(Zusatzpatent zum Hauptpatent 508 503) Bremseinrichtung
Im Hauptpatent ist eine Bremseinrichtung zum Abbremsen relativ zueinander bewegter Teile beschrieben, wobei die Bremseinrichtung einen bei gelüfteter Bremse durch ein Medium druckbeaufschlagten und zum Bremsen druckentlasteten Zylinder besitzt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, mit einer Bremeinrichtung eine bestimmte Verzögerung, beispielsweise eines Fahrzeuges unabhängig von dessen Zuladung vom Hangabtrieb des Fahrzeuges und vom Reibungsfaktor der Bremselemente zu erreichen, da die bisher bekannten Bremseinrichtungen dieser Art, die hydraulisch arbeiten und zum Abbremsen beispielsweise eines Fahrzeuges dienen, den Nachteil aufweisen, dass eine durch sie erreichbare, bestimmte Verzögerung von den genannten Faktoren, nämlich der Zuladung des Fahrzeuges, dem Reibungsfaktor der Bremselemente und, wenn es sich zum Beispiel um ein Fahrzeug einer Bergbahn handelt, von dem Hangabtrieb des Fahrzeuges abhängig ist.
Die Bremseinrichtung ist nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes dadurch gekennzeichnet, dass zum verzögerungsgeregelten Bremsen der Zylinder über ein Rückschlagventil mit einem Druckspeicher zur Aufnahme eines Teiles des aus dem Zylinder entweichenden Mediums und ferner über eine Drosselstelle mit einem Verzögerungsregler verbunden ist, der eine mit einem Relativbewegungsaufnehmer in Mitnahmeverbindung stehende Schwungmasse und ein dem Voreilen der Schwungmasse gegenüber dem Relativbewegungsaufnehmer bis zu einem vorbestimmten Verzögerungswert entgegenwirkendes Kraftglied sowie ferner ein mit der Schwungmasse zusammenwirkendes Absperrorgan für das den Regler unter zunehmender Druckreduzierung bis zur Erreichung des vorbestimmten Verzögerungswertes durchströmende Medium aufweist,
wobei nach dem durch die Schwungmasse bewirkten Schliessen des Absperrorgans der Druck des Mediums für die weitere Bremsung konstant bleibt.
Sind beispielsweise die relativ zueinander bewegten Teile ein Fahrzeug und eine Schiene, entlang der sich das Fahrzeug bewegt, so besteht zweckmässig der Relativbewegungsaufnehmer aus einem Laufrad des Fahrzeuges, welches über ein Getriebe eine rotierende Welle innerhalb des Verzögerungsreglers antreibt. Diese Welle rotiert dann mit einer Winkelgeschwindigkeit, die der Relativgeschwindigkeit der relativ zueinander bewegten Teile, d.h. des Fahrzeuges gegenüber der Schiene, entspricht.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der im Hauptpatent beschriebenen Bremseinrichtung ist diese Welle koaxial in einem zylindrischen Gehäuse des Verzögerungsreglers beiderends drehbar gelagert, und auf dieser Welle ist innerhalb des Gehäuses die Schwungmasse gelagert, die mittels eines zwischen Welle und Schwungmasse angeordneten Mitnehmers mit der Welle in Mitnahmeverbindung steht und entgegen der Wirkung des zwischen Welle und Schwungsmasse wirksamen Kraftgliedes, das vorzugsweise eine Spiralfeder ist, relativ gegenüber der Welle um einen begrenzten Drehwinkel bewegbar ist.
Durch den Verzögerungsregler strömt das aus dem Bremszylinder abströmende Medium, beispielsweise Öl, hindurch, und durch das Voreilen der Schwungmasse gegenüber der Welle infolge der Verzögerung des Fahrzeuges beim Bremsen wird das Absperrorgan bei einem durch die Spiralfeder bestimmten Verzögerungswert geschlossen, so dass dann die weitere Reduzierung des Öldruckes im Bremszylinder unterbrochen wird und die Bremskraft nicht mehr weiter zunimmt.
Bei der im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsform ist das mit der Schwungmasse zusammenwirkende Absperrorgan ein Drehschieber, der aus einem auf der Welle drehbaren, ringförmigen und mit der Schwungmasse gekuppelten Ventilkörper mit radialen Bohrungen und aus einem eine koaxiale und mehrere mit dieser in Verbindung stehende radiale Bohrungen aufweisenden Wellenabschnitt besteht, dessen radiale Bohrungen für den Durchtritt des Mediums bei geöffnetem Absperrorgan mit den radialen Bohrungen im ringförmigen Ventilkörper fluchten, wobei der ringförmige Ventilkörper beim Voreilen der Schwungmasse gegenüber der Welle die radialen Bohrungen in der Welle abschliesst, so dass dann die weitere Reduzierung des Öldruckes unterbrochen wird.
In vielen Fällen ist es wünschbar, wenn eine Kontrolle über die Funktionstüchtigkeit des Verzögerungsreglers und damit zugleich eine Anzeige des jeweils erreichten Verzögerungswertes möglich ist, wobei die Anzeige vom Verzögerungsregler entfernt, beispielsweise im Fahrzeugführerstand, vorhanden sein soll. Das ist mit der im Hauptpatent beschriebenen Einrichtung nicht erreichbar.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, die Bewegung des im Verzögerungsregler angeordneten Absporrorgans aus dem Regler heraus zu einer dort sich anschliessenden Anzeigeeinrichtung zu übertragen, was mit dem im Hauptpatent beschriebenen Drehschieber als Absperrorgan nicht zu verwirklichen ist. Die Drehbewegung der Schwungmasse, die das Absperrorgan betätigen soll, muss also in eine axiale Bewegung umgesetzt werden.
Zu diesem Zweck ist die erflndungsgemässe Bremseinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Relativbewegungsaufnehmer des Verzögerungsreglers eine mit einer der Relativgeschwindigkeit der relativ zueinander bewegten Teile entsprechenden Winkelgeschwindigkeit rotierende Welle aufweist, die koaxial in einem zylindrischen Gehäuse beiderends drehbar gelagert ist, und auf welcher die innerhalb des Gehäuses sich drehende Schwungmasse gelagert ist, die mittels eines zwischen Welle und Schwungmasse angeordneten Mitnehmers mit der Welle in Mitnahmeverbindung steht und entgegen der Wirkung des zwischen Welle und Schwungmasse wirksamen Kraftgliedes in Form einer Spiralfeder relativ gegenüber der Welle um einen begrenzten Drehwinkel bewegbar ist,
und dass das mit der Schwungmasse zusammenwirkende Absperrorgan für das den Regler durchströmende Medium ein Kolbenschieber ist, der aus einem in einer koaxialen Bohrung in der Welle axial beweglich gelagerten Kolben und aus in einem zum Regler gehörenden Ventilgehäuse radial verlaufenden Durch lässen für den Eintritt und Austritt des Mediums mit einem zylindrischen Sitz für den Kolben besteht, und dass der Kolben mit der Schwungmasse über Kupplungsglieder in Mitnahmeverbindung steht, welche Kupplungsglieder aus einem auf der Welle längsverschieblich gelagerten Ring mit mindestens einem radial in eine Umfangsnut des Kolbens eingreifenden Stift und mit einer am Aussenumfang des Ringes schraubenlinienförmig angeordneten Führungsnut und ferner aus mindestens einem an der Schwungmasse befestigten und radial in die Führungsnut eingreifenden Bolzen bestehen,
um die Drehbewegung der Schwungmasse beim Voreilen derselben gegenüber der Welle - entgegen der Kraft der zwischen Welle und Schwungmasse wirksamen Spiralfeder - in eine axiale Bewegung des Ventilkolbens zu übertragen zwecks Schliessung des Absperrorgans.
In bevorzugter Weise bildet der Ventilkolben des Absperrorgans mit seinem freien Ende das Betätigungsorgan eines Überwachungsschalters, der die Stellung des Ventilkolbens überwacht und mit einem Anzeigegerät in Verbindung steht.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen, in welchen eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes rein beispielsweise dargestellt ist. Es zeigen:
Fig. 1 den zur Bremseinrichtung gehörenden Verzögerungsregler im Längsschnitt;
Fig. 2 den Verzögerungsregler gemäss Fig. 1 im Querschnitt längs der Linie D-D;
Fig. 3 den Verzögerungsregler gemäss Fig. 1 im Querschnitt längs der Linie E-E;
Fig. 4 den Verzögerungsregler gemäss Fig. 1 im Querschnitt längs der Linie F-F.
Der in den Fig. 1-4 dargestellte Verzögerungsregler hat die gleiche Funktion wie der entsprechende Verzögerungsregler der im Hauptpatent beschriebenen Bremseinrichtung. Bei dem hier insgesamt mit 113 bezeichneten Verzögerungsregler ist eine Welle 117 koaxial in einem zylindrischen Gehäuse 118 beiderends drehbar gelagert. Auf dieser Welle 117 ist eine Schwungmasse 119 relativ gegen über der Welle um einen Drehwinkel von etwa 150 bis 200 drehbar gelagert und steht mittels eines Mitnehmers 120 in Mitnahmeverbindung mit der Welle 117. Der Verdrehung der Schwungmasse gegenüber der Welle wirkt eine Spiralfeder 121 entgegen, die mit ihrem einen Ende mittels eines Gewindebolzens 122 (Fig. 2) an der Schwungmasse 119 und mit ihrem anderen Ende in einer auf der Welle drehfesten Scheibe 123 fixiert ist durch ihre Vorspannung Mitnehmer und Schwungmasse in Anlage hält.
Bis zu einem vorbestimmten Verzögerungswert. der sich durch die Vorspannung der Spiralfeder ergibt, soll das Medium, beispielsweise das Drucköl, den Verzögerungsregler durchströmen, und dann soll bei Überschreiten des Verzögerungswertes durch das Voreilen der Schwungmasse gegenüber der Welle ein Absperrorgan geschlossen werden, wodurch das Abfliessen des Druck öls aus dem Bremszylinder unterbrochen wird und die Bremskraft nicht mehr weiter zunimmt. Das beim Voreilen der Schwungmasse gegenüber der Welle betätigte Absperrorgan ist bei diesem Verzögerungsregler ein Kolbenschieber, der aus einem in einer koaxialen Bohrung 124 in der Welle 117 axial beweglich gelagerten Kolben 125 und ferner aus in einem Ventilgehäuse 126 radial verlaufenden Durchlässen 127 und 128 für den Eintritt und Austritt des Mediums mit einem zylindrigen Sitz 129 für den Kolben besteht.
Das zum Regler gehörende Ventilgehäuse 126 ist an das Reglergehäuse 118 angeflanscht. Über verschiedene Kupplungsglieder steht der Kolben 125 mit der Schwungmasse 119 in Mitnahmeverbindung, damit bei einer Relativbewegung der Schwungmasse gegenüber der Welle eine Längsbewegung des Kolbens herbeigeführt wird. Diese Kupplungsglieder bestehen aus einem auf der Welle 117 längsverschieblich gelagerten Ring 130, der diametral gegenüberstehend zwei Stifte 131 trägt, die jeweils radial durch einen Schlitz 132 in der Welle 117 in eine Umfangsnut 133 des Kolbens 125 eingreifen. Die Umfangsnut 133 ist eine geschlossene Kurve, die aber eine geringe Steigung von vorzugsweise 0,3 mm besitzt, so dass die in die Umfangsnut eingreifenden Stifte des mit der Welle zusammen umlaufenden Ringes den Kolben oszillierend bewegen, damit die Entstehung einer Haftreibung beim Kolben verhindert wird.
Der Ring 130 besitzt ferner am Aussenumfang eine schräg oder schraubenlinienförmig verlaufende Führungsnut 134, in die zwei in der Schwungmasse 119 verankerte Bolzen 135 radial eingreifen. Wenn die Schwungmasse 119 der Welle 117 voreilt, d.h. zwischen diesen eine Relativbewegung auftritt, so erfährt der Ring 130 eine Längsbewegung in der Achsrichtung des Reglers unter Mitnahme des Kolbens 125 durch die in die Umfangsnut dieses Kolbens eingreifenden Stifte 131. Die zuvor geschilderte kurze oszillierende Bewegung zur Verhinderung der Haftreibung am Kolben erfolgt dauernd, solange Schwungmasse und Welle gleichförmig umlaufen, dagegen erfolgt die Längsbewegung des Kolbens 125, die zu einer Absperrung des öldurchflusses durch die Durchlässe 127 und 128 im Ven tilgehäuse führt, nur bei einer Relativbewegung der Schwungmasse gegenüber der Welle,
die bei einer Verzögerung des Fahrzeuges auftritt.
Mit der Längsbewegung des Kolbens 125 kann nun ein Überwachungsschalter 140 betätigt werden, indem das freie Ende des Kolbens 125 das Betätigungsorgan dieses Schalters bildet, der angrenzend an das Ventilgehäuse 126 in einem an dieses angeflanschten Gehäuse 141 angeordnet ist. Der Überwachungsschalter 140 ist hier beispielsweise ein elektrischer Schalter, der mit einem nicht dargestellten Anzeigegerät, beispielsweise am Führerstand des Fahrzeuges, in Verbindung steht.
Damit ist eine Anzeige der Betriebsbereitschaft des Reglers oder umgekehrt das Vorhandensein einer Störung innerhalb des Reglers möglich, beispielsweise wäre ein Bruch der Feder zwischen Welle und Schwungmasse, der zur Folge hätte, dass die Stellung der Schwungmasse gegenüber der Welle nicht mehr definiert ist, durch die zu einer Betätigung des Überwachungsschalters führende Längsbewegung des Kolbens sofort erkennbar.
Eine weitere Überwachungseinrichtung besteht aus Magneten 143, die an einer Stirnseite der Schwungmasse 119 eingebaut sind und sich bei ihrer Rotation vor einem im Gehäuse 118 des Reglers eingebauten Magnetschalter 144 vorbeibewegen. Auf diese Weise wird die Rotation der Schwungmasse als Voraussetzung für die Funktionsfähigkeit der Bremseinrichtung überwacht. Wenn nämlich beispielsweise die Welle 117 von einem Laufrad angetrieben wird, das auf dem Tragseil einer Seilbahn abrollt, und das Laufrad wäre vereist und könnte sich nicht mehr drehen, so würde über den Magnetschalter 144 angezeigt werden, dass der Verzögerungsregler nicht imstande ist, seine Funktion innerhalb der Bremseinrichtung auszuüben.
Durch die Grösse der Federvorspannung der Spiralfeder 121 kann eine bestimmte Nenn-Verzögerung erreicht werden. Für die Veränderung der Federvorspannung ist das eine Befestigungsende der Spiralfeder in seiner Lage relativ zum anderen zu verändern. Aus diesem Grunde besitzt die Welle 117 im Bereich der Scheibe 123, in der das Federende fixiert ist, eine Kerbverzahnung, die im Zusammenwirken mit einer entsprechenden Kerbverzahnung an der Scheibe 123 es erlaubt, das Federende in verschiedenen Stellungen festzulegen.