Steuereinrichtung an indirekt wirkenden Druckluftbrem$en von Fahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Steuereinrich tung an indirekt wirkenden Druckluftbremsen derjenigen bekannten Art, bei der das Brems zylinder-Speiseventil durch einen Satz von miteinander verbundenen Steuergliedern be tätigt wird, die unter dem Einfluss von zwei mittels eines Umstellorgans wahlweise ein schaltbaren, die Betätigung des Ventils inner halb einer für geringe Geschwindigkeit oder geringe Beladung des Fahrzeuges untern oder einer für hohe Fährgeschwindigkeit oder hohe Beladung obern Druckstufe ermöglichenden Druckkammern stehen,
und bei der eine zur Belastung des Satzes von Steuergliedern auf Schliessung des Ventils ausgebildete Feder vorrichtung vorgesehen ist.
Erfindungsgemäss ist die Steuereinrich tung mit einem beweglichen Widerlager für die Federvorriehtung versehen, das unabhän gig vom beweglichen Satz von Steuergliedern aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung verschiebbar ist, in welcher die Belastung des Satzes von Steuergliedern durch die Federvor richtung mindestens herabgesetzt ist, und fer ner ist die Steuereinrichtung mit einem pneu matischen Betätigungsglied für das Wider lager versehen, dessen Druckkammer mittels des Umstellorgans in der untern Druckstufe mit der in der letztern wirksamen Druckkarn- mer verbunden ist,
um das Widerlager nach Einleitung einer Bremsung in die Arbeits stellung zu verschieben, während das Wider- lager in der obern Druckstufe in seiner Ruhe-. stellunU verbleibt.
Bei Druckluftbremsen für zwei Betriebs zustände ist es bekannt, in einen Drucküber setzer eine Feder einzubauen, die bei Anwen- dang des Betriebszustandes mit steilerem Anstieg des Bremszylinderdruckes den letz- tern herabsetzt und die bei Anwendung des , Betriebszustandes mit flacherem Druckanstieg ausgeschaltet wird.
Die Erfindung ermöglicht eine gegenüber diesen bekannten Ausführun gen infolge der pneumatischen Betätigung zur Umschaltung von dem einen auf den andern, Zustand sehr kompakte und einfache kon struktive Ausbildung.
In der Zeichnung sind drei Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes veran-. schaulicht. Es zeigt: Fig. 1 an einer indirekt wirkenden Druck luftbremse für Schienenfahrzeuge in schema tischer Darstellung einen die Steuereinrich tung bildenden Druckübersetzer im Längs schnitt, Fig. 2 eine Variante eines Drucküber setzers im Längsschnitt und Fig. 3' eine als Dreidruckregler ausgebil dete Steuereinrichtung im Längsschnitt.
In Fig. 1 stellt 5 die durchgehende Brems-, leitung dar, an die der in üblicher Weise aus gebildete und daher nicht näher dargestellte Dreidruckregler 6 angeschlossen ist. Dieser regelt während eines Bremsvorganges die Zu fuhr von Druckluft vom Hilfsluftbehälter 7 zum Bremszylinder 8 in Abhängigkeit des Druckunterschiedes zwischen den Drücken in der Bremsleitung 5 und einem Steuerluft behälter 9; ebenso regelt er während des Lösens der Bremse die Entlüftung des Brems zylinders 8 in Abhängigkeit dieses Druck unterschiedes.
Ein in einem Gehäuse 11 unter gebrachter Druckübersetzer dient zur Rege lung des Bremszylinderdruckes entsprechend zwei Bremsdiagrammen mit verschieden stei lem Druckanstieg, wobei ein als Hahn 12 ausgebildetes Umstellorgan die Umschaltung von der einen auf die andere Betriebsart ermöglicht. Durch einen nicht dargestellten geschwindigkeitsabhängigen Schalter wird der Hahn bei kleiner Geschwindigkeit in die Stel lung für schwäehern, bei hoher Zugsgesehwin- digkeit dagegen in die Stellung für stärkern Druckanstieg gebracht.
Der Druckübersetzer ist mit einem aus drei Membranen 13, 14, 15 und einem Ventil stössel 16 gebildeten Membransatz versehen, der in einer gehäusefesten Büchse 17 dich.. tend geführt ist. Durch den obern Teil des Stössels 16 ist eine die Kammer 18 mit der unter Atmosphärendruck stehenden Kammer 19 verbindende Bohrung<B>20</B> geführt, die bei nach oben verschobenem Stössel durch das Ventil 21 abgeschlossen wird.
Dieses Ventil überwacht die Zufuhr von Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter 7 über die Leitung 23 zum Bremszylinder 8 und wird normalerweise durch eine schwache Feder 22 auf einen am Gehäuse 11 des Druckübersetzers vorgesehenen Sitz ge drückt. Am untern Ende des Ventilstössels 16 ist ein Teller 24 befestigt, der in eine mit einem Bodenteil 26 versehene Büchse 25 ein -greift. Diese Büchse ist mit einer in der Ge häusewand des Druckübersetzers eingespann ten Membran 28 starr verbunden. Eine an einer Trennwand des Gehäuses 11 abgestützte Feder 27 drückt den Bodenteil 26 der Büchse 25 normalerweise an den Teller 24 und drückt dadurch den Stössel 16 so weit nach unten, bis der Teller der Membran 7.5 auf der festen Büchse 17 aufliegt.
Die Membran 28 schliesst eine Kammer 29 ab, die durch die Leitung 31 mit einer weitern, zwischen der kleinem Membran 13 und der grössern Membran 14 eingeschlossenen Kam mer 32 verbunden ist. Die Leitung 31 ist fer ner an den Hahn 12 angeschlossen, der in der dargestellten Stellung die Leitung 31 mit der Kammer 18 und dem an diese angeschlos senen Bremszylinder 8 verbindet, während er bei in der eingezeichneten Pfeilrichtung um 90 gedrehtem Kücken diese Leitung über die Bohrung 33 entlüftet.
Zwischen der Mem bran<B>15</B> und der die Büchse 17 tragenden Trennwand befindet sich die Kammer 34, die über den zur Festlegung der Füll- und Löse zeiten des Bremszylinders dienenden Behälter 35 mittels der Leitung 36 an den Dreidruck regler 6 angeschlossen ist. Die Fläche der Membran 28 ist von solcher Grösse, dass be reits ein für das Anlegen der Bremsklötze genügender Bremszylinderdruck die Feder 27 ausschaltet.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung nach Fig. 1 ist die folgende: Bei kleiner Zug geschw indigkeit befindet sich der Hahn 12 in der dargestellten Stellung. Wird eine Brem sung eingeleitet,. so .fliesst Drucklift aus dem Hilfsluftbehälter 7 über den Dreidruckregler 6 und die den Behälter 35 enthaltende Lei tung 36 in die Kammer 34 und hebt den Membransatz nach Überwindung der Feder 27 an.
Kommt der Stössel 16 am Ventil 21 zum Anliegen, so wird dadurch die bis dahin vorhandene, über die Kammer 19 und die Bohrung 20 verlaufende Entlüftung der Kam mern 18, 32, 29 und des Bremszylinders 8 unterbrochen. Bei weiterer Aufwärtsbewegung des Stössels 16 unter Überwindung der Feder 22 öffnet das Ventil 21 die Verbindung zwi schen dem Hilfsluftbehälter 7 und der Kam mer 18. Die nun zufliessende Druckluft be wirkt ein Ansteigen des Druckes im Brems zylinder 8 und in den mit diesem verbundenen Kammern 18, 32 und 29.
Sobald der Boden teil 26 nicht mehr am Teller 24 des Stössels 16 anliegt, ist die Wirkung der Feder 27 auf den Membransatz aufgehoben. Da zu beiden Sei ten der Membran 13 gleicher Druck herrscht, ist die letztere unwirksam. Die Regelung der Luftzufuhr zum Bremszylinder 8 findet daher ausschliesslich unter dem Einfluss der Drücke in den Kammern 32 und 34 statt. Infolge der im Vergleich mit der Membran 13 grossen Fläche der Membran 14 nimmt der Druck im Bremszylinder 8 im Verlauf der verschiede nen Bremsstufen verhältnismässig langsam zu.
Wird eine Bremsung bei hoher Fahrt geschwindigkeit vorgenommen, wo sich der Ilahn 12 in der gegenüber Fig. 1 um 90 ge drehten Stellung befindet, so bleiben die Kam mern 29 und 32 über die Leitung 31 ständig entlüftet. Die grössere Membran 14 ist daher wirkungslos, und es ergibt sich ein steilerer Anstieg des Bremszylinderdruckes in Abhän gigkeit von in der Bremsleitung vorgenomme nen Drucksenkungen. Durch die die Membran 13 unterstützende Feder 27 ergibt sich aber eine Herabsetzung des sich für eine bestimmte Drucksenkung in der Bremsleitung 5 im Bremszylinder 8 einstellenden Druckes.
Da in dem den Kolben des Bremszylinders 8 mit den Bremsklötzen der Fahrzeugräder verbin denden Gestänge ein mechanisch wirkender., nicht dargestellter Druckübersetzer einge schaltet ist, der den auf die Bremsklötze aus geübten Druck- vergrössert, so ist eine Her absetzung des sich im Bremszylinder bei klei nen Drucksenkungen in der Bremsleitung ein stellenden Druckes erwünscht, indem dadurch auch bei hohen Geschwindigkeiten eine feine Regulierung der Bremse ermöglicht wird.
Das Lösen der Bremse findet in der üblichen Weise durch stufenweises oder ein malifies Erhöhen des Druckes in der Brems leitung statt. Dabei entweicht die im Behälter 35 und der Kammer 34 vorhandene Druck luft durch die Bohrung 37 im Dreidruckregler 6. Im Druckübersetzer beginnt sich der Stössel 16 unter dem überwiegenden Einfluss des in der Kammer 18 oder 32 wirksamen Brems zylinder druckes zu senken und stellt eine über die Bohrung 20 verlaufende Verbindung der Kammer 18 mit der Aussenluft her.
In Fig. 2 ist ein in einem. Gehäuse 47. untergebrachter Druckübersetzer dargestellt, der von dem in Fig. 1. gezeigten Drucküber- setzer leicht abweicht. Während gemäss Fig. 1 der Bremszylinderdruck entweder auf die Membran 13 oder die Membran 14 wirkt, dient gemäss Fig. 2 die an den Bremszylinder 8 angeschlossene Kammer 18 allein diesem Zweck. Die Bohrung 20 im Stössel 16 mündet in eine mit der Aussenluft verbundene, zwi- sehen den beiden Membranen 13 und 14 liegende Kammer.
Die Membran 14 schliesst zusammen mit der kleinern Membran 15 eine Kammer 42 ein, die über ein Ventil 43 ent weder mit der Aussenluft oder mit der vom Behälter 35 kommenden Leitung 36 verbun den werden kann. Die zwischen der die Büchse 17 tragenden Trennwand und der Membran 15 gelegene Kammer 34- ist dauernd mit der Leitung 36 verbunden.
Die zur Ein- und Ausschaltung der Feder 27 dienende Membran 28 steht unter dem in der Kammer 29 herrschenden Druck, der je nach Stellung des als Ventil 44 ausgebildeten Umstellorgans entweder mit dem Druck in der Leitung 36 öder dem Druck der Aussenluft übereinstimmt: Die Ventile 43 und 44 sind durch einen Stössel 45 verbunden, der in nicht dargestellter Weise durch ein geschwindigkeitsabhängiges Organ betätigt wird; die dargestellte Stellung der Ventile 43 und 44 entspricht dem untern Ge schwindigkeitsbereich.
Die Arbeitsweise des Druckübersetzers nach Fig. 2 ist; soweit sie von derjenigen des Druckübersetzers nach Fig. 1 abweicht, die folgende Bei Einleitung einer Bremsung aus kleiner Fahrgeschwindigkeit gelangt die aus dem Hilfsluftbehälter 7 stammende, vom Drei druckregler 6 durchgelassene Druckluft durch die Leitung 36 in die Kammer 34 des Druck übersetzers und über das Ventil 44 auch in die Kammer 29.
Der Stössel 16 wird nach Überwindung der Feder 27 gegen-das Ventil 21 verschoben und hebt dieses nach vorher gehendem Abschluss der Lösebohrung 20 an: Die nun über die Leitung 23 aus dem Hilfs- luftbehälter nach dem Bremszylinder 8 strö mende Druckluft lässt den Druck in diesem und in der Kammer 18 ansteigen, bis er ge nügt, um die Membran 13 und mit ihr- den Stössel 16 gegen die Membran 28 zu schieben und dadurch das Ventil 21 zu schliessen. Sobald der Druck in der Kammer 29 ungefähr auf den für das Anlegen der Bremsklötze not wendigen Wert angestiegen ist, wird die Büchse 25 von der Membran 28 unter Zusam mendrücken der Feder 27 nach oben gedrückt. Der' Teller 24 am Stössel 16 ist damit vom Druck der.
Feder 27 entlastet. Die Einstellung weiterer Bremsstufen findet nun unabhängig von dieser Feder statt.
Wird eine Bremsung bei hoher Geschwin digkeit ausgeführt, wo sieh der Stössel 45 in einer Stellung befindet, in der die Kammer 42 über das Ventil 43 mit .der Leitung 36 ver bunden, die Kammer 29 dagegen über das Ventil 44 entlüftet ist, so kommt nicht mehr die- Membran 15, sondern die grössere Mem bran 14 zur Wirkung; während die Feder 27 ständig eingeschaltet bleibt. Die durch Ein schaltung des Druckübersetzers in die Bremse nach Fig. 1 sich ergebende Charakteristik des Druckanstieges im Bremszylinder ist im übri gen dieselbe wie bei Einschaltung des Druck übersetzers nach Fig. 1.
Die Fig. 3 zeigt eine Bremse mit einem Dreidruckregler im Schnitt, der zugleich die Funktion des Druckübersetzers nach Fig. 1 oder 2 übernimmt. Im Gehäuse 48 des Drei druckreglers sind vier Membrane 49-52 gleichachsig angeordnet. In dem in Fig. 3 untern Teil des Gehäuses 48 ist eine Trenn- wand 54 vorgesehen, die in der Gehäuseachse mit einer sich nach oben erstreckenden Büchse 55 versehen ist, an deren freiem Ende sich der Kragen 56 befindet.
Auf der Büchse 55 ist der den mittlern Teil der Membran 51 bil dende Teller 68 verschiebbar und dichtend ge führt: Die zwischen der Trennwand 54 und der Membran 51 befindliche Kammer 60 ist über eine Leitung 70 mit einem Hahn 63 ver bunden. Ein mit den Membranen 49, 50 und 52 starr verbundener, in seinem obern Teil mit einer Bohrung 58 versehener Stössel 53 ist in der 'Büchse 55 verschiebbar und bildet eine Dichtung für die zwischen der Trenn wand 54 und der Membran 52 befindliche, an die Bremsleitung 5 angeschlossene Kammer 67. Der Stössel 53 bildet zusammen mit einem Ventil 57 und einem für dieses am Gehäuse vorgesehenen Sitz 59 ein Doppemventil.
Zwischen den beiden Membranen 49 und 50 befindet sich die an das Umstellorgan, das wie in Fig. 1 als Hahn 63 ausgebildet ist, angeschlossene Kammer 64. Besitzt das Fähr- zeug eine geringe Geschwindigkeit, so befin det sich der Hahn 63 in der dargestellten Stellung, in der die Kammer 64 und die Kam mer 60 mit dem Bremszylinder 8 verbunden sind. Bei hoher Geschwindigkeit des Fahr zeuges nimmt der Hahn 63 eine Stellung ein, in der sein Kücken gegenüber der Stellung naeh Fig. 3 in der eingezeichneten Pfeilrich tung um 90 gedreht ist.
In dieser Stellung sind die Kammern 60 und 64 über die Boh rung 65 mit der Aussenluft verbunden; die Membran 50 ist daher unwirksam. Eine von der Membran 52 begrenzte Kammer 66 ist an den Steuerluftbehälter 9 konstanten Druckes angeschlossen. Für die Füllung der Behälter 7 und 9 ist eine an sich bekannte und daher nicht dargestellte, während ' des Bremsvor ganges unterbrochene Verbindung mit der Bremsleitung 5 vorgesehen.
In der dargestellten Lösestellung des Drei druckreglers sind die Kammern 60, 62 und 64 über die Bohrung 58 entlüftet, während sich die Drücke in den Kammern 66 und 67 an der Membran 52 das Gleichgewicht halten. Der Stössel 53 wird durch eine Feder 72 in i eine Stellung gedrückt, in der die Membran 52 an einem Anschlag 69 am Boden des Ge häuses 48 anliegt. Eine zwischen den Membra nen 50 und 51 befindliche Druckfeder 71 bleibt dabei entspannt. Das Ventil 57 wird i durch die schwache Feder 61 auf den festen Sitz 59 gedrückt.
Die Arbeitsweise des Dreidruckreglers ist kurz die folgende: Bei kleiner Zuggeschwindigkeit bewirkt s eine Drucksenkung in der Bremsleitung 5, die zur Überwindung der Feder 72 genügt, eine Verschiebung des Stössels 53 nach oben. Er kommt dabei am Ventil 57 zum Anliegen und unterbricht dadurch die Verbindung der Kam- s mer 62 mit der Aussenluft. Beim weitern An heben des Stössels 53 hebt er das Ventil 57 vom Sitz 59, so dass nun Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter 7 in die Kammern 60, 62, 64 und den Bremszylinder 8 fliesst. Da zu beiden Seiten der Membran 49 gleicher Druck herrscht, ist diese Membran unwirksam.
Die Fläche der Membran 51 ist im Verhältnis zur Stärke der Feder 71 so gewählt, dass sie schon bei einem lediglich das Anlegen der Brems klötze bewirkenden Bremszylinderdruck gegen den Kragen 56 gedrückt wird. Dadurch er fährt der Stössel 53 eine nach oben gerichtete, die Wirkung der Feder 72 aufhebende Be lastung. Das Ventil 57 wird daher weiter offen gehalten und die Füllung des Brems 7y linders 8 fortgesetzt, bis der auf die Mem bran 50 wirkende Bremszylinderdruek genügt, um den Stössel 53 nach unten zu verschieben und dadurch das Ventil 57 zu schliessen. In folge der im Verhältnis zur Fläche der Mem bran 49 grossen Fläche der Membran. 50 steigt der Druck im Bremszylinder in Abhängigkeit vom Druckabfall in der Bremsleitung 5 nur langsam an.
Wird die Bremsung bei hoher Zugs geschwindigkeit vorgenommen, so befindet sich der Hahn 63 in seiner um 90 gedrehten Stellung. Der Bremszylinderdruck überträgt sieh daher nicht auf die Kammern 60 und 64, so dass die Feder 71 entspannt ist. Da gleich zeitig nur die kleinere Membran 49 vom Bremszylinderdruck beaufschlagt wird, so er gibt sieh ein entsprechend steilerer Verlauf. des Bremszylinderdruckes in Abhängigkeit von der Drucksenkung in der Bremsleitung 5.
Gleichzeitig wird dieser Druck durch die Wir kung der Feder 72 um einen konstanten Be trag herabgesetzt.
In der Ausführiuig nach Fig. 3 könnte an Stelle der Federn 71 und 72 auch eine einzige, den Stössel 53 bei hoher Geschwindigkeit nach unten ziehende-und 'bei kleiner Geschwindig keit ausgeschaltete Feder vorgesehen sein, wobei das @Terstellorgan für die Ein- und Ausschaltung der Feder gemäss Fig. 1 ausge bildet wäre.