DE618275C - Steuervorrichtung fuer Fluessigkeits-Bremseinrichtungen - Google Patents

Description

Bei Fahrzeugbremsen, insbesondere Bremsen für Straßenbahnen und Eisenbahnen, vollzieht sich der Bremsvorgang stets in zwei Stufen. Die erste Stufe besteht darin, daß der Kolben des Bremszylinders durch seine Verschiebung die Bremsklötze an die Räder anlegt, während die zweite Stufe die eigentliche Bremsung umfaßt, bei welcher der Bremskolben nur eine geringe Verschiebung auszuführen braucht, um die Bremsklötze mit dem erforderlichen Druck, der stufenweise bis zu dem der Bremse zugeordneten Höchstdruck ansteigen kann, an die Räder anzupressen. Um die größte Geschwindigkeitsverzögerung durch die Bremsung zu erzielen, muß die erste ßremsstufe in einer möglichst kurzen Zeit ausgeführt sein. Daher muß man während dieser Bremsstufe das Treibmittel, das gasförmig oder flüssig sein kann, in dem Bremszylinder mittels einer sehr großen Öffnung einführen. Bei der zweiten Bremsstufe macht aber die durch eine derartige weite Einlaßöffnung bedingte große Verschiebungsgeschwindigkeit des Bremskolbens die Erzielung einer günstigen Regelung und Abstufung der Bremswirkung praktisch unmöglich oder mindestens sehr schwierig. Man sieht daher bei den Druckluftbremsen verhältnismäßig kleine Einlaßöffnungen für die Druckluft am Bremszylinder vor, da bei öffnungen mit großem Querschnitt die Bremse jedesmal sofort bis auf den Höchstdruck angezogen wird, der jedoch nur bei Schnellbremsungen, nicht aber bei den keinen sehr gro'ßen Druck erforderlichen Betriebsbremsungen angewendet werden soll. Auch durch die Verwendung des bekannten Mindestdruckventils, das durch den im Bremszylinder ansteigenden Druck geschlossen wird, kann bei Druckluftbremseinrichtungen ein schnelles Anlegen der Bremsklötze mit nachfolgendem allmählichen Festbremsen erreicht werden.

Nach der Erfindung erfolgt die Steuerung von Bremseinrichtungen unter Verwendung eines mit dem Bremsgestänge verschiebbaren, in bekannter Weise Flüssigkeit während der Bremsung aus seinem Zylinder verdrängenden und in diesen während der Entbremsung einsaugenden Kolbens. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Flüssigkeitsverdrängung" durch diesen Kolben während der dem Heranführen der Bremsklötze an die Räder dienenden ersten Bremsstufe über eine einen bequemen Durchtritt gestattende Leitung stattfindet, die im Augenblick des Anliegens der Bremsklötze an den Rädern geschlossen wird, während für die dann folgende, die eigentliche Bremsung umfassende

zweite Bremsstufe eine Drosselung der Flüssigkeit durch ein Ventil mit regelbarer Federbelastung erfolgt, wodurch eine Verlangsamung der Bewegung des Bremsgestänges während dieser zweiten Bremsstufe bewirkt wird. Auf diese Weise wird mit einfachen und zuverlässig arbeitenden Mitteln eine Steuervorrichtung für Bremseinrichtungen geschaffen, die ein schnelles Anlegen der ίο Bremsklötze an die Räder bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer günstigen Regelbarkeit und Abstufbarkeit der Bremswirkung gewährleistet und die auf das Anlegen der Bremsklötze folgende zweite Bremsstufe als Betriebsbremsung auf 40 bis 50 % des Höchstbremsdruckes der Schnellbremsung zu beschränken gestattet.

Diese Steuervorrichtung kann sowohl bei Druckluft- oder Leerluftbremsen als auch bei Druckluftflüssigkeitsbremsen mit Vorteil Verwendung finden. - Für die Bremsung mit Höchstdruck kann noch ein besonderes, durch den Steuerhebel der Bremseinrichtung beeinflußbares Ventil vorgesehen' sein, das bei entsprechender Einstellung des Steuerhebels z. B. auf Schnellbremsung die Flüssigkeitsverdrängung aus dem Zylinder des mit dem Bremsgestänge verschiebbaren Kolbens gestattet. Dieses Ventil kann unter der Einwirkung eines vom Steuerhebel der Bremseinrichtung aus ein- und ausschaltbaren Elektromagneten stehen, der bei Nichterregung die Oeffriung des Ventils durch Flüssigkeitsdruck zuläßt. Dieser Elektromagnet kann auch unter Fortfall eines' besonderen Ventils für die Schnellbremsung auf das federbelastete Ventil einwirken.

Die Zeichnung zeigt die Vorrichtung nach der Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen in Abb. 1 bis 3 in schematischer Darstellung.

Gemäß Abb. 1 ist eine mit Druckluft betriebene Bremse vorausgesetzt, deren Bremszylinder i den verschiebbaren Kolben 2 ent-' hält, welcher mittels der Stange 3 das Brems' gestänge verstellt. Der Bremszylinder χ steht mit dem Druckluftbehälter 4 über den Steuer' hahn 5 in Verbindung, mittels dessen der freie Durchgang für die' Druckluft vom Behälter 4 nach dem Zylinder χ in der Stellung FS für die Bremsung und der Anschluß des Zylinders ι an die' freie Außenluft unter gleichzeitiger Unterbrechung der Verbindung mit dein Behälter 4 in der Stellung D für die Entbremsung hergestellt werden kann. In der Stellung Q schließt dg? Hahn S den Brems-. zylinder 1 sowohl von dem Behälter 4 als auch von der freien Außenlu,ft ab, während die Stellung FR für die Sehnellbremsung bestimmt ist, " Der Mf der Rückseite des Kolbens 2 befindliche Raum 6 des Bremszylin- ' ders enthält eine Flüssigkeit,'z. B. öl, und die Stange 3 ist mit einer Dichtung 7 zur Verhinderung eines Flüssigkeitsverlustes an ihrer Atistrittsstelle aus dem Zylinder 1 versehen. Der Raum 6 steht durch die Leitung 8 mit einem Hilfsbehälter 9 in Verbindung, der nach der Außenluft offen und außerdem mit dem Raum 6 auch über ein Ventil 10 verbunden ist, das unter der Einwirkung einer in ihrem Druck regelbaren Feder 11 steht. Das Ventil 10 öffnet sich nach dem Behälter 9, während ein nach dem Raum 6 sich öffnendes Saugventil 12 den Rücktritt der während der Bremsung aus dem Raum 6 über das Ventil 10 entleerten Flüssigkeit nach dem Raum 6 während der Entbremsung ermöglicht.

Ein drittes Ventil 13 ist in eine den Raum 6 mit dem Behälter 9 unmittelbar verbindende Leitung 14 eingeschaltet und kann mechanisch oder elektrisch gesteuert werden. In die Leitung 8 ist ein Abschlußorgan 15 eingebaut, welches aus einem Kolbenschieber 16 und einer auf einen bestimmten Druckwert geeichten Feder 17 besteht und bei Entbremsung der Bremse den Raum 6 unmittelbar mit der Außenluft über den Oberteil des Behälters 9 in Verbindung bringt. Wenn man eine Bremsung ausführt, kommt dieses Abschlußorgan 15 in dem Augenblick zur Wirkung, wo die Bremsklötze mit einem bestimmten Druck, der einstellbar sein kann, an die Räder zur Anlage gekommen sind, und unterbricht dann die Verbindung zwischen dem Raum 6 hinter dem Kolben 2 mit dem nach der Außenluft offenen Behälter 9, In diesem Augenblick muß das Öl des Raumes 6 durch das geeichte Ventil 10 entleert werden, dessen Wirkung darin besteht, daß der Betriebsbremsdruck begrenzt und eine günstige Ab- stufung der Bremswirkung gewährleistet wird. Der auf das Ventil 13 wirkende Elektromagnet 18 wird für gewöhnlich dauernd durch eine auf dem Fahrzeug vorhandene Elektrizitätsquelle erregt und hält dabei das Ventil 13 geschlossen. Der Erregungsstromkreis des Elektromagneten 18 verläuft über zwei Kontaktsektoren 19 und 20, auf welchen ein mit dem Drehgriff des' Steuerhahnes 5 verbundener Überbrückungskontakt schleift, no der diesen Erregungsstromkreis in der Normalstellung O, der Betriebsbremsstellung FS und der Entbremsstellung D geschlossen hält. In der Schnellbremsstellung FR des Drehgriffes 21 dagegen ist der Stromkreis des Elektromagneten 18 unterbrochen, so daß das Ventil 13 sich öffnen und den Raum 6 mit dem Behälter 9 und damit mit der freien Außenluft über die Leitung 14 in Verbindung setzen kann.

Um eine Betriebsbremsung auszuführen, bringt man den Hahngriff 21 in die Stel-

lung FS, in welcher er den Bremszylinder ι mit dem Druckluftbehälter 4 in Verbindung setzt. Gleichzeitig besteht die Verbindung des Raumes 6 hinter dem Kolben 2 über die Leitung8 und das Abschlußorgan 15 mit dem Behälter 9 und damit auch mit der freien Außenluft. Der Kolben 2 kann sich daher mit großer Geschwindigkeit unter der Einwirkung der Druckluft des Behälters 4 verschieben und die Bremsklötze rasch an die Radreifen anlegen. Am Ende dieser ersten Bremsstufe wird das Abschlußorgan 15 durch den gesteigerten auf den Kolben 16 einwirkenden Druck im Bremszylinder 1 derart verschoben, daß die Verbindung zwischen dem Raum 6 und dem Behälter 9 unterbrochen wird. Infolgedessen wird die Verschiebungsgeschwindigkeit des Bremskolbens 2 erheblich verlangsamt. Der Kolben 2 hört auf, sich zu verschieben, wenn die Rückwirkung, welche das Bremsgestänge infolge des Anlegens der Bremsklötze an die Räder auf ihn ausübt, und der in dem Raum 6 herrschende Druck dem durch die Druckluft auf den KoI-ben 2 ausgeübten Druck das Gleichgewicht halten. Wie ersichtlich, kann man die Feder 11 des Ventils 10 so einstellen, daß man bei der Betriebsbremsung das Anlegen der Bremsklötze an die Räder mit einer beliebig geringen Druckwirkung erzielt. Während dieser die eigentliche Bremsung umfassenden zweiten Bremsstufe wird ein Teil des Öls, das sich in dem Raum 6 hinter dem Kolben 2 befindet, durch die Kolbenbewegung über das Ventil 10 nach dem Behälter 9 gefördert.

Um die Bremsung zu verstärken, braucht man nur den Hahngriff 21 ruckweise in die Schnellbremsstellung FR überzuführen. In dieser Hahnstellung ist der Stromkreis des Elektromagneten 18 unterbrochen, so daß sich das öl des Raumes 6 über das Ventil 13, das sich nunmehr öffnen kann, nach dem Behälter 9 entleeren kann. Wenn eine Schnellbremsung ausgeführt werden soll, bringt man den Handgriff 21 des Hahnes 5 von der Normalstellung O unmittelbar ohne Anhalten in der Stellung FS nach der EndstellungFi?, und der Kolben 2 begegnet dann bei seiner Verschiebung keinerlei Widerstand und kann daher sehr rasch mit dem Höchstdruck die Bremsen anziehen. Praktisch stellt man den Federdruck des Ventils 10 auf die Erzielung einer Bremsung mit 30 bis 35 °/₀ des Höchstbremsdruckes ein, was für die gewöhnlichen Betriebsbremsungen und die Verzögerungen hinreichend ist. Während der Betriebsbremsung kann man im übrigen die Bremsung durch Einwirkung auf den Steuerhahn abstufen und regeln.

Wenn man den Handgriff 21 zur Entbremsung in die Stellung D überführt, wird der Zylinder 1 vor dem Kolben 2 mit der freien Außenluft verbunden, so daß das Abschlußorgan 15 durch die Feder 17 in die Öffnungsstellung zurückbewegt werden kann, wodurch der Raum 6 hinter dem Kolben 2 mit dem Behälter 9 und damit mit der freien Außenluft in Verbindung gebracht wird. Der Bremskolben 2 wird nunmehr durch die Rückholfeder 22 in die Ausgangslage zurückgeführt und saugt dabei die während der Bremsung durch das Ventil 10 aus dem Raum 6 ausgestoßene Flüssigkeit über das Rückschlagventil 12 nach dem Raum 6 zurück.

Abb. 2 unterscheidet sich von der Abb. 1 dadurch, daß das Ventil 13 fortgelassen- ist und der Elektromagnet 18 unmittelbar auf das Ventil 10 wirkt. Die Wirkungsweise der Anordnung nach Abb. 2 ist im übrigen die gleiche wie bei der Vorrichtung nach Abb. 1. Man kann die elektrischen Verbindungen im übrigen auch so ändern, daß die unmittelbare Verbindung des Raumes 6 mit der freien Außenluft nicht durch eine Unterbrechung des Stromkreises des Elektromagneten 18, sondern durch die Erregung dieses Elektromagneten hervorgerufen wird. Gemäß Abb. 2 verhindert der Elektromagnet 18, wenn er erregt ist, daß die Feder 31 das Ventil 10 unter Überwindung der Gegenfedern öffnet, wanrend er bei Unterbrechung seines Stromkreises in der Stellung FR des Hahngriffes 21 der Feder 31 gestattet, das Ventil 10 zu öffnen, so daß der Bremskolben 2 rasch und kräftig wirken kann.

Bei der Anordnung nach Abb. 3 ist die durch den Bremskolben 2 verschobene Flüssigkeit nicht im Bremszylinder 23, sondern in einem besonderen Hilfszylinder 24 untergebracht, in welchem sich ein Kolben 25 verschiebt, der mit dem Kolben 2 über das Bremsgestänge verbunden ist. Das Ventil 10 und ebenso das Ventil 12 beherrschen hier die Verbindung des Hilfszylinders 24 mit dem nach der Außenluft offenen Behälter 9, der außerdem über die Leitung 8 und das Abschlußorgan 15 mit dem Zylinder 24 verbunden ist. Das Abschlußorgan 15 wird durch den Kolben 16 gesteuert, der wie bei Abb. 1 und 2 unter der Einwirkung des im Bremszylinder vor dem Bremskolben 2 herrschenden Druckes steht. Die Flüssigkeitsströmung findet hier zwischen dem Hilfszylinder 24 und dem Behälter 9 in der einen oder anderen Richtung bei der Bremsung und der Entbremsung statt und im 115, übrigen ist die Wirkung die gleiche wie bei der Anordnung nach Abb. 2.

Statt eines Hahnes kann man zur Steuerung des Bremsvorganges auch elektrisch beherrschte Ventile verwenden und das die Bremsung bewirkende Ventil durch Unterbrechung des Erregerstromes seiner Steuer-

elektromagneten zur Wirkung bringen. Die elektromagnetische Steuerung ist dabei auch für das die unmittelbare Entleerung der Flüs-t sigkeit nach dem offenen Behälter beherrsehende Ventil von Vorteil, da. sich, dieses Ventil dann selbsttätig bei Kupplungsbruch öffnet, weil sein Steuerelektromagnet stromlos wird... Auf diese Weise wird bei einem Zug von. zwei oder mehreren Wagen eine

ίο selbsttätige Bremsung beim Bruch der Kupplung eines Wagens mit dem Höchstbremsdruck gesichert. Auch im übrigen kann die Vorrichtung nach der Erfindung im einzelnen in einer von den Beispielen der Zeichnung abweichenden Weise verwirklicht werden, indem z.B. der Druckluftbehälter durch einen Flüssigkeit unter Druck enthaltenden Energiespeicher ersetzt wird. %

Claims (4)

1. ' Patentansprüche:

   i. Steuervorrichtung für Bremseinrichtungen, bei der ein mit dem Bremsgestänge verschiebbarer Kolben Flüssigkeit während. der Bremsung aus seinem Zylinder verdrängt und in diesen während der Entbremsung einsaugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsverdrängung durch ."diesen Kolben (2 oder 25) während der

   ; dem Heranführen der Bremsklötze an die Räder dienenden ersten Bremsstufe über eine einen bequemen Durchtritt gestattende Leitung (8, 15)-stattfindet, die im Augenblick des Anliegens der Bremsklötze an den Rädern geschlossen wird, während für die dann folgende, die eigentliche Bremsung umfassende zweite Bremsstufe eine Drosselung der Flüssigkeitsverdrängung durch ein Ventil (10) mit regelbarer Federbelastung (11) erfolgt, wodurch eine Verlangsamung der Bewegung des Bremsgestänges während dieser zweiten Bremsstufe bewirkt wird.
2. 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch den Steuerhebel (21) der Bremseinrichtung beeinflußbares Ventil (13) zur Flüssigkeitsverdrängung aus dem Zylinder (1 oder 24) des mit dem Bremsgestänge verschiebbaren Kolbens (2 oder 25) für die Bremsung mit Höchstdruck vorgesehen ist.
3. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13) für die Höchstdruckbremsung unter der Einwirkung eines vom Steuerhebel (21) der Bremseinrichtung aus ein- und ausschaltbaren Elektromagneten (18) steht, der bei Nichterregung die öffnung des Ventils¹ (13) durch Flüssiigkeitsdrudd zuläßt.
4. 4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter Fortfall eines besonderen Ventils (13) für die Höchstdruckbremsung der Elektromagnet (18) ; unmittelbar auf das feder- belastete Ventil (10) einwirkt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen