<Desc/Clms Page number 1>
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-
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
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
EMI2.2
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
<Desc/Clms Page number 3>
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-
EMI3.1
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-
EMI3.2
<Desc/Clms Page number 4>
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-
EMI4.1
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
<Desc/Clms Page number 5>
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
<Desc/Clms Page number 6>
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
EMI6.1
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
EMI6.2
<Desc/Clms Page number 7>
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,
EMI7.1
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-
<Desc/Clms Page number 8>
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-
EMI8.1
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.
<Desc / Clms Page number 1>
Braking device with two-chamber compressed air brake, main line and auxiliary air tank.
As is well known, a distinction is made between two main types of compressed air brakes, namely the so-called single-chamber brake, in which the pressure only acts on one side of the brake piston, and the two-chamber brake, in which both sides of the brake piston are under pressure and the braking movement is achieved through the difference in the pressures becomes.
Each of these types has its well-known advantages, but also its disadvantages, and in order to exploit the advantages of both types, it has already been proposed to combine both types into one system, but it could not be avoided that the disadvantages also follow. Furthermore, such a combination has resulted in the need for very cumbersome mechanical devices both in relation to the linkage with which the brake piston movement is transmitted to the brake pads and in relation to the control devices necessary for the operation of the combined types of brakes.
For example, both types of brakes have been allowed to work individually with full working stroke for each braking process and thus cannot avoid a large amount of compressed air consumption, which is the main disadvantage of the two-chamber brake, and furthermore the brake pistons act on separate piston rods, and in doing so, the desired interaction To be able to achieve, one has provided a dead gear for the pistons.
The subject matter of this invention is a compressed air brake which combines the advantages of the known one- and two-room brakes without having their disadvantages. The invention comprises the combination of two types of brakes, one of which can be a single air brake or an electric brake, while the other is an improved double air brake, in which the improvement is that the pressures on both sides of the brake piston are only applied when the brakes are applied occur, while there is otherwise only pressure on one side of the piston.
For the sake of simplicity, it has been assumed in the following description that the first-mentioned type of brake of the association is a single-chamber compressed air brake, although, as mentioned above, it can also be a brake or device of another type.
In the combination according to the invention, both brakes act on one and the same piston rod or the like, and this results in a significantly simplified form of the mechanical devices for the transmission of the piston rod movement to the brake pads. Furthermore, the brakes work one after the other, so that the single-chamber brake or its equivalent Mr performs the work of attaching the brake pads to the wheels, whereupon the improved two-chamber brake comes into operation and takes over the work of the actual braking effect.
This leads to a completely new principle for compressed air brakes, whereby the little air-consuming single brake is used for the relatively large movement for applying the brake pads and the two-room brake, which is uneconomical in terms of air consumption, only has to apply the required brake pressure. For this reason, the single-chamber brake can be designed with a smaller cylinder diameter than previously usual, since it has no working resistance to overcome, so that the air consumption is even lower than usual, and if you use an equivalent instead of a compressed air brake, e.g. B. an electric solenoid brake, air consumption is of course completely eliminated.
Since the two-chamber
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
Consumption (the stroke volume) here too, despite the fact that the cylinder has the large diameter required to apply the brake pressure, only a fraction of the air consumption required for the two-chamber brakes that have been used up to now.
Since the single-chamber brake now takes care of the application of the brake pads, the particular advantage achieved with this brake, namely the rapid application, is used, and since the two-chamber brake only exerts the braking pressure, its advantage is also perceived, namely that the tightening and loosening of the Braking can be carried out continuously one after the other without exhausting the braking activity. The disadvantages of both brake types are thus completely eliminated.
Because both brakes act on the same rod, no dead gear is required, so that not only the device for overflowing the movement to the brake pads, but also the control device for operating the brakes, which are combined in a special way according to the invention, is simplified by: that a cumbersome valve for this control becomes superfluous and also the so-called function or control valve can be simplified quite significantly,
Due to the fact that the single-chamber brake or its equivalent is only used to apply the brake pads and therefore has to perform a stroke that is dependent on the distance between the brake pads and the wheels under all circumstances,
Before the two-chamber brake comes into operation, the brake according to the invention will make the so-called adjusting devices superfluous, which have the task of keeping the margin constant, because no constant margin is required for the proper working of the brake, although you - if a single-chamber brake to Use comes - further air savings can be achieved by maintaining a constant margin. This question is of secondary importance, however, since the air consumption itself is very low and is ultimately completely disregarded if, as indicated above, instead of the single-chamber brake, another device is used that is not operated with a pressure medium.
The invention is shown schematically in the drawing. Fig. 1 shows a diagram of the entire braking system; Fig. 2 shows a section through the function valve; Fig. 3 shows a modification of a component shown in Fig. 1; Fig. 4 shows a modification of the scheme according to Fig. 1. Figs. 5-7 show a rotary valve in various positions.
Fig. 1 shows a combination of two brakes according to the invention, one brake being assumed as a single-chamber air pressure brake and the other being an improved two-chamber brake.
The improvement or modification of this brake is that the space on one side of the piston is brought into communication with the free air when the brakes are released, as will be described in more detail later.
In the drawing, 1 denotes the main line which is connected to the auxiliary air tank 3 by the pipeline 5, the function valve denoted by 2 and the pipeline 4. The cylinder of the single-chamber compressed air brake is denoted by 6 and the piston movable therein is denoted by 7. The piston rod 8 common to both brakes is firmly connected to the piston 7 and extends from the cylinder 6 into the cylinder 9 of the two-chamber brake, through the piston 10 of which the rod 8 is freely movable, but can be coupled together with it in one direction of movement, as it will be described later. The piston 7 is under the influence of a retraction spring 11 and a similar spring 12 acts on the piston 10.
However, this latter spring is hardly necessary for the device to work, but should be used in order to obtain a certain piston position when the brakes are released. The piston 7 does not need a seal at one (rear) end and its rod can therefore be passed freely through a central hole at this point. On the other hand
EMI2.2
One end of the cylinder 6 is connected to the function valve 2 by a pipe 15 and further at a certain distance from the cover by a pipe 16 to the space on one side of the piston 10 in the cylinder of the two-chamber brake, while the space on the other side of said piston is in communication with the main line 1 through a pipe 17. The position of the parts in Fig. 1 corresponds to released brakes.
To establish the mechanical connection between the piston 10 of the two-chamber brake and the common piston rod 8 when the piston moves in one direction, i.e. H. in the "braking position" (to the left in FIG. 1), any one-way driving device can be used. In Fig. 1 such a device is shown and it consists of toggle levers 18 connected to the tube 14, which act on a pair of clamping jaws 19 comprising the piston rod, a pair of regulating springs 20 serving to press the jaws against the piston rod on such Value to regulate that a firm connection between the piston 10 and
<Desc / Clms Page number 3>
the rod 8 is achieved without, however, preventing a displacement of the entire driver device.
In Fig. 3, another embodiment of the clamping device is shown, and equivalent parts have been given the same reference numerals. In this case, the tube 14 is connected by rods 21 to a conical sleeve 22 which comprises wedge-shaped (conical) clamping jaws 23, which in turn comprise the piston rod 8, and regulating springs 20 are also provided here. Many other embodiments are also usable and the invention is therefore not limited to those just described.
The main thing is that between the piston 10 and the common S'ange 8 a driving device acting in only one direction is provided, which does not prevent the return of the rod in the opposite direction if the driving effect ceases and which then inherits in action is triggered when the piston 10 begins to move in the first-mentioned direction and is triggered when it falls in the other direction.
The piston rod can also be designed in accordance with the design of the engagement surfaces of the clamping jaws, i.e. it can be toothed, grooved, threaded or otherwise designed.
EMI3.1
is prevented from each other.
The function valve 2 (FIG. 1) can be of a very simple design and a suitable shape is shown in FIG. The valve housing 52 has a slide 53 whose displacement by the
Piston 24 is effected, which divides the housing into two spaces, one of which (the lower one) communicates with the main line 1 through a pipe socket 25 and the above-mentioned pipe 5. The other (upper) space, which contains the slide 53, is connected to the auxiliary air tank 3 through a pipe socket 26 and the above-mentioned pipe 4. When the slide position corresponds to released brakes, both spaces are temporarily connected to one another by a so-called feed groove 27, which forms a bypass channel around the piston 24 in a known manner.
The slide 53 is provided with a channel 28, for the purpose in one position (with the brakes released) a pipe socket 29 connected to the brake cylinder 6 through the pipe 15 with the free one
To put air 30 in connection and in its other position to interrupt this connection and through the interior of the valve housing the two nozzles 26 and 29, d. H. to bring the cylinder of the single-chamber brake and the auxiliary air reservoir into connection with one another. The slide 53 is from
Piston 24 actuated by means of springs 31 and, as can be seen from FIG. 2, is a top
A space is provided between the upper end of the upper spring and its support surface 32 on the piston rod. This gap corresponds to a displacement of the piston alone (i.e. without dragging action on the spring) which is sufficient to block the bypass passage 27.
So that the
Slide can be locked in certain, specific positions, a locking ball 33 or the like acts on it, which engages in corresponding recesses in the slide body, it should be noted that the recess for the position correspondingly applied brakes is deeper than that for the Position correspondingly released brakes, whereby the locking is therefore stronger in the first-mentioned position. This enables the pressure difference required to apply the brakes not to be the same as that required to release them, and in this way full ones are obtained
Assurance that the two-chamber brake is in the "Brakes off" position before the single-chamber brake begins the movement to return the brake pads from the wheels.
The function valve described above causes a sudden increase in pressure in the cylinder of the single-chamber brake and thus a sudden application of the brakes, which in this case is basically correct. In addition, because of the locking, the valve is insensitive to so-called "air waves" for all practical purposes, which usually occur when the driver's brake valve is operated. For this reason, the driver's brake valve can evidently also be simplified, which otherwise has a very cumbersome construction exclusively for the purpose of reducing such air waves.
When the brakes are applied, as is known, the driver's brake valve connected to the main line is opened and as soon as the difference between the pressure in the auxiliary air tank 3 and in the main line 1 has become so great that the locking of the function valve in the position shown in FIG. 2 is overcome is, the slide 53 is switched over at once, so that full connection between the auxiliary air tank and the cylinder 6 of the single-chamber brake is established. This puts the latter into action and the brake pads are applied with a sudden movement.
If the pressure in the main line at this point in time had been kept at the value it had when the function valve was switched over, the braking effect exerted would only depend on the pressure which the single-chamber brake alone is able to exert.
At the same time as the piston 7 of the single-chamber brake was driven forward, however, the pipeline 16 leading to the space on one side of the piston of the two-chamber brake is exposed, i. H. been brought into connection with the pressure chamber of the cylinder 6. The pressure in the main
EMI3.2
<Desc / Clms Page number 4>
Activity remains. However, if the pressure in the main line 1 is further reduced by further opening the driver's brake valve, so that the pressure in it falls below that transferred from the auxiliary air reservoir through the single-chamber brake and the pipe 16 to the two-chamber brake, the piston of the two-chamber brake begins to move after the "braking position" to move the existing pressure difference accordingly.
During this movement, the driver device attached to the piston of the two-chamber brake is brought into engagement with the piston rod 8, which is thus also actuated by the two-chamber brake. The task of the springs 20 is to hold back the driver device until the clamping jaws 19 and 23 have received sufficient pressure to get a firm grip on the piston rod. When this pressure is reached, the entire driver device can follow the braking movement by pulling out the springs of the piston rod.
As soon as the two-chamber brake is activated in the manner indicated above, the pressure of the brake pads against the wheels will increase to the same extent as the pressure in the main line is reduced. If, on the other hand, the pressure in the main line is increased, the braking force is
EMI4.1
without exhaustion.
To release the brakes, the pressure in the main line has to be increased and the braking force of the two-chamber brake is gradually reduced. When the pressures on both sides of the piston 10 are approximately the same, the piston is returned to the starting position by the retraction spring 1. 2, the driver device being brought out of engagement with the piston rod 8. The piston M would, however, have been returned to the starting position even without a return spring if the pressure in the main line is increased so that it exceeds that propagated by the single-chamber brake before the brakes are completely released.
When the pressure in the main line then approaches the value it should have when the brakes are released, the function valve is switched again and the connection between the auxiliary air reservoir and the single-chamber brake is interrupted, the cylinder of which is simultaneously connected to the free air. This removes the brake pads from the wheels and simultaneously fills the auxiliary air reservoir from the main line until the pressure in both is the same.
The single-chamber brake can be of such a size that it delivers enough braking force for an empty car, while the entire braking system for a loaded car works in the manner indicated above. For this purpose, a three-way valve 34 (FIG. 1) is switched on in the pipeline 16 connecting the single-chamber brake with the two-chamber brake, one of which is in communication with the free air. If the car is empty, this tap is set in such a way that the connection between the brake cylinders 6 and 9 is interrupted and at the same time the cylinder 9 of the two-chamber brake is connected to the free air in order to let out any compressed air that has penetrated the piston 10, and below In these circumstances, the single-chamber brake is activated by itself as soon as the pressure in the main line is reduced.
In the pipeline 15 between the function valve and the single-chamber brake, a similar three-way valve 35 (Fig. 1) is attached, and if the single-chamber brake is to act alone, this valve is adjusted in such a way that its passage cross-section is reduced, i. H. the cock acts as a throttle device for the purpose of achieving a smooth application of the brake pads. The taps 34 and 35 can be mechanically connected to one another, so that the changeover of one cock takes place inevitably and simultaneously through the changeover of the other cock.
To release the brakes on individual loaded wagons without having to release the brakes of the other wagons in one go, the three-way valve 35 is provided with a channel leading to the open air. To release the brake in this way, it is only necessary to move the cock 34 into the position corresponding to an empty carriage (interruption of the connection between the brake cylinders and establishment of the connection between the two-chamber brake and the free air), while the cock 35 is adjusted so that the connection to the function valve 2 is interrupted and the single-chamber brake is brought into connection with the free air. In this case, the retraction spring 12 receives its actual task in that it reverses the piston of the two-chamber brake so that it receives a specific starting position for braking to be carried out later.
The connecting line 16 between the brake cylinders does not need to be a special pipe, of course, but can also take the form of a channel arranged in the cylinder frame. The
The cross-section of this channel should be such that the brake pads of the single-chamber brake are already applied before the two-man brake comes into operation, and this is especially true for "rapid braking".
As can be seen from the drawing, this connecting line or channel 16 opens in the cylinder of the single-chamber brake at a point which is in contact with the free air when the brakes are released and thus lets out any compressed air that has penetrated the piston 10 and the piston 7 of the single-chamber brake must therefore have covered a certain part of its stroke before the pressure can be propagated through the pipeline or channel 16 to the two-chamber brake.
The working stroke of the single-chamber brake is so sudden compared to the time required for the pressure to be propagated to the two-chamber brake, thereby causing an effect that
<Desc / Clms Page number 5>
one can safely assume that the brake pads are already fully attached to the wheels before the two-chamber brake is activated to apply the actual brake pressure.
As indicated above, the single chamber brake can be replaced by equivalents and the closest to hand is an electrical device, e.g. B. a solenoid that influences the piston rod formed into an iron core that can be displaced therein. The application of the brake pads is just as sudden as when using a single-chamber compressed air brake and the effect remains largely the same. In this embodiment it can be assumed that the iron core is kept attracted by the energized solenoid when the brakes are released and that the brake pads are attached to the wheels with the help of spring force when the current is interrupted.
The two-chamber brake can then be connected through the pipeline 16 via the cock 34 either to the function valve 2 or directly to the auxiliary air tank 3. The application of the brake pads can be done, for example, by operating the driver's brake valve, the circuit containing the solenoid is first interrupted before the pressure can be reduced in the main line. In the meantime, the function valve 2 can also be provided with a current switch device, which interrupts the circuit when the pressure in the main line is reduced and, conversely, closes the same again after the two-chamber brake has assumed a position corresponding to the released brakes and the pressure has approached the value that was released when the brakes were released should be maintained.
For this it is important that the slide valve in the function valve modified for this purpose can be quickly changed.
When the pressure in the main line is reduced, the function valve 2 reverses in the manner described above, the current switch being switched off and the iron core, which at the same time as before, forms the piston rod for the two-chamber brake, applies the brake pads. During this movement of the iron core, the cock 34 or another valve device can also be operated with the help of mechanical means, whereby the connection of the two-chamber brake with the free air is interrupted and the brake is connected to the function valve 2 or directly to the auxiliary air tank 3, whereupon the Braking by the two-chamber brake is carried out in the manner described above.
(In certain cases it may be superfluous to establish a connection with the open air through the cock 34 or some other valve device for each release of the brakes, because the two-chamber brake piston is returned by the retraction spring every time the pressures allow it.)
When the brakes are released, the function valve is switched again after the two-chamber brake has initially assumed the position of the correspondingly released brakes, so that the electrical device returns to the position for released brakes, with the cock 34 or the valve device being switched.
Of course, other equivalents than those indicated above can also be used for the single-chamber brake, and the main thing is that the device used enables the brake pads to be applied suddenly and, with the movement required for this, the above-described, improved two-chamber brake is activated that their effect ceases at approximately the same time as the application movement for which the application of the brake pressure can be claimed.
When the device for applying the brake pads is used as a brake, e.g. If, for example, the single-chamber brake described above is carried out, it can be of such a size that it is sufficient for braking empty cars. If, on the other hand, this device is only intended for application, i.e. without actual braking force, a maximum braking force for an empty or full car can be achieved by arranging two two-chamber brakes on one and the same central, tubular body. The two brakes can be designed with different cylinder diameters, which are dependent on the maximum braking force desired in each individual case.
Because only a single driver device is required in this case too, the entire braking device does not need to be more complicated. However, if such a complication is considered insignificant, each brake can of course be equipped with its own driver device. The lines to the main line and to the auxiliary air tank are connected or interrupted by means of two three-way cocks. If the piston in one of the brakes does not need to work, the two taps are adjusted so that they are in contact with the open air. In this way, any number of two-chamber brake pistons can apparently be attached to the same tubular body and interact with a single driver device.
Because the brake cylinders have different diameters, the maximum braking force can be graded within wide limits, which is an advantage, e.g. B. for locomotives that travel at very different maximum speeds, or for wagons with both variable maximum load and maximum travel speed. It is evident that several such two-chamber brakes with a common driver device also together with a device for attaching the brake pads, e.g. B. the single-chamber brake described above can be used.
It is thus possible, with the aid of the above-described arrangement of several two-chamber brakes arranged on a common tubular body with a common driver device, to obtain a large total piston area, while the diameter of the individual cylinders
<Desc / Clms Page number 6>
can remain relatively small. The fact that each of the two-chamber brake cylinders is also connected to the main line and the pressure line leading from the device for applying the brakes makes it possible to insert or remove the desired number of cylinders by means of special taps. turn off. In this way, as already mentioned, the maximum braking force can be changed within wide limits.
However, it should be particularly emphasized here that this possibility of changing the maximum braking force is achieved without in any way canceling or diminishing the advantages of the braking system according to the present invention, and this possibility is also achieved without making the braking system more complicated or to increase manufacturing costs significantly. It should also be noted that no other system of through brakes for trains, as far as is known, can deliver more than two different maximum braking forces (usually one for empty wagons and one for fully loaded wagons), and the older systems for more than two Establishing braking forces can apparently only be made possible at the expense of very cumbersome and very expensive facilities.
That a braking system that is set up to deliver a maximum braking force for empty wagons and another for fully loaded wagons cannot be considered sufficient for long freight trains, it is clear that the complete braking of a wagon (i.e. the pressure of the brake pads against the wheels expressed as a percentage with respect to the pressure of the wheels against the rails) when it is empty it is about 90% and when it is fully loaded it is only about 55%. It is therefore evident that this significant difference in the brake line has extremely different effects on the empty or fully loaded wagon, and the consequence of this will be that the wagon couplings will be subjected to violent impacts and tensile stresses, which in many cases will cause the couplings to break.
If, therefore, the maximum braking force for freight trains could be set up for empty, half-loaded and fully loaded wagons, the braking power through the entire train and also the braking effect would be more even, so that the reprehensible impacts and train loads would be avoided.
The braking system according to the invention can be set up very easily for the performance of various braking forces and for this reason it is particularly suitable for brakes for freight trains. The embodiment shown in FIG. 4 is particularly suitable for changing the braking force according to its use on empty, half-loaded or fully loaded cars. The device for applying the brake pads consists in this case of a single-chamber brake of the type described above. In the position of the various parts shown in FIG. 4, the brake system is adapted to a fully loaded car and corresponds to released brakes.
If this braking system is to be used for half-loaded wagons, the cylinder 9a is switched off by interrupting its connection to the main line 1 (through the pipes 17a, 17) and to the lines 16a "16 leading from the attachment device. However, it is not
EMI6.1
are connected so that the pressures on both sides of the piston 10a become equal to each other. Of these two ways of equalizing the pressures, the first method is to prefer the connection with the open air, and for this purpose the closing of the tubes 16a. 16 and 17 a, 17 preferably carried out with the help of three-way cocks, whereby the pipes are connected to the open air as soon as their connection with one another is interrupted.
In a similar way as the cylinder 9a is switched off when using the braking system for half-loaded cars, one can also switch off the cylinder 9b when the braking system is to be set up for empty cars.
To enable the brakes to be released on individual cars without having to increase the pressure in the main line, the pipes 16 and 16e or 17 and J! 7c can be closed with the help of three-way cocks. When these three-way cocks are adjusted in such a way that the connections between the pipes Mc and 16 and between 1c and 17 are interrupted and the pipes 16e and 17e are connected to the open air, the cylinder 9c is also inoperative.
If the brakes of a fully loaded car, for example, are to be released, it is necessary to switch cylinders 9a, 9b and ge p, usznschalt, whereby the intermediate brake pistons are pressed by the springs 12 into their starting positions. However, it still remains to move the attachment piston 7 into the starting position; return which can be achieved in the manner described above in connection with Fig. 1, i.e. H. with the mediation of a three-way cock in the pipeline J, whereby the connection with the auxiliary air tank is interrupted and the pressure space in the cylinder 6 is connected to the free air.
In the embodiment shown schematically in Fig. 4 with the pipes and channels for switching on and off the connections of the air pressure cylinder with the main line and the
EMI6.2
<Desc / Clms Page number 7>
provided with a common control device so that they could be adjusted by a single lever; however, such a device is not recommended because of the cost of the many taps.
To remedy this disadvantage and to replace the three-way cocks with a single valve is obviously the ideal solution to the problem under consideration here and also in accordance with the simple design of the brake system according to the present invention. A suitable valve device is now shown schematically in FIG.
This valve device 36 consists of a circular flat disc into which the tubes 16,
EMI7.1
loaded car corresponding position, the tube 16 with the tubes 16a, 16b, 16c and the tube 17 with the tubes 17a, 17b, 17c is connected.
The position of the valve 36 shown in FIG. 5 corresponds to a half-loaded car. As stated above, in this position neither the pipe 16a should be in connection with the pipe 16, nor the pipe 17a with the pipe 17, but the two pipes 16a and 17a should be connected to the open air. This has been achieved by rotating the valve, the recesses 37 and 38 no longer facing the mouths of the tubes 16a and 17a, respectively. As a result of this rotation, however, two further recesses 39 and 40 have been brought opposite the mouths of the tubes 16a and à. The recesses 39 and 40 are mediated by a channel 41 in connection with the open air. Thus, the cylinder 9a can be switched off by a partial rotation of the valve 36.
Similarly, the cylinder 9b can be switched off when the brake is to act on empty cars. This position of the valve is shown in FIG.
If the brake of an individual car is to be released without increasing the pressure in the main line, the cylinder 9c must also be switched off and then the pressure in the working space of the cylinder 6, i.e. H. the pressure in the auxiliary air tank can be reduced to such an extent that the function valve 2 is switched over to take the position of the correspondingly released brakes. All of these conditions are met by moving the valve 36 to the position shown in FIG. It should be noted that in this position of the valve 36 the outlet port 40 does not extend to the mouth of the pipe 17. In this way it is thus possible, by turning the valve 36 into the position shown in FIG. 7, to release the brake of an individual carriage which is connected to the main line under pressure without changing this pressure.
The rotary slide of the valve 36 should be provided with a spring which tends to turn the rotary slide back from the position shown in FIG. 7 to the position shown in FIG. 6, so that the operating lever automatically returns to the Position corresponding to a lereen carriage goes back.
The rotation of this valve 36 should of course be able to be done from either side of the car, and in any of the three leagues there. 3 operating lever corresponding to empty, half-loaded or fully loaded car, a locking device should be provided so that the rotary valve does not move from one position to another by itself.
For example, if the pressure in the main line with the brakes released is 2'5 Atm. in a braking system according to the present invention, the maximum braking force can preferably be achieved by completely emptying the main line of compressed air. However, it is also possible to couple a car equipped with the braking system according to the invention with cars equipped with other air brakes, e.g. B. those with a pressure of 5 atm. in the main line with the brakes released and require approximately 2'5 to 3 atmospheres to achieve maximum braking force.
In such cases, the pressure in the left functional chamber of the two-chamber brakes according to the invention must not be below 2.5 atm. decrease, the maximum braking force being 5 atm. Main line pressure remains the same as at 2'5 atm. Pressure in the main line and atmospheric pressure in the left functional chamber of the two-chamber brakes. This is achieved by switching on a retaining valve in the pipe 17, i.e. H. a valve that only allows so much air to escape from the lines 17 a, 17 b and 17 c until the pressure is not below 2'5 atm. decreases, but the introduction of air from line 17 into lines 17 a, 17 b and 17 t! in the usual way.
In this way, maximum braking force is achieved in the braking system according to the present invention, at the same time as the same braking force is achieved in the braking systems of the other cars.
The above-mentioned restraint valve can of course also be provided with a bypass line so that it can be switched off if all the wagons of a train are equipped exclusively with braking systems according to the present invention. In such a case, the lower pressure in the main line can be used again, which is of course to be preferred for various reasons.
It is also evident that the restraint valve can be set up for different pressures in the left function chamber of the two-chamber brakes. This adjustment of the valve and also to make the diversion effective can be achieved with the help of a handle, which is
<Desc / Clms Page number 8>
different positions can be set and can be provided with locks and identifiers which indicate the names of the various brake systems in question.
With the help of the present invention, all advantages of both the single-chamber and the two-chamber brake are realized, namely the short braking distance and the low air consumption of the single-chamber brake and the property of the two-chamber brake of being able to apply and release the brakes inexhaustibly.
At the same time, the disadvantages of the two types of brakes are completely avoided in that the air consumption of the two-chamber brake is limited to the minimum and its combination with the single-chamber brake or its equivalent is carried out in such a way that the structure of the brake system, both with regard to the movement transmission organs between the common Piston rod and the brake pads as well as with respect to the devices required for operation is very significantly simplified.
For electrical railway operation, in which air pressure brakes are used, the single-chamber brake can be replaced by an electrical device, as stated above, with extremely simple means, and this makes the air consumption an insignificant one.
EMI8.1
which necessarily has its advantages for electric rail operations.
PATENT CLAIMS:
1. Braking device with two-chamber compressed air brake, main line and auxiliary air reservoir, characterized in that the two-chamber brake, whose one so-called functional chamber is connected to the main line, with a single-chamber compressed air brake, electric solenoid brake or similar fast-acting device intended to achieve a first movement or the application of the brake pads during braking combined and is set up in such a way that its other so-called working chamber is inevitably connected to the auxiliary air tank by said attachment movement and thereby exerts the actual or main brake pressure on the fully or partially attached brake pads.