, worauf der Teller 23 vom Einlaßsitz 25 abgehoben wird. Über das offene Einlaßventil strömt Druckluft aus dem Behälter 33 über die Leitungen 31 und 39 zum Bremszylinder 41, wodurch dessen nicht sichtbarer Kolben über das Gestänge 49, 53, 55, 57 die Bremsbacken 59 zur Anlage am Umfang des Laufrades 61 bringt. Der Zylinder 47 ist, wie bereits erwähnt, infolge des geschlossenen Ventils 45 und des offenen Ventils 46 entlüftet und an der Bremsung nicht beteiligt. Eine in seinem Innern vorgesehene Kupplungsvorrichtung bekannter Bauart kann dafür sorgen, daß während des Außerbetriebsseins iac des Zylinders 47 dessen Kolben von der Kolbenstange 49 getrennt bleibt.

Infolge des großen Hebelarmes, an welchem der Rückführkolben 21 angreift, bedarf es nur eines

eringen Anstieges des Bremszylinderdruckes mit entsprechender Beaufschlagung des Rückführkol-

bens, um den letzteren unter Rückbewegung. des Steuerkolbens ii in einem solchen Maße in der Zeichnung nach rechts zurückzuzwingen, daß es zum Abschluß des Ventils 23 auf dem Sitz 25 kommt, ohne daß das Auslaßventil 22 wieder geöffnet würde. Es ist damit eine Abschlußstellung erreicht, aus welcher ein neues Öffnen des Einlasses durch das Ventil 23 nur bei weiterer Absenkung des Druckes in der Hauptluftleitung 1 möglich ist. Im leeren Zustand des Fahrzeuges ergibt sich somit auch ein um das Verhältnis der Hebelarme am Waagebalken 15 untersetzter Höchstdruck im Bremszylinder 41.

Erfolgt nun z. B. eine Teilbeladung des Fahr zeuges in einem Maße, daß der dabei entgegen dem Uhrzeigersinn gedrehte Doppelhebel 85, 87 die Stange 65 durch axiale Verschiebung in eine Stellung bewegt, in welcher der Anschlag jy sich kurz vor dem Auftreffen auf den Hebelarm 79 und der Arm 71 des Riegels 67 sich nahe dem Anschlag 73 befindet, so hat auch der mitbewegte Stein 63 seine Lage in der Weise gewechselt, daß nunmehr der Steuer-kolben 11 am großen und der Rückführkolben 21 am kleinen Hebelarm des Waagebalkens 15 angreift. Wird der Steuerkolben 11 im Druckübersetzer 7 nach Maßgabe des Steuerventils 3 mit Druckluft beaufschlagt, so bedarf es infolge des nunmehrigen Hebelverhältnisses am Balken 15 einer höheren Beaufschlagung des Rückführkolbens 21 mit dem Druck im Bremszylinder 41 (der Zusatzzylinder 47 ist durch das geschlossene Ventil 45 von der Druckbeaufschlagung ausgeschlossen), um das System in dieAbschlußstellung zu zwingen. Die Verhältnisse können dabei z. B. so gewählt werden, daß sich ein gegenüber dem leeren Fahrzeug dreifach höherer Vollbremsdruck einstellt, wobei dann auch alle Teilbremswerte um diesen Wert erhöht sind.

Wird der Wagen noch stärker beladen, so wird bei der damit verbundenen weiteren Abwärtsbewegung der Stange 65 der Riegel 67 durch den Anschlag 73 ausgelöst, und außerdem wird durch den Anschlag jy der Winkelhebel 79 unter öffnen des Ventils 45 und Schließen des Ventils 46 gegen den Uhrzeigersinn und die Kraft der Feder 81 geschwenkt. Nach Lösen des Riegels 67 kann die Feder 69 den Stein 63 bis zum Anschlag 75 zurückziehen, so daß der Stein nun trotz der dem Beladungszustand entsprechenden axialen Stellung der Stange 65 in bezug auf den Waagebalken 15 wieder die aus Fig. 1 ersichtliche Lage einnimmt, in welcher der Steuerkolben 11 mit kleinem und der Rückführkolben 21 mit großem Hebelarm angreifen.

Wird jetzt eine Bremsung eingeleitet, so- erzwingt der Rückführkolben 21 infolge des geschilderten Hebelverhältnisses zwar schon bei kleinem 3remszylinderdruck die Abschlußstellung, es werden aber nun bei offenem Ventil 45 und geschlossenem Ventil 46 in jeder Stufe bis zur Vollbremsung die beiden Zylinder 41 und 47 beaufschlagt, die zusammen (die erwähnte Kupplung zwischen Kolben und Stange S1 des Zusatzzylinders 47 wurde inzwischen hergestellt) auf das Bremsgestänge wirken.

Es ist zweckmäßig, den Zusatzkolben in bezug auf die ihn beaufschlagenden Drücke sowie den Hebelarm, mit welchem er am Bremsgestänge angreift, so zu bemessen, daß mit der lastabhängigen Wanderung des Steines 63 am Waagebalken 15 beim Einsatz der beiden Zylinder 41 und 47 die Bremskraft von iihrem erreichten, gegenüber der Leerabbremsung dreifachen Wert weiter auf den sechsfachen. Wert gesteigert werden kann.

Durch diese selbsttätige Zuschaltung des zweiten Bremszylinders mit Erreichen eines bestimmten Beladungszustandes unter gleichzeitiger Zurückholung des Übersetzungsverhältnisses am Waagebalken 15 des Druckübersetzers kann auch ein an sich großer Übersetzungsbereich so unterteilt wer-. den, daß auch bei leerem Wagen die Bremsdrücke bis herab zur kleinsten Stufe eine beherrschbare Höhe beibehalten. Dies wäre jedoch nicht der Fall, wenn ein Übersetzungsbereich von z. B. 1:6 oder noch höher mit Hilfe nur eines Zylinders unter kontinuierlicher Einstellung des Steines 63 bestri chen werden müßte. Die Bremsdrücke bei Leerabbremsung würden dabei unzulässig kleine Werte annehmen.

Beim Lösen der Bremse werden in der für Steuerventile mit Druckübersetzer üblichen Weise je nach dem Beladungszustand die beiden Zylinder 41 und 47 oder nur der Zylinder 41 entlüftet. Etwaige Restdrücke im Zusatzzylinder 47 können sich nach Abschluß des Ventils 45 über das nunmehr offene Ventil 46 entladen.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kommt der Druckübersetzer 7 in Fortfall, und statt dessen ist der Stein 63 entlang einer Stange 95 des Bremsgestänges verstellbar. An dem einen Ende dieser Stange 95 greifen in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise die beiden Kolbenstangen 49 und 51 an, während ihr anderes Ende mit einem Übertragungsgestänge 97 gelenkig verbunden ist, das die Kolbenbewegungen über Gestängeteile 53, 55 und 57 an die Bremsbacken 59 am Umfang des Rades 61 weiterleitet. Die übrigen Teile der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung sind die gleichen wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.

Die Wirkungsweise der zuletzt beschriebenen Einrichtung ist folgende: Je nach der Beladung des Fahrzeuges wird wiederuin unter Vermittlung des Doppelhebels 85, 87 die Stange 65 und damit die Stellung des Steines 63 als Drehpunkt des Hebels 95 im Bremsgestänge eingestellt. Entsprechend dem leeren Fahrzeug ergibt sich dabei z. B. die aus Fig. 2 ersichtliche Stellung des Steines. Bei der zugehörigen Axiallage der Stange 65 ist der Zusatzzylinder 47 mittels des Ventils 45 vom lso Steuerventil 3 getrennt und über das offene Ventil 46 entlüftet. Der Stein 63 ist mittels des Riegels 67 gegen die Kraft der Feder 69 in seiner Lage gehalten. Bei einer Bremsung kommt somit nur der Zylinder 41 zur Wirkung, dessen Kolben über die Kolbenstange 49 den Hebel 95 und über weitere

Gestängeteile 97 usw. die Bremsbacken 59 am Radumfang 61 anlegt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist bei der dargestellten Lage des Steines 63 der Hebelarm, an welchem die Kolbenstange 49 angreift, nur klein gegenüber dem Hebelarm, an welchem die Stange 97 des Bremsgestänges angelenkt ist. Dementsprechend ist auch die Bremskraft untersetzt.

Bei zunehmender Beladung des Fahrzeuges wird mittels des Doppelhebels 85, 87 die Stange 65 in der Zeichnung axial nach unten bewegt, wobei der Stein 63 unter kontinuierlicher Vergrößerung des Angriffshebelarmes der Kolbenstange 49 und dementsprechender Verkleinerung des zweiten Hebelarmes der Stange 95 mitwandert. Erreicht dabei der Stein 63 den Anschlag 73, so wird der Riegel 67 ausgeschwenkt, und der Stein 63 gleitet unter der Wirkung der Feder 69 in seine Anfangslage zurück, so daß der Angriffshebelarm für den KoI-ben erneut klein wird. Außerdem kommt es aber zur Schwenkung des Winkelhebels 79 durch den Anschlag yj im Uhrzeigersinn, wodurch sich unter Vermittlung der Stange 83 das Auslaßventil 46 schließt und das Einlaßventil 45 öffnet. Wird nun in bekannter Weise durch Druckverringerung in der Hauptluftleitung 1 eine Bremsung eingeleitet, so werden beide Zylinder 41 und 47 beaufschlagt, wobei der Zylinder 47 in bezug auf die für ihn möglichen Hebelverhältnisse so bemessen ist, daß die Wirkung der beiden Kolben bei der Anfangsstellung des Steines 63 eine Fortsetzung der Bremskrafterhöhung gegenüber der zuletzt erreichten Steinstellung bei nur einem wirksamen Bremszylinder bildet. Weitere Zunahmen der Beladung haben eine Wanderung des Steines 63 wieder bis zu seiner Grenzlage zur Folge, womit die Grenze des möglichen Übersetzungsbereiches der Bremskraft zwischen leerem und beladenem Fahrzeug erreicht ist. Dieser Übersetzungsbereich kann z. B. wiederum 1 :6 oder noch mehr betragen, durch seine Aufteilung in einen Teilbereich mit nur einem Zylinder und einen solchen mit zwei Zylindern aber läßt er sich mühelos beherrschen, ohne daß beim leeren Fahrzeug zu kleine Kolbenkräfte notwendig wurden.

Das Lösen der Bremse geht bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wieder in bekannter Weise vor sich und braucht daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι. Druckluftbremseinrichtung mit kontinuierlich lastabhängiger Änderung der Bremskraft, gekennzeichnet durch Mittel, welche mit Erreichen eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses im Druckübersetzer oder Bremsgestänge mindestens einen weiteren Bremszylinder unter Verringerung dieses Übersetzungsverhältnisses selbsttätig zuschalten.
2. 2. Druckluftbremseinrichtung nachAnspruch 1 mit pneumatischer Lastabbremsung, dadurch gekennzeichnet, daß der als Drehpunkt für den Waagebalken zwischen Steuer- und Rückführkolben des Steuerventils wirkende Stein (63) in Richtung des Waagebalkens derart eigenbeweglich auf einem seinerseits lastabhängig einstellbaren Gestänge (65) gelagert ist, daß er auf letzterem Gestänge mit Erreichen seiner dem größten Übersetzungsverhältnis entsprechenden Lage unter Federwirkung selbsttätig in die dem kleinsten Übersetzungsverhältnis entsprechende Lage zurückgeholt wird, wobei das lastabhängig bewegte Gestänge (65) zu diesem Zeitpunkt eine Ventileinrichtung (45, 46) zwecks Druckbeaufschlagung eines zusätzlichen Bremszylinders betätigt.
3. 3. DruckluftbremseinrichtungnachAnspruch 1 und 2 mit mechanischer Lastabbremsung, dadurch gekennzeichnet, daß der eigenbeweglich auf einem seinerseits lastabhängig einstellbaren Gestänge (65) gelagerte Stein (63) als veränderlicher Drehpunkt eines Hebels (95) angeordnet ist, welcher ein Glied der Bremsgestängekette zwischen Bremszylinder und Bremsklötzen bildet, wobei die Zuschaltung des zusätzlichen Bremszylinders wiederum durch das lastabhängig bewegte Gestänge (65) erfolgt. 90 ■

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 577/19 7. (609 773 1.57)