DE534826C - Bremseinrichtung mit Wirkung in zwei Stufen, insbesondere fuer Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine in zwei Stufen wirkende Bremsemrichtung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bei der an den Enden eines ausgeglichenen Bremsgestänges ein Haupt- und ein Hilfskolben angeschlossen sind und das Anlegen der Bremsklötze an die Räder durch die Anfangsverschiebung der Flüssigkeit zunächst in den Hilf szylinder und nach einem bestimmten Hub in einen Ausgleichsbehälter fördernden Hauptkolbens bewirkt wird. Wenn bei einer derartigen Bremsvorrichtung der Hauptkolben starr mit dem einen Ende des Bremsgestänges verbunden ist und aus irgendeinem Grunde das Anlegen der Bremsklötze an die Räder stattfindet, bevor der Verdrängerraum des Hauptkolbens mit dem Ausgleichsbehälter in "Verbindung kommt, kann die Rückwirkung, welche das Bremsgestänge ausübt und die zu der Wirkung des in diesem Verdrängerraum herrschenden Gegendruckes hinzutritt, verhältnismäßig groß werden, so daß die Verschiebung des Hauptkolbens angehalten und die eigentliche Bremsung verhindert wird.

Erfindungsgemäß wird dieser Möglichkeit dadurch vorgebeugt, daß man die von dem Bremsgestänge ausgeübte Rückwirkung verhindert, sich bei dem Hauptkolben vor der Herstellung der Verbindung des Verdrängerraums dieses Kolbens mit dem Ausgleichsbehälter geltend zu machen. Zu diesem Zweck steht nach der Erfindung der Hauptkolben während der dem bestimmten Anfangshub entsprechenden Verschiebung mit dem entsprechenden Ende des Bremsgestänges nicht in fester Verbindung, sondern in der der Entbremsungsstellung entsprechenden Lage des Hauptkolbens ist zwischen diesem Kolben und einer an das benachbarte Ende des Bremsgestänges angeschlossenen Stange ein Spiel von einem dem erwähnten Hub genau entsprechenden Wert vorgesehen, das durch Begrenzung des Hubes dieses Endes des Bremsgestänges am Ende des Entbremsungshubes erreicht ist.

Es sind bereits zweistufig wirkende Bremseinrichtungen bekannt, bei denen das Bremsgestänge sich mit einer Stange an den Hauptkolben, ohne fest mit ihm verbunden zu sein, anlegt oder mittels eines kugelartigen Endes mit diesem Kolben lose verbunden ist. Bei diesen Anordnungen, bei denen kein Spiel zwischen dem Hauptkolben und dem benachbarten Ende des Bremsgestänges im Sinne der Erfindung vorgesehen ist, kann nicht die erfindungsgemäß erstrebte und erreichte Wirkung erzielt werden. Durch die lose Verbindung allein läßt sich noch nicht die Gefahr einer die Verschiebung des Hauptkolbens bei der zweiten Bremsstufe verhindernde Rückwirkung des Bremsgestänges vermeiden.

Die Bremsvorrichtung nach der Erfindung kann im einzelnen in der Weise weiter aus-

gebildet werden, daß man den Druck in dem Hilfskolbenzylinder auf ein durch einen Kolben oder eine Membran gegebenes oder sonstwie ausgebildetes Organ einwirken läßt, das unter der Wirkung einer eingestellten Feder steht und in Verbindung mit einem Abschlußteil ist. welcher den Übertritt von Flüssigkeit zwischen dem Verdrängeraum des Hauptkolbenzylinders und dem Ausgleichsbehälter steuert, so daß ίο der Abschlußteil nur bei einem bestimmten Wert des im Hilfskolbenzylinder herrschenden Druckes zur Wirkung kommt.

Ferner kann erfinduügsgemäß die Anordnung so getroffen werden, daß die Verschiebung des Hauptkolbens während der Gesamtheit oder eines Teiles der Bewegung der zweiten Bremsstufe gebremst wird. Dadurch wird vermieden, daß der Hauptkolben, wenn er nach dem Anlegen der Bremsklötze an den Rädern plötzlich zur Ausführung der eigentlichen Bremsung freigegeben wird, eine zu rasche und stoßweise vor sich gehende Bremsung bewirkt. Die Bremsung der Bewegung des Hauptkolbens kann durch Drosselung des Druckmediums auf der einen oder anderen Seite des Kolbens erreicht werden. Diese Drosselung läßt sich beispielsweise mittels eines gleichzeitig mit dem Hauptkolben bewegten Schiebers oder mit Hilfe eines elektrisch gesteuerten Abschlußorgans erreichen, das die Strömung des Druckmediums beherrscht und durch seine Wirkung den teilweisen Abschluß der Leitung des Druckmediums bestimmt. In dem elektrischen Steuerkreis dieses Abschlußorgans kann unter Ausnutzung der bekannten Maßnahme, das Öffnen und Schließen von Abschlußorganen von der Stellung eines Kolbens mit Hilfe eines elektrischen Kontaktes abhängig zu machen, ein Schalter vorgesehen sein, der durch die Ver-Schiebung des Hauptkolbens derart gesteuert wird, daß das In- und Außerwirkungsetzen des Abschlußorgans abhängig von der Stellung des Hauptkolbens oder der auf das Bremsgestänge ausgeübten Kraftwirkung ist. Die Zeichnung zeigt beispielsweise zwei Ausführungsformen der Erfindung. Abb. 1 läßt schematisch eine erste Bremsanordnung nach der Erfindung erkennen und Abb. 2 veranschaulicht eine Einzelheit der Abb. 1. Abb. 3 gibt eine zweite Ausbildungsform der neuen Bremseinrichtung wieder·.

Gemäß Abb. 1 bilden die Hebel 2 und 2°, welche die Bremsklötze 2^d tragen und durch die Stange 2* und die Rückholfeder 2⁰ miteinander verbunden sind, ein ausgeglichenes Bremsgestänge. Der Hebel 2 ist mit dem Hauptkolben 3, der unter der Wirkung einer Rückholfeder steht, und der Hebel 2° mit dem kleineren Hilfskolben 3" verbunden. Die Verbindung zwischen dem Hebel 2 und dem Hauptkolben 3 weist ein Spiel 3/ auf, das in der Entbremsungsstellung des Hauptkolbens zwischen diesem Kolben 3 und einer an das benachbarte Ende des Bremsgestänges angeschlossenen Stange %f besteht und dessen Länge dem für das Anlegen der Bremsklötze 2^d an die Räder bestimmten Anfangshub des Hauptkolbens 3 entspricht. Die Kolben 3 und 3° sind in den Zylindern 4 und 4^a verschieblich, und der Verdrängerraum 10 des Zylinders 3 steht mit einem Ausgleichsbehälter 7 durch einen Kanal η^α in Verbindung, der durch einen mit dem Kolben 3 verbundenen Schieber 9 geschlossen werden kann und (vgl. Abb. 2) länglichen Querschnitt besitzt. Ein selbsttätiges Ventil 7*, dessen Rückholfeder auf einen höheren Wert als die Feder eines des Flüssigkeitsübergang zwischen Raum 10 und Hilfszylinder 4" beherrschenden Ventils 8 eingestellt ist, kann sich nach dem Ausgleichsbehälter 7 öffnen.

Zur Ausführung einer Bremsung öffnet man eine Leitung 5» welche die Verbindung zwischen einem Ladebehälter 6 und dem Zylinder 4 herstellt. Der Kolben 3 wird dann durch die Wirkung der aus dem Behälter 6 kommenden Druckflüssigkeit nach rechts verschoben und verdrängt die in dem Raum 10 enthaltene Flüssigkeit nach dem Zylinder 4^a über das selbsttätige Ventil 8. Der Kolben 3^a wird infolgedessen rasch nach links verschoben und bewirkt dabei das Anlegen der Bremsklötze 2^d an die Räder. Diese erste Bremsstufe ist für gewöhnlich beendet, bevor der Hauptkolben 3 die Gesamtheit seines dem Spiel 3/ entsprechenden Anfangshubes durchlaufen hat, an dessen Ende er in Berührung mit der Stange 2 kommt. Daher kann eine etwaige Vergrößerung des Spiels zwischen Bremsklötzen und Rädern, die zum Beispiel infolge einer Veränderung der Durchbiegung der Aufhängefedern des Fahrzeuges auftritt, durch den Rest dieses Anfangshubes des Kolbens 3 ausgeglichen werden. Nach der dem Spiel 3/ entsprechenden Verschiebung des Kolbens 3 wird das Ventil 8 von einem vom Kolben 3 ausgehenden Anschlag 8⁶, der auf die Ventilspindel 8^a einwirkt, für die Schließung durch seine Feder freigegeben.

Sobald die Bremsklötze 2^d an die Räder angelegt sind, wächst die der Bewegung des Hilfskolbens 3° entgegengesetzte Rückwirkung, des Bremsgestänges 2, 2^a, 2^b und erreicht rasch einen der Spannung der Schließungsfeder des Ventils 7⁶ gleichen Wert, so daß dieses sich öffnet und den Übertritt des Überschusses an Flüssigkeit nach der Ausgleichskammer 7 ermöglicht. Das die zweite Bremsstufe darstellende Anziehen der Bremsklötze beginnt in dem Augenblick, wo der Kolben 3 mit dem Ende der Stange 2 in Berührung kommt. Um hierbei einen möglichst großen Teil der verfügbaren Energie ausnutzen zu können, wird der Raum 10 in diesem Moment unmittelbar in

Verbindung mit dem Ausgleichsbehälter 7 durch den Kanal J^a gesetzt, der nunmehr vom Schieber 9 geöffnet wird. Zur Vermeidung einer zu plötzlichen Verschiebung des Kolbens, bei dessen Freigeben wird eine Drosselung der Druckflüssigkeit beispielsweise durch teilweise bewirkten Abschluß des Kanals η^α oder, der Leitung 5 mit Hilfe einer Verlängerung, des mit dem Kolben 3 bewegten Schiebers 9 oder eines besonderen elektromagnetisch gesteuerten Abschlußorgans hervorgerufen, wodurch der Kolben 3 in der zweiten Bremsstufe auf einem Teil oder der Gesamtheit seiner Verschiebung gebremst wird.

Die den Durchtrittsquerschnitt des Kanals 7° drosselnde Verlängerung .des Schiebers 9 kann gemäß Abb. 2 einen Schlitz 9° von bestimmter Länge aufweisen, dessen Breite geringer als die Weite des Kanals 7⁰ ist. Die Drosselung des Verbindungsweges zwischen dem Raum 10 und dem Ausgleichsbehälter 7 kann auch durch ein in diesem Behälter vorgesehenes Ventil g⁶ erreicht werden, das unter der Einwirkung einer Öffnungsfedep steht und an einer vollständigen Schließung durch einen Anschlag 9° verhindert wird, gegen den seine Spindel stößt, während den Ventilschluß ein Elektromagnet g⁴ herbeizuführen sucht, dessen Stromkreis von einem mit dem Hauptkolben 3 verbundenen Kon-

takt 9/ nach dem der Öffnung des Kanals 7^a entsprechenden Hub des Kolbens 3 an der Kontaktlamelle 9'' geschlossen wird. Zur Drosselung der Druckflüssigkeit in der Leitung 5, die statt mit dem Ladebehälter 6 auch mit einem Entladebehälter 11 in Verbindung gebracht werden kann, dient beispielsweise ein in dieser Leitung 5 eingebautes Ventil g^m, das in gleicher Weise wie das Ventil 9* unter der Einwirkung einer Öffnungsfeder und eines vom Kolben 3 am Kontakt g^h eingeschalteten Schließungsmagneten steht und dessen Feder derart eingestellt ist, daß die Ventilverschiebung durch die Wirkung des Druckabfalles verhindert wird, der durch die Flüssigkeitsströmung auf der einen oder der anderen Seite des Ventils g^m hervorgerufen wird, das in den beiden Strömungsrichtungen wirkt.

Wenn die Kolben 3 und z^{a m} der der Bremsung entsprechenden Stellung sind, bringt man zur Entbremsung die Leitung 5 in Verbindung mit dem Entladebehälter 11, so daß sich der Kolben 3 unter der Wirkung seiner Rückholfeder und der Rückholfeder 2" des Bremsgestänges nach links verschieben kann. In dem Augenblick, wo dabei der Kanal 7° durch den Schieberg geschlossen wird, werden die Stange2/' und der Hebel 2 durch eine am Wagenrahmen befestigte Kette 12 angehalten, während der Stromkreis der Steuerelektromagnete der Ventile 9^b und g^m infolge der Trennung der Kontakte 9 und g^h unterbrochen wird. Bei der weiteren Linksverschiebung des Kolbens 3 wird, wenn im Raum 10 Unterdruck auftritt, Flüssigkeit aus dem Ausgleichsbehälter 7 über ein Rückschlagventil^." angesaugt, bis der Anschlag 8^& die Öffnung des Ventils 8 bewirkt. Von diesem Augenblick ab wird durch die Feder 2° des Bremsgestänges und" die Rückholfeder des Kolbens 3 der vollständige Rückgang der Kolben 3 und 3^a in die Ausgangslage unter Verdrängung der Flüssigkeit des Zylinders 4^a in den Raum 10 herbeigeführt.

Der Flüssigkeitsübergang zwischen dem Hauptzylinder 4 und dem einen oder anderen der Behälter 6 und" 11 vollzieht sich in üblicher Weise unter Vermittlung der elektrisch gesteuerten Ventile 13 und 14. In der Stellung M des Fahrschalters, welche dem Lauf des Fahrzeuges entspricht, wird das Ventil 14, da sein Steuerelektromagnet 14° hierbei am Fahrschalter geschlossen ist, in der Schließungsstellung gehalten und gleichzeitig wird ein Übertritt von Flüssigkeit nach dem Entladebehälter durch das Ventil 13 verhindert. Wenn man eine Bremsung bewirken will, wird der Fahrschalter in die Stellung F, S gebracht, in welcher das Kontaktsegment 15 mit einem der Pole der Batterie 16 in Verbindung gebracht wird, so daß bei Schließung der Kontakte 9/ und g^h durch den Kolben 3 die Stromkreise der Elektromagnete der Ventile g⁶ und g^m geschlossen werden. Zur Herbeiführung einer Schnellbremsung wird der Fahrschalter in die Stellung .F, R gebracht, in welcher der "Stromweg der Steuerelektromagnete der Ventile 9* und g^m vollständig unterbrochen ist, so daß keine Drosselung der Flüssigkeit während der Bremsung stattfinden kann.

Die Entbremsung wird normalerweise durch Überführung des Fahrschalters in die Stellung D, S veranlaßt, in der das Ventil 13 durch die Wirkung seines nunmehr erregten Elektromagneten 13⁰ geöffnet wird, so daß Flüssigkeit nach dem Entladebehälter 11 strömen kann, während das die Verbindung mit dem Ladebehälter 6 beherrschende Ventil 14 durch den ebenfalls erregten Elektromagneten 14* ge- ' schlossen gehalten wird. Ferner kommt durch das Kontaktsegment 15"*, das mit dem Kontaktsegment 15 leitend verbunden ist, der Steuerelektromagnet des Ventils g^m zur Wirkung, so daß eine Drosselung der über die Leitung 5 nach dem Behälter 11 gedrängten Flüssigkeit in diesem Ventil stattfindet, bis der Kolben 3 an den Kontakten g^h, 9/ den Stromkreis dieses Steuerelektromagneten öffnet. In der Stellung D, R, welche einer Schnellentbremsung entspricht, ist der Stromkreis des Elektromagneten des Ventils g^m von vornherein unterbrochen, so daß dieses Ventil nicht in Wirkung ireten und keine Verlangsamung der Entbremsung hervorrufen kann.

Die Anordnung nach Abb, 3 unterscheidet sich von der Bremsvorrichtung der Abb. 1 und 2 dadurch, daß ein Tauchkolben 16 vorgesehen ist, dessen Zylinder-mit dem Zylinder 4? in Verbindung steht und der durch den im Zylinder 4° herrschenden Druck verstellt wird. Der Tauchkolben 16 ist an das eine Ende eines um den festen Zapfen i6⁶ schwingbaren Hebels i6° angelenkt, dessen anderes Ende mit einer Spindel i6" verbunden ist, die auf ein selbsttätiges, unter der Wirkung einer schwachen Rückholfeder j^h stehendes Kugelventil 7/ einwirken kann. Das Ventil 7/beherrscht die Verbindung des Raumes 10 mit dem Behälter 7, und eine Feder i6^d sucht den Hebel i6° und den Tauchkolben 16 ständig in eine der Schließung des Ventils 7/ durch die Feder 7'' entsprechende Lage einzustellen.

Wird zur Bremsung die Leitung 5 mit dem ao Ladebehälter 6 in Verbindung gesetzt, so wird der Hauptkolben 3 nach rechts verschoben und verdrängt dabei die Flüssigkeit des Raumes 10 nach dem Hilfskolbenzylinder 4° durch das VentilS. Wenn dadurch das Anlegen der Bremsklötze an die Räder bewirkt ist, steigt der Druck in dem Zylinder 4" und hebt den Kolben 16 an, der unter Vermittlung des Hebels i6° und der Spindel· i6° das Kugelventil 7/ öffnet, so daß der Raumio mit dem Ausgleichsbehälter 7 in Verbindung kommt. Nunmehr beginnt, nachdem der Hauptkolben 3 den zum Schließen des Ventils 8 erforderlichen Hub ausgeführt hat, die eigentliche Bremsung, bei welcher der Kolben 3 Flüssigkeit aus dem Raum 3 nach dem Behälter 7 über das Ventil 7/ • verdrängen kann.

Die Bremsung der Bewegung des Hauptkolbens während der Gesamtheit oder eines Teiles der Dauer der zweiten Bremsstufe wird bei Abb. 3 mit ähnlichen Mitteln wie bei Abb. 1 und 2 erreicht. Der Elektromagnet (f ist gemäß Abb. 3 so angeordnet, daß er bei Erregung den Hub des Hebels i6° beschränkt, so daß nur eine beschränkte Öffnung des Ventils 7/ stattfinden *5 kann. Der Stromkreis des Elektromagneten g^d verläuft hier über einen Schalter, dessen einer Kontakt durch eine elastische ruhende Lamelle ^I7° gegeben ist, während der andere Kontakt 17* mit dem Hebel i6^a verbunden ist, so daß der Schalter beim Ausschwingen des Hebels i6^a, d. h. bei der Verschiebung des Kolbens 16, geschlossen wird. Die Anordnung nach Abb. 3 arbeitet im übrigen in ähnlicher Weise wie die Einrichtung nach Abb. 1 und 2. An Stelle des Tauchkolbens 16 kann man auch eine unter der Einwirkung einer Feder stehende Membran verwenden. Ferner kann die Öffnung des Ventils 7/ in Abhängigkeit von der Rückwirkung des Bremsgestänges statt durch den Druck im Zylinder 4° auch durch die Formänderung eines elastischen Elementes herbeigeführt werden, das durch die vom Bremsgestänge, ζ. Β. durch eine eingeschaltete Feder, übertragene Kraftwirkung unter Spannung gesetzt wird. Weiterhin kann die Rückführung des Kolbens 3 bei der Entbremsung durch die Wirkung eines im Entladebehälter hervorgerufenen Unterdruckes anstatt durch eine Rückholfeder bewirkt werden. Auch kann die. Steuerung der die Bremsung gleichmäßig gestaltenden Flüssigkeitsdrosselung in Abhängig- · keit vom Druck in dem einen oder anderen der Zylinder vorgenommen werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Bremseinrichtung mit Wirkung in zwei Stufen, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bei der an den Enden eines ausgeglichenen Bremsgestänges ein Haupt- und ein Hilfskolben angeschlossen sind und das Anlegen der Bremsklötze an die Räder durch die Anfangsverschiebung der Flüssigkeit in den Hilfszylinder und nach einem bestimmten Hub in einen Ausgleichsbehälter fördernden Hauptkolbens bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während der diesem Hub entsprechenden Verschiebung der Hauptkolben (3) mit dem entsprechenden Ende des Bremsgestänges (2) nicht in fester Verbindung steht, sondern in der der Entbremsungsstellung entsprechenden Lage des Hauptkolbens (3) zwischen diesem Kolben und einer an das benachbarte Ende des Bremsgestänges (2) angeschlossenen Stange {2/) ein Spiel (3/) von einem dem erwähnten Hub genau entsprechenden Wert vorgesehen ist, das durch Begrenzung des Hubes dieses Endes des Bremsgestänges (2) am Ende des Entbremsungshubes des Hauptkolbens (3) erreicht ist (Abb. 1).
2. 2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in dem Hilfskolbenzylinder (4⁰) auf ein durch einen Kolben oder eine Membran gegebenes oder sonstwie ausgebildetes Organ (16) einwirkt, das unter der Wirkung einer eingestellten Feder (i6^li) steht und in Verbindung mit einem Abschlußteil (7/) ist, welcher den Übertritt von Flüssigkeit zwischen dem Verdrängerraum (10) und dem Ausgleichsbehälter (7) steuert, so daß der Abschlußteil (7/) nur bei einem bestimmten Wert des im Hilfskolbenzylinder (4⁰) herrschenden Druckes zur Wirkung kommt (Abb. 3).
3. 3. Bremsvorrichtung nach Anspruch x, bei welcher der Hauptkolben (3) nach dem Anlegen der Bremsklötze (2^d) an den Rädern plötzlich zur Ausführung-der die eigentliche Bremsung bewirkenden zweiten Stufe freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Verschiebung des Hauptkolbens (3) während der Gesamtheit oder eines Teils der Bewegung der zweiten. Stufe gebremst wird (Abb. 1).
4. 4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsung der Kolbenbewegung durch Drosselung des Übertrittsquerschnittes desDruckmediums auf der einen oder anderen Seite des Hauptkolbens (3) bewirkt wird (Abb. 1).
5. 5. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselung durch einen Schieber (9) bewirkt wird, dessen Bewegungen gleichzeitig mit der Verschiebung des Hauptkolbens (3) erfolgen (Abb. 1).
6. 6. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselung des Druckmediums dadurch erreicht wird, daß die Strömung des Druck- ao mediums mittels eines elektrisch gesteuerten Abschlußorgans (9*) beherrscht wird, das durch seine Wirkung den teilweisen Abschluß der Leitung des Druckmediums bestimmt (Abb. 1).
7. 7. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, 3, 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem elektrischen Steuerkreis des Abschlußorgans (9*) ein Schalter (gf, g^h) vor gesehen ist, der durch die Verschiebung des Hauptkolbens (3) so gesteuert wird, daß das In- und Außerwirkungsetzen des Abschlußorgans (9*) abhängig von der Stellung des Hauptkolbens (3) oder der auf das Bremsgestänge (2) ausgeübten Kraftwirkung ist (Abb. 1).

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen