DE2526522C3

DE2526522C3 - Bremsanlage für ein Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE2526522C3
Application number: DE2526522A
Authority: DE
Inventors: Thomas Harrison Cape Vincent N.Y. Engle (V.St.A.)
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Corp
Priority date: 1974-06-17
Filing date: 1975-06-13
Publication date: 1979-08-09
Also published as: DE2526522A1; CA1025029A; DE2526522B2; FR2330572B1; GB1506005A; IT1035939B; FR2330572A1; ZA752966B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage für ein Schienenfahrzeug mit angetriebenen und nichtangetriebenen Achsen mil einer Feststeilbremse und mit druckmittelbetätigten Reibungsbremsen für alle Achsen und mit einer ersten Steuereinrichtung zur Änderung der Bremskraft der druckmittelbetätigten Reibungsbremsen an den angetriebenen, mit Rei bungs- und Widerstandsbremsen ausgestatteten Achsen, deren Bremskraft in Abhängigkeit von einem Steuersignal derart regelbar ist, daß die Reibungsbremskraft der an der jeweiligen angetriebenen Achse angreifenden Widerstandsbremskraft umgekehrt proportior.al ist.

Eine derartige Bremsanlage ist bereits aus der DE-OS 2060252 bekannt. Bei dieser bekannten Bremsanlage soll eine Bremsung angetriebener Ach sen mit einer kombinierten Reibungs- und Wider standsbremse erzielt werden, wobei die Bremskraft der Reibungsbremse stets so eingestellt wird, daß zusammen mit der jeweils zur Verfügung stehenden Widerstandsbremskraft die gerade gewünschte Brems- leistung erzeugt wird. Dieses Konzept ist jedoch an nichtangetriebenen Achsen nicht anwendbar, da an diesen Achsen ein sich aus der Widerstandsbremsung ergebender Anteil der Bremskraft nicht vorhanden ist.

Aus der DE-PS 949828 ist bereits eine Bremsan-

lage bekannt, die bei einem Straßenbahnfahrzeug mit einem Triebwagen und einem Anhänger Anwendung findet. Bei dieser Bremsanlage wird beim Auslösen der elektrischen Bremse des Triebwagens auch die Reibungsbremse im Anhänger ausgelöst, wobei je doch keine weitere Abhängigkeit zwischen der Rei bungsbremskraft und der elektrisch herbeigeführten Widerstandsbremskraft vorliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage für ein Schienenfahrzeug der eingangs

jo geschilderten Art, also für ein Schienenfahrzeug mit mehreren Fahrgestellen so auszugestalten, daß das Halten des Fahrzeugs unter allen Betriebsbedingungen mit größter Sicherheit gewährleistet wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge-

j5 löst, daß die angetriebenen Achsen die Achsen der vorderen und hinteren Fahrgestelle und die nichtangetriebenen Achsen die Achsen eines mittleren Fahrgestells sind, daß eine zweite Steuereinrichtung vorgesehen ist, die den Reibungsbremsen der Achsen des mittleren Fahrgestells Druckmittel in Abhängigkeit von einem Steuersignal zuführt, das unabhängig von der auf die Achsen der vorderen und hinteren Fahrgestelle ausgeübten Bremskraft ist, und daß eine dritte Steuereinrichtung vorgesehen ist, die die Bremskraft der Reibungsbremsen an den Achsen des mittleren Fahrgestells in Abhängigkeit von Notbrems- und Feststellbrems-Steuersignalen ändert.

Die erfindungsgemäße Bremsanlage gestattet ein optimales Bremsen eines Schienenfahrzeugs, das am vorderen und am hinteren Fahrgestell angetriebene Achsen und an einem mittleren Fahrgestell nichtangetriebene Achsen aufweist. Zum Erzielen der optimalen Bremswirkung unter allen Betriebsbedingungen können die Reibungsbremsen am mittleren Fahrgestell nicht nur unabhängig von der gerade am vorderen und am hinteren Fahrgestell ausgeübten Bremskraft zur Einwirkung gebracht werden, sondern sie können auch in Abhängigkeit von Notbrems- und Feststellbrems-Steuersignalen eingesetzt werden. Die Reibungsbremsen des mittleren Fahrgestells können daher unter allen denkbaren Betriebsbedingungen betätigt werden, also insbesondere auch dann, wenn die Widerstandsbremsen oder auch die Reibungsbremsen am vorderen oder hinteren Fahrgestell keine

_b5 Bremskraft ausüben.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die erste und die zweite Steuereinrichtung in an sich bekannter Weise je einen

Pneumatik-Hydraulik-Umwandler enthalten. Solche Pneumatik-Hydraulik-Umwandler sind z. B. bereits aus der DE-PS 810768 bekannt; es soll jedoch mit diesen bekannten Umwandlern in einer Bremsanlage erreicht werden, daß die Abnutzung an Bremsklötze η von Eisenbahnwagen ausgeglichen wird, ohne daß der Hub des Kolbens, der die zum Erzeugen der Bremskraft benötigte Druckflüssigkeit fördert, vergrößert werden muß.

Ferner ist in vorteilhafter Weise nach der Erfindung vorgesehen, daß die erste und die zweite Drucksteuereinrichtung elektro-pneumatische Umwandler zur Umsetzung eines elektrischen Steuersignals in einen pneumatischen Steuerdruck sind.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bremsanlage besteht darin, daß eine beladungsabhängige, von Luftfedern gesteuerte Steuereinrichtung zum Einstellen des Drucks für die druckmittelbetätigten Reibungsbremsen vorgesehen ist Das Prinzip der lastabhängigen Einstellung des Druck" für die druckmittelbetätigten Reibungsbremsen ist bereits aus der DE-AS 1080876 im Zusammenhang mit Fahrzeugen mit Luftfederung bekannt.

Vorteilhafterweise ist gemäß der Erfindung ferner vorgesehen, daß die dritte Steuereinrichtung ein elektromagnetisches Steuerorgan ist, das zum Herstellen einer Verbindung zwischen zwei zu den Reibungsbremsen führenden Druckmittelleitungen auf die Notbrems- und Feststellbrems-Steuersignale anspricht. Auf diese Weise kann ohne großen Aufwand in zuverlässiger Weise erreicht werden, daß die Reibungsbremsen auf die Not- und Feststellbrems-Steuersignale ansprechen.

Die Erfindung wird nun an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfühningsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm der Schaltung der verschiedenen Bauteile einer Bremsanlage,

Fig. 2 schematisch vereinfacht einen Schnitt durch den Verteilerblock der Luftdrucksteuerung und die Proportionalsteuereinrichtung für den Druckmitteldruck,

Fig. 3 einen Schnitt durch die beladungsabhängige Steuereinrichtung,

F i g. 4 einen Schnitt durch den Pneumatik-Hydraulik-Umwandler mit der Druckentlastungskammer,

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Druckentlastungseinrichtung und einen Teil der Druckentlastungskammer,

Fig. 6 in isometrischer Darstellung einen Schnitt durch den Verteiler- und Druckentlastungskanal und

F i g. 7 einen Teilschnitt in zum Teil schaltungstechnischer Darstellung durch die Steuereinrichtung für die Not- und Feststellbremse, das hydraulische. Steuerorgan und die Scheibenbremse.

In Fig. 1 ist die Wechselbeziehung zwischen einem elektrischen und einem pneumatischen Untersystem veranschaulicht. Darüber hinaus zeigt die Darstellung die Wechselbeziehungen zwischen den drei unabhängigen Bremsbetätigungssystemen und den beiden unabhängigen aufgeschalteten Regelsystemen, die in die Bremsanlage steuernd eingreifen. Die drei unabhängigen Bremsenbetätigungssysteme sind ein Widerstandbremsungssystem, ein pneumatisch gesteuertes Reibungsbremsensystem und ein unabhängiges Not- und Feststellbremsensystem. Die unabhängigen aufgeschalteten Systeme enthalten die Steuereinrichtung zum Berücksichtigen der augenblicklichen Fahrzeugbelastung und die Einrichtung zurr: Erfassen eines Rutschens des Rades und zum Erzeugen eines daraufhin erfolgenden Bremsenlösens auf.

Die Bremsanlage ist für Eisenbahnwagen für den

Massengut- oder Schnelltransport vorgesehen, wobei in der Regel nur eine begrenzte Anzahl von Wagen eingesetzt ist. Insoweit besteht ein Unterschied zu üblichen Bremsanlagen, die für eine Verwendung bei Güter- oder Personenzügen mit 150 bis 200 Wagen

to vorgesehen sind. Bei diesen leichten Schienenfahrzeugen sind Fahrmotore und dynamische Bremsen 28 für wenigstens zwei endseitige Fahrgestelle des Fahrzeuges vorgesehen. Jede der dynamischen Bremsen 28 erzeugt ein Rückführsignal zu einer Befehlssteue - rung 29 für die Bremsung, die unmittelbar auf Strom änderungen in der Steuerleitung 11 anspricht. Die konstruktive Ausführung der Befehlssteuerung und der Widerstandsbremse kann unterschiedlich sein, wobei die schaltungstechnische Darstellung gemäß Fig. 1 für eine Vielzahl von Ausbildungsformen gilt. Die vollständige Widerstandsbremse weist in nicht näher dargestellter Weise weiterhin einen Führerschalter auf, der in der Regel am Steuerstand des Zuges angeordnet ist und es dem Zugführer ermöglicht, die Antriebssteuerkreise der Fahrmotore zwischen einer Antriebsschaltung und einer Bremsschaltung umzuschalten.

Die Bremsanlage enthält auch ein pneumatisch betätigtes Reibungsbremssystem mit Reibungsbremsen

μ 32 und 33 für das vordere Fahrgestell, 34 und 35 für das mittlere Fahrgestell und 36 und 37 für das hintere Fahrgestell. Die Bremsanlage enthält ein pneumatisches Steuersystem und Pneumatik-Hydraulik-Umwandler 38,39 und 40 zur Umwandlung der hydrauli-

r, sehen Betätigungs- oder Steuersignale in Hydraulikdruck auf. Diese Umwandler verstärken die pneumatischen Steuersignale und erleichtern den Einsatz der Reibungsbremsen 32 bis 37. Der hydraulische Abschnitt des Bremssystems weist auch Nachstelleinrich- tungen 41, 42 und 43 zum Erhöhen der in einem

. schnell ansprechenden Bremssystem erforderlichen Präzision auf.

Jeder der pneumatisch gesteuerten Antriebe der Reibungsbremse spricht auf Änderungen im Steuer-

4'. druck an. Jeder der Umwandler 38 bis 40 weist einen druckgesteuerten Druckmittelantrieb und einen Hydraulikantrieb auf. Der Druckmittelantrieb spricht auf positive Änderungen im Druckmitteldruck an und betätigt den Hydraulikantrieb. Der Druckmitteldruck für die pneumatisch gesteuerten Reibungsbremsen wird durch zwei Systeme unabhängig eingestellt. Der zunächst zugeführte Luftdruck wird durch eine Steuereinheit 45 abgeändert und eingestellt, die einen Ausgangsbremsdruck erzeugt, der einer Verminde rung des elektrischen Eingangsstromes unterhalb ei ner vorgegebenen Höhe proportional ist. Dieser Signalstrom wird von der Befehlssteuerung 29 für die Bremse erzeugt und durch einen Bremsbefehl des Zugführers vermindert sowie durch einen Bremsbe fehl des Zugführers zum Bremsenlösen oder im Falle einer motorgetriebenen und damit widerstandsgebremsten Achse durch Erhöhen des Rückführstromes der Widerstandsbremsung erhöht. In der Bremsanlage wird d^;e Widerstandsbremse als Hauptbremse für die angetriebenen Achsen eingesetzt und die Reibungsbremse nur dann druckbeaufschlagt, wenn die Widerstandsbremse die erforderliche Bremskraft nicht aufbringt, und auch dann nur in dem Umfang, der zum

Erzeugender noch fehlenden Bremskraft erforderlich ist. Die Steuereinheit 45 ist ein elektro-pneumatischer Druckumwandler, der auf Steuersignale aus der Befehlssteuerung 29 der Bremse anspricht und einen Ausgrtpgsdruck erzeugt, der ein dosierendes Bypass-Ventil einstellt. Mit der Steuereinheit 45 wird eine Bremsanlage geschaffen, die die Bremskraft der Reibungsbremse während des Bremsens derart erhöhen oder absenken kann, daß sich exakt die Gesamtbremskraft ergibt, die vom Zugführer über die Steuerleitung 11 eingegeben wird, unabhängig von Unregelmäßigkeiten oder Schwankungen der dynamischen Bremskraft infolge wechselnder Fahrgeschwindigkeit oder Störungen.

Der erzielbare maximale Druck des Druckmittels wird ebenfalls unabhängig durch lastungsabhängige Steuereinrichtungen 53a, 53b und 53c erzeugt. Die Arbeitsweise des Steuerkreises zum Erfassen der Beladung des Fahrzeuges wird weiter unten im einzelnen erläutert.

Die Steuereinheit 45 steuert den an den angetriebenen endseitigen Fahrgestellen des Fahrzeuges zur Verfugung stehenden Druckmitteldruck, während eine Steuereinheit 46 den Druckmitteldruck für das Betätigen der Bremsen 34 und 35 am nichtangetriebenen, mittleren Fahrgestell einstellt. Diese Bremse wird unabhängig von der Widerstandsbremsung an den endseitigen Fahrgestellen angelegt. Dabei erbringt das mittlere Fahrgestell 20% der Bremsleistung, während die endseitigen Fahrgestelle jeweils 40% der Bremsleistung erbringen.

Die Druckluft für das pneumatische Steuersystem wird mittels eines Kompressors 47 erzeugt, der in einen Drucklufthauptbehälter 48 und einen Reserveluftbehälter 49 fördert. Der Reserveluftbehälter 49 ist gegen Druckverluste infolge eines Leitungsbruches oder einer Störung.des Kompressors 47 durch ein Rückschlagventil 50 gesichert. Die Speicherleistung des Ressrvebehälters 49 ist außerdem so groß, daß 15 Vollbremsungen und Bremsenlösungen durchgeführt werden können, wenn der Kompressor 47 ausfällt. Der Reservebehälter 49 dient zum Einspeisen von Druckluft in das pneumatische Steuersystem, welches seinerseits das Reibungssystem beaufschlagt. Der Drucklufthauptbehälter 48 fördert außerdem Druckluft zu Luftfedern Sie, 51 b und 51c, die zwischen den Fahrgestellen und dem Wagenaufbau angeordnet sind. Das Rückschlagventil 50 trennt das pneumatische Steuersystem von der Federung, um einen Verlust an Steuerdruck im Falle des Bruches einer der Luftfedern oder einer Störung in einem der Bauteile des Belastungsausgleichssystems zu vermeiden.

Im Normalbetrieb stellen die belastungsabhängigen Steuerorgane 53 a, 53 b und 53 c den Maximaldruck ein, der den Pneumatik-Hydraulik-Umwandlern 38 bis 40 zugeführt wird. Dies ist erforderlich, da während einer Vollbremsung eine vorbestimmte Bremskraft auf die Räder des Fahrzeuges mittels des Reibungsbremssystems aufgebracht werden muß, um das Fahrzeug so schnell und so sicher als möglich zum Stillstand zu bringen. Dabei ist jedoch wichtig, daß die Bremskraft einen bestimmten Maximalwert nicht überschreitet, da dies zum Gleiten der Räder auf den Schienen mit den bekannten Folgen führen würde. Da die für eine Vollbremsung erforderliche Bremskraft dem Gesamtgewicht des Wagens unter Einschluß seiner Ladung proportional ist, ist es erforderlich, eine Einrichtung zum Messen der Last und zur Einstellung des Druckes in den Bremszylindern während einer Vollbremsung vorzusehen. Würde eine solche Vorsorge nicht getroffen, so würde die für einen voll beladenen Wagen erforderliche Bremskraft für eine VoIl-

'■ bremsung zum Gleiten der Rädereines leeren Wagens führen, oder es wäre umgekehrt die für die Vollbremsung eines leeren Wagens erforderliche Bremskraft nicht ausreichend, um einen vollbeladenen Wagen schnell und sicher abzubremsen.

κι Der Wagenaufbau ist normalerweise mittels der Luftfedern, die verschiedene, teilweise hier nicht zu erläuternde Aufgaben haben, von den Fahrgestellen getrennt. Der in den Luftfedern 51a, 516 und 51c entsprechend der Belastung eingestellte, grundsätz-3 lieh jedoch variable Luftdruck kann zu einer proportionalen Anzeige der Belastung des Fahrzeuges herangezogen werden. Dieser variable Druck dient als Führungsgröße für die belastungsabhängigen Steuerorgane 53a, 53fc und 53c, die den in die Pneumatik-

-'« Hydraulik-Umwandler 38 bis 40 eingespeisten Druck entsprechend ändern und einstellen.

Die Bremsanlage weist weiterhin hydraulische Betätigungsorgane für die Reibungsbremsen mit einem ersten und einem zweiten Hydraulikantrieb auf, die tandemartig hintereinander liegen. Der erste Hydraulikantrieb spricht zum Betätigender Scheibenbremsen auf positive Änderungen im Hydraulikdruck an, während der zweite Hydraulikantrieb zur Freigabe eines Federspeicher-Bremszylinders auf Druckentlastungen der Hydraulikflüssigkeit anspricht.

Der erste Hydraulikantrieb wird durch die weiter oben beschriebene Steuereinrichtung betätigt. Die elektrischen oder elektronischen Steuersignale werden in pneumatische Steuersignale umgesetzt, die ihrerseits die Pneumatik-Hydraulik-Umwandler 38 bis 40 steuern. Diese Umwandler erzeugen positive Änderungen des Druckes in der den ersten Hydraulikmotoren in den Bremszylindern 32 bis 37 zugeführter Hydraulikflüssigkeit. Dieses System arbeitet proportional und führt zu einer abgestuften Bremsbetätigung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, der Belastung und der Bremsleistung der Widerstandsbremsung.

Wie weiter unten noch näher erläutert wird, weis) die Zusatzeinrichtung für die Steuerung der Not- und Feststellbremse ein völlig getrenntes Untersystem auf. das unabhängig von dem Steuersystem für die Betriebsbremse arbeitet. Sowohl das Zusatz-Notbremssystem als auch das Feststellbremssystem Verwender den Federspeicher und den zweiten Hydraulikantrieb Jedes dieser beiden Systeme wird durch Aberregung des Notmagnetventils in Betrieb gesetzt, welches be fehlendem Bremsdruck im Betriebsbremszylinder der hydraulischen Druck in dem zweiten Hydraulikantrieb senkt. Diese Druck wird durch die genannter Notmagnetventile 3Ol bis 303 an jedem der Fahrgestelle gesenkt. Diese beispielsweise als Ventile ausge bildeten Steuerorgane sind normalerweise geschlossen und arbeiten leckfrei; sie stellen eine Verbindung zwischen dem zweiten Druckmittelantrieb und dei hydraulischen Bremsleitung oder Speiseleitung her Wenn in der Speiseleitung kein Druck ist, so wird bein Offnen der Notmagnetventile der zuvor eingeschlossene DnKk schnell durch die Umwandler 38 bis 41 abgebaut. Wenn dabei eine Betriebsbremsung statt findet, so wird der Druck ausgeglichen, um eine zi hohe resultierende Bremskraft und damit ein Rutschen der Fahrzeugräder zu vermeiden.

Ein Untersystem ist auch für die erneute Aufladung des zweiten Hydraulikantriebes während jeder Bremsenbetätigung vorgesehen Dadurch ist sichergestellt, daß iin zweiten Hydraulikantrieb ausreichender Druck herrscht und vermieden, daß infolge auftreten- "> der Leckströmungen ein unbeabsichtigtes Auslösen der Notbremse erfolgt.

Die Notmagnetventile 301 bis 303 werden durch ein elektrisches Signal gesteuert, welches entweder durch eine Notbrems-Steuereinheit 14 oder eine Fest- ι'> stellbrems-Steuereinhcit 10 auf eine Steuerleitung 304 gegeben wird. Darüber hinaus ist auch eine Rückstelleinrichtung zum Lösen der Bremsen bei Bedarf von Hand vorgesehen.

Die Bremsanlage ist weiterhin mit einem Uberwa- ι τ chungssystem für ein Gleiten der Räder ausgerüstet, welches als Schlupfdetektor eine logische Schaltung 27 aufweist, sowie Steuerorgane 59, 60 und 61 für eine Druckentlastung. Die logische Schaltung 27 erfaßt Geschwindigkeitsunterschiede zwischen den 2« Achsen der verschiedenen Fahrgestelle und erzeugt ein Signal zur Verminderung der Widerstandsbremsung oder der Reibungsbremsung. Ein ausfallsicherer Betrieb wird dadurch berücksichtigt, daß zur Leitungsverbindung zwischen der logischen Schaltung 27 und den Widerstandsbremsen 28 normalerweise aberregte Magnetschalter vorgesehen sind und daß die Steuereinrichtungen 59 bis 61 normalerweise, d. h. ohne Stromzufuhr, in Ruhestellung sind, in der keine Druckentlastung erfolgt. Die logische Steuerschaltung m weist weiterhin einen elektrischen Zeitgeber für die Steuerorgane 59, 60 und 61 auf, die verhindern, daß eine Druckentlastung nach dem Betätigen dieser Steuerorgane über einen vorbestimmten Zeitraum hinaus erfolgt. Wenn somit ein Gleiten auftritt, erhal- ι > ten die Steuerorgane 59,60 und 61 Strom und erzeugen einen Druckfall der Druckluft in dem Pneumatik-Hydraulik-Umwandler des gleitenden Rades. Der Umwandler des betroffenen Fahrgestelles oder der betroffenen Fahrgestelle wird so lange druckentlastet, als dies erforderlich ist, um das Gleiten zu beseitigen, jedoch nicht langer als die vorbestimmte Zeitspanne.

Die Detektoren für ein Gleiten des Rades erhalten an ihrem Eingang Signale von vier magnetischen Sonden. Die logische Schaltung 27 verstärkt, formt und vergleicht die schwachen Signalimpulse von diesen Sonden oder Sensoren. Dabei erzeugt das Überwachungssystem eine Anzeige für ein Gleiten, wenn irgendeine Achse gegenüber einer anderen Achse mit unterschiedlicher Geschwindigkeit dreht und der Unterschied nicht nur geringfügig ist; darüber hinaus sind jedoch auch Maßnahmen getroffen, Situationen zu erfassen, in denen sämtliche Räder gleichzeitig mit gleichen Geschwindigkeiten gleiten. Hierzu werden Änderungen der Winkelbeschleunigung erfaßt. Das System mißt die Beschleunigung an einer Achse und veranlaßt bei seiner Auslösung, daß der Detektor ein Druckentlastungs-Steuersignal zu einem einzigen Steuerorgan 59 bis 61 sendet. Dieses Betätigen eines Steuerorgans wird das Gleiten nur für ein einzelnes ω Fahrzeug korrigieren, jedoch wird der Gleichlauf zwischen den Rädern unterbrochen, sobald dieses eine Fahrgestell nicht mehr gleitet, so daß die anderen Detektoren ihre zugeordneten Steuerorgane für eine Druckentlastung betätigen.

Die Bremsanlage weist überdies ein Ausschaltorgan 63a für die Betriebsbremse auf, welches das Reibungsbremssystem völlig drucklos macht Das Aussdiultorgan wird beim Abschleppen und/oder beim Beendigen des Fahrauftrages im Falle einer Störung in einem der Bremssysteme betätigt. Ein solches mechanisches Ausschalten ist auch für jedes einzelne Fahrgestell mittels der Ausschaltorgane 63fc, 63c und 63d einzeln möglich.

Das Proportionalsteuersystem der Bremsanlage weist drei unabhängige Untersysteme auf. Das erste Untersystem besitzt ein Proportional-Steuerorgan, welches die Reibungsbremsung mit der Widerstandsbremsung für die endseitigen Fahrgestelle »mischt«. Das zweite System erzeugt eine ausschließlich durch Reibungsbremsung bewirkte Bremsleistung am mittleren Fahrgestell. Das dritte Proportionalsystem weist Luftfedern und belastungsabhängige Steuerorgane für jedes Fahrgestell des Fahrzeugs auf.

Im Betrieb führt eine Fernsteuereinheit 9 des Fahrzeuges der Befehlssteuerung 29 für das Bremsen ein variables Signal zwischen 0 und 10 Volt zu. Die Befehlssteuerung berücksichtigt eine Reihe von Faktoren, wie das gesamte Ladungsgewicht des Fahrzeuges, die Stoßlastbegrenzung für den Zug und die Größe des Rückführsignals der Widerstandsbremsung von der Widerstandsbremse 28. Diese Steuerung legt dann ein abgestuftes Signal an die Steuereinheit 45. Ein Verstärker 30 verstärkt das eingehende Steuersignal in den Bereich von 0 bis 20 Volt für eine Weiterverarbeitung durch die Steuereinheit, in die außerdem ein vorbestimmter Eingangsdruck aus Leitungen 16 und 16a in Höhe von etwa 6,9 bar eingesteuert wird. Die Steuereinheit erzeugt einen Ausgangsdruck, der in dem Maße ansteigt, wie die Spannung aus dem Verstärker 30 unterhalb einer vorbestimmten Höhe absinkt. Im Bremssystem ist die Mischerschaltung für die dynamische Bremsleistung und die Reibungsbremsleistung in der Befehlssteuerung 29 für die Bremsung und nicht in der Steuereinheit 45 vorgesehen. Die Steuereinheit 45 speist in eine Leitung 17 einen entsprechenden pneumatischen Ausgangsdruck ein, der sich gegenläufig mit der Widerstandsbremsung durch die Widerstandsbremse 28 ändert. Die Bremsen der endseitigen Fahrgestelle werden mit pneumatischem Steuerdruck über die Leitungen 17a und 17 b beaufschlagt.

Die Steuereinheit 46 für das mittlere Fahrgestell erhält ihren Eingangsdruck aus der Leitung 16b und beaufschlagt über eine Leitung 18 die Bremsen des mittleren Fahrgestells. Das mittlere Fahrgestell hat eine eigene Steuerzentrale 31, die ein ausschließlich zur der Reibungsbremsung dienendes Bremssignal über eine Leitung 20 der Steuereinheit 46 über einen Verstärker 30 b zuführt. Dieses Signal stammt aus der Befehlssteuerzentrale 29 und berücksichtigt die Gesamtbelasrungdes Fahrzeuges, sein Gewicht und seine Geschwindigkeit, jedoch nicht die Höhe des Rückführsignals der Widerstandsbremsung aus den Widerstandsbremsen an den vorderen und hinteren Fahrgestellen. Somit kann die Steuereinheit 46 dem Pneumatik-Hydraulik-Umwandler39 einen erheblich höheren pneumatischen Druck zuführen als die Steuereinheit 45 den Pneumatik-Hydraulik-Umwandlern 38 und 40.

Ein DruckregHorgan 8 und ein Relais-Steuerorgan 8 c werden vom Reserveluftbehälter 49 über die Leitung 16 und Zwischenleitungen 8a und 8b beaufschlagt. Das Regelorgan 8 mit Leitungsanschlüssen 6 und 7 erzeugt einen die gewünschte Druckhöhe im System anzeigenden Ausgangsdruck von beispiels-

weise 6,9 bar. Der Ausgangsdruck des Relais-Steuerorgans 8c¹ in der Leitung I6d wird durch einen Druckschalter 15 überwacht, der seinerseits mit einer Anzeigeeinrichtung in der Befehlssteuerung für die Bremse verbunden ist.

Das Relais-Steuerorgan 8c mit einem über die Leitung &b mit dem Druckregelorgan 8 verbundenen Einlaß 401 ist ein übliches pneumatisches Servoventil mit einer Membran 402, einem Doppelsitzventil 403 für eine Hauptleitung und einem weiteren Doppelsitzventil 404 für eine Steuerleitung. Wenn der Druck am Einlaß 401 eine Kammer 405 unter Druck setzt, so werden die Membran 402 und der an ihr anliegende Kolben 406 in der Darstellung gemäß Fig. 2 nach oben gedrückt und verschieben dabei die Hauptsteuerstange 407. Diese hebt das Hauptsteuerventi! 408 von seinem Sitz 409, so daß die Verbindung zwischen dem Einlaß 410 und dem Auslaß 411 der Hauptleitung hergestellt wird. Die aus dem Druckluftbehälter der Hauptleitung kommende Druckluft wird über die Leitung 16 dem Einlaß 410 und der Ringkammer 412 zugeführt. Wenn das Hauptsteuerventil 408 angehoben wird, gelangt Druckluft von der Ringkammer 412 durch den kreisförmigen Ventilsitz 409 zu einer Auslaßkammer 413 und zum Auslaß 411. Gleichzeitig beaufschlagt ein Teil dieser Druckluft über den inneren Kanal 414 die Membran auf der Seite der Kammer 415. Der sich aufbauende Gegendruck in der Kammer 415 führt zum Abschluß des vorher geöffneten Ventils in der bekannten selbstregelnden Weise.

Der Eingangsdruck an der Steuereinheit 45 wird somit nach dem Ausführungsbeispiel bei etwa 6,9 bar eingestellt. Die Steuereinheiten 45 und 46 sind im wesentlichen gleich aufgebaut.

Jede Steuereinheit 45 oder 46 der Bremsanlage weist vier Hauptbaugruppen auf. Die erste Baugruppe besteht aus einem elektrischen Torsionsantrieb 134. Der Torsionsantrieb 134 spricht auf Änderungen des elektrischen Signals in einer Steuerleitung 19 von der Befehlssteuerung aus an. Der Torsionsantrieb bringt ein proportionales Drehmoment auf eine Vergleichswelle 137 auf. Die zweite Baugruppe ist ein pneumatischer Torsionsantrieb 138, der auf die Vergleicherwelle 137 ein Widerstandsmoment aufbringt, das linear mit Erhöhungen des über eine Ausgangsleitung 139a dem Reibungsbremssystem aufgebrachten Druckes abnimmt. Die dritte Baugruppe bestellt aus einem Druckumwandler 140, der von der Vergleicheiwelle 137 aus angetrieben wird. Er dient zur Steuerung des Steuerdruckes in einem Paar von Kanälen 141 und 142. Die vierte Baugruppe weist eine Einsteuereinrichtung 143 auf, die zum Einstellen des Eingangsdruckes η us der Leitung 16a für das Reibungsbremssystem in Abhängigkeit von den Drücken in den Kanälen 141 und 142 dient.

Der elektrische Torsionsantrieb 134 ist von üblicher Bauart und weist einen als Permanentmagneten ausgebildeten Rotor auf, der in einem gewickelten Stator dreht. Die Drehrichtung des Antriebes hängt von der Durchflußrichtung des Stromes durch den Stator ab und die Speisekreise des Antriebes sind so geschaltet, daß er immer in der gleichen Richtung dreht. Das vom Antrieb abgegebene Drehmoment ist der Stärke des Stromes und dem Sinus des Magnetwinkels zwischen ungleichen Polen von Rotor und Stator direkt proportional.

Wenn der Druck in der Ausgangsleitung 139a Null ist, bringt der pneumatische Torsionsantrieb 138 auf

die Welle 137 durch Federantrieb ein maximales Drehmoment auf. Wenn umgekehrt eine volle Betriebsbremsung durchgeführt wird, so bringt der Torsionsmotor 138 ein minimales Drehmoment auf. Die auf die Welle 137 aufgebrachte Kraft bzw. das aufgebrachte Moment ändert sich gegenläufig mit dem Druck und ist eine negative Funktion des Ausgangsdruckes des Umwandlers.

Der pneumatische Umwandler 140 verwendet die resultierende Ausgangsleitung an der Welle 137 zum Ändern des Druckes, der der Einsteuereinrichtung 143 zum Einspeisen oder Entlüften zugeführt wird. Der pneumatische Umwandler erhält den Eingangsdruck aus einer an die I eitung 16a angeschlossenen Leitung 144. Er kann je nach dem über die Welle 137 aufgebrachten Drehmoment drei Steuerbedingungen erzeugen:

a) In der normalen oder ßetätigungs-Lage senkt der Umwandler den Druck in den Kanälen 141 und 142,

b) am extremen Ende der Winkeldrehung der Welle 137 wird Druck in die Kanäle 141 und 142 eingespeist, wobei sich der Umwandler in seiner Löselage befindet, und

c) in einer Zwischenlage zwischen <Jen Lilien gemäß a und b wird der Kanal 141 unter Druck gesetzt und der Kanal 142 entlüftet. Jede Winkeldrehung atib dieser Zwischenlage in Richtung auf die Wegbegrenzung erzeugt einen Druckaufbau im Kanal 142 und schaltet das Ablaßventil im Sinne einer Senkung des Ausgangsdruckes. Drehen in der entgegengesetzten Richtung, also in Richtung auf die Normallage, führt zu einem Entlüften beider Kanäle.

Das Hauptsteuerorgan für ein Einspeisen oder ein Entlüften weist zwei nach Art eines Tellerventils ausgebildete Ventile 145 und 146 auf, von denen das eine, nämlich das Ventil 145 das Einspeisen von Druckluft und die Verbindung von einer mit der Leitung 16a verbundenen Haupteinlaßleitung 62 zur Ausgangsleitung 139 steuert, während das andere Ventil 146 die Druckluftentlüftung und damit die Verbindung von der Haupteinlaßleitung 62 zum Auslaß 148 und in die Atmosphäre steuert. Die Speise- und Entlüftungsventile 145 bzw. 146 werden von Zylinderschiebern 150a und 150b gehalten, die in axial fluchtenden Bohrungen hin- und herbeweglich gelagert und so angeordnet sind, daß das eine Ventil bei seiner Bewegung in einer Richtung das andere Ventil berührt und dieses schließt. Die einander gegenüberliegenden Enden jedes zylindrischen Schieberkörpers haben für einen Druckausgleich gleiche Querschnittsflächen und sina durch Durchgangsbohrungen durch die Zylinderkörper miteinander verbunden. Dadurch werden beide Ventile von Änderungen in den Auslaßdrücken der Umwandler nicht beeinflußt. Das Speise- und das Ablaßventil 145 bzw. 146 sind in ihre Schließlage durch eine Druckfeder 149 belastet, die zwischen ihnen angeordnet ist. Jedes der Ventile 145 und 146 kann in seine jeweilige öffnung durch einen ersten und einen zweiten Antrieb verschoben werden, wobei der Antrieb für das Ventil 145 eine Druckfeder 150 und eine Membran 151 und derjenige für das Ventil 146 eine Druckfeder 152 und eine Membran 153 aufweist. Es ist darauf hinzuweisen, daß die einander entsprechenden Teile der beiden Führungsantriebe entgegengesetzt liegen, so daß das eine der Ventile (das Speiseventil 145) durch die Druckfeder der Membran

geöffnet wird. Durch diese Anordnung ergibt sich folgende Wirkungsweise:

a) Die Feder 150 öffnet das Speiseventil 145 und hält das Entlüftungsventil 146 geschlossen, wenn die Kanäle 141 und 142 und die entsprechenden Membrankammern 154 \mw. 155 entlüftet sind.

b) Die Membran 153 öffnet das Entlüftungsventil 146 und hält das Speiseventil 145 geschlossen, wenn beide Membrane bzw. Mcmbrankap.imern unter Druck stehen.

c) Die Druckfeder 149 schließt sowohl das Speise ventil als auch das Entlüftungsventil, wenn die Membrankammer 154 unter Druck steht und die Membrankammer 155 entlüftet ist.

Diese lirci Steuersteiiungcn des Steuerorgan^ 143 zum Finspeisen und zum Entlüften entsprechen unmittelbar den drei weiter über, erläuterten Lagen des pneumatischen Umwandlers 140.

Das Betätigen dei Widerstandsbremse und der Reibungsbiemse kann von der Bremsenbefehlssteuerung 29 aus erfolger; Beim Ausführungsbeispiel liefert die Steuereinheit 9 eine konstante Spannung von K)VoIt. Eine Verminderung der Spannung in der Steuereinheit 9 führt zu einer Bremsenauslösung. Das zwischen 0 und 10 Volt liegende Signal in der Leitung 11 wird mittels der Verstärker 3l> und 30b auf ein zwischen 0 und 20 Volt liegendes Signal verstärkt. Die Bremsenbetätigung erfolgt proportional der Verminderung der Spannung unter die Vergleichsspannung von 10 Volt. Wenn beispielsweise die Spannung im Steuerkreis Null beträgt, so würde dies zu einer Vollbremsung führen. Wenn andererseits nur eine Verminderung um 5 Volt vorliegt, so würde dies zu einer proportional schwächeren Bremsenbetätigung führen. In dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Reibungsbremsen für die endseitigen Fahrgestelle durch die Steuereinheit 45 gesteuert, welches die wirksame Bremskraft der Reibungsbremsen der Bremsleistung der Widerstandsbremse anpaßt. Die Steuerfolge geschieht dabei im wesentlichen additiv ausgehend von dem Steuersignal in der Leitung 11. Wenn somit die Steuerspannung auf Null vermindert wäre, die Widerstandsbremse jedoch eine Ausgangsspannung von 10 Volt zurückführt, so würde die Befehlssteuerung 29 die Reibungsbremse nicht auslösen. Wenn andererseits beim obigen Beispiel die zurückgeführte Ausgangsspannung der Widerstandsbremse nur 8 Volt beträgt, so würde die verbleibende Spannungsminderung von 2 Volt zum Auslösen der Reibungsbremsen mit einer Bremsleistung von etwa 20% führen. Diese zusätzliche Bremsleistung ergäbe dann wiederum eine gemischte Vollbremsung.

Die Steuerleitung 11 ist mit den anderen Wagen des Zuges verbunden, um ein gleichförmiges und gleichmäßiges Bremsen in jedem Wagen zu erreichen. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen. Eine einzige Steuerleitung kann sich durch den ganzen Zug hindurch erstrecken und das Betriebssteuersignal jedem der Bremssysteme jedes Wagens zuführen. Bei einem Zug mit acht Wagen wären dabei sechzehn Steuereinheiten vorhanden, die der Steuerleitung 11 Strom entziehen. Daher ist es zweckmäßig, Gleichstromverstärker 30 für jedes Steuerorgan einzusetzen, die wiederum die Betriebsspannung für die Torsionsantriebe 134 liefern.

Wenn das Bremssystem gemäß Fig. 2 in Betrieb ist und der Führerschalter auf Antrieb geschaltet ist, so liegen die Kreise der Steuerung für die Widerstandsbremse 28 in der Antriebsschaltung, und die Spannung aus der Befehlssteuerung 29 beträgt ein MTximum. Ebenso ist auch das Ausgangsdrehmoment üesTorsiopsanlriebes 134 maxima! und hall die Vergleichswelle 137 in einer Frcigabelage für Jen Umwandler 140. Sämtliche Bauteile des Torsionsantriebs 134 für das Einspeisen und das Entlüften nehmen dabei ihre in Fig. 2 dargestellten Lägen ein, und die Au^gangsleitung 139 wird über den Auslaß 148 in die Atmosphäre entlüftet.

Zum Bremsenbetätigen schiebt der Zugführer den Fiihrerschalter in die BremsMeihiiig, wodurch die Spannung in der Steuerleitung 11 vermindert wird und die Speisekreise des Fahrmotors bzw. der Widerstandsbremse 28 in eine Bremslage umgeschaltet werden, um eine Widerstandsbremsleistung zu erzeugen. Da die Fahrmotore nunmehr als Generatoren arbeiten, führen sie der Befehlssteuerung 29 eine Spannung zu. Wenn die Widerstandsbremse allein den Bremsbefehl ausführen kann, so ändert sich am Ausgangssignal der Befehlssteuerung 29 nichts und die Vergleichswelle 137 bleibt in der extremen Freigabelage. In diesem Falle bleibt auch der pneumatische Umwandler 140 in einer Freigabelage, in der die Kanäle

141 und 142 unter Druck stehen und die Ausgangsieitung 139 zum Bremszylinder entlüftet ist. Wenn andererseits die Widerstandsbremse keine ausreichende Bremsleistung erbringt, wie sie die Befehlssteuerung 29 fordert, so erfolgt eine Verminderung des i\usgangsdrehmomentes des Torsionsantriebes 134 und dieser wird mit Hilfe des pneumatischen Torsionsantriebs 138 die Vergleichswelle 137 in Richtung auf ihre Betätigungslage drehen. Dadurch entlüfter der pneumatische Umwandler 130 die Kanäle 141 und

142 und damit auch die Membrankammern 154 bzw. 155. Die Feder 150 öffnet daraufhin das Ventil 145 und schließt gleichzeitig das Ventil 146. Wenn das Ventil 145 von seinem Sitz 145a abhebt, stellt es eine Verbindung zwischen der Membrankammer 156 und einer Auslaßkammer 147 und damit zwischen der Haupteinlaßleitung 62 und der Ausgangsleitung 139 her. Da das Ventil 146 geschlossen worden ist, wird nunmehr der Reibungsbremseinrichtung Druckluft über die Ausgangsleitung 139 zugeführt. Wenn sich der Druck in den Leitungen 139 und 139a aufbaut, vermindert sich das Ausgangsdrehmoment des pneumatischen Torsionsantriebes 138 und damit das Gegendrehmoment an der Vergleichswelle 137. Wenn sich daher die Bremsleistung der Reibungsbremse derjenigen Höhe nähert, die zu einem Ausgleich des fehlenden Leistungsbedarfes der Widerstandsbremse erforderlich ist, beginnt der elektrische Torsionsantrieb 134 die Vergleichswelle 137 in Richtung auf eine mittlere Überlappungslage hin zu bewegen. Wenn die Summe der Leistungen der Reibungsbremse und der Widerstandsbremse der gewählten Bremsleistung entspricht, halten sich die auf die Welle 137 einwirkenden Drehmomente das Gleichgewicht, und der Druckumwandler 140 bleibt in seiner überlappenden Mittellage.

In dieser Überlappungslage steht der Kanal 141 unter Druck, und der Kanal 142 ist entlüftet. Wenn sich der pneumatische Umwandler in seine mittlere Überlappungslage bewegt, steigt der Druck in der Membrankammer 154 an und drückt die Membran 151 in der anderen Richtung die Feder 150 zusammen, so daß die Feder 149 das Ventil 145 schließen

kann.

Nachdem die Zuggeschwindigkeit auf einen geringen Wert gesenkt wo^rden ist, läßt die Bremsleistung der Widerstandsbremse allmählich nach. Dadurch wird die der Befehlssteuerung 29 zugeführte Spannung vermindert. Dadurch wird die Drehmomentbelaftung der Vergleichswelle 137 in der entgegengesetzten Richtung erneut unausgeglichen, und es wird der pneumatische Torsionsantrieb 138 den Druckumwandler 140 in seine Betätigungslage schieben. In dieser Lage werden die Membrankammern 154 und 155 durch die Kanäle 141 bzw. 142 entlüftet, so daß die Feder 150 das Ventil 145 öffnen und das Ventil 146 schließen kann.

Druckluft wird nunmehr über die Auslaßkammer 147 und die Einlaßkammer 156 in die Ausgangsleitung 139 eingespeist. Der in dieser Leitung ansteigende Druck führt zu einer Verminderung des Ausgangsdrehmomentes des pneumatischen Torsionsantriebes 138. Wenn die Bremsleistung der pneumatisch betätigten Reibungsbremse ausreichend angehoben worden ist, um den Leistungsfall der Widerstandsbremse bei niedriger Geschwindigkeit auszugleichen, führen die Torsionsantriebe 134 und 138 den pneumatischen Umwandler wieder in die mittlere Überlappungslage zurück.

Bei einer Spannungsminderung in der Steuerleitung 11 wird diese ohne eine Überlagerung durch die Widerstandsbremse der Steuerzentrale 31 für das mittlere Fahrgestell zugeführt und zum Verstärker 30 b sowie zur Steuereinheit 46 weitergeleitet. Während der Widerstandsbremsung sind die beiden endseitigen Fahrgestelle nur zu etwa 20 bis 30% des Reibungsbremsenwertes abbremsbar, während das mittlere Fahrgestell die Bremsleistung der Reibungsbremsen zu 100% aufbringt.

Die Belastungsregelung der Bremsanlage verwendet getrennte Luftfedern für jedes Fahrgestell und gesonderte Belastungsregelorgane zwischen den Steuereinheiten 45 und 46 und den Pneumatik-Hydraulik-Umwandlern 38 bis 40. Das Belastungsregelsystem als solches ist ein unabhängiges Regelsystem, welches den maximalen Druckmitteldruck einstellt, der den Umwandlern 38 bis 40 zugeführt werden kann.

Das Belastungsausregelsystem erhält eine Steuergröße von den Luftfedern SIa, SIb und 51c, die in Fig. 3 schematisch durch eine Luftfeder 51 veranschaulicht sind. Die durch Belastungserhöhung entstehende Drucklufterhöhung wird durch eine Speiseleitung 52 und einen Regler durchgeführt.

Die Luftfedern 51 sind über eine Leitung 72 an die Druckluftversorgungsanlage angeschlossen. Die Ausgangsgröße der Steuereinheiten 45 und 46 wird mittels der Leitungen 17 und 18 den belastungsabhängigen Steuereinrichtungen 53a, 53b und 53c zugeführt (Eintritt 77), von denen eine? in Fig. 3 dargestellt ist. Eine Leitung 75 ist ebenfalls an die drei bclastungsabhängigen Steuereinrichtungen (parallel) angeschlossen (Einlaß 76).

Eine Auslaßleitung 78 und eine Leitung 79 sind an das magnetisch betriebene Steuerorgan 59 angeschlossen. Dieses ist am Gehäuse des Umwandlers 38 vorgesehen. In bevorzugter Ausführungsform ist die belastungsabhängige Steuereinrichtung an der Außenseite des Pneumatik-Hydraulik-Umwandlers 38 befestigt.

Die Steuereinrichtung 53 ist in der »Leerstellung« dargestellt. In dieser Lage ist ein minimaler Druck im Eingangsbereich der Einrichtung 53 von der Luftfeder 51 her anstehend. Dieser minimale Luftdruck herrscht in einem Einlaßkanal 81 und einer sich anschließenden Kammer 82. Dieser Druck übt zusammen mit einer Feder 83 eine Kraft in Richtung des Pfeiles A auf die Oberseite eines Kolbens 84 auf. Diese Kraft wird durch eine auf dem Boden des Kolbens 84 nach oben gerichtete Gegenkraft aufgefangen, die von einer Feder 104 über einen Ventilkörper eines Speise- und eines Entlüftungsventils 92 bis 93, eine Halteplatte 86 und eine in einem durch eine Bohrung 107 entlüfteten Raum 106 liegende Feder 85 übertragen wird. Dieselbe Kraft wird auch von der Feder 85 auf die Halteplatte 86 ausgeübt. Da die entgegengesetzt gerichteten Kräfte der Feder 85 ausgeglichen sind, bleibt der Kolben an einer vorbestimmten Lage in einer Bohrung 87 in Ruhe.

Bei unbeladenem Fahrzeug ist der Druck in der Kammer 82 minimal, und der Kolben 84 liegt mit seinem Schulterabschnitt 88 unmittelbar an einer Schufter 89a eines oberen Deckels 89 an. Wenn der Druck bei vollbeladenem Fahrzeug in der Kammer 82 seinen Höchstwert erreicht, wird der Kolben 84 in Richtung des Pfeiles A ge.lrückt, was zu einer Auflage der Halteplatte 86 und der Steuermembran 90 an der Schulter 91a eines unteren Deckels 91 führt. Das Relaisteil dieser Steuereinrichtung weist ferner das Speiseventil 92, das Entlüftungsventil 93 und zugeordnete Ventilsitze 94 bzw. 95 mit Zentralbohrung 10 auf. Bei offenem Speiseventil 92 gelangt Druckluft aus dem Eintritt 77 in eine Kammer 97. Von der Kammer 97 tritt die Druckluft in das Relaisventil durch eine Queröffnung 98 und zwischen dem Speiseventil 92 und seinem Sitz 94 hindurch in eine koaxiale Bohrung 99 ein. Von der Bohrung 99 aus strömt die Luft in die Auslaßkammer 100 und tritt durch die Auslaßleitung 78 aus. Druckluft aus der Auslaßkaminer 100 strömt gleichzeitig durch einen inneren Kanal 101 in eine Steuerkammer 102 unmittelbar unterhalb der Membran 90.

Die Ventilkörper des Speiseventils 92 und des Entlüftungsventils 93 sind über einen Stift 103 miteinander verbunden. Der Ventilkörper des Entlüftungsventils wird fest gegen den Auslaßventilsitz 95 mittels der Feder 104 angedrückt. Gleichzeitig hat der Verbindungsstift 103 das Speise- oder Einlaßventil 92 vom Ventilsitz 94 angehoben und den Relaisabschnitt des Regelorgans geöffnet.

Wenn Druckluft aus der Steuereinheit 45 den Relaisteil der Steuereinrichtung 53 durchströmt, wird die Kammer 102 unter Druck gesetzt, bis dieser eine Höhe erreicht, durch die die Federn 83 und 85 zusammengedrückt und die Membran 90 und die Halteplatte 86 in der durch den Pfeil B angedeuteten Richtung nach oben bewegt werden. Dadurch wird das Entlüftungsventil 93 von der Feder 104 über das Speiseventil 92 und den Verbindungsstift 103 nach oben geschoben. Wenn der Druck in der Kammer 102 eine vorbestimmte Höhe erreicht hat, sitzt das Speiseventil 92 auf seinem Ventilsitz 94 auf und schließt die koaxiale Bohrung 99 ab.

Bei belastetem Fahrzeug jedoch steigt der Druck in der Luftfeder 51 an und damit in der Leitung 75, dem Einlaß 76, dem Einlaßkanas 81 und der Kammer 82. Dadurch wird der Kolben 84 unter der Wirkung des Druckes im Sinne der Feder 83 in Richtung des Pfeiles A nach unten bewegt. Die Feder 85 und die Halteplatte 86 werden nach unten mitgenommen. Die Halteplatte 86 hebt sodann das Speiseventil 92 von

seinem Sitz ab und gestattet eine weitere Druckzufuhr zum Relaisteil 52 der Steuereinrichtung 53 in die Steuerkammer 102. Bei dieser Bewegung gelangt die Halteplatte 86 ebenfalls in Anlage an die Schulter 91a des Deckels 91. Jeder weitere Anstieg des Druckes wird dann nur zu weiterem Zusammendrücken der Feder 85 führen. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß der in der Kammer 102 zur Bewegung der Membran 90 und der Halteplatte 86 nach oben in Richtung des Pfeiles B erforderliche Druck erheblich größer ist als im Falle eines leeren Wagens. Der Druck in der Kammer 102 muß so weit ansteigen, daß er eine Kraft erzeugt, die ausreicht, um die resultierende Kraft der Feder 85 und/oder der Feder 83 und des Druckes in der Kammer 82 zu übersteigen und so das Speiseventil 92 wieder zu schließen.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Federkonstanten der Federn 83 und 85 große Bedeutung haben. Wie weiter oben erläutert ist, ändert sich der Druck in der Luftfeder 51 gemäß einer ersten Abhängigkeit, die durch das Verhältnis der Belastung zum Gewicht des Fahrzeugauf baus allein gegeben ist und nicht zum Gewicht des gesamten Fahrzeuges. Der dem Umwandler 38 zugeführte Druck hingegen ändert sich gemäß einer zweiten und unterschiedlichen Abhängigkeit, die durch das Verhältnis der Belastung zum Gesamtgewicht des Fahrzeuges bestimmt ist. Demzufolge muß der Bremsdruck sich nicht so rasch ändern wie der Federdruck. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Wirkflächen des Kolbens 84 und der Membran 90 im wesentlichen gleich groß. Jedoch ist die Federkonstante der Feder 85 größer als diejenige der Feder 83, und zwar um einen solchen Betrag, der dazu führt, daß der volle Betriebsbremsdruck sich gemäß der zweiten Abhängigkeit ändert, obwohl der Federdruck sich entsprechend der ersten Abhängigkeit ändert.

Zu bemerken ist weiterhin, daß der Druck in der Luftfeder 51 bei jedem Halt um einen gewissen Betrag zunimmt und abnimmt, je nachdem, wieviel Fahrgäste das Fahrzeug betreten bzw. verlassen.

Wenn die Belastung des Fahrzeuges abnimmt, entlüftet ein nicht näher dargestellter Regler etwas die Luftfeder 51. Dadurch erfolgt eine entsprechende Druckminderung in der Leitung 75, dem Einlaß 76 und der Führungskammer 82 mit einer im obigen Sinn erläuterten Wirkung.

Die vorangehende Beschreibung bezieht sich unmittelbar nur auf die Beladungsregelung für die beiden enciseitigen Fahrgestelle des Fahrzeuges. Dieselbe Wechselbeziehung besteht jedoch zwischen dem mittleren Fahrgestell und der Steuereinheit 46. Diese Steuereinheit 46 erzeugt einen variablen Ausgangsdruck, der wiederum durch die belastungsabhängige Steuereinrichtung 53 b zusätzlich eingestellt wird, deren Arbeitsweise gleich derjenigen der Einrichtung 53a ist, die oben im einzelnen erläutert worden ist.

Der Pneumatik-Hydraulik-Umwandler 38 ist an die pneumatische Leitung 79 angeschlossen und weist das Steuerorgan 59, einen Hydraulikantrieb 220 und die hydraulische Nachstelleinrichtung 41 auf.

Der Pneumatikantrieb umfaßt eine Arbeitskammer 214, die vom Umwandlergehäuse 215 und einer flexiblen Membran 216 begrenzt ist. Die Membran 216 ist von einem hin- und herbeweglichen Kolben 217 mit einer Kolbenstange 218 unterstützt. Die flexible Membran 216 und der Arbeitskolben 217 werden bei einem Druckaufbau in der Arbeitskammer 214 entgegen der Kraft einer Feder 219 aus der gewählten Darstellung nach links bewegt und betätigen dadurch den Hydraulikantrieb 220. Das Gehäuse 215 enthält auch einen Hydraulik-Ölsumpf 215 a zum Speichern von Hydraulikflüssigkeit für den Hydraulikantrieb 220. Weiterhin begrenzt das Gehäuse 215 eine in einstükkiger Bauweise angesetzte Druckentlastungskammer 215 b und ein Paar von Druckentlastungskanälen 221 und 222 bzw. 221a und 222a.

Die Verbindung zwischen der Arbeitskammer 214 des druckmittelgesteuerten Pneumatikantriebes und der DruckentIcistungskammer 215£> ist normalerweise mittels des magnetisch betriebenen Steuerorgans 59 geschlossen, welches zwischen den Kanälen 221 und 222 angeordnet ist. Diese Verbindung und die Arbeitsweise des Steuerorgans 59 wird weiter unten im einzelnen erläutert.

Der Pneumatik-Hydraulik-Umwandler enthält weiterhin die Nachstelleinrichtung 41. Im Betrieb wird Druckluft durch die Leitung 79 der Arbeitskammer 214 zugeführt. Wenn der Druck in der Arbeitskammer 214 ansteigt, verschiebt er die Membran 216 und den Kolben 217 nach links, wie dies in Fig. 4 durch den Pfeil C veranschaulicht ist. Die auf die flexible Membran und den Kolben aufgebrachte Druckkraft wird durch die Kolbenstange 218 auf den Hydraulikkolben 226 des Hydraulikantriebes 220 übertragen. Der Hydraulikkolben 226 fördert seinerseits Hydraulikflüssigkeit unter Druck in die Nachstelleinrichtung 41. Der Ausgangsdruck der Nachstelleinrichtung 41 wird über eine Hydraulikleitung 160 den hydraulischen Betätigungsorganen an den Scheibenbremsen zugeleitet.

Wenn die Steuereinheit 45 ein Signal zum Entlasten der Reibungsbremse empfangen hat, wird die Leitung 17 ent! üf tet unci so der Druck in der Steuereinrichtung und der Leitung 79 gesenkt. Dies bewirkt eine Rückführung der Feder 219 und des Kolbens 217 in die gemäß Fig. 4 extreme rechte Endlage; der Hydraulikkolben 226 gelangt dadurch auch in die rechte Endlage.

Die Druckentlastungskammer 2156 ist im normalen Betrieb durch eine Entlüftungsöffnung 247 drucklos gehalten, die einen Drosselkanal zwischen der Kammer 215 b und der Umgebung herstellt.

Der Kanal 221 von der Druckentlastungskammer 2156 ist mit Hilfe des Steuerorgans 59 über einen zentralen Kanal 260 mit dem Kanal 222 verbindbar. Das Gehäuse 215 weist auch am Innenumfang des Kanals 260 Gewindegänge 261 auf, in die das Steuerorgan 59 eingreift (Fig. 5). Das Ablaßorgan 59 ist ein schnell ansprechendes, normalerweise geschlossenes, Zweiwege-Magnet-Absperrorgan hoher Durchsatzleistung; es weist einen in Achsrichtung hin- und herbeweglicheri zylindrischen Führungskörper 262 mit einem Paar von Ventiltellern 263 und 264 am Ende des Führungskörpers auf. Die Ventilteller 263 und 264 sind zwischen einer ersten Lage, in der ein Schließen an eimern Dichtsitz 265 erfolgt, und einer zweiten Lage hin- und herbeweglich, in der ein Schließen an einem Dichtsitz 266 erfolgt. Der Ventilteller 263 ist im normalen Betrieb mittels einer Feder 267 an den Dichtsitz 265 angedrückt.

Das Steuerorgan 59 wird geöffnet, wenn ein elektrisches Steuersignal einer elektromagnetischen Wicklung 270 zugeführt wird, die einen hin- und herbeweglichen Anker 271 umgibt. Bei Erregung der elektromagnetischen Wicklung 270 wird der Anker

271 in der Darstellung gemäß Fig. 5 nach rechts gedrückt; er nimmt dabei den Führungskörper 262 nach rechts mit und drückt die Feder 267 zusammen. Dabei hebt der Ventilteller 263 von seinem Dichtsitz 265 ab und öffnet die Verbindung zwischen der Arbeitskammer 214, dem Kanal 222, einem Ventileinlaß 272, einer ringförmigen Ventilsitzkammer 273, einem Axialkanal 275 und Ablaßkanälen 276. Die Ablaßkanäle 276 münden in den Kanal 221 im Gehäuse 215, der in die Druckentlastungskammer 21Sb führt. Gleichzeitig wird der Ventilteller 264 nach rechts gegen seinen ringförmigen Dichtsitz 266 bewegt, so daß die Verbindung zwischen dem Axialkanal 273 und der Leitung 79 getrennt wird. Die Luft in der Kammer 214 expandiert anfänglich sehr schnell in die Druckentlastungskammer 2156 hinein, so daß ein schnelles Senken des lokalen Bremsdruckes in Abhängigkeit von einem Gleiisignal erfolgt; die Luft tritt dann langsamer durch die öffnung 247 in die Umgebung aus, wodurch ein vollständiger Druckabbau in der Kammer 214 vermieden ist. Wenn der Elektromagnet 270 entregt wird, hebt die Rückstellfeder 267 den Ventillteller 254 von seinem Dichtsitz 266 ab und legt den Ventilteller 263 an den Dichtsitz 265 an, so daß die Verbindung zwischen der ringförmigen Dichtsitzkammer 273 und den Ablaßkanälen 276 geschlossen ist Hierdurch wird Luft aus der Leitung 79 eingelassen und die Arbeitskammer 214 des pneumatischen Antriebes abgeschlossen, um so jeglichen zusätzlichen Druckfall in der Arbeitskammer 214 zu vermeiden. Daher brauchen nur geringe Einstellungen des Drukkes in der Kammer 214 vorgenommen zu werden, urn einem Radgleiten infolge wechselnder Gleisbedingungen zu begegnen, während ein völliger Druckabbau in der Kammer 214 nicht erforderlich ist.

Der Hydraulikantrieb der Bremsanlage weist den Hydraulikkolben 226, einen Hydraulikzylinder 227 und einen Hydraulik-Arbeitsraum 228 auf. Hydraulikflüssigkeit ist im Speicher 215a enthalten. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist der Hydraulikzylinder 227 als gesondertes zylindrisches Bauteil ausgebildet, weiches in das Gehäuse 215 eingesetzt und über Befestigungsschrauben 230 gehalten ist. Hydraulikflüssigkeit tritt in den Arbeitsraum 228 durch eine erste Arbeitsöffnung 231 ein, die sicherstellt, daß der Arbeitsraum 228 zu jeder Zeit vollständig mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist. Eine zweite Arbeitungsöffnung 232 ist zur Verbindung mit einem zweiten Arbeitsraum 233 vorgesehen, der mit dem Kolben 226 für eine zusätzliche Hydraulikflüssigkeitszufuhr zum Arbeitsraum 229} zusammenarbeitet, wenn eine Nachstellung durch die Nachstelleinrichtung 41 durchgeführt worden ist. Dieser Flüssigkeitsübertritt während einer Nachstellung wird weiter unten näher erläutert.

Der Kolben 226 weist auch ein Rückschlagventil 235 auf. Das Rückschlagventil 235 dient zum Abschluß eines Kanals 236, der sich durch den Kolben 226 hindurch erstreckt. Das Rückschlagventil 23S schließt im normalen Betrieb die Verbindung zwischen der Arbeitskammer 228 und dem zweiten Raum 233 ab. Der Kanal 236 gestattet jedoch einen Übertritt von Hydraulikflüssigkeit vom Arbeitsraum 233 in den Arbeitsraum 228, wenn eine Nachstellung mittels der Nachstelleinrichtung 41 durchgeführt wird.

Die Nachstelleinrichtung 41 weist einen abgesetzten Zylinder 237 und einen hin- und herbeweglichen Kolben 238 mit unterschiedlichen Wirkflächen auf. Der Kolben 238 ist mit einem ersten Kolbenabschnitt 239 größeren Durchmessers und mit einem zweiten Kolbenabschnitt 240 kleineren Durchmessers versehen, die jeweils in entsprechende Abschnitte des abgestuften Zylinders 237 passen. Der Kolben 238 teilt den Zylinder 237 in ein Paar von Arbeitsräumen 241 und 242, wobei der erste Arbeitsraum 241 im Ende des Zylinders mit dem größeren Durchmesser liegt und in ständiger Verbindung mit dem Arbeitsraum 228 des hydraulischen Umwandle« 38 steht. Die beiden Arbeitsräume 241 und 242 sind normalerweise gegeneinander abgedichtet, jedoch kann unter bestimmten Bedingungen Hydraulikflüssigkeit zwischen den Arbeitsräumen durch eine Ventileinheit 243 im Kolben 238 strömen. Unter normalen Betriebsbedingungen ist die Ventileinheit 243 durch den Hydraulikdruck in der Kammer 241 und eine innere Druckfeder 244 des Ventils geschlossen. Die Ventileinheit kann jedoch durch einen entsprechenden Überdruck im Arbeitsraum 242 geöffnet werden. Dabei wirkt das Ventil als Rückschlagventil und gibt eine Strömung aus dem Raum 242 in den Raum 241 frei, wenn der Druck im Raum 242 denjenigen im Raum 241 um eine vorbestimmte Differenzdruckhöhe übersteigt. Das Ventil 243 kann außerdem mechanisch mittels einer Schubstange 245 geöffnet werden, die am Ende des Zylinders 237 befestigt ist. Die Schubstange öffnet das Ventil dabei kurz bevor der Kolben 238 seine in der Zeichnung linke Endbegrenzung erreicht, in einem Abstand von etwa 1,6 mm bevor der Kolben am Abschlußdeckel des Zylinders anschlägt. Der Hub des Kolbens 238 und das entsprechende Verdrängungsvolumen in der Kammer 242 bestimmen den Spalt zwischen den Bremsklötzen und den Bremsscheiben.

Wenn im Betrieb des Pneumatik-Hydraulik-Umwandlers die Bremsen gelöst sind, so nehmen der Hydraulikantrieb 220 und die Nachstelleinrichtung 41 ihre in Fig. 4 dargestellten Lagen ein. Bei Bremsbeginn wird der Kolben 217 in der weiter oben erläuterten Weise nach links verschoben. Wenn der Kolben 217, die Kolbenstange 218 und der Hydraulikkolben 226 nach links geschoben werden, wird die erste Arbeitsöffnung 231 geschlossen und die Arbeitskammer 228 unter Druck gesetzt. Dabei wird auch die Hydraulikflüssigkeit in der Kammer 241 unter Druck gesetzt, der den Kolben 238 in der Zeichnung nach links verschiebt, wobei Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 242 verdrängt und über die Leitung 160 den hydraulischen Bremsenbetätigungsorganen oder Bremszylindern zugeführt wird. Wenn der Arbeitsspalt der Bremsklötze geringer als vorgesehen ist und geringer, als er mittels der Nachstelleinrichtung 41 aufrechterhalten werden soll, werden die Bremsklötze (vgl. Fig. 7) in Anlage an ihre zugeordneten Bremsscheiben gebracht, bevor der Kolben 238 seine linke Endlage erreicht hat. In dieser Lage wird der Druck im Arbeitsraum 242 als Folge der unterschiedlichen Wirkungsflächen der Kolbenabschnitte 239 und 240 über denjenigen im Raum 241 ansteigen. Wenn der Druckunterschied den an der Ventileinheit 243 eingestellten Differenzdruck-Schwellenwert erreicht, öffnet das Ventil und gestattet ein Strömen von Hydraulikflüssigkeit aus der Kammer 242 in die Kammer 241. Als Folge hiervon wird der Kolben 238 den gesamten restlichen Weg bis in seine linke Endlage verschoben, in der er unmittelbar am Abschlußdeckel des Zylinders 237 anschlägt.

Unmittelbar bevor der Kolben 238 am Abschlußdeckel anschlägt, öffnet die Schubstange 245 das Ven-

til 243, so daß der Hydraulikantrieb 226 in unmittelbarer Verbindung mit den Bremszylindern der •Zcheibenbremsen steht. Der sich in den verschiedenen Arbeitsräumen 228,241 und 242 und in den hydraulischen Betätigungsorganen aufbauende Druck ist dem pneumatischen Steuerdruck proport;unal, der bei Bremsen-Einleiten durch die Steuer- und Regeleinrichtungen aufgebaut wurde und dem Pneumatikantrieb und dem Arbeitsraum 214 zugeführt wurde.

Wenn die Betriebsbremse gelöst wird, wird der Ausgangsdruck der Steuer- und Regeleinrichtungen abgelassen; die Feder 219 holt den Kolben 217 zurück, wodurch auch der Hydraulikkolben 226 zurückgezogen wird und den Kydraulikdruck in den Arbeitsräumen 228,241 und 242 senkt. Somit wird der dann in der Arbeitskammer 242 vorliegende Druck den Kolben 238 nach rechts schieben und dabei ein Schließen des Ventils 243 bewirken. Wenn der Hydraulikkolben 226 zurückfährt und Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 228 abzieht, wird auch der Kolben 238 der Nachstelleinrichtung wieder in seine Anfangslage zurückverschoben, wobei ein Flüssigkeitsübertritt aus dem Arbeitsraum 241 in den Arbeitsraum 228 erfolgt.

Wenn jedoch nach entsprechendem Verschleiß der Bremsklötze der Arbeitsspalt an den Bremsschuhen bei Bremsbeginn größer als erwünscht ist, arbeitet die Nachstelleinrichtung wie folgt: Der Kolben 238 der Nachstelleinrichtung wird seine linke Endlage erreichen und an den Abschlußdeckel des Zylinders 237 anschlagen, bevor die hydraulischen Betätigungsorgane die Bremsklötze in Berührung mit der Bremsscheibe gebracht haben. In dieser Lage hebt die Schubstange 245 den Dichtkörper des Ventils 243 vom Dichtsitz ab, so daß zusätzliche Hydraulikflüssigkeit durch die Ventileinheit 243 hindurch den hydraulischen Betätigungsorganen zugeführt werden kann, die erforderlich ist, um den verbleibenden Spalt an den Bremsklötzen zu schließen und die gewünschte Bremskraftgröße aufzubringen. Da beim Bremsbetätigen der Kolben 238 über seinen ganzen Hub in die Berührungslage mit dem Abschluß deckel des Zylinders 237 gefahren ist, entzieht der Kolben 238 beim nachfolgenden Lösen der Betriebsbremse den hydraulischen Betätigungsorganen genau die erwünschte Menge an Hydraulikflüssigkeit. Wie bereits weiter oben erwähnt ist, sind das Volumen des Raumes 242 und der Hub des Kolbens 238 so bemessen, daß eine solche Flüssigkeitsmenge entzogen wird, die den erwünschten richtigen Arbeitsspalt zwischen den Bremsklötzen und der Bremsscheibe ergibt.

Bei jeder der vorangehend beschriebenen Nachstellungen muß die in den Arbeitsraum 228 und den Speicher 215a zurückgeführte Hydraulikflüsvlgkeitsmenge geändert werden. Wenn der Spalt an den Bremsklötzen anfangs zu groß war, so ist zwangsläufig die aus der Kammer 228 beim Bremsenbetätigen verdrängte ölmenge größer als die beim nachfolgenden Lösen der Bremsen wieder zurückgeführte Menge. Daher kehrt der Kolben 238 der Nachstelleinrichtung 41 beim Lösen der Bremsen in seine Anfangslage zurück und schlägt am Anschlag 246 an, bevor der Hydraulikkolben seine innere Endlage oder seinen inneren Totpunkt erreicht hat. Bei einer solchen Arbeitslage tritt Hydrauliköl aus dem zweiten Arbeitsraum 233 durch den geneigten Kanal 236 und das Rückschlagventil 235 in den Arbeitsraum 228 über. Wenn die Saugwirkung des Druckverstärkers zu Beginn des Rückzuges des Kolbens 226 zum Verstärken der Rückzugs- oder Lösekräfte an den hydraulischen Bremsen herangezogen werden soll, kann das Maß dieser unterstützenden Saugwirkung durch Ver-

. mindern oder Vergrößern des Durchmessers bzw. Strömungsquerschnittes des Kanals 236 und durch entsprechendes Auslegen des Rückschlagventils 235 erhöht oder vermindert werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind

■ Scheibenbremsen und hydraulische Bremszylinder vorgesehen. Obwohl auch pneumatische Bremszylinder oder Betätigungsorgane und ein übliches Bremssystem verwendet werden könnten, ermöglicht die Verwendung von hydraulischen Betätigungsorganen

. und Scheibenbremsen eine präzise Steuerung, die für ein schnell ansprechendes Bremssystem erforderlich ist. Weiterhin ergibt sich dadurch eine wesentliche Verminderung des für die Montage der Bremszylinder erforderlichen Bauraumes.

Jedes Rad ist in der durch Bremsscheiben 314 und 315 dargesteflten Weise mit einer Segmentbremsscheibe versehen. Die Bremsglieder sind am Fahrgestell gelagert und durch jeweils ein Paar von Hebelarmen 382 und 383 für jedes Bremsglied gebildet. Jeder

•. Hebelarm trägt als Reibplatten ausgebildete Bremsbacken 324 und 325, die gegen die Bremsscheibe 314 bzw. 315 anliegen. Die in Fig. 7 dargestellte Reibungsbremse wird durch einen ersten Hydraulikantrieb 321 betätigt. Der Arbeitsraum des Hydraulikan-

... triebes 321 übt einen Hydraulikdruck auf den Kolben 322 und einen entsprechenden Gegendruck auf die Rückwand 351 und das Gehäuse 320 aus. f>iese entgegengesetzt gerichteten Kräfte werden den Hebelarmen 382 und 383 als Kippmoment um die Schwenk-

;, achsen 353 bzw. 354 herum aufgegeben. Die entgegengesetzt gerichteten Kräfte an jeder Seite des Arbeitsraumes des Hydraulikantriebes 321 werden so über die Schwerpunkte 353 und 354 in wirksame Bremskraft an den Bremsklötzen 324 und 325 nmgc-

n, setzt.

Der Bremszylinder weist auch einen zweiten Hydraulikantrieb 327 und einen Federspeicherzylinder 328 auf. Unter normalen Betriebsbedingungen wird der Federspeicherzylinder 328 durch die Hydraulikflüssigkeit im Arbeitsraum des Hydraulikantriebes 327 in gespanntem Zustand außer Betrieb gehalten. Beim Sinken des Hydraulikdruckes können die Tellerfedern des Federspeicherzylinders 328 ihre Arbeitsspannung auf einem Kolben 326 aufbringen; die

,Ii Scheibenbremse wird dadurch betätigt.

Da Tellerfedern nur über einen kurzen Arbeitsweg große Kräfte ausüben, muß sichergestellt werden, daß die Bremsbacken 324 und 325 stets eng an den Bremsscheiben 314 und 315 anliegen. Bei der Ausle-

·,-, gung einer derartigen Bremse ist ein Arbeitsspalt in der Größenordnung von 0,25 bis 0,4 mm zweckmäßig. Daher ist eine mechanische Nachstelleinrichtung erforderlich, die sicherstellt, daß der von den Tellerfedern aufgebrachte Druck stets bei geringem Arbeits-

„ii spalt auf die Bremsbacken übertragen wird.

Bestandteil einer mechanischen Nachstelleinrichtung ist eine frei drehbare Schraube 359 mit einem nicht selbsthemmenden Gewinde, die dreh- sowie hin- und tierbeweglich in einem Lager 360 gehalten ist.

,,-, Die Schraube 359 ist in eine Mutter 361 eingeschraubt, welche fest im Kolben 322 gelagert ist. Die Schraube 359 kann in ihrer Achsrichtung über eine Strecke von etwa 5 mm bewegt werden, wobei dieser

Bewegungsweg durch einen Sprengring 362 und einen Anschlag 363 begrenzt ist. Eine Feder 364 drückt die Schraube 359 unter normalen Betriebsbedingungen in ihre in der gewählten Darstellung linke Lage, in der der Sprengring 362 gegen das Lager 360 anliegt. Die Schraube 359 ist weiterhin mit einem konischen Druckkopf 365 versehen, der mit einer entsprechenden Gegenfläche 366 am Innenumfang des Kolbens 326 zusammenarbeitet.

Im normalen Betrieb ist der Arbeitsraum des Hy draulikantriebes 327 unter Druck und der Kolben 326 bei der gewählten Darstellung nach links gedruckt; in dieser Lage übt er eine konstante Druckkraft auf die Tellerfedern des Federspeicherzylinders 328 aus. Wenn der Hydraulikantrieb 321 betätigt wird, wird der Kolben 322 in der Darstellung gemäß Fig. 7 nach rechts bewegt, wobei diese Bewegung zum Drehen der Schraube 359 mittels der Mutter 361 führt. Die Feder 364 weist eine solche Federkraft auf, daß die Schraube 359 einen Abstand von einigen Hundertsteln bis Zehnteln Millimetern von der linken Anschlaglage hat, wobei der Sprengring 362 unmittelbar neben dem Lager 360 liegt; in dieser Lage ist unter der Wirkung der auftretenden Kräfte ein Drehen möglich. Bei einer Betriebsbremsung und nach Anliegen der Bremsklötze 324 und 325 an die Bremsscheiben 314 bzw. 315 ist der konische Kopf 365 der Schraube 359 in einem Abstand von einigen Hundertsteln bis Zehnteln Millimetern von der Gegenfläche 366 gehalten. Ein Entlasten des Drucks im Hydraulikantrieb 321 führt zu einem Bremsenlösen in eingestellter Größenordnung.

Wenn die Hydraulikflüssigkeit im zweiten Hydraulikantrieb 327 entlastet wird, verschiebt der Federspeicherzylinder 328 den Kolben 326 nach rechts und bringt ihn in Berührung mit dem konischen Druckkopf 365; die Schraube 359 ist dann gegen eine weitere Drehbewegung gesichert. Von diesem Augenblick an wird die gesamte Kraft des Federspeicherzylinders 328 durch den Kolben 326, die Schraube 359, die Mutter 361 und den Kolben 322 auf die Hebelarme 382 und 383 und die Bremsbacken 324 bzw. 325 übertragen.

Wenn die Notbremse oder die Feststellbremse angezogen ist, muß zu ihrem Lösen die Betriebsbremse betätigt werden. Bei einer Betriebsbremsung wird der zweite Hydraulikantrieb 327 zum Verschieben des Kolbens 326 gemäß Fig. 7 nach links gegen den Federantrieb 325 unter Druck gesetzt. Eine mechanische Rückstelleinrichtung für den Federantrieb 325 weist im Kolben 326 ein Innengewinde 310 auf, das in eine Rückstellschraube 311 mit einem Außengewinde 312 eingreift. Die Rückstellschraube 311 ist drehbar in einem Deckel 313 gelagert und mittels einer Druckscheibe 300 in Axialbewegungen bei der Rückstellung gehindert. Die Rückstellschraube 311 ist mittels eines Steckschlüssels drehbar, der in einen genormten Innenkantkopf 305 einsetzbar ist. Dieser Innenkantkopf

305 ist mittels eines Querstiftes wie eines Kerbstiftes

306 an der Rückstellschraube 31 befestigt. Um den Kolben 326 zurückzuziehen und den Federspeicherzylinder 328 zusammenzudrücken, wird der Steckschlüssel in den Innenkantkopf 305 eingeführt und im Beispielsfalle im Uhrzeigersinn gedreht. Die Gewinde 310 und 312 ziehen dann den Kolben 326 in der Darstellung gemäß Fig. 7 nach links zurück und drücken dabei den Federspeicherzylinder 328 zusammen.

Die Rückstelleinrichtung weist einen zweiten Federantrieb 367 auf, der an seinen Enden durch StifK. 308 und 309 mit der Rückstellschraube 311 und dem Deckel 313 verbunden ist. Wenn die Rückstellschraube und der Innenkantkopf im Uhrzeigersinn gedreht werden, wird der Federantrieb 367 gespannt und bringt ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn auf die Rückstellschraube 311 auf. Dabei ist jedoch die Krafteinwirkung vom Federspeicherzylinder 328 so groß, daß eine erhebliche Reibung zwischen den Gewinden 310 und 312. und an der Druckscheibe 300 erzeugt wird Obwohl also der Federantrieb 367 die Rückstellschraube 311 wieder zurückzudrehen sucht, kann die Rückstellschraube 311 nicht zurückdrehen, da hierzu die vom Federspeicherzylinder 328 insbesondere in den Gewindegängen des Gewindes 312 erzeugten Reibungskräfte zu groß sind. Die Schraube 311 und der Kolben 326 sind auch mit Anschlägen 371 bzw. 372 versehen, die eine formschlüssige Begrenzung gegen einen weiteren Rückzug des Kolbens 326 durch die Schraube 311 bilden. Damit wird ein übermäßiges Zusammendrücken der Tellerfedern des Federspeicherzylinders 328 und ein damit einhergehendes Klemmen der Gewinde 310 und 312 vermieden.

Die Rückstelleinrichtung wird dadurch wieder außer Betrieb gesetzt, daß der zweite Hydraulikantrieb 327 unter Druck gesetzt wird. Wenn eine Betriebsbremsung durchgeführt wird, oder wenn die Betriebsbremsen mehrfach betätigt werden, wird der zweite Hydraulikantrieb 327 in der weiter unten erläuterten Weise unter Druck gesetzt. Wenn der Druck im Arbeitsraum des zweiten Hydraulikantriebes 327 die Federkraft des Federspeicherzylinders 328 erreicht hat, wird die Reibung in den Gewinden 310 und 312 überwunden; der zweite Federantrieb 327 kann dann die Rückstellschraube 311 im Gegenuhrzeigersinn drehen und in ihre ursprüngliche Lage zurückbringen. Im Bedarfsfalle kann die Rückstelleinrichtung jedoch auch von Hand wieder gelöst werden, wozu der Innenkantkopf 305 mittels eines Steckschlüssels im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, um die Rückstellschraube 311 wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückzubringen.

Das Steuersystem ist mit einem Hauptdruckschalter 15 versehen, der Störungen im pneumatischen Steuersystem an der Befehlssteuerung 29 für die Bremsen anzeigt. Zusätzlich ist jedes der Fahrgestelle mit einem Druckschalter 501, 502 und 503 versehen, die ebenfalls mit Anzeigeeinrichtungen in der Befehlssteuerung 29 für die Bremsen verbunden sind. Wenn eine Störung angezeigt wird, so kann der Fahrzeugführer wählen, ob eine übliche Betriebsbremsung durchgeführt oder ob das Notbremssystem in Betrieb gesetzt werden soll. Darüber hinaus machen die Druckschalter und Anzeigevorrichtungen den Fahrzeugführer aul nicht gelöste Bremsen aufmerksam.

Der Ausgang der Umwandler 38,39 und 40 ist über Leitungen mit einer Mehrzahl von Verteilerblöcken 504 bis 506 verbunden, welche die Hydraulikflüssigkeit ihren zugeordneten Bremszyiindern zuführen. Jeder der Verteilerblöcke 504 bis 506 ist mit einem Zwillingsblock 504a bis 506a versehen, der die Hydraulikflüssigkeit unter Druck den Bremszyiindern 33,35 und 37 zuführt, und hat ein elektromagnetisch betätigbares Steuerorgan 301 bzw. 302 bzw. 303 in Form eines Magnetventils bzw. Notmagnetventils, das von einem durch Steuerleitung 304 zugeführten elek-

trischen Signal betätigt wird. Die Steuerleitung 304 führt zum Schaltpult am bedienungsstand und zu der Betriebssteuereinrkhtungfür das Notbremssystem 14 und das Feststellbremssystem 10.

Jeder der Bremszylinder 32 bis 37 weist - wie oben bereits erläutert wurde - einen ersten Hydraulikantrieb für die Betriebsbremsbetätigung, einen Federspeicherzylinder für das Betätigen der Notbremse oder der Feststellbremse und einen zweiten Hydraulikantrieb auf, der die federbetätigte Bremse außer Betrieb hält. Der Bremszylinder 32 ist mittels einer Betriebsbremsleitung 511 und einer Not- und Feststellbremsleitung 512 mit dem Verteüerblock 504 verbunden. Die Leitung 511 bildet dabei eine erste Speiseleitung für das Betriebsbetätigungsorgan der Bremse, während die Leitung 512 eine zweite Speiseleitung für den zweiten Hydraulikantrieb bildet. Entsprechend führen eine erste Speiseleitung 513 und eine zweite Speiseleitung 514 zu dem zweiten Verteilerblock 504a, der Hydraulikflüssigkeit unter Druck dem Betätigungsorgan oder Bremszylinder 33 zuleitet. Dieser Hydraulikdruck wird über eine Betriebsbremsleitung 516 und eine Feststellbremsleitung 517 weitergeleitet. Die ersten und die zweiten Speiseleitungen sowie die zugehörigen Verteilerblöcke sind in entsprechender Weise für die restlichen Bremszylinder 34 bis 37 vorgesehen. Die ankommende Hydraulikleitung 160 führt Hydraulikflüssigkeit unter Druck einer Verzweigungsstelle 518 zu. Ein Teil der Flüssigkeit wird durch die ersten Speiseleitungen 511 und 513 zum Betriebsbremsenabschnitt der Bremszylinder 32 und 33 abgeleitet. Ein weiterer Teil der Flüssigkeit kann durch ein druckgesteuertes Rückschlagventil 530 hindurch dem Not- und Feststellbremssystem zugeführt werden.

Der zweite Hydraulikantrieb 327 wird im normalen Betrieb über die Feststellbremsleitung 512 mittels des Verteilerblockes 504 unter Druck gehalten. Wenn eine Betriebsbremsung erfolgt, so wird die Leitung 160 unter Druck gesetzt. Der Druck an der Verzweigungsstelle 518 führt nicht nur zu einer Druckbeaufschlagung der Druckleitung 511, sondern öffnet auch das druckgesteuerte Rückschlagventil 530 zur Druckbeaufschlagung der Leitung 512. Wenn das Ventil 130 geöffnet ist, fließt Hydraulikflüssigkeit unter Druck zum zweiten Hydraulikantrieb 327, um den Federspeicherzylinder 328 in der in Fig. 7 veranschaulichten Weise nach links zu verschieben. Wenn der Druck zwischen den Leitungen 511 und 512 ausgeglichen ist, schließt das druckgesteuerte Rückschlagventil 530. Dadurch wird jeder weitere Übertritt von Hydraulikflüssigkeit aus der Leitung 512 zurück in die Leitung SIl vermieden, wenn die Betriebsbremsung beendet ist. Am Ende der Betriebsbremsung beträgt der Druck in der Leitung 511 im wesentlichen Null, während der Druck in der Leitung 512 dem vollen Betriebsbremsdruck entspricht. Da im praktischen Betrieb der Betriebsbremsdruck sich in Abhängigkeit vom Gewicht der Ladung des Fahrzeuges ändert, ändert sich auch der in den Leitungen 160 und 511 vorliegende Druck. Der Druck in der Leitung 512 hingegen entspricht dem höchsten Druck der vorherigen Betriebsbremsung, vermindert um Leckströmungen aus dem Hydraulikantrieb 327 und/oder durch das Rückschlagventil 530 hindurch. Da eine gewisse Leckströmung unvermeidlich ist, wird für den Aufbau des Drucks im zweiten Hydraulikantrieb 327 zum Vermeiden einer Bremsbetätigung durch den Federantrieb 325 der notwendige Druck jeweils der vorhergehenden Betriebsbremsung herangezogen.

Wenn eine Not- oder Feststellbremsung durchgeführt werden muß, wird das Notmagnetventil 301 geöffnet und ein Angleichen des Druckes in der Leitung 512 an denjenigen in der Leitung 511 herbeigeführt. Dabei ist von Bedeutung, daß der Druck im zweiten Hydraulikantrieb 327 nicht etwa abrupt gesenkt wird, sondern vielmehr lediglich an den Druck in der Betriebsbremsleitung 511 angeglichen wird. Würde der Druck in der Leitung 512 voll gesenkt, würde die Kraft des Notkolbens, die der Speicherzylinder 328 aufbringt, zusätzlich zur Betriebsbremskraft aufgebracht, was zu einer Eirems-Gesamtkraft führen würde, die das Doppelte derjenigen Bremskraft beträgt, die zurr. Bremsen des Wagens ausreicht. Dies würde zu einem Blockieren der Räder führen und so den Bremsweg verlängern. Dies bedeutet, daß die Addition des vom Federspeicherzylinder 328 aufgebrachten Druckes zum Bevriebsbremsdruck bei einer Betriebsbremsung zum Zeitpunkt des Einsetzens der Notbremsung unweigerlich zu einem Blockieren und Gleiten der Räder des Fahrzeuges führen würde.

Beim Festlegen der Bremskraft für die Notbremsung ist es wesentlich, daß die minimalen und maximalen Betriebsibremsdrücke exakt ermittelt werden. Es ist erforderlich, daß der maximale Betriebsbremsdruck, der bei geringster Belastung eingespeist wird, ausreicht, um den Gegendruck des Federspeicherzylinders zu übersteigen und diesen unter allen Bedingungen außer Betrieb zu halten. Es ist aber auch erforderlich, daß der Federspeicherzylinder eine Bremskraft erzeugen kann, die derjenigen entspricht, welche bei einer Betriebsbremsung mit maximal beladenem Wagen auftritt. Mit anderen Worten, der Federspeicherzylinder muß einerseits eine volle Betriebsbremsung unter Vollbelastung ermöglichen, andererseits aber gegen ein Bremsbetätigen durch einen Druck gesichert werden, der dem Betriebsbremsdruck unter minimalen Lastbedingungen entspricht. Dies wird durch unterschiedliche bemessene Kolben für die Hydraulikantriebe 321 und 327 erreicht; die Wirkfläche des. Kolbens 322 ist wesentlich geringer als die Wirkfläche des Kolbens 326. Der Federspeicherzylinder 3218 kann dann so ausgelegt werden, daß er einen Hydraulikdruck erzeugt, der dem maximalen Hydraulikdruck entspricht, welcher zur Betriebsbremsung des ersten Hydraulikantriebes 321 herangezogen wird. Der kleinere Betriebsbremsdruck bei leichtester Belastung reicht beim Beaufschlagen der größeren Wirkfläche des Kolbens 326 immer noch aus, um den Federspeicherzylinder 328 zusammenzudrücken und außer Betrieb zu halten. Unter der Annahme, daß der volle Betriebsbremsdruck bei leichtestem Wagen 41,5 bar beträgt, sollte der zweite Hydraulikantrieb 327 so ausgelegt werden, daß er den Federspeicherzylinder 328 voll zusammendrückt, wenn ein Hydraulikdruck von 38 bar auf den Kolben 326 wirkt. Das Hinzurechnen eines nachfolgenden Druckes bis zu einschließlich 69 bar führt lediglich zu einem weiteren Zusammendrücken des Federspeicherzylinders 328 in Richtung auf seinen Anschlag.

Wenn der Federspeicherzylinder 328 eine Kraft entwickeln soll;, die dem vollen Betriebsbremsdruck bei voller Belastung oder einem Hydraulikdruck von 69 bar entspricht, so ist es erforderlich, die vom Notsystem aufgebrachte Kraft zu vermindern, wenn eine Notbremsung während einer Betriebsbremsung

durchgeführt wird. Wenn der volle Betriebsbremsdruck infolge nur teilweiser Belastung des Wagens bei 48,3 bar liegt, so würde das Hinzufügen eines Zusatzdruckes von 69 bar des Federspeicherzylinders 328 zu einem sofortigen Blockieren der Bremsen und damit zu einem Gleiten der gebremsten Räder führen. Um dies zu vermeiden, gleicht das Ablaßventil 301 den Druck zwischen der ersten Leitung 511 und der zweiten Leitung 512 aus.

Wenn eine Notbetätigung während des Betriebsbremsens vorgenommen wird, wird das beispielsweise Notmagnetventil 301 bei annähernd demselben Druck in der ersten Leitung 511 und der zweiten Leitung 512 geöffnet. Das druckgesteuerte Rückschlagventil 530 stellt sicher, daß der Druck in der Leitung 512 wenigstens demjenigen in der Leitung 511 entspricht. Bei einem Notbetätigen während eines Betriebsbremsens liegen entsprechende Drücke in beiden Leitungen vor; es wird der Federspeicherzylinder 328 daran gehindert, irgendeinen zusätzlichen Druck auf den Kolben 322 aufzubringen. Dadurch wird jeder übermäßige Bremsdruck an den Bremsbacken 324 und 325 vermieden. Wenn jedoch der Druck in der Betriebsdruckleitung 511 nicht richtig aufgebaut ist und eine Notbremsung durchgeführt wird, so wird der Federspeicherzylinder 328 wirksam, wenn der Hydraulikdruck in den Leitungen 511 und 512 unter denjenigen Wert abfällt, der unter nomalen Betriebsbedingungen für eine Vollbremsung bei einem leicht beiadenen Wagen erforderlich ist. Dabei jedoch ist die Bremskraft immer noch mäßig, liegt aber stets oberhalb der für einen leeren Wagen erforderlichen Bremskraft.

Zum Betätigen der Feststellbremse wird das Notmagnetventil 301 geöffnet, und damit kann Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikantrieb 327 in die Leitung 160 abfließen. Dadurch ist sichergestellt, daß die Halte- oder Feststellbremse voll angezogen bleibt, selbst wenn kein Druck in der Hydraulikflüssigkeit erzeugt wird oder wenn eine pneumatische oder hydraulische Steuereinrichtung für das Drehgestell des Fahrzeuges abgekuppelt wird. Die mechanische Rückstelleinrichtung kann dazu herangezogen werden, die Feststellbremse zu lösen, wenn der Wagen bewegt werden soll, ohne daß die Bremsanlage unter Druck gesetzt wird.

Die Feststellbremse wird durch ein Betätigen der Betriebsbremse gelöst, gegebenenfalls durch zweiüder dreifaches Betätigen der Beiriebsbremse. Dieses Mehrfachbetätigen der Betriebsbremse und der dadurch erfolgende Druckaufbau in der Betriebsbremsleitung 160 führt zu einem Druckaufbau im Hydraulikantrieb 327 durch das Rückschlagventil 530 und die zweite Leitung 512 hindurch. Bei der hier beschriebenen Bremsanlage ist der Hydraulikantrieb 327 so bemessen, daß er bei einer einzigen Betriebsbremsenbetätigung zu einem Lösen der vom Federspeicherzylinder 328 beaufschlagten Feststellbremse führt. Es wäre jedoch möglich, die Nachstelleinrichtungen 41 bis 43 mit geringerer Förderkapazität vorzusehen, so daß die Betriebsbremse zwei- oder dreimal zu betätigen ist, um den Hydraulikantrieb 327 sicher voll unter Druck zu setzen und den Federspeicherzylinder 325 voll zurückzudrücken.

Die Erfindung betrifft nur die in den Patentansprüchen gekennzeichnete Anordnung.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bremsanlage für ein Schienenfahrzeug mit angetriebenen und nichtangetriebenen Achsen mit einer Feststellbremse und mit druckmittelbetätigten Reibungsbremsen für alle Achsen und mit einer ersten Steuereinrichtung zur Änderung der Bremskraft der druckmittelbetätigten Reibungsbremsen an den angetriebenen, mit Reibungs- und Widerstandsbremsen ausgestatteten Achsen, deren Bremskraft in Abhängigkeit von einem Steuersignal derart regelbar ist, daß die Reibungsbremskraft der an der jeweiligen angetriebenen Achse angreifenden Widerstandsbremskraft umgekehrt proportional ist, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebenen Achsen die Achsen der vorderen und hinteren Fahrgestelle und die nichtangetriebenen Achsen die Achsen eines mittleren Fahrgestells sind, daß eine zweite Steuereinrichtung (46) vorgesehen ist, die den Reibungsbremsen (34 und 35) der Achsen des mittleren Fahrgestells Druckmittel in Abhängigkeit von einem Steuersignal zuführt, das unabhängig von der auf die Achsen der vorderen und hinteren Fahrgestelle ausgeübten Bremskraft ist, und daß eine dritte Steuereinrichtung (301, 302, 303) vorgesehen ist, die die Bremskraft der Reibungsbremsen (34 und 35) an den Achsen des mittleren Fahrgestells in Abhängigkeit von Notbrems- und . Feststellbrems-Steuersignalen ändert.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Steuereinrichtung in an sich bekannter Weise je einen Pneumatik-Hydraulik-Umwaridler (38, 40 bzw. 39) enthalten.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Drucksteuereinrichtung (45 bzw. 46) elektro-pneumatische Umwandler zum Umsetzen eines elektrischen Steuersignals in einen pneumatischen Steuerdruck sind.

4. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine beladungsabhängige, von Luftfedern (51a, 51b, 51c) gesteuerte Steuereinrichtung (53a, 536,53c) zum Einstellen des Drucks für die druckmittelbetätigten Reibungsbremsen vorgesehen ist.

5. Bremsanlage nach einem der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diie dritte Steuereinrichtung (301, 302, 303) ein elektromagnetisches Steuerorgan ist, das zum Herstellen einer Verbindung zwischen zwei zu den Reibungsbremsen führenden Druckmittelleitungen (511, 512) auf die Notbrems- und Feststellbrems-Steuersignale anspricht.