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Bremsanlage an Fahrzeugen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage an Fahrzeugen, bestehend aus einer als Gestängesteller und als Rückstellvorrichtung verwendbaren hydraulischen Handbremseinrichtung und einer von dem Drucksystem dieser Handbremseinrichtung unabhängigen zweiten Bremseinrichtung.
Gemäss den gesetzlichen Vorschriften der meisten Länder müssen z. B. Triebfahrzeuge mit zwei von einander unabhängigen Bremsen versehen werden, von welchen eine von Hand betätigbar sein muss. Letztere bietet eine Anzahl von Problemen, die bisher nicht befriedigend gelöst werden konnten.
Die mechanische Übertragung der Bremskraft vom Handrad zu den Bremsklötzen verursacht schwierige Konstruktionsprobleme, weil das entsprechende Gestänge im Wagenkasten zu, in bezug auf ihn, beweglichen Drehgestellen geführt werden muss. Diese Hebel und Stangen bilden ferner eine unerwünschte Lärmquelle. Unter Umständen können sogar die gesetzlichen Vorschriften über die Anzahl der abzubremsenden Achsen nicht in vollem Umfang erfüllt werden. Diese Schwierigkeiten können nicht ohne weiteres durch die Verwendung einer hydraulischen Steuerung beseitigt werden. Mittels der Handbremse muss nämlich ein Wagen beliebig lange Zeit im Stillstand festgehalten werden können, wobei dies aber auch auf einem Gefälle erforderlich sein könnte.
Für solche Fälle eignen sich die bisher bekannten hydraulischen Handbremsen nicht, weil die kleinsten Ölverluste im Laufe der Zeit einen Druckabfall verursachen, wodurch die Bremskraft abnimmt. Ein im Gefälle festzuhaltendes Fahrzeug könnte somit zu schweren Unfällen Anlass geben.
Bei den meisten Schienenfahrzeugen sind Einrichtungen vorgesehen, die die Abnützung der Bremsklötze oder-beläge durch Nachstellen des Bremsklotzspieles kompensieren. Dies erfolgte bisher mechanisch.
Beim Ersetzen der abgenützten Klötze müssen die Gestängesteller von Hand in die Ausgangslage zurückgebracht werden. Aus diesem Grund müssen diese Elemente leicht zugänglich sein, damit dieses Zurückstellen nicht allzu sehr erschwert wird.
Die erfindungsgemässe Bremsanlage behebt diese Nachteile dadurch, dass der Kolben eines hydraulischen Steuerzylinders eine Kolbenstange trägt, deren Ende bei der Betätigung der ersten Bremseinrichtung als Festpunkt für das Bremsklotzgestänge dient, welcher Kolben vom Kolben der zweiten Bremseinrichtung beim Anziehen dieser Einrichtung um einen der Bremsklotzabnützung entsprechenden Betrag mitnehmbar ist, wobei beim Lösen dieser zweiten Bremseinrichtung die verriegelbare Kolbenstange der Handbremseinrichtung, deren Ende als Festpunkt für das Bremsklotzgestänge bei Betätigung der zweiten Bremseinrichtung dient, um einen dieser Abnützung entsprechenden Betrag dadurch verstellt wird, dass der zur ersten Bremseinrichtung gehörende Kolben mit der bei Mitnahme des Steuerzylinderkolbens in den Steuerzylinder eingesaugten,
beim Rückgang dieses Kolbens unter der Wirkung einer ihn belastenden Feder aus dem Steuerzylinder verdrängten Flüssigkeit beaufschlagt wird, welche Kolbenstange durch eine bloss bezüglich ihrer Lösebewegung wirksame Klinke verriegelt wird, wobei, um bei Entriegelung der Kolbenstange eine selbsttätige Rückstellung des Bremsklotzgestänges zu gewährleisten, eine den Kolben des hydraulischen Bremszylinders der ersten Bremseinrichtung entgegen dem Bremsdruck belastende Druckfeder und ein Steuerkolben vorgesehen sind, welch letzterer bei Entriegelung der Kolbenstange den Bremszylinder mit dem Ablauf verbindet. Dadurch entfallen die üblichen Bremsgestänge gänzlich.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 die Handbremseinrichtung im Ruhezustand, Fig. 2 die Handbremseinrichtung im angezogenen Zustand, Fig. 3 die Handbremseinrichtung im gelösten Zustand, Fig. 4 die Verwendung der Handbremseinrichtung als Gestängesteller, und Fig. 5 eine weitere Variante.
In Fig. 1-3 bezeichnet 1 ein Fahrzeugrad, das mittels zweier Bremsklötze 2, 3 gebremst wird. Diese Bremsklötze 2, 3 sind je an einem vertikalen Lenker 4 bzw. 5 schwenkbar gelagert. Der Lenker 4 ist an einem Fixpunkt 6 angelenkt, wobei sein unteres Ende mittels einer Stange 7 mit dem unteren Ende des Lenkers 5 verbunden ist. Das obere Ende des Lenkers 5 ist bei 8 an dem freien Ende einer Kolbenstange 9 angelenkt.
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Das Überströmventil 40 steuert den Öldruck im Zylinder 15 und in der Kammer 23 und leitet das Öl aus dem oberen Teil des Zylinders 28 über die Leitungen 41, 32 in den Ölsumpf 33 zurück. Alle Ventile werden zweckmässig derart eingestellt, dass im Leitungssystem ein Überdruck von zirka 0, 5 bis 0, 8 kg/cm2 herrscht. Damit ist jeder Lufteintritt praktisch ausgeschlossen.
Die dargestellte Bremseinrichtung bietet durch ihre Bauweise einen besonders wichtigen Vorteil. Da sie mechanisch verriegelt ist, kann diese Einrichtung auch im Laufe der Zeit nicht nachgeben. Es wäre aber denkbar, dass sich mit der Zeit doch Leckverluste einstellen würden. Beispielsweise könnte Öl aus der Bohrung 20 entweichen. In diesem Fall kann aber die Handbremseinrichtung nicht mehr gelöst werden, wodurch die Bedienungsperson auf die allfälligen Defektursachen des hydraulischen Systems vor dem Lösen der Handbremse aufmerksam gemacht wird. Somit können keine Unfälle mehr, insbesondere bei im Gefälle festgebremsten Wagen, entstehen.
Die dargestellte Handbremseinrichtung kann nun auch mit der Servobremseinrichtung des Wagens kombiniert werden und dabei als Gestängesteller angewendet werden.
In Fig. 4 ist eine kombinierte Anlage schematisch dargestellt. Dabei wurden die Teile der Handbremseinrichtung, die unverändert geblieben sind, mit gleichen Bezugszeichen, jedoch mit dem Index a, versehen. Diese Teile werden auch nicht neu beschrieben.
Der Ölsumpf 33 ist über eine Leitung 44 mit dem Kanal 25 a verbunden. Eine Abzweigung 45 verbindet diese Leitung 44 mit dem Zylinder 46. In diesem ist ein Kolben 47 verschiebbar angeordnet, der mittels eines Hebels 48 betätigt werden kann. Das Ganze wirkt demzufolge als Pumpe, um Öl aus dem Ölsumpf 33 in eine mit einem Rückschlagventil 49 versehene Leitung 50 zu pumpen. Die Leitung 50 ist über eine Leitung 52 mit der Bohrung 20 a verbunden. Eine Leitung 51 verbindet den Verriegelungszylinder 15 a und die Kammer 23 a mit einer zentral gesteuerten Druckmittelquelle.
Die Servobremseinrichtung weist einen Zylinder 53 auf, der mit Druckluft beaufschlagt wird. In diesem Zylinder 53 ist ein Kolben 54 verschiebbar angeordnet, dessen Kolbenstange 55 mit dem Lenker 4 a verbunden ist. Im Zylinder 53 ist ferner eine Rückstellfeder 56 vorgesehen, die sich gegen die Zylinderwandung und gegen den Kolben 53 stützt.
Im Zylinder 53 ist ein zweiter Zylinder 57 koaxial angeordnet, in welchem ein Kolben 58 verschiebbar angeordnet ist. Der Zylinder 57 ist über eine Leitung 59 mit dem Ölsumpf 33 verbunden, in welcher ein Rückschlagventil 60 vorgesehen ist. Ferner ist der Zylinder 57 an der Leitung 50 angeschlossen. Auf der diesen Zylinder 57 und seinen Kolben 58 durchsetzenden Kolbenstange 55 ist ein festmontierter Bund 61, vorgesehen, der den Kolben 58 nach Zurücklegung einer dem Bremsklotzspiel SK entsprechenden Strecke mitnimmt. Schliesslich ist auch im Zylinder 57 eine Rückstellfeder 62 vorgesehen.
Die dargestellte Anordnung funktioniert wie folgt :
Wird der Kolben 54 des am Fahrgestell befestigten Zylinders 53 mit Druckluft beaufschlagt, so verschiebt er sich nach rechts. Nach Zurücklegung der dem Bremsklotzspiel SK entsprechenden Strecke wird der Kolben 58 vom Bund 61 mitgenommen. Diese Bewegung des Kolbens 58 entspricht dem durch die Bremsklotzabnützung erforderlichen Weg. Durch diese Bewegung des Kolbens 58 wird aber aus dem Ölsumpf 33 Öl über die Leitung 59 in den Zylinder 57 angesaugt. Beim Abstellen der Druckluft bewegt sich der Kolben 54 unter der Wirkung der Feder 56 nach links und nimmt den Kolben 58 mit, wobei die Feder 62 die Bewegung des Kolbens 58 unterstützt. Dadurch wird das Öl im Zylinder 57, das wegen des Rückschlagventils 60 nicht mehr in den Ölsumpf 33 zurückfliessen kann in die Leitung 50 gedrückt.
Es gelangt zur Handbremseinrichtung, die hier als Gestängesteller angewendet wird. Das Öl fliesst
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nach links verstellt wird. Die Klinke 12 a sichert die Kolbenstange 9 a am Ende der Zustellbewegung. Dabei bleibt aber das Bremsklotzspiel SK stets erhalten. Die Grösse des eingestellten Bremsklotzspiels richtet sich nach der Verzahnung 13 a. Sie kann derart gewählt werden, dass der Stufensprung in zulässigen Grenzen bleibt.
Die Handbremseinrichtung dient aber nicht nur als Gestängesteller, sondern auch noch als Rückstellvorrichtung für den Fall, in welchem die Bremsklötze ausgewechselt werden müssen. In diesem Falle muss die selbsttätige Verschiebung des Punktes 8 a möglichst rasch erfolgen.
Der Zylinder 15 a und die Kammer 23 a werden über die Leitung 51 mit der genannten, nicht dargestellten Druckmittelquelle verbunden, wodurch die Klinke 12 a angehoben wird. Durch die Bewegung des Steuerkolbens 22 a nach links wird zunächst die Leitung 52 abgesperrt, worauf die Bohrung 20 a über die Öffnung 26 a mit dem Kanal 25 a verbunden wird. Die Druckfeder 18 a verschiebt den Kolben 11 a und mit ihm den Punkt 8 a nach rechts. Das Öl aus dem Zylinder 10 a fliesst über das Ventil 21 a, die Bohrung 20 a, die Öffnung 26 a, den Kanal 25 a und die Leitung 44 in den Ölsumpf 33 zurück. Die neuen Bremsklötze können nun eingesetzt werden. Dieser Vorgang kann gleichzeitig an mehreren Gestängestellern eingeleitet werden, u. zw. kann diese Rückstellung von einer zentralen Stelle aus geschehen.
Die Handbremseinrichtung kann aber natürlich trotz ihrer Funktion als Gestängesteller und als Rückstellvorrichtung auch in diesem Falle als Handbremse dienen, u. zw. unabhängig von der Servobremseinrichtung. Es genügt, hiezu den Hebel 48 zu betätigen, wodurch Öl unter Druck über die Leitungen 50 und 52 in den Zylinder 10 a gelangt. In diesem Falle dient der Punkt 6 a, wie in bezug auf Fig. 1-3 beschrieben, als Fixpunkt. Es sind ferner Mittel vorgeshen, um gleichzeitig mit der Betätigung des Hebels 48 eine vollständige Entlüftung des Zylinders 53 zu gewährleisten. Der Kolben 54 stützt sich somit
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unmittelbar gegen die Wand dieses Zylinders 53. Im Falle einer Bremsung durch die Servobremseinrichtung ist der Punkt 6 a beweglich und der Punkt 8 a fest.
Die Dimension des Raumes 20 in Längsrichtung ist in bezug auf den Hub des Steuerkolbens 22 gross gewählt. Wenn also unbedeutende Leckverluste zu verzeichnen sind, so werden diese beim Anziehen der Bremse ohne weiteres aufgenommen werden können, weil die zugeführte Ölmenge hiefür genügt. Zum Lösen der Bremse wird aber der Steuerkolben 22 nur sehr wenig verstellt, um durch die entsprechende Verstellung der Stange 9 die Klinke 12 zu entlasten, die dann vom Kolben 16 verschwenkt wird. Sind Leckverluste vorhanden, so wird die kleine Verstellung des Steuerkolbens 22 dazu nicht genügen. Durch die Unmöglichkeit, die Bremse zu lösen, wird die Bedienungsperson, vor dem Lösen, auf den Defekt aufmerksam gemacht.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem die Handbremseinrichtung und der Druckluftzylinder als eine bauliche Einheit zusammengestellt sind. In dieser Figur bezeichnet 63 die hydraulische Handbremseinrichtung, z. B. gemäss Fig. 1. Sie ist über biegsame Schläuche 64, 65 mit Druckmittel, z. B. Öl, gespeist. Die ganze Handbremseinrichtung 63 ist im Druckluftzylinder 66 der Servobremseinrichtung mittels Bolzen 67, 68 schwenkbar gelagert. Der Kolben 69 des Druckluftzylinders 66 weist entsprechende Schlitze auf. Am rechten Ende dieses Kolbens 69 ist eine Abdichtung 71 vorgesehen. Der Druckluftzylinder 66 ist über eine Leitung 72 gespeist. Der Vorderteil 73 des Kolbens 69 ist an dem Lenker 74 des Bremsklotzes 75 angehängt.
In diesen Vorderteil 73 greift das Ende der verstellbaren Kolbenstange 76 (entsprechend der Stange 9 in Fig. 1-3), so dass der Lenker 74 wechselweise von der Druckluftbremse oder von der Handbremse betätigt werden kann. Das ganze ist in an sich bekannter Weise über Laschen 77, 78 am Wagenkasten 79 angebracht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Bremsanlage an Fahrzeugen, bestehend aus einer als Gestängesteller und als Rückstellvorrichtung verwendbaren hydraulischen Handbremseinrichtung und einer von dem Drucksystem dieser Hand-
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Kolben (58) vom Kolben (54) der zweiten Bremseinrichtung (53-56) beim Anziehen dieser Einrichtung um einen der Bremsklotzabnützung entsprechenden Betrag mitnehmbar ist, wobei beim Lösen
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5Betrag dadurch verstellt wird, dass der zur ersten Bremseinrichtung gehörende Kolben (11) mit der bei Mitnahme des Steuerzylinderkolbens (58) in den Steuerzylinder eingesaugten, beim Rückgang dieses Kolbens (58) unter der Wirkung einer ihn belastenden Feder (62) aus dem Steuerzylinder (57)
verdrängten Flüssigkeit beaufschlagt wird, welche Kolbenstange (9 bzw. 9 a) durch eine bloss bezüglich
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belastende Druckfeder und ein Steuerkolben (22 bzw. 22 a) vorgesehen sind, welch letzterer bei Entriegelung der Kolbenstange (9 bzw. 9 a) den Bremszylinder (10 bzw. 10 a) mit dem Ablauf verbindet.