CH659440A5

CH659440A5 - Bremseinrichtung fuer ein fahrzeug, insbesondere ein zahnradfahrzeug.

Info

Publication number: CH659440A5
Application number: CH340383A
Authority: CH
Inventors: Arnold Schaefer
Original assignee: Schweizerische Lokomotiv
Priority date: 1983-06-22
Filing date: 1983-06-22
Publication date: 1987-01-30
Also published as: DE3323225C2; JPS604453A; DE3323225A1; AT391454B; ATA102684A

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für ein nung die Sicherheit erhöht, dass auch bei Ausfällen von meh-Fahrzeug, insbesondere ein Zahnradfahrzeug, zum Befahren 40 reren Elementen der Bremseinrichtung das Fahrzeug angehal-von Strecken mit starkem Gefälle, mit mehreren zum Anhal- ten werden kann. Da die Bremskraftreduktion pro Ausfall ten des Fahrzeugs geeigneten mechanischen Bremseinheiten, mit zunehmender Anzahl der Bremseinheiten kleiner wird, von denen jede eine Bremse und eine ihr zugeordnete Betäti- bleibt in dem normalerweise nicht benutzten Bereich des ein-gungseinrichtung mit einem über eine Betätigungsleitung be- gangs erwähnten Sicherheitszuschlages jeweils eine grössere einflussbaren Stellorgan enthält, wobei die Bremseinheiten 45 Bremskraft erhalten als bei den bekannten Anordnungen. Ein über mindestens zwei Bremssteuerorgane im Sinne einer eine weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Bremseinrichtung Bremsung auslösenden Verstellung betätigbar sind und zur besteht darin, dass die Summe der Bremskräfte wesentlich Ausübung von Bremskräften ausgelegt sind, deren Summe kleiner sein kann als bei den bekannten Anordnungen mit gegrösser ist als die für das sichere Anhalten des Fahrzeugs er- trennten Bremseinheitengruppen, bei denen die Summe der forderliche minimale Gesamtbremskraft. Diese «minimale 50 Bremskräfte aller Bremseinheiten immer mindestens das Gesamtbremskraft» enthält in der Regel einen vorbestimmten Zweifache der je durch eine der Bremseinheitengruppen auf-Sicherheitszuschlag zu jener errechneten Bremskraft, durch zubringenden minimalen Gesamtbremskraft beträgt. Die erweiche das Fahrzeug gerade noch angehalten werden kann. findungsgemässe Einrichtung gestattet daher einerseits die

Eine bekannte Bremseinrichtung der genannten Art weist Verwendung von kleineren bzw. geringer belasteten Bremsagzwei voneinander völlig getrennte Gruppen von Bremsein- 55 gregaten als bisher, andererseits werden durch die Verringe-heiten auf, wobei jede Gruppe für sich zum Anhalten des rung der Summe der jeweils wirksamen Bremskräfte hohe Fahrzeugs geeignet ist und für sich über eine eigene Steuerein- Verzögerungen beim gleichzeitigen Ansprechen aller Bremsrichtung mit mehreren, z.B. vier Bremssteuerorganen beein- einheiten vermieden. Entsprechend wird eine geringe Mateflussbar ist («SLM Technische Mitteilungen», Mai 1979, Sei- rialbeanspruchung erzielt; bei Zahnradfahrzeugen wird ein ten 5 und 7). Bei einer derartigen strikten Unterteilung der 6o Aufsteigen der Zahnräder an der Zahnstange vermieden, so Bremseinheiten in voneinander unabhängige Gruppen be- dass gegebenenfalls auf aufwendige Konstruktionen zur Versteht die zumindest theoretische Möglichkeit, dass bei be- ringerung der Entgleisungsgefahr verzichtet werden kann, stimmten Kombinationen von Störungen in den einzelnen Bei einer Bremseinrichtung mit an eine hydraulische oder Gruppen das Fahrzeug nicht mehr gebremst werden kann, pneumatische Druckmittelquelle anschliessbaren Stellorga-obwohl genügend funktionsfähige Bremseinheiten und genü- 65 nen kann nach einer Ausführungsform der Erfindung eine gend funktionsfähige Bremssteuerorgane für eine Bremsung weitere Erhöhung der Sicherheit dadurch erzielt werden, dass im Fahrzeug vorhanden sind. Dies wäre z.B. der Fall, wenn alle Stellorgane über eine einzige Anschlussleitung, welche die Bremssteuerorgane der einen Bremseinheitengruppe und zugleich als Speise- und Steuerleitung dient, mit den Brems-

Steuerorganen verbunden sind. Entsprechend können auch etwa bei einem Ausfall der die Bremssteuerorgane enthaltenden Steuereinrichtung die Bremseinheiten mittels Druckabsenkung, z.B. durch einen Notbremshahn, über die Anschlussleitung betätigt werden, so dass ein Anhalten bewirkt wird. Diese Ausführungsform ist z.B. auch für Fahrzeugkompositionen von Vorteil, indem die Bremseinrichtung bei Zugtrennungen automatisch wirksam wird, wobei sich weitere Steuerleitungen erübrigen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können den Stellorganen mindestens zwei in Serie geschaltete Lösesteuerorgane vorgeschaltet sein, welche in einer in die Anschlussleitung mündenden Druckmittel-Zuführleitung angeordnet und je zwischen einer das Lösen der Bremse zulassenden Lösestellung und einer das Lösen verhindernden Sperrstellung verstellbar sind. Durch diese Anordnung kann ein ungewolltes Nachströmen von Servomedium in die Stellorgane verhindert werden, da jeweils alle Lösesteuerorgane gleichzeitig in der Lösestellung sein müssen, um ein Nachströmen, und damit ein Lösen der Bremse zu ermöglichen.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein mit einer erfindungsgemässen Bremseinrichtung versehenes Zahnradtriebfahrzeug in einem Horizontalschnitt, und

Fig. 2 und 3 Einzelheiten aus der Fig. 1, je in einer grösseren Darstellung.

Das Zahnradtriebfahrzeug nach Fig. 1 enthält einen strickpunktiert dargestellten Fahrzeugkasten 1, der auf bekannte, nicht dargestellte Weise auf zwei Drehgestellen 2 gefedert abgestützt und mit diesen durch je eine in der Zeichnung als Drehzapfen 3 dargestellte Einrichtung zum Übertragen von Zug-, Brems- und Querkräften beweglich verbunden ist. Die Drehgestelle 2 enthalten je zwei Radsätze 4, deren Achsen 5 je mit einem Zahnrad 6 und drei Bremseinheiten 7 versehen sind. Die Achsen 5 sind ferner je über eine der besseren Übersicht wegen nicht dargestellte getriebliche Verbindung mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor gekoppelt.

Die Radsätze 4 sind durch Schienen 8 geführt, zwischen denen, insbesondere in Streckenabschnitten mit starkem Gefälle, eine Zahnstange 10 angeordnet ist, in welche die Zahnräder 6 eingreifen und auf welche zumindest ein Teil der Zug-und/oder Bremskräfte übertragen wird. Die Zahnräder 6 können je nach Antriebsart auf den Achsen 5 lose gelagert oder mit diesen jeweils fest verbunden sein; jedes Zahnrad 6 ist drehfest mit den zugeordneten Bremseinheiten 7 verbunden.

Die Bremseinheiten 7 enthalten je eine Bremse 11 und eine zugehörige Betätigungseinrichtung mit einem in bekannter Weise als Federspeicher ausgebildeten Stellorgan 12, welches gemäss Fig. 2 einen pneumatischen Zylinder 13 und einen durch eine Druckfeder 14 belasteten Kolben 15 mit einer Kolbenstange 16 aufweist. Die Bremsen 11, welche in der Regel als Bandbremsen ausgebildet sind, sind in der Zeichnung vereinfacht als Backenbremsen dargestellt, welche je eine mit dem Zahnrad 6 des betreffenden Radsatzes 4 drehfest verbundene Bremstrommel 17 und eine mit der Kolbenstange 16 verbundene Bremsbacke 18 aufweisen. Es versteht sich, dass an Stelle der dargestellten Bremsen 11 auch solche mit zwei Klemmbacken oder beliebig andere, z.B. Scheibenbremsen, verwendet werden können.

Die Zylinder 13 aller Bremseinheiten 7 sind je über eine Betätigungsleitung 20 zueinander parallel an eine gemeinsame Ringleitung 21 angeschlossen, welche als Speise- und Steuerleitung dient und welche über eine Verbindungsleitung 21a an eine Steuereinrichtung 22 angeschlossen ist. Die Steuereinrichtung 22 ist über eine Zufuhrleitung 23 an eine Druck659 440

mittelquelle, entsprechend der Darstellung in Fig. 1 einen Kompressor 24, und an einen Behälter (Druckspeicher) 25 für die Druckluft angeschlossen.

Der Kompressor 24 und der Druckmittelbehälter 25 sind aus Anschaulichkeitsgründen ausserhalb des hierfür vorgesehenen Fahrzeugbereiches dargestellt. Die Bremskraft jeder Bremseinheit 7 wird jeweils durch die Druckfeder 14 aufgebracht. Zum Löschen der Bremsen 11 werden jeweils in an sich bekannter Weise die Kolben 18 durch Zufuhr des Druckmittels in die Zylinder 13 zurückgestellt.

Die Steuereinrichtung 22 kann gemäss Fig. 3 vier in Zweigleitungen 21b der Verbindungsleitung 21a angeordnete, zueinander parallel geschaltete Bremssteuerorgane 31 sowie zwei Lösesteuerorgane 32 enthalten, welch letztere in der an die Verbindungsleitung 21a anschliessenden Druckmittel-Zuführleitung 23 in Serieschaltung angeordnet und über die Ringleitung 21 mit den Stellorganen 12 der Bremseinheiten 7 verbunden sind. Die über eine nicht dargestellte Schalteinrichtung betätigbaren Bremssteuerorgane 31 und Lösesteuerorgane 32, deren Ausbildung nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, sind z.B. aus der CH-Patentschrift 625 752 bekannt. Die Bremssteuerorgane 31 sind je zwischen einer die Betätigung der Bremsen 11 zulassenden Durchflussstellung und einer die Betätigung verhindernden Sperrstellung verstellbar. Entsprechend sind die Lösesteuerorgane 32 je zwischen einer das Lösen der Bremse 11 zulassenden Lösestellung und einer das Lösen verhindernden Sperrstellung verstellbar.

Wie aus der Fig. 3 weiter hervorgeht, kann in der Zuführleitung 23 ein den Lösesteuerorganen 32 nachgeschalteter Notbremshahn 26 angeordnet sein, welcher in bekannter, nicht dargestellter Weise zwischen zwei Betriebsstellungen verstellbar ist.

Der Notbremshahn 26 verbindet in der gezeigten Betriebsstellung die Zuführleitung 23 mit der Verbindungsleitung 21a und gestattet ein Lösen der Bremsen 11. In der anderen Betriebsstellung verbindet der Notbremshahn 26 eine an die Verbindungsleitung 21a anschliessende Zweigleitung 21c mit einem Auslass 27 und gestattet somit - unabhängig von der jeweiligen Stellung der Bremssteuerorgane 31 - eine Entleerung der Zylinder 13 und damit eine Betätigung der Bremsen 11. Weitere, mit der Ringleitung 21 verbundene Notbremshähne können in den Führerständen oder an beliebigen anderen geeigneten Stellen des Fahrzeuges angeordnet sein.

Durch die erfindungsgemässe Parallelschaltung aller Bremseinheiten 7 und aller Bremssteuerorgane 31 des Fahrzeuges wird sichergestellt, dass jeweils alle intakten Bremseinheiten 7 im Sinne einer Bremsung betätigbar sind, sofern auch nur ein einziges intaktes Bremssteuerorgan 31 bzw. ein einziger intakter Notbremshahn 26 zur Verfügung steht. Entsprechend wird durch die erfindungsgemässe Anordnung einerseits eine höhere Bremssicherheit des Fahrzeuges erzielt als bei bisherigen Anordnungen mit getrennten Bremssystemen, andererseits kann - bei einer gegebenen Anzahl von Bremseinheiten 7 - auch durch Bremsen 10, welche im Vergleich zu bisherigen Ausführungen für kleinere Bremskräfte ausgelegt sind, eine sichere Bremsung des Fahrzeuges gewährleistet werden.

Wird z.B. bei der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemässen Bremseinrichtung vorgegeben, dass neun beliebige Bremseinheiten 7 der vorhandenen zwölf Bremseinheiten 7 die zum sicheren Anhalten des Fahrzeuges erforderliche minimale Gesamtbremskraft aufzubringen haben, so sind dementsprechend die Bremseinheiten für Bremskräfte auszulegen, deren Summe lediglich um den Faktor f = 1,33 grösser ist als die geforderte minimale Gesamtbremskraft. Demgegenüber sind bei bisherigen Ausführungen mit voneinander vollständig getrennten Bremseinheitengruppen alle

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Bremseinheiten für Bremskräfte auszulegen, deren Summe Die Parallelschaltung aller Bremseinheiten 7 mit allen immer mindestens das Zweifache der minimalen Gesamt- Bremssteuerorganen 31 verhindert ohne Zusatzeinrichtung bremskraft beträgt. jene Bremsausfalle, die bei den bekannten Bremseinrichtun-

Wenn bei den bisherigen Ausführungen alle Bremsein- gen mit getrennten Bremssystemen auftreten können, wenn heiten intakt sind, wird somit bei gleichzeitiger Betätigung der 5 z.B. die Steuereinrichtungen des einen und die Bremseinheiten beiden voneinander getrennten Bremseinheitengruppen je- des anderen Systems gleichzeitig ausfallen.

weils mindestens das Zweifache der minimalen Gesamtbrems- Die Bremssteuerorgane 31 sind zweckmässig so dimensio-kraft wirksam. Derartige, insbesondere für Zahnradfahr- niert, dass jeweils ein einziges intaktes Bremssteuerorgan ei-zeuge gefährliche «Doppelbremsungen» werden durch die er- nen sofortigen Abfluss des Druckmittels aus allen Bremszy-findungsgemässe Bremseinrichtung vermieden, bei welcher 10 lindern und damit ein sicheres Anhalten gewährleistet. Ge-die Summe der bei gleichzeitiger Betätigung aller vorhande- mäss Fig. 3 kann bei Versagen der Bremssteuerorgane 31 die nen Bremseinheiten wirksamen Bremskräfte - bei zumindest Ringleitung 21 durch Betätigung des Notbremshahns 26 entgleich hoher Bremssicherheit des Fahrzeuges - wesentlich leert und dadurch eine Bremsung eingeleitet werden, wobei kleiner sein kann als das Zweifache der minimalen Gesamt- zusätzlich ein Nachströmen des Servomediums aus der Zu-bremskraft. 15 führleitung 23 verhindert wird.

Die aus der erfindungsgemässen Einrichtung sich ergeben- Die erfindungsgemässe Bremseinrichtung ist auch für an-den, relativ kleinen Bremskräfte gestatten eine günstige ther- dere, auf Strecken mit grossem Gefälle betriebene Fahrzeuge, mische Auslegung der Bremseinheiten 7, so dass das Fahr- wie z.B. Standseilbahnen, Seilbahnen, Grubenfahrzeuge,

zeug im normalerweise nicht benutzten Bereich des in der oder entsprechende Transporteinrichtungen geeignet, welche minimalen Gesamtbremskraft enthaltenen Sicherheitszu- 20 ähnliche Anforderungen an die Ausführung der Bremseinschlages auch dann noch angehalten werden kann, wenn diese richtung, insbesondere hinsichtlich des geforderten sicheren für die Dimensionierung massgebende, zum sicheren Anhal- Anhaltens des Fahrzeuges, genügen müssen. Ferner ist die er-ten erforderliche minimale Gesamtbremskraft durch weitere findungsgemässe Ausbildung der Bremseinrichtung auch für Ausfalle von Bremseinheiten 7 unterschritten werden sollte. eine Ausübung verwendbar, welche anstelle der beschriebe-Entsprechend der bei der erfindungsgemässen Einrichtung 25 nen passiven Betätigungsvorrichtung eine entsprechende ak-möglichen Aufteilung der erzeugbaren Bremskraft auf die tive Vorrichtung enthält, bei der eine Füllung der Bremszylin-dargestellten zwölf oder eine grössere Anzahl Bremseinheiten der jeweils eine Bremsung und eine Entleerung der Bremszy-7 ist jeweils zugleich auch die Bremskraftreduktion pro Aus- linder ein Lösen der Bremse bewirkt. Ebenso ist anstelle der fall einer Bremseinheit geringer als bei den aus der Praxis be- beschriebenen pneumatischen Betätigungs- und Steueranord-kannten Anordnungen. 30 nung auch eine entsprechende hydraulische oder elektrische

Anordnung anwendbar.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE die Bremseinheiten der anderen Bremseinheitengruppe gleich-

1. Bremseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein zeitig versagen. Andererseits wird bei gleichzeitigem Anspre-Zahnradfahrzeug, zum Befahren von Strecken mit starkem chen aller Bremseinheiten jeweils eine relativ grosse maximale Gefälle, mit mehreren zum Anhalten des Fahrzeuges geeigne- Gesamtbremskraft ausgeübt, welche die Entgleisungssicher-ten mechanischen Bremseinheiten (7), von denen jede eine 5 heit des Fahrzeugs ungünstig beeinflusst. Bei Bremseinrich-Bremse (11) und eine ihr zugeordnete Betätigungsvorrichtung tungen der bekannten Art ist diese maximale Gesamtbrems-mit einem über eine Betätigungsleitung (20) beeinflussbaren kraft somit mindestens gleich dem Zweifachen der eingangs Stellorgan ( 12) enthält, wobei die Bremseinheiten (7) über erwähnten minimalen Gesamtbremskraft.

mindestens zwei Bremssteuerorgane (31) im Sinne einer eine Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbes-

Bremsung auslösenden Verstellung betätigbar sind und zur 10 serte Bremseinrichtung zu schaffen, bei welcher insbesondere

Ausübung von Bremskräften ausgelegt sind, deren Summe Störungskombinationen der erwähnten Art nicht auftreten grösser ist als die für das sichere Anhalten des Fahrzeuges er- bzw. das sichere Anhalten des Fahrzeugs nicht verhindern forderliche minimale Gesamtbremskraft, dadurch gekenn- können, wobei auch bei gleichzeitigem Ausfall mehrerer Ele-

zeichnet, dass die Stellorgane (12) aller Bremseinheiten (7) des mente der Bremseinrichtung eine sichere Bremsung gewähr-

Fahrzeuges zueinander parallel geschaltet und mit den bzw. 15 leistet werden soll, und welche zudem - im Vergleich zu den allen Bremssteuerorganen (31 ) der Bremseinrichtung verbun- bekannten Bremseinrichtungen - eine Erhöhung der Entglei-

den sind, welche Bremssteuerorgane (31) ebenfalls zueinander sungssicherheit des Fahrzeuges ermöglicht.

parallel geschaltet sind, und dass die Summe der durch alle Diese Aufgabe wird bei einer Bremseinrichtung der ein-

Bremseinheiten (7) des Fahrzeuges erzeugbaren Bremskräfte gangs genannten Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst,

kleiner ist als das Zweifache der zum Anhalten des Fahrzeu- 20 dass die Stellorgane aller Bremseinheiten des Fahrzeuges zu-

ges erforderlichen minimalen Gesamtbremskraft. einander parallel geschaltet und mit den bzw. allen Brems-
2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, mit an eine hy- steuerorganen der Bremseinrichtung verbunden sind, welche draulische oder pneumatische Druckmittelquelle (24) an- Bremssteuerorgane ebenfalls zueinander parallel geschaltet schliessbare Stellorganen (12), dadurch gekennzeichnet, dass sind, und dass die Summe der durch alle Bremseinheiten des alle Stellorgane (12) über eine einzige Anschlussleitung (Ring- 25 Fahrzeugs erzeugbaren Bremskräfte kleiner ist als das Zweileitung 21), welche zugleich als Speise- und Steuerleitung fache der zum Anhalten des Fahrzeuges erforderlichen minidient, mit den Bremssteuerorganen (31) verbunden sind. malen Gesamtbremskraft.
3. Bremseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Bei der erfindungsgemässen Bremseinrichtung kommen zeichnet, dass den Stellorganen (12) mindestens zwei in Serie bei jeder Anhaltebremsung alle im Fahrzeug vorhandenen geschaltete Lösesteuerorgane (32) vorgeschaltet sind, welche 30 Bremseinheiten zum Einsatz, so dass eine Verschmutzung der in einer in die Anschlussleitung (Ringleitung 21) mündenden Bremsbeläge und/oder ein Verharzen der Betätigungseinrich-Druckmittel-Zuführleitung (23) angeordnet und je zwischen tungen ohne betriebliche Nachteile verhindert und die erzeug-einer das Lösen der Bremsen (11) zulassenden Lösestellung bare Bremskraft, die grösser ist als die für das sichere Anhal-und einer das Lösen verhindernden Sperrstellung verstellbar ten des Fahrzeugs erforderliche minimale Gesamtbremskraft, sind. 35 gleichmässig auf alle Bremseinheiten verteilt wird. Entsprechend der - im Vergleich zu bekannten Anordnungen - grös-

seren Anzahl der für die Erzeugung der Bremskraft verfügbaren Bremseinheiten wird durch die erfindungsgemässe Anord-