<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur Regelung des Übersetzungsverhältnisses im Bremsgestänge von Fahrzeug- bremsen in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung
Die Erfindung bezieht sich auf derartige Bremsen für Fahrzeuge, insbesondere Eisenbahnfahrzeuge, bei denen das Übersetzungsverhältnis im Bremsgestänge zwecks Anpassung der Bremskraft an die Belastung des Fahrzeuges veränderlich ist und wo die Veränderung des Übersetzungsver- hältnisses durch Verschiebung des Stützpunktes eines oder mehrerer der zum Bremsgestänge gehörenden Bremshebel erfolgt. Es ist bekannt, zur selbsttätigen Verschiebung dieses Stützpunktes nach Massgabe der Fahrzeugbelastung von der Formveränderung einer Feder auszugehen, welche von der Fahrzeugbelastung beeinflusst wird.
Die Verschiebung des Stützpunktes für gleich grosse Veränderungen des Übersetzungsverhältnisses, welche Belastungsänderungen gleichen Ausmasses entsprechen, muss bekanntlich um so kleiner werden, je höher das Übersetzungsverhältnis steigt. Dieser Umstand ist z. B. aus der französischen Patentschrift Nr. 540853 zu entnehmen, wo auch Mittel zur Erzeugung der erwünschten Ungleichförmigkeit der Stützpunktsverschiebung vorgeschlagen werden. Die dort und auch später vorgeschlagenen Mittel zu diesem Zwecke haben jedoch den Nachteil, dass das Übertragungsgestänge zwischen der Feder und dem verschiebbaren Stützpunkt eine Kulissenführung mit darin gleitendem Zapfen oder Kulissenstein oder ähnliche umständliche Vorrichtungen umfassen muss, welche die Betriebssicherheit beeinträchtigen.
Bei einer Kulissenführung kann eine Vereisung oder Verschmutzung leicht zu Betriebsstörungen führen.
Erfindungsgemäss wird die angestrebte Ungleichförmigkeit der Stützpunktverschiebung unmittelbar durch eine geeignete Federeinrichtung erzielt.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zur Stützpunktverschiebung erforderliche Bewegung von einer durch die Fahrzeugbelastung beeinflussten Federungseinrichtung abgeleitet wird, deren Feder durch geeignete Formgebung oder durch ein eine veränderlich wirksame Federbelastung erzeugendes Gestänge eine mit steigender Fahrzeugbelastung abnehmende elastische Formänderung aufweist.
Einige Ausführungsbeispiele der erfindung'5- gemässen Vorrichtung werden auf den Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigen : Fig. 1, 2 und 3 schematisch in Seitenansicht, Grundriss und Querschnitt ein Eisenbahnwagen-Untergestell mit einer erfindungsgemässen Federungseinrichtung in Form einer bogenförmigen Blattfeder, welche von den Belastungsgliedern in der Längsrichtung gestreckt wird, Fig. 4,5 und 6 in gleicher Weise eine Federungseinrichtung in Form eines Gelenkvierecks, das über die eine Diagonale von den Belastungsgliedern gestreckt wird, während in der anderen, zur Streckrichtung senkrechten Diagonale eine Schraubendruckfeder eingespannt ist, Fig.
7 eine Federungseinrichtung mit Schraubendruckfeder und diese belastendem hydraulischem Kolben, der als konischer Wälzhautkolben mit bei zunehmendem Hub abnehmender wirksamer Kolbendruckfläche ausgebildet ist, Fig 8 eine Federeinrichtung mit Schraubendruckfeder, auf welche ein Anteil der Fahrzeugbelastung über einen Wälzhebel übertragen wird, der über ein Widerlager abrollt und dadurch sein Hebelarmverhältnis im Laufe der Federzusammendrückung ändert.
EMI1.1
die Federgehänge 3 aufgehängt sind. An jedem Wagenende ist das eine Federgehänge statt unmittelbar im entsprechenden Bock 4 des Wagenrahmens an d. : m einen Arm eines im genannten Bock 4 gelagerten zweiarmigen Hebels 5 angelenkt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1-3 sind die beiden Hebel 5 als Winkelhebel ausgebildet und durch eine zweiteilige Zugstange 6 miteinander verbunden. Zwischen den beiden Zugstangenteilen ist eine beispielsweise Federungseinrichtung gemäss der Erfindung eingeschaltet. Diese besteht nach Fig. 1-3 aus einer an ihren Enden mit den beiden Zugstangenteilen 6 gelenkig verbundenen bogenförmigen Blattfeder 7. Die Enden der Feder 7 sind an den beiden Zugstangenteilen und gleichzeitig an den freien Enden von im Wagenrahmen gelagerten Pendelgelenken 8 angelenkt. Die Verschiebung des Bremshebelstützpunktes erfolgt bei dieser Vor-
<Desc/Clms Page number 2>
richtung nach Massgabe der Durchbiegung dieser auf Streckung beanspruchten Blattfeder 7.
Bei gleicher Änderung der Wagenbelastung, d. h. bei gleicher Änderung des Zuges in der Stange 6, ist die Veränderung der Durchbiegung der Feder 7 um so geringer, je grösser die Wagenbelastung ist, so dass durch zweckmässige Wahl der Form und Bemessung der Feder eine Ungleichförmigkeit der Verschiebung des Stützpunktes des Bremshebels im Verhältnis zur Änderung der Wagenbelastung durch eine der Federverformung verhältnisgleiche Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Bremsgestänges erhalten wird, wodurch ein konstantes Verhältnis zwischen Wagenbelastung und Bremskraft entsteht. Zur Ableitung der Durchbiegung der Feder 7 für die Stützpunktverschiebung ist in der Mitte der Feder 7 eine Lasche oder ein Lappen 7 a angebracht, an welchem der eine gabelförmig geteilte Arm eines zweiarmigen Hebels 9 angelenkt ist.
Der Hebel 9 ist in einer im Verhältnis zum Wagengestell festen Stütze 10 gelagert, welche aus zwei von einen Längsbalken des Wagenrahmens senkrecht herausstehenden Armen besteht, die auf der Oberseite als Gleitfläche für den mittleren Teil der Feder 7 dienen. Das freie Ende des zweiarmigen Hebels 9 ist durch ein Gestänge 11 mit dem verschiebbaren Stützpunkt 12 verbunden, der im Ausführungsbeispiel mit einem besonderen Übersetzungshebel 13 zusammenwirkt, der zwischen dem Bremszylinder 14 und den üblichen Bremshebeln 15 des Bremsgestänges eingeschaltet ist.
Anschläge 16 und 17 sind vorgesehen, welche die Drehung der Winkelhebel 5 bzw. die Streckung der Feder 7 begrenzen.
Die oben beschriebene, in Fig. 1-3 dargestellte
Vorrichtung wirkt folgendermassen : Wenn bei geringer Wagenbelastung diese um ein gewisses
Mass erhöht wird, so erfährt die Feder 7 eine ver- hältnismässige grosse Formveränderung, welche sich in einer verhältnismässig grossen Verschie- bungsbewegung des Hebelstützpunktes 12 aus- wirkt. Wenn bei stärker belastetem Wagen, also wenn die Feder 7 schon verhältnismässig stärker gestreckt ist, die Wagenbelastung um das gleiche
Mass erhöht wird, erfährt die Feder eine Form- veränderung, welche im Verhältnis zur Änderung der Wagen belastung geringer ist als bei schwach belastetem Wagen. Dabei wird die Verschiebung des Hebelstützpunktes 12 entsprechend geringer.
Bei der in den Fig. 4-6 gezeigtenausführungs- form wird von einem gleichartigen Übertragungs- gestänge wie in Fig. 1-3 für die Ableitung der der
Wagenbelastung proportionalen Kraft ausge- gangen. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1-3 dargestellten nur durch die Gestaltung der Federungseinrichtung. Diese besteht aus einem Gelenkviereck 18, das in zwei diagonal entgegengesetzten Ecken an den beiden
Zugstangenteilen 6 angelenkt ist, während zwischen den beiden anderen diagonal entgegen- stehenden Ecken eine Schraubendruckfeder 19 eingespannt ist, welche bei Zugspannung zwischen den Zugstangentcilen C auf Druck quer zur Zugrichtung beansprucht wird.
Die Druckfeder 19 ist mit ihren Enden in schalenförmigen Gliedern eingefasst, welche mit an den betrcffenden Ecken des Gelenkviereckes 18 angelenkten Zapfen versehen sind. Der eine dieser Zapfen trägt eine ausserhalb des Gelenkvierecks ragende Verlängerung 20, an welche das obere gabelförmige Ende des Hebels 9 angelenkt ist.
Bei zunehmender Wagenbelastung nimmt die Spannung im Gestänge 6 zu, wodurch das Gelenkviereck 18 unter Zusammendrückung der Feder 19 langgezogen wird. Je kleiner der Winkel zwischen je zwei an den Zugstangenteilen 6 angelenkten Gelenken wird, um so geringer wird die Vergrösserung der auf die Feder wirkenden Druckkomponente für eine gegebene Vergrösserung der Zugkraft in der Zugstange 6, wodurch bei geringer Wagenbelastung eine bestimmte Vergrösserung derselben sich in einer grösseren Zusammendrückung der Feder 19 auswirkt als bei grösserer Wagenbelastung. Die Übertragung der Längenveränderung der Feder 19, welche der Veränderung der Durchbiegung der Blattfeder 7 nach Fig. 1 entspricht, erfolgt in derselben Weise wie in der vorbeschriebenen Ausführungsform durch den Hebel 9 und die Stange 11, wie aus Fig. 6 hervorgeht.
Es ist möglich, anstatt des vollständigen Gelenkviereckes 18 nur die eine Hälfte davon zu benutzen, so dass die Federungseinrichtung aus zwei in Reihe geschalteten, auf Zug beanspruchten Gelenkteilen und einer im Mittelpunkt und quer zur Zugrichtung wirkenden Feder besteht.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Vorrichtung erfolgt die Übertragung der von der Wagenbelastung abgeleiteten Kraft mit Hilfe eines Druckmittels.
Zur Erzeugung eines der Wagenbelastung pro- portionalen Druckes im Druckmittel wird eine an sich bekannte Druckdose 21 mit durch eine
Membran gedichtetem Kolben 22 verwendet, der von einer vom Federgehänge 2 durch das Hebel- gestänge 5, 23,24 abgeleiteten Kraft belastet wird.
Die Druckdose 21 steht durch eine Leitung 2S in
Verbindung mit der Druckkammer 26 im Ge- häuse 27 eines an sich bekannten Wälzhaut- kolbens 28, der in bekannter Weise derart aus- gebildet ist, dass sich eine Verschiebung des
Kolbens 28 unter Einwirkung des Druckes in der
Druckkammer 26 in einer Verminderung der wirksamen Druckfläche des Kolbens 28 auswirkt.
Der Wälzhautkolben 28 wird von einer dem Druck in der Druckkammer 26 entgegenwirkenden
Feder 29 belastet, deren Längenveränderung im gleichförmigen Verhältnis zur Veränderung der sie belastenden Kraft steht. Da der Kolben 28 als kegeliger Wälzhautkolben ausgebildet ist, nimmt die die Feder 29 belastende Kraft bei gleicher Veränderung des Druckes im Druckmittel bei geringem Druck, d. h. bei geringer Wagen- belastung, mehr zu als bei höherem Druck, d. h. bei höherer Wagenbelastung. Die Bewegungen des
Kolbens 28 werden durch die Kolbenstange 30 und den Hebel 31 auf die Stange 32 übertragen,
<Desc/Clms Page number 3>
welche den verschiebbaren Hebelstützpunkt betätigt. Somit bilden der Wälzhautkolben 28 und die Feder 29 zusammen eine Federungseinrichtung, deren Steifheit mit der belastenden Kraft zunimmt.
Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform umfasst die Federungseinrichtung eine Druckfeder 34 und einen Wälzhebel 33, welcher an der Übertragung eines Anteiles der Fahrzeugbelastung auf die Feder teilnimmt und sich dabei gegen ein Widerlager 43 abrollt, so dass sein Hebelarmverhältnis sich mit der Fahrzeugbelastung ändert, u. zw. derart, dass die Federungseinrichtung eine mit steigender Fahrzeugbelastung immer kleiner werdende Formänderung pro Tonne Belastungserhöhung aufweist. Der Wälzhebel 33 und die Druckfeder 34 sind in einem Gehäuse 36 angebracht, dessen einer Teil als Zylinder 37 für einen Kolben 38 ausgebildet ist. Der Kolben 38 wird auf der einen Seite von der Kraft der Feder 34 beaufschlagt und auf der anderen Seite von einem Stift 39 belastet, der am einen Ende des Wälzhebels 33 gelagert ist.
Zur Übertragung der von der Wagenbelastung abgeleiteten Kraft auf den Wälzhebel 33 dient ein Winkelhebel 40-41, dessen einer Arm 40 an dem Wälzhebel 33 an dessen dem Lagerungspunkte des Stiftes 39 entgegengesetzten Ende angelenkt ist und dessen anderer Arm 41 von einem Anteil der Wagenbela1 : tung beeinflusst wird, z. B. durch das in Fig. 1 gezeigte Gestänge 5, 6. Der verschiebbare Bremshebelstützpunkt wird zweckmässig ebenfalls mit dem Arm 41 verbunden. Der Wälzhebel 33 ist so ausgebildet, dass er eine mindestens angenähert in der Verbindungsebene zwischen den Lagcrungsachsen für den Stift 39 und für den Hebelarm 40 liegende Wälzfläche 42 aufweist, welche mit einem gewölbten Widerlager 43 zusammenwirkt.
Die Lagerungsachse des Winkelhebels 40-41 im Gehäuse 36 ist im Verhältnis zum Widerlager 43 derart angebracht, dass im Betriebe bei einer Zusammendrückung der Feder eine c möglichst geringe Reibung zwischen Widerlager 43 und Wälzfläche 42 entsteht.
Bei zunehmender Belastung des Wagens wird der Arm 41 des Winkelhebels, an welchem die von der Wagenbelastung abgeleitete Kraft angreift, nach links geschwenkt. Dabei wird das linke, mit dem Arm 40 des Winkelhebels zusammengelenkte Ende des Wälzhebels 33 nach oben geschwenkt, so dass infolge der Abstützung des Wälzhebels am Widerlager 43 das rechte Ende des Wälzhebels nach unten gedrückt wird. Dabei verschiebt sich der Stützpunkt des Wälzhebels 33 durch Abrollen der Walzfläche 42 gegen das Widerlager 43 nach links, wodurch das Hebelarmverhältnis des Wälzhebels verändert wird. Je weiter der Hebelarm 41 bei steigender Fahrzeugbelastung nach links geschwenkt wird und je weiter sich dadurch der Stützpunkt des Wälzhebels auf dem Widerlager 43 nach links verschiebt, um so kleiner wird die Änderung der Zusammendrückung der Feder 34.
In der praktischen Ausführung wird der Kolben 38 zweckmässig gleichzeitig als Flüssigkeitsdämpf- kolben verwendet. Zu diesem Zwecke ist der Zylinder 37 und der darüber liegende Teil 44 mit Flüssigkeit gefüllt und eine kleine Drossel- öffnung 45 ist im Boden des Kolbens 38 vorgesehen. Um zu verhindern, dass sich Luft im Innern des Kolbens 38 ansammelt, ist dessen Boden so ausgeführt, dass er von allen Seiten gegen den Punkt ansteigt, an welchem die Drossel- öffnung 45 angebracht ist.
Die Erfindung ist nicht auf die oben zu deren Verdeutlichung beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern es können auch andere Federungseinrichtungen innerhalb des Schutzbereiches Verwendung finden, welche den in den Patentansprüchen gestellten Forderungen entsprechen. So könnte auch eine einem mit der Wagenbelastung gleichförmig veränderlichen Druck ausgesetzte Schraubendruckfeder mit zunehmender Wicklungssteigung verwendet werden, deren wirksame Windungszahl bei zunehmender
Zusammendrückung dadurch abnimmt, dass sich die Windungen in mit der Zusammendrückung steigender Anzahl aneinanderlegen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Regelung des Übersetzungs- verhältnisses im Bremsgestänge von Fahrzeug- bremsen, insbesondere Eisenbahnwagenbremsen, in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung durch
Verschiebung des Stützpunktes eines oder mehrerer Bremshebel, dessen Verschiebungsweg für eine Belastungsänderung gleichen Ausmasses bei höherer Belastung kleiner ist als bei geringerer
Belastung, dadurch gekennzeichnet, dass die zur
Stützpunktverschiebung erforderliche Bewegung von einer durch die Fahrzeugbelastung beein- flussten Federungseinrichtung abgeleitet wird, deren Feder durch geeignete Formgebung oder durch ein eine veränderlich wirksame Feder- belastung erzeugendes Gestänge eine mit steigender Fahrzeugbelastung abnehmende elasti- sche Formänderung aufweist.