DE646074C - Fahrzeugbremsregler - Google Patents
FahrzeugbremsreglerInfo
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- DE646074C DE646074C DEA73338D DEA0073338D DE646074C DE 646074 C DE646074 C DE 646074C DE A73338 D DEA73338 D DE A73338D DE A0073338 D DEA0073338 D DE A0073338D DE 646074 C DE646074 C DE 646074C
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
- B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
- B60T8/321—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration deceleration
- B60T8/3235—Systems specially adapted for rail vehicles
- B60T8/324—Speed measurement by means of centrifugal governers or the like
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
8. JUNI 1937
8. JUNI 1937
RE1CHSPÄTENTAMT
PATENTSCHRIFT
JVl 646074 KLASSE 2Of GRUPPE
Λ 73338 IIjsof
Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents:
Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin Fahrzeugbremsregler
Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Juni 1934 ab
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugbremsregler, insbesondere für schnellfahrende
Schienenfahrzeuge. Es ist bereits bekannt, bei einem Bremskraftregler zwei Teilkräfte vorzusehen, die zusammenwirkend
eine gewisse Bremskraftreglung erzielen. Meist handelt es sich bei diesen Teilkräften
um eine Fliehkraft und eine Feder, die der Fliehkraft entgegenwirkt. Bei dieser Bremskraftreglung
ist jedoch eine Feinanpassung an die Fahrverhältnisse nicht möglich; es wird lediglich eine einfache Proportionalität
zwischen der Fahrgeschwindigkeit und dem Bremsdruck erreicht. Dabei ist es auch bekannt,
die Federkraft einstellbar zu gestalten. Die Erfindung bezieht sich auf solche Fahrzeugbremsregler
mit mehreren den Bremsdruck zusammenwirkend regelnden Teilkräften, bezweckt aber eine wesentlich feinere
Anpassung an die Fahrverhältnisse und Bremsverhältnisse, und zwar wird durch den
Gegenstand der Erfindung angestrebt, stets einen solchen Bremsdruck zu erreichen, daß
dem jeweiligen Reibungswert zwischen Rad und Schiene und dem sich mit der Geschwindigkeit
ändernden Reibungswert zwischen Rad und Bremsklotz weitestgehend entsprochen wird. Eine solche Anpassung ist insbesondere
wichtig für Schienenfahrzeuge, die mit hohen Fahrgeschwindigkeiten fahren sollen, da es dabei von größter Bedeutung ist,
die Bremskraft den Reibungsverhältnissen richtig anzupassen, um die höchste Bremswirkung
bei allen Fahrgeschwindigkeiten erreichen zu können. Vor allem soll dabei ein Festbremsen der Räder vermieden werden,
das bekanntlich für ein zuverlässiges Bremsen schädlich ist. Durch die bekannten Bremskraftregler
werden die Reibungsverhältnisse nicht berücksichtigt, infolgedessen können diese Bremsregler ihre Aufgabe nur unvollkommen
erfüllen.
Die Erfindung besteht darin, daß drei Teilkräfte vorgesehen sind, von denen die erste
Teilkraft während des ganzen Fahrgeschwindigkeitsbereichs des Fahrzeugs unveränderlich
bleibt, die zweite Teilkraft ausschaltbar ist, wobei durch das Ein- oder Ausschalten
dieser Teilkraft der gesamte Fahrgeschwindigkeitsbereich in verschiedene Geschwindigkeitsstufen
eingeteilt wird, und die dritte Teilkraft eine doppelte Veränderbarkeit besitzt,
erstens in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit und zweitens in Abhängigkeit von der jeweiligen Geschwindigkeitsstufe.
Die Erfindung umfaßt ferner mehrere vorteilhafte Ausgestaltungen, die nachstehend beschrieben sind.
Die Zusammenwirkung der drei Teilkräfte erfolgt am einfachsten in der Weise, daß ihre
Wirkungen sich addieren. Die Einteilung des gesamten Geschwindigkeitsbereichs in verschiedene
Stufen ermöglicht eine feinere Anpassung an die Geschwindigkeiten und an die Reibungsverhältnisse. Das gleiche gilt für
die doppelte Veränderbarkeit der dritten Teilkraft. Der Bremskraftregler nach der Erfindung
kann auch den höchsten Anforderungen
gerecht werden, .die an die Bremseinrichtung eines mit den höchsten Geschwindigkeiten
fahrenden. Fahrzeugs gestellt werden müssen. Bild ι zeigt den Linienzug, nach welchen!
der Fahrzeugbremsregler gemäß der Erfiw dung die Bremswirkung einstellen soll.
Bild 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung in
Anwendung auf eine Luftdruckbremse.
ίο Bild 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung
zur Veränderung der einen veränderbaren Reglerteilkraft.
Bild 4 zeigt eine Einzelheit aus Bild 3 in
Ansicht von oben.
Der Linienzug, nach welchem die Reglung der Bremswirkung vorgenommen werden soll,
ist eine Kurve, die drei Stufen erkennen läßt. Man kann diesen Linienzug dadurch vereinfachen,
daß man an Stelle der drei Kurvenstufen drei ihnen angepaßte gerade Linien setzt,
und zwar die Abschnitte A-B, B-C und C-D, und zwar für die einzelnen Geschwindigkeitsbereiche: V0-V3 die niedrigen Geschwindigkeiten,
Vg-V2 die mittleren Geschwindigkeiten,
schließlich V2-V1 die hohen Geschwindigkeiten.
Diese Annäherung ergibt eine für die Praxis hinreichende Genauigkeit für die Bremskraftreglung.
Im unteren Geschwindigkeitsbereich V0-V3
kann die Bremskraft durch den Ausdruck
gekennzeichnet werden, wobei die Kraft P1
eine unveränderliche und die Kraft P1 eine veränderliche ist. Die veränderliche Kraft
wiederum kann ausgedrückt werden durch
P1 = K1-V,
wo V die jeweilige Fahrgeschwindigkeit und /C1 eine Konstante für diesen Geschwindigkeitsbereich
ist.
In dem mittleren Geschwindigkeitsbereich V3-V2 kann die Bremskraft ausgedrückt werden
durch
F1 + Fo + P2,
worin P1 und P2 unveränderliche Werte sind,
während P2 veränderlich ist und ausgedrückt werden kann durch
P2 = K2 · v,
worin V die jeweilige Geschwindigkeit und /C2 eine für diesen Geschwindigkeitsbereich
maßgebende Konstante ist.
Im obersten Geschwindigkeitsbereich V2-V1
bleibt der Bremsdruck A7 konstant. Dieser waagerechte Verlauf des Bremsdruckes kann
bei einer Luftdruckbremse beispielsweise dadurch erzielt werden, daß bei höchstem
Bremsluftdruck gerade diese Bremskraft hergestellt wird, so daß eine weitere Reglung für
diesen Geschwindigkeitsbereich nicht erforderlich ist.
Der Bremsregler gemäß der Erfindung /.,.braucht also nur die Reglung in den beiden,
'.,Seschwindigkeitsbereichen F0-F3 und V3-V2
./vorzunehmen.
Im Bild 2 ist eine solche Vorrichtung veranschaulicht. Ein Lüftungsventil 1 ist durch
die Leitung 2 an einen nicht dargestellten Bremszylinder einer Luftdruckbremse angeschlossen.
Durch Einstellung dieses Ventils wird auch der Luftdruck in dem Bremszylinder geregelt, also auch der Bremsdruck. Zur
Einstellung dieses Lüftungsventils 1 sind mehrere Organe vorgesehen, welche die einzelnen
Teilkräfte liefern, die zusammenwirkend die Steuerkraft zum Einstellen des Ventils 1 ergeben. An der Ventilspindel greift
zunächst über einen zweiarmigen Hebel 1' eine Feder3 an. Der zweite Arm des Hebels 1'
ist an einem fest gelagerten Drehzapfen 1" angelenkt. Ebenso ist das andere Ende der
Feder 3 an einem fest gelagerten Punkt 3' befestigt. Diese Feder übt eine unveränderliehe
Teilkraft Z1 auf das Ventil aus.
An dem zweiarmigen Hebel i' greift gleichsinnig
mit der Feder 3 ein Kolben 4 eines Druckluftzylinders 5 an, der aus einem nicht veranschaulichten Luftdruckbehälter von konstantem
Druck gespeist wird. Dieser Druckluftzylinder ergibt eine zweite unveränderliche
Teilkraft /2.
Schließlich greift an der Ventilspindel eine veränderbare Teilkraft an, die für das Fahrgeschwindigkeitsgebiet
V0-V3 mit P1 und für
das Gebiet F3-F2 mit p2 benannt sei. Diese
Kräfte P1 und p2 sind außerdem veränderbar
in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit F. Die Einrichtung zur Veränderung
der Teilkräfte P1 und p2 in Abhängigkeit
von der Fahrgeschwindigkeit F und in Abhängigkeit von den Geschwindigkeitsbereichen V0-V3 und V3-V2 ist in den Bildern 3
und 4 veranschaulicht.
Nach Bild 3 trägt eine von der Fahrzeugachse irgendwie angetriebene Welle 6 einen
Anker 7, der vorzugsweise mit einer normalen Dreiphasenwicklung versehen ist. Die Enden
der Wicklung sind an Schleifringen 8 geführt, von denen der Strom zu einem Widerstand 9
geleitet wird. Über den Anker 7 ist ein Polgehäuse 10 gesetzt, das entweder von einem
permanenten Magneten gebildet wird oder mit einer Erregerwicklung versehen ist, die
von einer nicht dargestellten konstanten Gleichstromquelle, z. B. einer Akkumulatorenbatterie,
gespeist wird.
Das Polgehäuse 10 ist nicht fest, sondern um einen kleinen Winkel um seine Achse 11
drehbar gelagert. Es trägt auf seiner Achse 11 eine Scheibe 12 mit zwei Zapfen 13
(Bild 4). Gegen die Zapfen 13 legt sich eine Leiste 14 eines doppelarmigen Hebels 15 an.
Der zweite Arm des Hebels 15 überträgt die Kraft P1 bzw. p2 auf die Spindel des Lüftungsventils
1. Der Hebel 15 ist ein Winkelhebel. Von der Welle 6 wird ferner, z. B. über
einen Seiltrieb, ein Fliehkraftregler 16 angetrieben, dessen Muffe in ihrer unteren Stellung
über einen doppelarmigen Hebel 16', der im Schwingpunkt 17' gelagert ist, mittels
eines Kontaktes 17 den Widerstand 9 im Stromkreis des Ankers kurzschließt. Der
Fliehkraftregler besitzt eine weitere, nicht veranschaulichte Einrichtung, mittels der er
bei Kurzschließen des Widerstandes 9 gleichzeitig über ein nicht dargestelltes Druckluftventil
den Druckluftzylinder 5 entlüftet, so daß die Teilkraft f2 aufhört.
Die Wirkungsweise des Bremsreglers ist
ao die folgende. In dem obersten Geschwindigkeitsbereich
V2-V1 braucht, wie bereits ererwähnt,
eine Regelung der Bremskraft nicht weiter vorgenommen zu werden, es genügt, daß bei höchstem Bremsluftdruck der Bremsdruck
N hergestellt wird und konstant bleibt. Im mittleren Geschwindigkeitsbereich V3-V2
müssen nach Bild 1 die Teilkräfte
wirken. Die beiden unveränderlichen Kräfte werden erzeugt durch die Feder 3 und den
Druckluftzylinder 5; es sind dies die Teilkräfte Z1 und /2- Die veränderliche Kraft P2
wird erzeugt durch die Einrichtung nach Bild 3, und zwar wie folgt: In der in dem
Gleichstromfeld des Polgehäuses 10 umlaufenden Ankerwicklung des Ankers 7 wird ein
Drehstrom induziert, dessen Spannung und Frequenz proportional zur Drehzahl der Welle 6, also proportional der Drehzahl der
Fahrzeugachse steigen. Infolgedessen wächst auch die Stromstärke proportional der Drehzahl
und, da das Feld konstant ist, wird ein Drehmoment auf das Polgehäuse 10 ausgeübt,
das ebenfalls proportional der Ankerdrehzahl, also der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Durch
dieses Drehmoment wird über die1 Scheibe 12
und einen der beiden Zapfen 13 auf die Leiste 14 eine Kraft übertragen, welche über- den
doppelarmigen Hebel 15 in Gestalt einer Teilkraft P1 oder p2 auf das Ventil 1 einwirkt.
Diese Teilkräfte P1 und p2 sind somit von der
jeweiligen Fahrgeschwindigkeit abhängig und ihr direkt proportional. Dabei ist die Fahrtrichtung
gleichgültig, denn bei der einen Richtung wirkt der eine Zapfen 13, bei der
anderen Richtung der zweite Zapfen 13 der Scheibe 12 auf den,Hebel 15 ein.
In dem Geschwindigkeitsbereich V3-V2 befindet
sich der Fliehkraftregler 16 mit seiner Muffe in gehobener Lage. Der Widerstand 9
ist infolgedessen eingeschaltet. Hieraus ergeben sich ein bestimmtes Drehmoment auf
das Polgehäuse iojund bestimmte Grenzen für
die Veränderung der Teilkraft p2 in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit. Damit erfolgt die Reglung des Ventils 1 im Geschwindigkeitsbereich
V3-V2 durch die Summenwirkung
der drei Teilkräfte Z1, /2 und p.2 entsprechend
den Kräften F1, F2 und P2 aus Bild 1,
also nach der Linie C-B.
Ist die Fahrgeschwindigkeit auf V3 gesunken,
so beginnt der Regelbereich nach der Linie B-A entsprechend den Fahrgeschwindigkeiten
von V3-V9. Die Kraft F1 wird auch
weitererzeugt durch die Federkraft J1 ; dagegen
wird die Kraft- des Druckluftzylinders 5 durch den Fliehkraftregler 16, der nunmehr
in eine untere Lage gelangt, durch Betätigung eines nicht veranschaulichten Entlüftungsventils
aufgehoben; schließlich wird die Kraft P1 dadurch erzeugt, daß der Fliehkraftregler
16 über den Kontakt 17 den Widerstand 9 kurzschließt. Hierdurch wird das
Drehmoment auf das Polgehäuse 10 sehr stark vergrößert, so daß die Grenzen, innerhalb
welcher die Kraft P1 in Abhängigkeit von der
Geschwindigkeit sich verändert, gegenüber den Grenzen in dem Geschwindigkeitsbereich
V2-V3 verschoben werden. Die Kraft P1 wird
dabei relativ vergrößert, dafür fällt aber die Kraft- ganz weg. Es wird somit für den
Bereich V3-V0 die Gleichung
F1 +P1
verwirklicht, und zwar durch die Kräfte ft + P1. Die Summe der verschiedenen. Teilkräfte
des Bremsreglers wirkt dem Druck im Bremszylinder entgegen. Ist der Druck im Bremszylinder größer als die entgegenwirkenden
Kräfte, so öffnet sich das Entlüftungsventil ι und läßt so viel' Bremsluft abströmen,
bis wieder Gleichgewicht herrscht. Durch das Schließen oder Öffnen des Kontaktes 17 durch
den Fliehkraftregler 16 wird die veränderbare Teilkraft p aus dem einen Geschwindigkeitsbereich in den anderen umgeschaltet, wobei
aber die Proportionalität mit der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit aufrechterhalten bleibt,
unabhängig von der Fahrtrichtung.
Da bei Eisenbahnfahrzeugen die Bremsluftmengen groß sind und daher die Ventile 1 für
große Luftmengen gebaut werden müssen, empfiehlt es sich, mit Druckübersetzern zu
arbeiten, d. h. die Reglung auf einen mit sehr kleinen Luftmengen arbeitenden Steuerluftkreis
zu beschränken und die gesteuerten Drücke durch Druckübersetzer, die mit Membranen
und großen Querschnitten ausgerüstet sind, auf den Bremsluftkreis zu übertragen.
Die Wirbelstrommaschine kann auch so eingerichtet sein, daß das Polgehäuse 10 von
einer Fahrzeugachse in Drehung versetzt wird und das Drehmoment auf den Winkelhebel
15 durch den Anker 7 übertragen wird, der von dem Polgehäuse durch die magnetische
Rückwirkung mitgenommen wird.
Bei dem veranschaulichten und beschriebenen Beispiel werden die Wirkungen der
Teilkräfte addiert. Natürlich ist auch eine andere Anordnung zur gemeinsamen Einwirkung
der Teilkräfte auf den Bremsvorgang möglich. Ebenso kann auch die Unabhängig-.
keit des Regelvorganges von der Fahrtrichtung auf eine andere Weise erzielt werden, als
in dem Beispiel beschrieben.
Claims (6)
- Patentansprüche:i. Fahrzeugbremsregler, insbesondere für schnellfahrende Schienenfahrzeuge, mit mehreren den Bremsdruck zusammenwirkend regelnden Teilkräften, dadurch gekennzeichnet, daß drei Teilkräfte vorgesehen sind, von denen die erste Teilkraft für den Bereich sämtlicher Fahrgeschwindigkeiten unveränderlich bleibt, die zweite Teilkraft ausschaltbar ist, wobei durch ihr Ein- oder Ausschalten der gesamte Fahrgeschwindigkeitsbereich in verschiedene Geschwindigkeitsstufen eingeteilt wird, und die dritte Teilkraft eine doppelte Veränderbarkeit besitzt, erstens in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit, zweitens in Abhängigkeit von der jeweiligen, durch die zweite Teilkraft bedingten Geschwindigkeitsstufe.
- 2. Fahrzeugbremsregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Geschwindigkeitsbereich in zwei Stufen (V0-V3 und V3-V2) unterteilt ist, wobei in der unteren Stufe (V0-V3) eine unveränderliche (J1) und eine veränderliche Teilkraft (P1) wirken, während in der oberen Stufe (V3-V2) eine ausschaltbare Teilkraft (/2) hinzutritt und die Teilkraft (^1) auf einen anderen Kraftbereich (p2) umgeschaltet wird.
- 3. Fahrzeugbremsregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß1 die unveränderliche Teilkraft (ft) durch eine Feder (3) und die ausschaltbare Teilkraft (/2) durch einen Kolben (4) eines aus einer konstanten Druckmittelquelle gespeisten Druckluftzylinders (5) erzeugt wird, wobei das Schalten der Teilkraft (f2) durch einen von einer Fahrzeugachse angetriebenen Fliehkraftregler (16) erfolgt.
- 4. Fahrzeugbremsregler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der veränderlichen Teilkräfte (Pf Pi) eme Vorrichtung dient, die aus einem begrenzt drehbar gelagerten Polgehäuse (10) und einem im Gleichstromfeld dieses Polgehäuses von einer Fahrzeugachse gedrehten Drehstromanker (7) besteht, der vorzugsweise ein massiver Zylinder ist.
- 5. Fahrzeugbremsregler nach Anspruch^, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis des Ankers (7) Widerstände (9) liegen, die vom Fliehkraftregler (16) in der unteren Geschwindigkeitsstufe (V0-V9) kurzgeschlossen werden, wodurch das Umschalten von (pi) auf (P1) erfolgt.
- 6. Fahrzeugbremsregler nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung der Teilkräfte (pv />2) vom Polgehäuse (10) auf einen Winkelhebel (15), der das Bremsdruckregelorgan (1) beeinflußt, eine von der Polgehäusewelle (11) getragene Scheibe (12) dient, die zwei exzentrisch und symmetrisch angeordnete Zapfen (13) besitzt, welche über einen Anschlag (14) den Winkelhebel (15) unabhängig von dem Drehsinn des Polgehäuses (10) verstellt.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA73338D DE646074C (de) | 1934-06-05 | 1934-06-05 | Fahrzeugbremsregler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA73338D DE646074C (de) | 1934-06-05 | 1934-06-05 | Fahrzeugbremsregler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE646074C true DE646074C (de) | 1937-06-08 |
Family
ID=6945827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA73338D Expired DE646074C (de) | 1934-06-05 | 1934-06-05 | Fahrzeugbremsregler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE646074C (de) |
-
1934
- 1934-06-05 DE DEA73338D patent/DE646074C/de not_active Expired
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