DE938914C - Lastabhaengige Bremseinrichtung fuer Unterdruckbremssysteme von Eisenbahnfahrzeugen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

AUSGEGEBEN AM 9. FEBRUAR 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 2Of GRUPPE 35

W8315II/20 f

David Pollock, Johannesburg (Südafrikanische Union)

ist als Erfinder genannt worden

Westinghouse Brake & Signal Company Limited, London

Lastabhängige Bremseinrichtung für Unterdruckbremssysteme von Eisenbahnfahrzeugen

Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom &. April 1Ι9Θ2 an Patentanmeldung bekianntgamaicht am 1'8. August 195Q

Patenterteilung foakanntgemiacbt am 12. Januar 1'9S6

Die Priorität der Anmeldung in der Südafrifcaniiscben Union vom ICk. April lflöl ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf lastabhängige Bremseinrichtungen für Unterdruck- oder Vakuumbremssysteme von EisenbalhmfaJhrzeugen, bei denen der Grad der Bremsung in Abhängigkeit von der durch das Fahrzeug beförderten Last veränderlich ist.

Es sind bereits Bremssysteme vorgeschlagen worden, bei welchen ein Hebelmechanismus mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis vorgesehen

ist, um ein Ventil zu steuern, das beim Anlegen der Bremse einen lokalen Luftzutritt zur unteren Kammer des Bremszylinders gestattet, derart, daß der Unterdruck in dieser Kammer der Verminderung des Unterdruckes in der Zugrohrleitung sowie der Fahrzeugbelastung proportional ist.

Bremssysteme der vorerwähnten Art haben den Nachteil, daß Luftverluste hinter dem Ventil ein kräftigeres Anlegen der Bremseverursachen können

als es erforderlich ist; Zweck der Erfindung ist es hauptsächlich, eine verbesserte Bremseinrichtung zu schaffen, bei welcher eine solche unerwünschte Bremsung nicht vorkommen kann. Gemäß der Erfindung weist ein Bremssystem der beschriebenen Art ein Druckminderventil auf, das durch den Hebelmechanismus mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis betätigt wird und so angeordnet ist, daß es eine Verbindung zwischen der ίο oberen und unteren Kammer des Bremszylinders herstellt, wenn der Druck in der unteren Kammer den in der oberen Kammer um einen Betrag, der durch die Fahrzeugbelastungvorbestimmt ist, überschreitet.

In der Zeichnung ist schematisdh die grundsätzliche Anordnung eines Bremssystems gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt. Das System weist einen oder mehrere Bremszylinder auf, von denen jeder auf einer Seite des Bremszylinderkolbens eine obere Kammer besitzt, die ständig auf dem normalen Wert des in der Zugrohrleitung bestehenden Unterdrucks gehalten wird, und ferner auf der anderen Seite des Bremszylinderkolbens eine untere Kammer, deren Unterdruck von einem normalen oder Lösewert aus zwecks Anlegens der Bremsen vermindert werden und zwecks Lösens der Bremsen wieder auf diesen Wert erhöht werden kann.

Die in der Zeichnung dargestellte Ventilanordnung weist einen Ventilkörper oder Ventilgehäuse 1 auf, das vom Fahrzeug getragen wird und im Innern durch Membranen 2, 3 in drei Hauptabteile unterteilt ist. Das Abteil 4 oberhalb der Membran 2, das nachstehend als Zugrohrleitungsabteil bezeichnet wird, steht über einen Kanal S in offener Verbindung mit der Zugrohrleitung (nicht dargestellt); das Abteil 6 unterhalb der Membran 2, nachstehend als Oberkammerabteil bezeichnet, steht durch einen Kanal (nicht dargestellt) in ständiger Verbindung mit der oberen Kammer des Bremszylinders.

Das Abteil 7 oberhalb der Membran 3, nachstehend als Untefkammerabteil bezeichnet, steht ständig über einen Kanal 8 mit der unteren Kammer des Bremszylinders und außerdem über ein Rückschlagkugelventil 9 mit der Zugrohrleitungsabteilung 4 in Verbindung. Das Unterkammerabteil 7 kann auch über ein Stößelventil 10, das durch die Membran 3 gesteuert wird, über eine Durchlaß-Öffnung 11 mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung gebracht werden.

In dem Oberkammerabteil 6 befindet sich ein Steuerhebel 12 mit einem Stützpunkt 13, der auf einem Gleitstück 14 angebracht ist, das entlang dem Steuerhebel 12 gleiten kann, um die effektive Länge der beiden Arme des Hebels verändern zu können.

Ein Ende des Hebels 12 ist wirkungsmäßig mit der Membran 3 verbunden, während das entgegengesetzte Ende dieses Hebels, an dem ein Lenker i6 angreift, mit der Membran 2 verbunden ist.

Die Lage des Hebelstützpunktes 13 ist so gewählt, daß sie mittels eines Armes 18, dessen oberes Ende in eine Aussparung des Gleitstückes 14 eingreift, einstellbar ist; der Arm 18 ist auf einer kurzen Welle 19 angebracht, die sich durch eine Dichtung in der Wandung des Gehäuses 1 hindurch erstreckt und mit einem Drehlager am Achsrahmen oder Drehgestell des Fahrzeugs mittels einer Lenkerverbindung gekuppelt ist. Diese enthält eine Dämpfungseinrichtung und ist so angeordnet, daß die Welle 19, wenn die Fahrzeuglast vergrößert oder verkleinert wird, rechtsherum oder linksherum gedreht wird, wie aus der Zeichnung ersichtlich, und zwar um einen Betrag, der der Zu- und Abnähme der Last proportional ist.

Erfindungsgemäß ist ein Druckminderventil 43 vorgesehen, das bei seiner Öffnung eine Verbindung zwischen der oberen und unteren Bremszylinderkammer herstellt und dabei den Grad der Bremsung schwächt.

Das Ventil 43 steuert die Verbindung zwischen einem Abteil 44, das durch einen Kanal 45 mit dem Kanal 8, der zur unteren Bremszylinderkammer führt, verbunden ist, und einem Abteil 6, das mit der oberen Bremszylinderkammer verbunden ist. Die Abteile 6 und 44 sind durch, eine bewegliche Membran 46 voneinander getrennt, die mit einem durchbohrten Ventilglied versehen ist, das normalerweise mittels einer Feder 48 in seiner Schließ-Stellung gehalten wird, so daß, wenn während einer Bremsung die Differenz zwischen den Drücken in der Kammer 6 und dem Abteil 44 den durch die Feder 48 ausgeübten Druck überschreitet, das Druckminderventil 43 öffnet und Luft aus dem Abteil 44 und der unteren Bremszylinderkammer hinter dem Ventil 43 in das Abteil 6 und die obere Bremszylinderkammer fließen läßt. Der Grad der Bremsung wird auf diese Weise geschwächt, bis das Ventil 43 wieder geschlossen wird, sobald der Druck in dem Abteil 6 zunimmt. Der Druck in der unteren Bremszylinderkammer, bei welchem das Druckminderventil 43 so arbeitet, hängt, wie ersichtlich, ab von dem Druck, der durch die Feder 48 ausgeübt wird, und damit das Druckminderventil bei einem niedrigeren Bremszylinderdruck geöffnet werden kann, der der Fahrzeugbelastung proportional ist, ist die effektive Kraft der Feder48 entsprechend dieser Last mittels eines Armes 49, der ein Widerlager 50 für das untere Ende der Feder 48 trägt, einstellbar. Die Lage des Armes 49 ist mittels eines Nockens 57 auf der Welle 19 veränderlich.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Steuereinrichtung ist folgende: Während der Fahrt wird die normale Höhe des Unterdrucks in der Zugrohrleitung und · in der oberen und unteren Kämmer des Bremszylinders aufrechterhalten, so daß die auf entgegengesetzte Seiten der Membranen 2, 3 wirkenden Drücke einander gleich sind. Der Hebel 12 wird dementsprechend in der gezeichneten Stellung gehalten, in welcher das Ventil 10 geschlossen ist, <und die Welle 19 und der Arm 18 veranlassen das Gleitstück 14 und den Hebelstützpunkt 13, eine der Fahrzeugbelastung entsprechende Stellung einzunehmen,

Um ein Anlegen der Bremsen zu bewirken, wird der Unterdruck in der Zugröhrleitung wie üblich verlängert mit dem Ergebnis, daß der Druck in dem Abteil 4 entsprechend zunimmt.
Auf diese Weise wird auf die Membran 2 ein Druck nach unten ausgeübt, der dem vergrößerten Druck in dem Abteil 4 und der Fläche der Membran 2 proportional ist. Dieser Druck nach unten wird auf die linken Arme der Hebel 12 über den Lenker 16 übertragen und verursacht einen Druck von unten nach oben auf die Membran 3, die sich dementsprechend aufwärts bewegt, um die öffnung des Ventils 10 zu bewirken. Als Ergebnis wird der Zufluß atmosphärischer Luft durch die öffnung 11 hinter dem offenen Ventil 10 in das Abteil 7 und von dort über einen Kanal 8 in die untere Kammer des Bremszylinders ermöglicht.

Die Bremse wird somit angelegt, bis der Druck in der unteren Bremszylinderkammer und in dem Abteil 7, der in entgegengesetzter Richtung wirkt wie der Unterdruck in dem Abteil 6 auf die Membran 3, einen Druck nach unten auf den rechten Hebelarm des Hebels 12 ausübt, welcher den Druck nach oben auf die Membran 3 überwindet, der durch den Hebel 12 ausgeübt wird, worauf der Hebel 12 in die gezeichnete Lage zurückgeführt wird und es dem Ventil 10 ermöglicht, wieder zu schließen und einen weiteren Zufluß atmosphärischer Luft zu dem unteren Zylinder zu verhindern.

Der Druck in der unteren Bremszylinderkammer, bei welchem das Ventil 10 schließt, hängt, wie ersichtlich, von der Reduzierung des Unterdrucks in der Zugrohrleitung und dem Abteil 4 sowie ferner von dem Hebelverhältnis der beiden Arme des Hebels 12 in bezug auf dessen Stützpunkt 13 ab, so daß der in der unteren Bremszylinderkammer hergestellte Unterdruck für eine vorbestimmte Reduzierung des Unterdrucks in der Zugrohrleitung von der Lage des Gleitstücks 14 und somit von dem Belastungsgewicht abhängen wird. Der auf die beiden Arme des Hebels 12 ausgeübte Druck wird auch von dem Flächenverhältnis der Membranen 2 und 3 abhängen, das so gewählt werden kann, daß es den gewünschten Arbeitsbedingungen entspricht.

Das Lösen der Bremsen erfolgt wie üblich durch Zurückbringen des Unterdrucks in der Zugrohrleitung auf seinen normalen Wert, indem Luft aus der unteren Bremszylinderkammer über das Abteil 7 hinter dem Ventil 9 und dem Abteil 4 zur Zugrohrleitung zurückgesaugt wird.

Die Aufrechterhaltung der geeigneten Höhe des Unterdrucks in der unteren Kammer des Bremszylinders wird, wie ersichtlich, durch jede Leckstelle hinter dem Ventil 10 in der vorbeschriebenen Einrichtung beeinträchtigt, da das Eindringen atmosphärischer Luft über eine solche Leckstelle in die untere Bremszylinderkammer den Grad der Bremsung verstärkt und zum Schleudern oder Gleiten der Fahrzeugräder führen kann.

Wenn das Fahrzeug leer oder nur leicht beladen ist, so ist der Arm 49 gesenkt, so daß die effektive Kraft der Feder 48 relativ niedrig ist und das Druckminderventil 43 sich dementsprechend für einen relativ niedrigen Druck in der unteren Kammer des Bremszylinders öffnet und auf diese Weise gewährleistet, daß der Druck in dieser Kammer nicht infolge einer Leckstelle hinter dem Ventil 10 in ungünstiger Weise vergrößert wird.

Wenn die Fahrzeuglast vergrößert wird, so wird die effektive Kraft der Feder 48 durch das Anheben des Armes 49 in Übereinstimmung mit dem lastabhängigen Arbeiten des Mechanismus mit veränderlichem Hebelüibersetzungsverhältnis verstärkt, und das Druckminderventil 43 wird dementsprechend nicht geöffnet, bis der höhere Bremszylinderdruck, der der größeren Fährzeugbelastung. entspricht, überschritten wird.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Fahrzeug mit zweiBremszylindernversehen; einer dient dazu, die Bremsung in Übereinstim- mung mit dem Taragewicht des Fahrzeuges herzustellen. Die Wirkung dieses Bremszylinders wird direkt durch die Zugrohrleitung in der üblichen Weise gesteuert. Der andere Bremszylinder ist mit Steuereinrichtungen gemäß der Erfindung versehen, und die hierdurch bewirkte Bremsung ist dementsprechend abhängig von der Belastung des Fahrzeugs; beide Bremszylinder sind mit den Bremsschuhen in einer geeigneten Art und Weise durch ein gemeinsames Bremsgestänge verbunden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Lastabhängige Bremseinrichtung für Unterdruckbremssysteme von Eisenbahnfahrzeugen, die Unterdruckbremszylinder mit einer oberen Kammer, in welcher der Unterdruck im wesentlichen konstant gehalten wird, und einer unteren Kammer, in welcher der Grad des Unterdrücke entsprechend dem Grad des Unterdrucks in der Zugrohrleitung zum Anlegen und Lösen der Bremsen veränderbar ist, und einen Hebelmechanismus mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis aufweist, dessen Übersetzungsverhältnis von der Fahrzeugbelastung abhängt und der ein Ventil öffnen kann, das die Verbindung zwischen der unteren Kammer des Bremszylinders und der Atmosphäre steuert, wenn der Druck in der Zugrohrleitung zunimmt, und hierdurch, entsprechend dem Unterdruckgrad in der Zugrohrleitung und der Fahrzeugbelastung, ein lokales Einströmen von Luft in die erwähnte untere Kammer bewirkt, gekennzeichnet durch ein Druckminderventil (43), das durch den Hebelmechanismus mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis betätigt wird, um die Verbindung zwischen einer in ständiger Verbindung mit der oberen Kammer des Bremszylinders stehenden Kammer (6) und einer in ständiger Verbindung mit der unteren Kammer des Bremszylinders stehenden Kammer (7) herzustellen, wenn der Druck in der unteren Kammer denjenigen in der oberen

   Kammer um einen Betrag, der -durch die Fahrzeugbelastung vorbestimmt ist, überschreitet.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckminderventil (43) mit einer Steuerfeder (48) versehen ist, die das Ventil geschlossen zu halten sucht und deren effektive Stärke selbsttätig in Abhängigkeit von der Fa^:hrzeugbelastung verändert wird.

   Atigezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 178802, 702771, 729562, 755886, 800683;

   schweizerische Patentschrift Nr. 251 791.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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