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Bremseinrichtung mit Zweikammerdruckluftbremse, Hauptleitung und Hilfsluft- behälter.
Unter den Druckluftbremsen unterscheidet man bekanntlich zwei Haupttypen, nämlich die sogenannte Einkammerbremse, bei welcher der Druck nur auf der einen Seite des Bremskolbens wirkt, und die Zweikammerbremse, bei welcher beide Seiten des Bremskolbens unter Druck stehen und die Bremsbewegung durch den Unterschied in den Drücken erzielt wird.
Jede dieser Typen hat ihre wohlbekannten Vorteile aber auch ihre Nachteile, und um die Vorteile beider Typen auszunutzen, hat man bereits vorgeschlagen, beide Typen zu einem System zu vereinigen, wobei man jedoch nicht vermeiden konnte, dass auch die Nachteile mitfolgten. Des weiteren verursachte eine derartige Vereinigung die Notwendigkeit von sehr umständlichen mechanischen Einrichtungen sowohl in bezug auf das Gestänge, mit welchem die Bremskolbenbewegung auf die Bremsklötze übertragen wird, als auch in bezug auf die für die Bedienung der vereinigten Bremstypen erforderlichen Steuerungsvorrichtungen.
Man hat beispielsweise beide Bremstypen je für sich mit vollem Arbeitshub für jeden Bremsvorgang arbeiten lassen und dadurch einen grossen Druckluftverbrauch nicht vermeiden können, was ja der hauptiachlichste Nachteil der Zweikammerbremse ist, und ferner haben die Bremskolben auf getrennte Kolbenstangen gewirkt, und um hiebei das gewünschte Zusammenwirken erzielen zu können, hat man einen toten Gang für die Kolben vorgesehen.
Gegenstand dieser Erfindung ist eine Druckluftbremse, die in sich die Vorteile der bekannten Ein-und Zweikimmerbremsen vereinigt, ohne mit deren Nachteilen behaftet zu sein. Die Erfindung umfasst die Vereinigung von zwei Bremstypen, von denen die eine eine Eink1mmerdruckluftbremse oder eine elektrische Bremse sein kann, während die andere eine verbesserte Zweibmmerdruckluftbremse ist, bei welcher die Verbesserung darin besteht, dass die Drücke auf beiden Seiten des Bremskolbens nur beim Anziehen der Bremsen auftreten, während im übrigen nur Druck auf der einen Seite des Kolbens herrscht.
Der Einfachheit halber ist in nachstehender Beschreibung angenommen worden, dass die erstgenannte Bremstype der Vereinigung eine Einkammerdruckluftbremse ist, obgleich sie, wie oben erwähnt, auch eine Bremse oder Vorrichtung anderer Art sein kann.
In der Vereinigung nach der Erfindung wirken beide Bremsen auf ein und dieselbe Kolbenstange od. dgl., und hiedurch erreicht man eine bedeutend vereinfachte Form der mechanischen Vorrichtungen für die Übertragung der Kolbenstingenbewegung auf die Bremsklötze. Des weiteren wirken die Bremsen nacheinander, so dass die Einkammerbremse oder ihr Äquivalent Mr die Arbeit für das Ansetzen der Bremsklötze an die Räder ausführt, woraufhin die verbesserte Zweik1mmerbremse in Tätigkeit tritt und die Arbeit der eigentlichen Bremswirkung übernimmt.
Hiedurch kommt man zu einem ganz neuen Prinzip für Druckluftbremsen, wobei die wenig Luft verbra, uchende Eink1mmerbremse für die ver- hältnismässig grosse Bewegung für das Ansetzen der Bremsklötze verwendet wird und die in bezug auf Luftverbrauch unwirtschaftliche Zweikimmerbremse nur den erforderlichen Bremsdruck auszuführen hat. Aus diesem Grunde kann die Einkammerbremse mit einem kleineren Zylinderdurchmesser als bisher üblich ausgeführt werden, da sie j1 keinen Arbeitswiderstand zu überwinden hat, so dass der Luftverbraussh noch geringer als sonst wird, und wenn man anstatt einer Druckluftbremse ein Äquivalent benutzt, z. B. eine elektrische Solenoidbremse, so fällt ein Luftverbrauch selbstredend ganz fort.
Da die Zweikammer-
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verbrauch (das Hubvolum) auch hier, trotzdem der Zylinder einen für die Ausübung des Bremsdruckes erforderlichen grossen Durchmesser erhält, nur einen Bruchteil des bei den bisher gebräuchlichen Zweikammerbremsen erforderlichen Luftverbrauchs bedingt.
Da nun die Einkammerbremse das Ansetzen der Bremsklötze besorgt, so wird hiedurch der mit dieser Bremse erzielte besondere Vorteil, nämlich das schnelle Ansetzen ausgenutzt, und da die Zweikammerbremse nur den Bremsdruck ausübt, so wird auch ihr Vorteil wahrgenommen, nämlich dass das Anziehen und Lösen der Bremsen fortlaufend hintereinander vorgenommen werden kann, ohne dass die Ausübung der Bremstätigkeit dadurch erschöpft wird. Die Nachteile beider Bremstypen sind somit gänzlich beseitigt..
Dadurch dass beide Bremsen auf dieselbe Stange wirken, ist auch kein toter Gang erforderlich, so dass nicht nur die Vorrichtung zur Überfühnll1g der Bewegung zu den Bremsklötzen, sondern auch die SteuerungseinrichtLll1g für die Bedienung der nach der Erfindung in besonderer Weise vereingten Bremsen dadurch vereinfacht wird, dass ein Ventil von umständlicher Bauart für diese Steuerung überflüssig wird und ausserdem das sogenannte Funktions-oder Steuerventil ganz bedeutend vereinfacht werden kann,
Durch den Umstand, dass die Einkammerbremse oder ihr Äquivalent nur für das Ansetzen der Bremsklötze verwendet wird und deshalb einen Hub ausführen muss, der unter allen Umständen vom Abstand zwischen den Bremsklötzen und den Rädern abhängig ist,
ehe die Zweikammerbremse in Tätigkeit tritt, wird die Bremse nach der Erfindung die sogenannten Nachstellvorrichtungen überflüssig machen, die zur Aufgabe haben, den Spielraum konstant zu halten, denn für das einwandfreie Arbeiten der Bremse ist kein konstanter Spielraum erforderlich, obgleich man-wenn eine Einkammerbremse zur Verwendung kommt-eine weitere Lufterspa, rnis durch Einhalten eines konstanten Spielraumes erzielen kann. Diese Frage ist jedoch von nebensächlicher Bedeutung, da der Luftverbrauch an sich schon sehr gering ist und schiesslich ganz ausser Betracht kommt, wenn, wie oben angedeutet, anstatt der Einkammerbremse eine andere Vorrichtung verwendet wird, die nicht mit einem Druckmittel betrieben wird.
Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt ein Schema des gesamten Bremssystems ; Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Funktionsventil ; Fig. 3 zeigt eine Abänderung eines in Fig. 1 gezeigten Einzelteils ; Fig. 4 zeigt eine Abänderung des Schemas nach Fig. 1. Fig. 5-7 zeigen einen Drehschieber in verschiedenen Stellungen.
Fig. 1 zeigt eine Vereinigung von zwei Bremsen gemäss der Erfindung, wobei die eine Bremse als Einkammerluftdruekbremse angenommen ist und die andere eine verbesserte Zweikammerbremse ist.
Die Verbesserung oder Abänderung dieser Bremse besteht darin, dass der Raum auf der einen Seite des Kolbens bei gelösten Bremsen mit der freien Luft in Verbindung gesetzt wird, wie es später näher beschrieben wird.
In der Zeichnung bezeichnet 1 die Hauptleitung, welche durch die Rohrleitung 5, das mit 2 bezeichnete Funktionsventil und die Rohrleitung 4 mit dem Hilfsluftbehälter 3 verbunden ist. Der Zylinder der Einkammerdruckluftbremse ist mit 6 und der darin bewegliche Kolben mit 7 bezeichnet. Die für beide Bremsen gemeinsame Kolbenstange 8 ist mit dem Kolben 7 fest verbunden und erstreckt sich vom Zylinder 6 in den Zylinder 9 der Zweikammerbremse, durch deren Kolben 10 die Stange 8 frei beweglich ist, jedoch mit ihm in der einen Bewegungsrichtung zusammengekuppelt werden kann, wie es später näher beschrieben wird. Der Kolben 7 steht unter dem Einfluss einer Rückziehfeder 11 und auf den Kolben 10 wirkt eine ähnliche Feder 12.
Diese letztere Feder ist jedoch kaum notwendig für das Arbeiten der Vorrichtung, sollte jedoch zur Verwendung kommen, um eine bestimmte Kolbenstellung bei gelösten Bremsen zu erhalten. Der Kolben 7 braucht keine Dichtung am einen (hinteren) Ende und seine Stange kann daher an dieser Stelle durch ein zentrales Loch frei hindurchgeführt werden. Dagegen
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Das eine Ende des Zylinders 6 ist durch eine Rohrleitung 15 mit dem Funktionsventil 2 verbunden und ferner in einem gewissen Abstand vom Deckel durch eine Rohrleitung 16 mit dem Raum auf der einen Seite des Kolbens 10 im Zylinder der Zweikammerbremse, während der Raum auf der andern Seite des genannten Kolbens durch eine Rohrleitung 17 mit der Hauptleitung 1 in Verbindung steht. Die Stellung der Teile in Fig. 1 entspricht gelösten Bremsen.
Um die mechanische Verbindung zwischen dem Kolben 10 der Zweikammerbremse und der gemeinsamen Kolbenstange 8 herzustellen, wenn der Kolben sich in der einen Richtung bewegt, d. h. in die "Bremsstellung" (nach links in Fig. 1), kann man irgendeine beliebige einseitig wirkende Mitnehmervorrichtung verwenden. In Fig. 1 ist eine derartige Vorrichtung gezeigt und sie besteht aus mit dem Rohr 14 verbundenen Kniehebeln 18, welche auf ein Paar die Kolbenstange umfassende Klemmbacken 19 einwirken, wobei ein Paar Regelungsfedern 20 dazu dient, die Anpressung der Backen an die Kolbenstange auf einen solchen Wert zu regeln, dass eine feste Verbindung zwischen dem Kolben 10 und
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der Stange 8 erzielt wird, ohne jedoch eine Verschiebung der gesamten Mitnehmervorrichtung zu verhindern.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der Klemmvorrichtung dargestellt, und gleichwertige Teile haben die gleichen Bezugszeichen erhalten. In diesem Fall ist das Rohr 14 durch Stangen 21 mit einer konischen Hülse 22 verbunden, die keilförmige (konische) Klemmbacken 23 umfasst, welche wiederum die Kolbenstange 8 umfassen, und auch hier sind Regelungsedern 20 vorgesehen. Viele andere Ausführungsformen sind ebenfalls verwendbar und die Erfindung ist daher nicht auf die eben beschriebenen eingeschränkt.
Die Hauptsache ist, dass zwischen dem Kolben 10 und der gemeinsamen S'ange 8 eine in nur einer Richtung wirkende Mitnehmervorrichtung vorgesehen ist, welche den Rückgang der Stange in der entgegengesetzten Richtung nicht verhindert, wenn die mitnehmende Wirkung aufhört und welche erbt dann in Tätigkeit versetzt wird, wenn der Kolben 10 beginnt, sich in der erstgenannten Richtung zu bewegen und beim Rückgang desselben in der andern Richtung ausgelöst wird.
Entsprechend der Gestaltung der Angriffsflächen der Klemmbacken kann auch die Kolbenstange ausgeführt werden, sie kann also gezähnt, geriffelt, mit Gewinden versehen oder in anderer Weise aus-
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untereinander verhindert ist.
Das Funktionsventil 2 (Fig. 1) kann von sehr einfacher Bauart sein, und eine geeignete Form ist in Fig. 2 dargestellt. Das Ventilgehäuse 52 hat einen Schieber 53, dessen Verschiebung durch den
Kolben 24 bewirkt wird, welcher das Gehäuse in zwei Räume unterteilt, von denen der eine (der untere) durch einen Rohrstutzen 25 und die oben angegebene Rohrleitung 5mit der Hauptleitung 1 in Verbindung steht. Der andere (obere) Raum, der den Schieber 53 enthält, steht durch einen Rohrstutzen 26 und die oben angegebene Rohrleitung 4 mit dem Hilfsluftbehälter 3 in Verbindung. Beide Räume stehen zeit- weilig, wenn die Schieberstellung gelösten Bremsen entspricht, durch eine sogenannte Speisenute 27 miteinander in Verbindung, welche in bekannter Weise einen Umgehungskanal um den Kolben 24 bildet.
Der Schieber 53 ist mit einem Kanal 28 versehen, zum Zwecke in der einen Stellung (bei gelösten Bremsen) einen durch die Rohrleitung 15 mit dem Bremszylinder 6 verbundenen Rohrstutzen 29 mit der freien
Luft 30 in Verbindung zu setzen und in seiner andern Stellung diese Verbindung zu unterbrechen und durch das Innere des Ventilgehäuses die beiden Stutzen 26 und 29, d. h. den Zylinder der Einkammer- bremse und den Hilfsluftbehälter miteinander in Verbindung zu bringen. Der Schieber 53 wird vom
Kolben 24 unter Vermittlung der Federn 31 betätigt und, wie aus der Fig. 2 hervorgeht, ist oben ein
Zwischenraum zwischen dem oberen Ende der oberen Feder und ihrer Stützfläche 32 an der Kolben- stange vorgesehen. Dieser Zwischenraum entspricht einer Verschiebung des Kolbens allein (d. h. ohne mitnehmende Wirkung auf die Feder), die genügt, um den Umgehungskanal 27 zu sperren.
Damit der
Schieber in gewissen, bestimmten Stellungen verriegelt werden kann, wirkt auf ihn eine Sperrkugel 33 od. dgl. ein, welche in entsprechenden Aussparungen im Schieberkörper eingreift, wobei zu bemerken ist, dass die Aussparung für die Stellung entsprechend angezogenen Bremsen tiefer ist als die für die Stellung entsprechend gelösten Bremsen, wodurch demnach die Verriegelung in der erstgenannten Stellung kräftiger ist. Hiedurch wird ermöglicht, dass der für das Anziehen der Bremsen erforderliche Druckunterschied nicht derselbe zu sein braucht als der für das Lösen erforderliche, und auf diese Weise erhält man volle
Sicherheit, dass die Zweikammerbremse sich in der Stellung"Bremsen los"befindet, ehe die Einkammerbremse die Bewegung zum Zurückführen der Bremsklötze von den Rädern beginnt.
Das oben beschriebene Funktionsventil verursacht eine plötzliche Drucksteigerung im Zylinder der Einkammerbremse und somit ein plötzliches Ansetzen der Bremsen, was in diesem Fall dem Prinzip nach richtig ist. Ausserdem ist das Ventil durch die Verriegelung für alle praktischen Zwecke sogenannten"Luftwellen"gegenüber unempfindlich, die für gewöhnlich bei Bedienung des Führerbremsventils auftreten. Aus diesem Grund kann offenbar auch das Führerbremsventil vereinfacht werden, das sonst ausschliesslich zwecks Verminderung derartiger Luftwellen eine sehr umständliche Konstruktion aufweist.
Beim Anziehen der Bremsen wird, wie bekannt, das an die Hauptleitung angeschlossene Führerbremsventil geöffnet und sobald der Unterschied zwischen dem Druck im Hilfsluftbehälter 3 und in der Hauptleitung 1 so gross geworden ist, dass die Verriegelung des Funktionsventils in der in Fig. 2 gezeigten Stellung überwunden ist, wird der Schieber 53 auf einmal umgestellt, so dass volle Verbindung zwischen dem Hilfsluftbehälter und dem Zylinder 6 der Einkammerbremse hergestellt wird. Hiedurch wird die letztere in Tätigkeit versetzt und die Bremsklötze werden mit plötzlicher Bewegung angesetzt.
Wenn der Druck in der Hauptleitung in diesem Zeitpunkt auf dem Wert gehalten worden wäre, den er hatte, als das Funktionsventil umgestellt wurde, so würde die ausgeübte Bremswirkung nur von dem Druck abhängig sein, den die Einkammerbremse allein auszuüben vermag.
Gleichzeitig wie der Kolben 7 der Einkammerbremse nach vorn getrieben wurde, ist jedoch die zum Raum auf der einen Seite des Kolbens der Zweikammerbremse führende Rohrleitung 16 freigelegt, d. h. mit dem Druckraum des Zylinders 6 in Verbindung gebracht worden. Der Druck in der Haupt-
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Tätigkeit bleibt. Wenn man jedoch durch weiteres Öffnen des Führerbremsventils eine weitere DruckSenkung in der Hauptleitung 1 herbeiführt, so dass der Druck darin den vom Hilfsluftbehälter durch die Einkammerbremse und die Rohrleitung 16 zur Zweikammerbremse überführen untersteigt, so beginnt der Kolben der Zweikammerbremse sich nach der"Bremsstellung"dem vorhandenen Druckunterschied entsprechend zu bewegen.
Bei dieser Bewegung wird die am Kolben der Zweikammerbremse angebrachte Mitnehmervorrichtung mit der Kolbenstange 8 in Eingriff gebracht, welche somit auch noch von der Zweikammerbremse betätigt wird. Die Federn 20 haben hiebei die Aufgabe, die Mitnehmervorrichtung solange zurückzuhalten, bis die Klemmbacken 19 bzw. 23 genügend Druck erhalten haben, um einen festen Griff um, die Kolbenstange zu bekommen. Wenn dieser Druck erreicht it, kann die ganze Mitnehmervorrichtung durch Ausziehen der Federn der Kolbenstange bei der Bremsbewegung mitfolgen.
Sobald'die Zweikammerbremse in der oben angegebenen Weise in Tätigkeit versetzt ist, wird der Druck der Bremsklötze gegen die Räder im gleichen Masse steigen wie der Druck in der Hauptleitung gesenkt wird. Wenn der Druck in der Hauptleitung dagegen erhöht wird, so wird die Bremskraft dem-
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werden, ohne dass eine Erschöpfung eintritt.
Um die Bremsen zu lösen, muss der Druck in der Hauptleitung gesteigert werden und hiebei wird die Bremskraft der Zweikammerbremse allmählich vermindert. Wenn die Drücke auf beiden Seiten des Kolbens 10 ungefähr gleich gross sind, wird der Kolben durch die Rückziehfeder 1. 2 in die Ausgangsstellung zurückgeführt, wobei die Mitnehmervorrichtung ausser Eingriff mit der Kolbenstange 8 gebracht wird. Der Kolben M wäre jedoch auch ohne Rückziehfeder in die Ausgangsstellung zurückgeführt worden, wenn der Druck in der Hauptleitung gesteigert wird, so dass er den durch die Einkammerbremse fortgepflanzten übersteigt, ehe die Bremsen ganz gelöst sind.
Wenn daraufhin der Druck in der Hauptleitung sich dem Wert nähert, den er bei gelösten Bremsen haben soll, so wird das Funktionsventil wieder umgestellt und die Verbindung zwischen Hilfsluftbehälter und Einkammerbremse unterbrochen, deren Zylinder gleichzeitig mit der freien Luft in Verbindung gesetzt wird. Hiedurch werden die Bremsklötze von den Rädern entfernt und der Hilfsluftbehälter wird gleichzeitig von der Hauptleitung gefüllt, bis der Druck in beiden der gleiche ist.
Die Einkammerbremse kann eine solche Grösse erhalten, dass sie für einen leeren Wagen genügend Bremskraft abgibt, während das ganze Bremssystem für einen beladenen Wagen in der oben angegebenen Weise wirkt. Zu diesem Zweck ist in der die Einkammerbremse mit der Zweikammerbremse verbindenden Rohrleitung 16 ein Dreiwegehahn 34 (Fig. 1) eingeschaltet, dessen einer Kanal mit der freien Luft in Verbindung steht. Ist der Wagen leer, so wird dieser Hahn derart eingestellt, dass die Verbindung zwischen den Bremszylindern 6 und 9 unterbrochen ist und gleichzeitig der Zylinder 9 der Zweikammerbremse mit der freien Luft in Verbindung gesetzt wird, um etwaige beim Kolben 10 durchgedrungene Druckluft herauszulassen, und unter diesen Umständen wird die Einkammerbremse allein in Tätigkeit versetzt, sobald der Druck in der Hauptleitung vermindert wird.
In der Rohrleitung 15 zwischen dem Funktionsventil und der Einkammerbremse ist ein ähnlicher Dreiwegehahn 35 (Fig. 1) angebracht, und wenn die Einkammerbremse allein wirken soll, stellt man diesen Hahn derart um, dass sein Durchgangs querschnitt vermindert wird, d. h. der Hahn wirkt als Drosselorgan zum Zwecke ein weiches Ansetzen der Bremsklötze zu erzielen. Die Hähne 34 und 35 können mechanisch miteinander verbunden sein, so dass die Umstellung des einen Hahnes zwangläufig und gleichzeitig durch die Umstellung des andern Hahnes erfolgt.
Zum Lösen der Bremsen an einzelnen beladenen Wagen ohne die Bremsen der übrigen Wagen in einem Zuge lösen zu brauchen, ist der Dreiwegehahn 35 mit einem zur freien Luft führenden Kanal versehen. Für ein derartiges Lösen der Bremse ist es nur notwendig, den Hahn 34 in die Stellung entsprechend einem leeren Wagen umzustellen (Unterbrechung der Verbindung zwischen den Bremszylindern und Herstellung der Verbindung zwischen der Zweikammerbremse und der freien Luft), während der Hahn 35 so verstellt wird, dass die Verbindung zum Funktionsventil 2 unterbrochen und die Einkammerbremse mit der freien Luft in Verbindung gebracht wird. Hiebei erhält die Rückziehfeder 12 ihre eigentliche Aufgabe, indem sie den Kolben der Zweikammerbremse zurückdiüekt, damit dieser eine bestimmte Ausgangslage für eine später zu erfolgende Bremsung erhält.
Die Verbindungsleitung 16 zwischen den Bremszylindern braucht natürlich kein besonderes Rohr zu sein, sondern kann auch die Form eines im Zylindergestell angeordneten Kanals annehmen. Der
Querschnitt dieses Kanals sollte derart sein, drus die Bremsklötze von der Einkammerbremse bereits angesetzt sind, ehe die ZweikMnmerbremse in Tätigkeit tritt, und dies gilt besonders bei"Schnellbremsung".
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, mündet diese Verbindungsleitung oder der Kanal 16 im Zylinder der Einkammerbremse an einer Stelle aus, welche bei gelösten Bremsen mit der freien Luft in Verbindung steht und dadurch etwaige beim Kolben 10 durchgedrungene Druckluft herauslässt und der Kolben 7 der Einkimmerbremse muss daher einen gewissen Teil seines Hubes zurückgelegt haben, ehe der Druck durch die Rohrleitung oder den Kanal 16 zur Zweikammerbremse fortgepflanzt werden kann.
Der Arbeitshub der Einkammerbremse erfogt so plötzlich im Vergleich zu der Zeit, die für das Fortpflanzen des Druckes zur Zweikammerbremse erforderlich ist und dadurch eine Wirkung dieser verursacht, dass
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man mit Sicherheit damit rechnen kann, dass die Bremsklötze bereits ganz an die Räder angesetzt sind, ehe die Zweikammerbremse zur Ausübung des eigentlichen Bremsdruckes in Tätigkeit tritt.
Wie oben angedeutet, kann die Einkammerbremse durch Äquivalente ersetzt werden, und das am nächsten zur Hand liegende ist eine elektrische Vorrichtung, z. B. ein Solenoid, das die zu einem darin verschiebbaren Eisenkern ausgebildete Kolbenstange beeinflusst. Das Ansetzen der Bremsklötze erfolgt hiebei ebenso plötzlich wie bei Verwendung einer Einkammerdruckluftbremse und die Wirkung bleibt im grossen und ganzen ebenfalls die gleiche. In dieser Ausführung kann angenommen werden, dass der Eisenkern bei gelösten Bremsen von dem unter Strom stehenden Solenoid angezogen gehalten wird und mit Hilfe von Federkraft die Bremsklötze an die Räder ansetzt, wenn der Strom unterbrochen wird.
Die Zweikammerbremse kann dann durch die Rohrleitung 16 über den Hahn 34 entweder mit dem Funktionsventil 2 oder direkt mit dem Hilfsluftbehälter 3 verbunden sein. Das Ansetzen der Bremsklötze kann beispielsweise durch Bedienung des Führerbremsventils erfolgen, wobei der das Solenoid enthaltende Stromkreis zuerst unterbrochen wird, ehe eine Druckverminderung in der Hauptleitung vorgenommen werden kann. Indessen kann auch das Funktionsventil 2 mit einer Stromschaltervorrichtung versehen sein, welche bei Druckverminderung in der Hauptleitung den Stromkreis unterbricht und umgekehrt denselben wieder schliesst, nachdem die Zweikammerbremse eine Stellung entsprechend gelösten Bremsen eingenommen hat und der Druck sich dem Werte genähert hat, der bei gelösten Bremsen aufrecht erhalten werden soll.
Hiefür ist es von Wichtigkeit, dass das Schieberventil in dem für diesen Zweck abgeänderten Funktionsventil schnell umgestellt werden kann.
Wenn der Druck in der Hauptleitung vermindert wird, schlägt das Funktionsventil 2 in oben beschriebener Weise um, wobei der Stromschalter ausgeschaltet wird und der Eisenkern, der gleichzeitig wie vorher die Kolbenstange für die Zweikammerbremse bildet, setzt die Bremsklötze an. Bei dieser Bewegung des Eisenkerns kann mit Hilfe von mechanischen Mitteln auch der Hahn 34 oder eine andere Ventilvorrichtung betätigt werden, wodurch die Verbindung der Zweikammerbremse mit der freien Luft unterbrochen und die Bremse mit dem Funktionsventil 2 oder direkt mit dem Hilfsluftbehälter 3 verbunden wird, woraufhin die Bremsung durch die Zweikammerbremse in oben beschriebener Weise aus- geführt wird.
(In gewissen Fällen kann es überflüssig sein durch den Hahn 34 oder eine andere Ventilvorrichtung eine Verbindung mit der freien Luft für jedes Lösen der Bremsen herzustellen, weil der Zweikammerbremskolben jedesmal von der Rückziehfeder zurückgeführt wird, sobald die Drücke dies zulassen.)
Beim Lösen der Bremsen wird das Funktionsventil wieder umgestellt, nachdem die Zweikammerbremse vorerst die Stellung entsprechend gelösten Bremsen eingenommen hat, so dass die elektrische Vorrichtung wieder in die Stellung für gelöste Bremsen zurückgeht, wobei der Hahn 34 oder die Ventilvorrichtung umgestellt wird.
Natürlich können auch noch andere Äquivalente als die oben angedeuteten für die Einkammerbremse zur Verwendung kommen, und die Hauptsache ist, dass die verwendete Vorrichtung ein plötzliches Ansetzen der Bremsklötze ermöglicht und bei der hiefür erforderlichen Bewegung die oben beschriebene, verbesserte Zweikammerbremse in Tätigkeit versetzt wird, so dass ihre Wirkung ungefähr zur selben Zeit wie die Ansetzbewegung aufhört, für die die Ausübung des Bremsdruckes in Anspruch genommen werden kann.
Wenn die Vorrichtung zum Ansetzen der Bremsklötze als eine Bremse, z. B. die oben beschriebene Einkammerbremse ausgeführt wird, so kann sie eine derartige Grösse erhalten, dass sie zur Bremsung von leeren Wagen genügt. Ist dagegen diese Vorrichtung nur zum Ansetzen, also ohne eigentliche Bremskraft, bestimmt, kann man jedoch eine maximale Bremskraft für einen leeren bzw. vollen Wagen dadurch erzielen, dass zwei Zweikammerbremsen auf einem und demselben zentralen, röhrenförmigen Körper angeordnet werden. Hiebei können die beiden Bremsen mit verschiedenen Zylinderdurchmessern ausgeführt werden, die von der in jedem einzelnen Fall erwünschten maximalen Bremskraft abhängig sind.
Dadurch, dass auch in diesem Fall nur eine einzige Mitnehmervorrichtung erforderlich wird, braucht die gesamte Bremseinrichtung auch nicht umständlicher zu werden. Erachtet man aber eine derartige Umständlichkeit als unbedeutend, so kann natürlich jede Bremse mit ihrer eigenen Mitnehmervorrichtung ausgerüstet sein. Die Leitungen zur Hauptleitung und zum Hilfsluftbehälter werden mittels zwei Dreiweghähnen verbunden bzw. unterbrochen. Wenn der Kolben in einer der Bremsen nicht zu arbeiten braucht, werden die beiden Hähne so verstellt, dass sie mit der freien Luft in Verbindung stehen. Auf diese Weise können offenbar beliebig viele Zweikammerbremskolben auf demselben röhrenförmigen Körper angebracht werden und mit einer einzigen Mitnehmervorrichtung zusammenwirken.
Dadurch, dass die Bremszylinder verschiedene Durchmesser erhalten, kann man die maximale Bremskraft innerhalb weiter Grenzen abstufen, was ein Vorteil ist, z. B. für Lokomotiven, die mit sehr verschiedenen maximalen Geschwindigkeiten fahren, oder auch für Wagen mit sowohl veränderlicher maximaler Belastung als auch maximaler Fahrgeschwindigkeit. Es ist offenbar, dass mehrere derartige Zweikammerbremsen mit gemeinsamer Mitnehmervorrichtung auch zusammen mit einer Vorrichtung zum Ansetzen der Bremsklötze, z. B. der oben beschriebenen Einkammerbremse verwendet werden können.
Es ist somit möglich mit Hilfe der oben beschriebenen Anordnung von mehreren auf einem gemeinsamen röhrenförmigen Körper angeordneten Zweikammerbremsen mit einer gemeinsamen Mitnehmervorrichtung eine grosse Gesamtkolbenfläche zu erhalten, während die Durchmesser der einzelnen Zylinder
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verhältnismässig klein bleiben können. Dadurch, dass ferner jeder der Zweikammerbremszylinder mit der Hauptleitung und der von der Vorrichtung zum Ansetzen der Bremsen führenden Druckleitung verbunden ist, wird ermöglicht, mittels besonderen Hähnen die erwünschte Anzahl Zylinder ein-bzw. auszuschalten. Hiedurch kann man, wie bereits erwähnt, die maximale Bremskraft innerhalb weiter Grenzen verändern.
Es soll jedoch hier ganz besonders hervorgehoben werden, dass diese Möglichkeit die maximale Bremskraft zu verändern erzielt wird, ohne die Vorteile des Bremssystems nach vorliegender Erfindung in irgendeiner Weise aufzuheben oder zu schmälern, und diese Möglichkeit ist ferner erzielt, ohne das Bremssystem verwickelter zu gestalten oder die Herstellungskosten nennenswert zu erhöhen. Es sei ferner erwähnt, dass kein anderes System von Durchgangsbremsen für Züge, soweit bekannt ist, mehr als höchstens zwei verschiedene maximale Bremskräfte abgeben kann (gewöhnlich eine Bremskraft für leere Wagen und eine für voll beladene Wagen), und die älteren Systeme für mehr als zwei Bremskräfte einzurichten, kann offenbar nur auf Kosten von sehr umständlichen und sehr teuren Einrichtungen ermöglicht werden.
Dass ein Bremssystem, welches eingerichtet ist, eine maximale Bremskraft für leere Wagen und eine andere für voll beladene Wagen abzugeben, für lange Güterzüge als nicht genügend erachtet werden kann, geht daraus klar hervor, dass die vollständige Bremsung eines Wagens (d. h. der Druck der Bremsklötze gegen die Räder ausgedrückt in Prozenten in bezug auf den Druck der Räder gegen die Schienen), wenn er leer ist, ungefähr 90%, und wenn er voll beladen ist, nur ungefähr 55% beträgt. Es ist daher offenbar, dass dieser bedeutende Unterschied in der Bremsleitung äusserst verschiedenartig auf den leeren bzw. voll beladenen Wagen einwirkt und die Folge davon wird sein, dass die Wagenkupplungen heftigen Stössen und Zugbeanspruchungen ausgesetzt werden, welche in vielen Fällen einen Bruch der Kupplungen verursachen.
Wenn man daher die maximale Bremskraft für Güterzüge für leere, halbbeladene und vollbeladene Wagen einrichten könnte, so würde die Bremsleistung durch den ganzen Zug und auch die Bremswirkung gleichmässiger sein, so dass die verwerflichen Stösse und Zugbeanspruchungen vermieden werden.
Das Bremssystem nach der Erfindung kann äusserst leicht für Leistung verschiedener Bremskräfte eingerichtet werden, und aus diesem Grunde eignet es sich besonders für Bremsen für Güterzüge. Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform ist besonders geeignet, die Bremskraft gemäss ihrer Verwendung an leeren, halbbeladenen bzw. vollbeladenen Wagen zu verändern. Die Vorrichtung zum Ansetzen der Bremsklötze besteht in diesem Fall aus einer Einkammerbremse der oben beschriebenen Art. In der in Fig. 4 gezeigten Stellung der verschiedenen Teile ist das Bremssystem vollbeladenen Wagen angepasst und entspricht gelösten Bremsen.
Wenn nun dieses Bremssystem für halbbeladene Wagen verwendet werden soll, so wird der Zylinder 9a durch Unterbrechung seiner Verbindung mit der Hauptleitung 1 (durch die Rohre 17a, 17) und mit den von der Ansetzvorrichtung führenden Leitungen 16a"16 ausgeschaltet. Es ist jedoch nicht
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verbunden werden, so dass die Drücke auf beiden Seiten des Kolbens 10a einander gleich werden. Von diesen beiden Möglichkeiten die Drücke auszugleichen ist das erstgenannte Verfahren, die Verbindung mit der freien Luft vorzuziehen, und zu diesem Zweck ist das Schliessen der Rohre 16a. 16 und 17 a, 17 vorzugsweise mit Hilfe von Dreiweghähnen durchgeführt, wodurch die Rohre mit der freien Luft verbunden werden, sobald ihre Verbindung miteinander unterbrochen ist.
In ähnlicher Weise wie der Zylinder 9a bei Verwendung des Bremssystems für halbbeladene Wagen ausgeschaltet wird, kann man auch den Zylinder 9b ausschalten, wenn das Bremssystem für leere Wagen eingerichtet werden soll.
Um das Lösen der Bremsen an einzelnen Wagen zu ermöglichen, ohne eine Erhöhung des Druckes in der Hauptleitung notwendig zu machen, müssen'die Rohre 16 und 16e bzw. 17 und J ! 7c mit Hilfe von Dreiweghähnen geschlossen werden können. Wenn diese Dreiweghähne derart verstellt sind, dass die Verbindungen zwischen den Rohren Mc und 16 und zwischen 1c und 17 unterbrochen und die Rohre 16e und 17e mit der freien Luft verbunden sind, so ist auch der Zylinder 9c ausser Tätigkeit gesetzt.
Sollen die Bremsen beispielsweise eines vollbeladenen Wagens gelöst werden, so ist es notwendig, die Zylinder 9a, 9b und ge p, usznschalten, wodurch die Zwpikmmerbremskolben durch die Federn 12 in ihre Ausgangsstellungen gedrückt werden. Es bleibt jedoch noch übrig, den Ansetzkolben 7 in die Aus- gangsstellung ; zurückzuführen, was in der oben im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Weise erzielt werden kann, d. h. unter Vermittlung eines Dreiweghahnes in der Rohrleitung J, wodurch die Verbindung mit dem Hilfsluftbehälter unterbrochen und der Druckraum im Zylinder 6 mit der freien Luft in Verbindung gesetzt wird.
In der in Fig. 4 schematisch dargestellten Ausführungsform mit den Rohrleitungen und Kanälen zum Ein-und Ausschalten der Verbindungen der Luftdruckzylinder mit der Hauptleitung und dem
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mit einer gemeinsamen Bedienungsvorrichtung versehen, so dass sie durch einen einzigen Schalthebel verstellt werden könnten ; eine derartige Vorrichtung ist jedoch auch wegen der Kosten der vielen Hähne nicht zu empfehlen.
Diesen Nachteil zu beheben und die Dreiweghähne durch ein einziges Ventil zu ersetzen, ist offenbar die ideale Lösung des hier in Frage kommenden Problems und ausserdem in Übereinstimmung mit der einfachen Bauart des Bremssysteins nach vorliegender Erfindung. Eine zweckentsprechende Ventilvorrichtung ist nun in Fig. 4 schematisch dargestellt.
Diese Ventilvorrichtung 36 besteht aus einer kreisrunden ebenen Scheibe, in welche die Rohre 16,
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beladenen Wagen entsprechenden Stellung, das Rohr 16 mit den Rohren 16a, 16b, 16c und das Rohr 17 mit den Rohren 17 a, 17b, 17 c in Verbindung gesetzt ist.
Die in Fig. 5 dargestellte Stellung des Ventils 36 entspricht einem halbbeladenen Wagen. Wie oben angegeben, soll in dieser Stellung weder das Rohr 16a mit dem Rohr 16, noch das Rohr 17a mit dem Rohr 17in Verbindung stehen, jedoch sollen die beiden Rohre 16aund 17amit der freien Luft verbunden sein. Dies ist durch Drehung des Ventils erreicht worden, wobei die Aussparungen 37 und 38 nicht mehr den Mündungen der Rohre 16a bzw. 17 a gegenüberliegen. Durch diese Drehung sind jedoch zwei weitere Aussparungen 39 und 40 den Mündungen der Rohre 16a und à gegenüber gebracht worden. Die Aussp rungen 39 und 40 sind unter Vermittlung eines Kanals 41 in Verbindung mit der freien Luft. Somit kann durch eine Teildrehung des Ventils 36 der Zylinder 9a ausgeschaltet werden.
In ähnlicher Weise kann der Zylinder 9b ausgeschaltet werden, wenn die Bremse an leeren Wagen wirken soll. Diese Stellung des Ventils ist in Fig. 6 gezeigt.
Wenn die Bremse eines einzelnen Wagens gelöst werden soll, ohne den Druck in der Hauptleitung zu erhöhen, so muss auch noch der Zylinder 9c ausgeschaltet und daraufhin der Druck im Arbeitsraum des Zylinders 6, d. h. der Druck im Hilfsluftbehälter dermassen vermindert werden, dass das Funktionsventil 2 umgestellt wird, um die Stellung entsprechend gelösten Bremsen einzunehmen. Alle diese Bedingungen werden durch Verstellen des Ventils 36 in die in Fig. 7 gezeigte Stellung erfüllt. Es ist zu beachten, dass in dieser Stellung des Ventils 36 die Auslass iusspMung 40 nicht bis zur Mündung des Rohres 17 reicht. Hiedurch ist es somit möglich, durch Drehen des Ventils 36 in die in Fig. 7 gezeigte Stellung die Bremse eines einzelnen Wagens zu lösen, der an die unter Druck stehende Hauptleitung angeschlossen ist, ohne diesen Druck zu ändern.
Der Drehschieber des Ventils 36 sollte mit einer Feder versehen sein, welche bestrebt ist, den Drehschieber von der in Fig. 7 gezeigten Stellung in die in Fig. 6 gezeigte zurückzudrehen, so dass der Bedienungshebel, wenn die Bremsen vollständig gelöst sind, selbsttätig in die Stellung entsprechend einem lereen Wagen zurückgeht.
Die Drehung dieses Ventils 36 sollte natürlich von beiden Seiten des Wagens vorgenommen werden können, und in jeder der drei Ligen da. 3 Bedienungshebels entsprechend leeren, halbbeladenen bzw. vollbeladenen Wagen sollte eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen sein, so dass der Drehschieber sich nicht von selbst von einer Stellung in eine andere bewegt.
Wenn der Druck in der Hauptleitung bei gelösten Bremsen beispielsweise 2'5 Atm. in einem Bremssystem nach vorliegender Erfindung beträgt, so kann die maximale Bremskraft vorzugsweise durch gänzliche Entleerung der Hauptleitung von Druckluft erzielt werden. Es ist jedoch auch möglich, einen mit dem Bremssystem nach der Erfindung ausgerüsteten Wagen mit Wagen zusammenzukuppeln, die mit andern Luftdruckbremsen ausgerüstet sind, z. B. solchen, die einen Druck von 5 Atm. in der Hauptleitung bei gelösten Bremsen erfordern und ungefähr 2'5 bis 3 Atm., um maximale Bremskraft zu erzielen.
In solchen Fällen darf der Druck in der linken Funktionskammer der Zweikammerbremsen nach der Erfindung nicht unter 2'5 Atm. sinken, wobei die maximale Bremskraft mit 5 Atm. Druck in der Hauptleitung dieselbe bleibt wie bei 2'5 Atm. Druck in der Hauptleitung und atmosphärischem Druck in der linken Funktionskammer der Zweikammerbremsen. Dies wird durch Einschaltung eines Rückhaltventils in der Rohrleitung 17 erreicht, d. h. ein Ventil, das nur so viel Luft aus den Leitungpn 17 a, 17b und 17 c entweichen lässt, bis der Druck nicht unter 2'5 Atm. sinkt, aber die Einführung von Luft von der Leitung 17 in die Leitungen 17 a, 17b und 17 t ! in gewöhnlicher Weise zulässt.
Auf diese Weise erzielt man maximale Bremskraft im Bremssystem nach vorliegender Erfindung, gleichzeitig wie die gleiche Bremskraft in den Bremssystemen der übrigen Wagen erzielt wird.
Das oben erwähnte Rückhaltventil kann natürlich auch mit einer Umführungsleitung versehen sein, so dass es ausgeschaltet werden kann, wenn sämtliche Wagen eines Zuges ausschliesslich mit Bremssystemen nach vorliegender Erfindung ausgerüstet sind. In einem solchen Fall kann dann wieder der niedrigere Druck in der Hauptleitung verwendet werden, was natürlich aus verschiedenen Gründen durchaus vorzuziehen ist.
Es ist ferner offenbar, dass das Rückhaltventil für verschiedene Drücke in der linken Funktionkammer der Zweikammerbremsen eingerichtet werden kann. Diese Verstellung des Ventils und auch um die Umleitung wirksam zu machen, kann mit Hilfe eines Handgriffes erzielt werden, der in ver-
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schiedene Stellungen eingestellt werden und mit Verriegelungen sowie Kennzeichen versehen sein kann, welche die Namen'der verschiedenen in Frage kommenden Bremssysteme angeben.
Mit Hilfe vorliegender Erfindung werden sämtliche Vorteile sowohl der Einkammer-als auch der Zweikammerbremse wahrgenommen, nämlich der kurze Bremsweg und der geringe Luftverbrauch der Einkammerbremse und die Eigenschaft der Zweikammerbremse, unerschöpflich die Bremsen anziehen und lösen zu können.
Gleichzeitig sind die Nachteile der beiden Bremstypen vollständig vermieden, indem der Luftverbrauch der Zweikammerbremse auf das Mindestmass beschränkt ist und ihre Vereinigung mit der Einkammerbremse oder ihrem Äquivalent in einer solchen Weise durchgeführt ist, dass der Aufbau des Bremssystems sowohl in bezug auf die Bewegungsübertragungsorgane zwischen der gemeinsamen Kolbenstange und den Bremsklötzen als auch in bezug auf die zur Bedienung erforderlichen Vorrichtungen ganz bedeutend vereinfacht ist.
Für elektrischen Bahnbetrieb, bei dem Luftdruckbremsen verwendet werden, kann man, wie oben angegeben, die Einkammerbremse mit höchst einfachen Mitteln durch eine elektrische Vorrichtung ersetzen, und hiedurch wird der Luftverbrauch zu einer Unwesentlich-
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was für den elektrischen Bahnbetrieb unbedingt seine gegebenen Vorteile mit sich führt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Bremseinrichtung mit Zweikammerdruckluftbremse, Hauptleitung und Hilfsluftbehälter, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweikammerbremse, deren eine sogenannte Funktionskammer mit der Hauptleitung verbunden ist, mit einer zur Erzielung einer ersten Bewegung oder eines Ansetzen der Bremsklötze beim Bremsen vorgesehenen Einkammerdruckluftbremse, elektrischen Solenoidbremse oder ähnlichen schnellwirkenden Vorrichtung vereinigt sowie derart eingerichtet ist, dass ihre andere sogenannte Arbeitskammer durch genannte Ansetzbewegung zwangläufig mit dem Hilfsluftbehälter in Verbindung gesetzt wird und dabei den eigentlichen oder hauptsächlichen Bremsdruck auf die ganz oder teilweise angesetzten Bremsklötze ausübt.