DE968803C - Druckluftbremseinrichtung mit lastabhaengiger, kontinuierlicher Einstellung der Bremskraft, insbesondere fuer Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Um bei einer Druckluftbremseinrichtung keine zeitliche Verzögerung eintreten zu lassen zwischen der Beendigung des Lösevorganges und der vollen Bereitschaft für eine neue Bremsung, ist es notwendig, daß die während des Lösevorganges sich vollziehende Füllung des Hilfsluftbehälters so mit dem Löseverlauf Schritt hält, daß mit Eintritt der Vollösung die Behälterfüllung beendet ist. Ebensowenig wie hierbei ein Nachhinken des Fällvorganges gegenüber dem Lösen der Bremse zulässig ist, darf die Füllung voreilen, weil hierbei die Gefahr der ^Überladung des Behälters bestehen würde. Eine Düse entsprechenden Querschnittes in der Fülleitung des Behälters sorgte bisher für die Einhaltung der geschilderten Beziehung.

Die Erreichung dieses synchronen Verlaufes der Füllung des Vorratsbehälters und des Lösens der Bremse ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden, sobald es sich um Druckluftbremsen handelt, bei welchen die Bremskraft in Abhängigkeit vom jeweiligen Beladungszustand des Fahrzeuges selbsttätig in kontinuierlicher Weise geändert und dabei der Inhalt des Hilfsluftbehälters mehr oder weniger verbraucht wird. Die daraus sich ergebende Not-

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wendigkeit dee verschieden starken Wiederauffüllens dieses Behälters unter Einhaltung der der vorgeschriebenen Lösezeit entsprechenden Füllzeit läßt sich mit einer Düse von konstantem Querschnitt nicht beherrschen.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit ist es bereits bekannt, für den Hilfsluftbehälter eine besondere Fülleinrichtung vorzusehen, deren Ventil unter dem Einfluß zweier Kolben steht, deren Flächen von ίο einem konstanten Überdruck, von einem Vorsteuerdruck und vom Druck in dem zu füllenden Hilfsluftbehälter beaufschlagt sind. Mit dieser Fülleinrichtung ist es zwar möglich, den Hilfsluftbehälter unabhängig von seinem, je nach der last-¹S abhängigen Beaufschlagung des Bremszylinders verschieden hohen Enddruck immer innerhalb der vorgeschriebenen Lösezeit der Bremse wieder auf den Höchstdruck aufzufüllen. Es muß dabei jedoch die besondere Fülleinrichtung mit ihrem verhältnismäßig komplizierten Aufbau in Kauf genommen werden.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, mit. einfachen baulichen Mitteln und unter Vermeidung der besonderen, mehrere Kolben enthaltenden Fülleinrichtung das Ziel einer von den verschiedenen, durch die Ladezustände des Fahrzeuges bedingten E.ⁿddrücken im Hilfsluftbehälter unabhängigen Füllzeit des letzteren zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Fülleitung des Hilfsluftbehälters ein deren Querschnitt änderndes Glied eingeschaltet ist, welches zu seiner Bewegung mit dem an sich bekannten Gestänge gekuppelt ist, das die von der jeweiligen Beladung abhängige relative Höhenlage des Wagenkastens zu einer Laufradachse auf die Einrichtung zur Änderung der Übersetzung des Bremsgestänges oder auf den Druckübersetzer über trägt.

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

Fig. ι eine erfindungsgemäß gestaltete Bremseinrichtung, bei welcher die Beladung des Fahrzeuges durch Änderung der Übersetzung im Bremsgestänge berücksichtigt wird und

Fig. 2 eine Bremseinrichtung nach der Erfindung, bei welcher zur Berücksichtigung des Beladungszustandes ein Druckübersetzer vorgesehen ist, der dem Bremszylinder den jeweils erforder-So liehen Überdruck zumißt.

Gemäß Fig. ι ist an die Hauptluftleitung ι ein Steuerventil 3 üblicher und daher nicht näher zu beschreibender Bauart mittels des Leitungsastes 5 angeschlossen. Dieses Steuerventil ist seinerseits mit einem Bremszylinder 7 über die Leitung 9 verbunden, den es entweder unter Absperrung vom Hilfsluftbehälter 11 entlüftet odeir aber mit letzterem Behälter verbindet (Leitung 13). In diesem Fall ist der Bremszylinder von seiner Entlüftung getrennt. Im Bremszylinder 7 ist ein Kolben 15 verschiebbar gelagert, der über eine Kolbenstange 17 einen Hebel 19 im Bremsgestänge betätigt, dessen Drehpunkt in Abhängigkeit von der Beladung des Fahrzeuges verschoben werden kann. Zu diesem Zweck ist die diesen Drehpunkt bildende Schneide 21 an einer axial verschiebbar gelagerten Stange 23 befestigt, deren Bewegung durch einen Doppelhebel 25, 27 geschieht, welcher seinerseits bei 29 am Wagenkasten gelagert ist. Der Hebelarm 27 tastet in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise die gegenseitige Höhenlage von Achslager 31 und Wagenkasten ab, wodurch der Beladungszustand des Fahrzeuges der Stange 23 und damit der Schneide 21 vermittelt wird. Der Balken 19 ist mit weiteren Teilen 35, 37, 39 und 41 des Bremsgestänges gelenkig verbunden, wobei die Teile 39 und 41 die Bremsbacken 43 bzw. 45 tragen, welche zur Anlage an den Umfang des Laufrades 33 zu bringen sind.

Gemäß' der Erfindung trägt die axial bewegliche Stange 23 an ihrem, in der Zeichnung oberen Ende einen Kegel 47, dessen jeweilige axiale Stellung die Größe eines Strömungsquerschnittes 49 in einem Gehäuse 51 bestimmt. Dieser veränderliche Strömungsquerschnitt 49 ist in die, außerdem ein Rückschlagventil 53 aufweisende Fülleitung 55 von der Hauptluftleitung 1 zum Hilfsluftbehälter 11 eingeschaltet.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende:

Ist das Fahrzeug z. B. unbeladen, so nimmt die am Wagenkasten befestigte Lagerstelle 29 gegenüber dem Achslagergehäuse 31 eine Stellung ein, in welcher der Doppelhebel 27, 25 die Stange 23 in der gezeigten Stellung hält, in der die Schneide 21 dem Kolben 15 nur einen kleinen Hebelarm zuteilt. Wird nun durch Verringern des Druckes in der Hauptluftleitung 1 in der üblichen Weise eine Bremsung eingeleitet und dabei der Kolben 15 in der vom Steuerventil 3 zugemessenen Höhe aus dem Hilfsluftbehälter 11 mit Druckluft beaufschlagt, so macht dieser Kolben entsprechend dem kleinen Hebelarm am Balken 19 nur einen verhältnismäßig kleinen Hub, d. h. der Luftverbrauch aus dem Behälter 11 ist ebenfalls verhältnismäßig gering.

Die Kolbenbewegung übertragt sich über den* Balken 19 und die Gestängeteile 35 bis 41 auf die Bremsbacken 43 und 45, welche entsprechend der Untersetzung der Kolbenkraft mit einer dem leeren Fahrzeug entsprechenden Kraft an den Radumfang ^11Q gepreßt werden.

Beim Lösen der Bremse muß mit der völligen Entleerung des Zylinders 7, also mit Eintritt der Vollösung die Wiederauffüllung des Hilfsluftbehälters 11 aus der Hauptluftleitung 1 beendet ^1X5 sein. Um die vorgeschriebene Lösezeit auch hinsichtlich der Füllung des Behälters 11 trotz des durch den verkleinerten Kolbenhub bedingten kleineren Luftverbrauches aus demselben einzuhalten, ragt bei der dem leeren Wagen entsprechenden axi- ^lao alen Stellung der Stange 23 der von der letzteren getragene Kegel 47 so weit in die öffnung 49 hinein, daß deren Strömungsquerschnitt zur Streckung des Füllvorganges verkleinert ist.

Mit zunehmender Beladung des Fahrzeuges wird ¹²S die Schneide 21 im Sinne der Vergrößerung des

Angriffshebelarmes des Kolbens 15 (also in der Zeichnung nach unten) kontinuierlich verstellt, was bei Bremsungen entsprechende Vergrößerungen des Hubes des Kolbens 15 und damit des Luftverbrauches im Hilf sluftbehälter 11 zur Folge hat. ■ Mit jeder Bewegung der Schneide 21 ist auch eine solche des Kegels 47 verbunden, wobei mit fortschreitender Vergrößerung des Angriffshebelarmes des Kolbens 15 der Strömungsquerschnitt 49 durch Herausziehen des Kegels 47 ebenfalls jeweils so vergrößert wird, daß das Wiederauffüllen des Behälters 11 auch bei höherem Luftverbrauch mit dem Eintritt der Vollösung beendet ist, d. h. daß weder eine Erschöpfung der Bremse durch Füllungsverzögerung, noch eine Überladung durch zu rasches Füllen eintreten kann.

Umgekehrt wird bei Verringerung der Fahrzeuglast mit zunehmender Verkleinerung des Hebelarmes des Kolbens 15 der Strömungsquerschnitt 49 durch den Kegel 47 ebenfalls entsprechend verkleinert, so daß die vorgeschriebene Beziehung zwischen Lösen der Bremse und Behälterfüllen in jedem Fall gewahrt bleibt.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfrn-

»5 dung dargestellt, bei welchem zur Berücksichtigung der Fahrzeuglast nicht die Übersetzung im Bremsgestänge, sondern der Druck im Bremszylinder geändert wird. Zu diesem Zweck ist ein in der Bremstechnik als Druckübersetzer bezeichnetes Gerät 57 vorgesehen, welches einerseits einen, mit vom Steuerventil 3 über die Leitung 9 zugemessenen Druck beaufschlagten Steuerkolben 59 und andererseits einen, mit über die Leitung 61 zugeführten Bremszylinderdruck beaufschlagten Rückführkolben 63 besitzt. Letzterer Kolben ist von einem hülsenförmigen Glied 65 getragen und über dasselbe mit dem einen Ende eines Waagebalkens 67 gelenkig verbunden, an dessen anderem Ende der Steuerkolben 59 angelenkt ist. Als veränderlicher Drehpunkt für den Waagebalken 67 dient die Schneide 21, deren lastabhängige Einstellung in der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 beschriebenen Weise durch die Stange 23 erfolgt. Das Hülsenglied 65 im Druckübersetzer 57 beeinflußt

ein Auslaßventil 69, das mit einem Einfaßventil 71 zu einem Doppelventil vereinigt ist. Bei Aufliegen des letzteren Ventils auf seinem Sitz ist die vom Hilfsluftbehälter 11 zum Bremszylinder 7 führende Leitung 61 unterbrochen und dafür ist der Zylinder über das offene Auslaßventil 69 und die Hülse 65 entlüftet. Die Anordnung der übrigen Teile ist, wie Fig. 2 zeigt, die gleiche: wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.

Befindet sich das Fahrzeug z. B. im unbeladenen Zustand, so nimmt der Stein 21 eine Stellung ein, in welcher der Hebelarm des Steuerkolbens 59 am Balken 6y klein und derjenige des Rückführkolbens 63 groß ist. Wird eine Bremsung durchgeführt, so· beaufschlagt die vom Steuerventil 3 über die Lei-So tung 9 dem Druckübersetzer 57 zugeführte Druckluft den Kolben 59 mit der Folge einer Schwenkung des Balkens 67 auf der Schneide 21 entgegen dem Uhrzeigersinn. Dabei wird die Hülse 65 mit dem Rückführkolben 63 in der Zeichnung nach rechts bewegt mit der Folge des Abschlusses des Auslaßventils 69 und des öffnens des Einlaßventils 71, über welches nun Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter 11 durch die Leitungen 61 zum Bremszylinder 7 strömt und dessen Kolben 15 beaufschlagt. Unter dieser Beaufschlagung kommt es zum Anpressen der Bremsbacken 43, 45 an den Umfang des Rades 33. Der im Zylinder 7 sich aufbauende Druck wirkt auch auf den Rückführkolben 63 im Druckübersetzer 57 und da dieser Kolben über einen großen Hebelärm am Balken 67 angreift, bedarf es nur einer kleinen Druckerhöhung im Bremszylinder, um das Kolbensystem im Druckübersetzer gegen die Wirkung des Steuerkolbens 59 in die Abschlußstellung zurückzuawingen, in welcher sowohl Einlaßventil 71 als auch Auslaß-' ventil 69 geschlossen sind. Weitere Verringerung des Druckes in der Hauptluftleitung 1 ist die Voraussetzung für die Verstärkung der Bremsung. Bei der dem leeren Fahrzeug entsprechenden Einstellung der Schneide 21 bleiben aber sämtliche Bremsstufen bis zur Vollbremsung in einem entsprechenden Maße untersetzt, so daß der Luftverbrauch des Bremszylinders 7 aus dem Behälter 11 ein verhältnismäßig geringer ist. Dementsprechend drosselt beim Lösen der Bremse der Kegel 47 den Füllungs-Vorgang des Hilfsluftbehälters 11 aus der Hauptluftleitung ι in einem solchen Maße, daß die Füllung trotz des kleineren Luftbedarfes erst mit dem Eintritt der Vollösung der Bremse beendet ist.

Eine Beladung des Fahrzeuges hat in der bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Weise eine zunehmende Verstellung der Stange 23 zur Folge, wobei einerseits im Druckübersetzer der Hebelarm des Steuerkolbens 59 unter entsprechender Verkleinerung desjenigen des Rückführkolbens ^lo° 63 vergrößert und andererseits die Drosselwirkung des Kegels 47 verringert wird. Die Folge dieser Hebelarmänderung ist eine Erhöhung des Bremszylinderdruckes bei Stufen- und Vollbremsung mit entsprechendem Mehrverbrauch an Druckluft, der beim Wiederauffüllen des Hilfsluftbehälters 11 durch die Vergrößerung des Querschnittes 49 berücksichtigt ist. Auch bei der Einrichtung gemäß Fig. 2 findet somit im Leerzustand und in allen B&- ladungszuständen des Fahrzeuges die Füllung des ^lxo Behälters weder zu schnell noch zu langsam statt, sondern sie vollzielt sich in genauer Anpassung an die vorgeschriebene Lösezeit der Bremse.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Druckluftbremseinrichtung mit lastabhängiger, kontinuierlicher Einstellung der Bremskraft, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bei welcher der Füllungsquerschnitt des Hilfsluftbehälters unter dem, Einfluß des Beladungszustandes des Fahrzeuges verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Fülleitung des Hilfsluftbehälters ein deren Querschnitt änderndes-Glied eingeschaltet ist, welches zu seiner

   Bewegung mit dem an sich bekannten Gestänge (23) gekuppelt ist, das die von der jeweiligen Beladung abhängige relative Höhenlage des Wagenkastens zu einer Laufradachse auf die Einrichtung zur Änderung der Übersetzung des Bremsgestänges (Fig. 1) oder auf den Druckübersetzer (Fig. 2) überträgt.
2. 2. Druckluftbremseinrichtung nach Anspruch 1, daß zur Änderung des Füllungsquerschnittes in an sich bekannter Weise ein kegelförmiges Glied (47) vorgesehen ist, welches je nach seiner axialen Stellung den Strömungsquerschnitt der Fülleitung mehr oder weniger drosselt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 607758;
   »Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure«, 1954, Band 96, S. 329 bis 336.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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