CH680120A5

CH680120A5 -

Info

Publication number: CH680120A5
Application number: CH2039/89A
Authority: CH
Inventors: Riet Thoeny
Original assignee: Oerlikon Knorr Eisenbahntech
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1992-06-30
Also published as: FR2647738B1; DE4011205A1; FR2647738A1; US5052761A; CA2016443A1

Description

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CH 680 120 A5

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Beschreibung

Lastabhängiges Bremsventil zur Steuerung des Bremsleitungsdruckes an Druckluftbremsen eines Fahrzeuges.

Die Erfindung betrifft ein lastabhängiges Bremsventil zur Steuerung des Bremsleitungsdruckes an Druckluftbremsen eines Fahrzeuges, mit Fahrzeugfedern, die in Abhängigkeit der Fahrzeugbelastung einfedern, mit einem schwenkbaren Bremshebel, der in Abhängigkeit der Einfederung der Fahrzeug-fedem in einem Schwenkbereich verschwenkbar ist, mit einem Kolben, der zur Betätigung des Brems-ventiles dient und sich auf dem schwenkbaren Bremshebel abstützt.

Bei bekannten, lastabhängigen Bremsventilen wird vorausgesetzt, dass die Einfederung der Fahrzeugfedern sich proportional zur Fahrzeugbelastung verhält. Wenn dies nicht der Fall ist, besteht die Gefahr, dass entweder das leere Fahrzeug oder das volle Fahrzeug zu stark gebremst wird; oder mit anderen Worten: entweder wird das leere oder das volle Fahrzeug ungenügend gebremst. Es wird beispielsweise auf die britische Patentschrift Nr. 2 022 206 und auf die schweizerische Patentschrift Nr. 594 520 hingewiesen. Bei diesen bekannten Bremsventilen wird die Einfederung der Fahrzeugfedern bei der Regulierung der Bremskraft berücksichtigt. Dabei wird vorausgesetzt, dass die Einfederung linear ist, d.h. proportional zur Fahrzeugbelastung; daraus entstehen dann die oben erwähnten Nachteile.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Bremsventil zu schaffen, das diese Nachteile nicht aufweist und bei dem die Bremskraft genau proportional zur Belastung des Fahrzeuges ist und nicht proportional zur Einfederung der Fahrzeugfedern, obwohl das Bremsventil in Abhängigkeit zur Einfederung der Fahrzeugfedern betätigt wird.

Das erfindungsgemässe lastabhängige Bremsventil, mit dem diese Aufgabe gelöst wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben mindestens zwei Abstützkanten aufweist, dass der Schwenkbereich in zwei Bereiche unterteilt ist, dass der Bremshebel sich im ersten Schwenkbereich auf der einen Kante des Kolbens abstützt und dass der Bremshebel sich im zweiten Schwenkbereich auf der anderen Kante des Kolbens abstützt.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäs-sen lastabhängigen Bremsventiles ist im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfin-dungsgemässen lastabhängigen Bremsventiles;

Fig. 2 einen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Bremsventil;

Fig. 3 ein Belastungs/Bremskraft-Diagramm.

Gemäss Fig. 1 befindet sich ein lastabhängiges Bremsventil 10 auf einem Fahrzeug 11, von dem im wesentlichen bloss ein Fahrgestell angedeutet ist. Ein Rad 12 des Fahrgestelles ist an einem Balken 13 drehbar gelagert. Auf diesem Balken 13 stützt sich eine Ladebrücke 14 über zwei starke Wagenfedern 15 ab. Das lastabhängige Bremsventil 10, das auch als Wiegeventil bezeichnet wird, ist auf der Ladebrücke 14 befestigt. An einer Achse 16 dieses Bremsventiles 10 ist ein schwenbkbarer Hebel 17 starr befestigt und über eine Stange 18 gelenkig mit dem Balken 13 verbunden. Diese Stange 18 ist über ein erstes Gelenk 19 mit dem Hebel 17 und über ein zweites Gelenk 20 mit dem Balken 13 verbunden. Bei der Belastung des Fahrzeuges 11 werden die beiden Federn 15 komprimiert, dabei senkt sich die Ladebrücke 14 gegen den Balken 13 und dadurch ist die Stange 18 in der Lage, den Hebel 17 zu verschwenken und somit die Achse 16 des Bremsventiles 10 zu drehen.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass beim Beladen des Fahrzeuges 11 der Hebel 17 im Uhrzeigersinne geschwenkt wird und dass beim Entladen des Fahrzeuges 11 dieser Hebel 17 im Gegenuhrzeigersinne geschwenkt wird. Somit lässt sich die Bremskraft in Abhängigkeit der Fahrzeugbeiastung steuern. Falls die Federcharakteristik der beiden Federn nicht linear ist, so muss dies bei der Ausbildung des Bremsventiles 10 berücksichtigt werden, wie im folgenden anhand der Fig. 2 erläutert ist.

Gemäss Fig. 2 befindet sich der schwenkbare Hebel 17 bei teilweise beladenem Fahrzeug 11 in seiner horizontalen Stellung, die mit ausgezogenen Linien dargestellt ist. Wird das Fahrzeug 11 vollständig entladen, so gelangt der Hebel 17 in seine unterste strichpunktiert dargestellte Lage 17a, und wird das Fahrzeug 11 vollständig beladen, so gelangt der Hebel 17 in seine oberste, ebenfalls strichpunktiert dargestellte Lage 17b.

Auf diesem schwenkbaren Hebel 17 stützt sich ein Kolben 21 ab, der verschiebbar in einem Gehäuse 22 des Bremsventiles 10 gelagert ist. Dieser Kolben 21 weist zwei Kanten A und B auf, die sich in der gezeigten Stellung des Hebels 17 beide auf diesem Hebel 17 abstützen. Wird beim Entladen des Fahrzeuges 11 der Hebel 17 mit der im Gehäuse gelagerten Achse 16 im Gegenuhrzeigersinne geschwenkt, kann sich nur noch die Kante A der Kolbens 21 auf dem Hebel 17 abstützen. Dadurch ergibt sich ein erstes Übersetzungsverhältnis 1i zu I3 zwischen dem kleinen Hebelarm 1i und dem grossen Hebelarm I3. Wird hingegen beim Beladen des Fahrzeuges 11 der Hebel 17 mit der Achse 16 im Uhrzeigersinne geschwenkt, dann kann sich nur noch die Kante B des Kolbens 21 auf dem Hebel 17 abstützen. Dadurch ergibt sich ein zweites Übersetzungsverhältnis I2 zu 13 zwischen dem kleineren Hebelarm I2 und dem grösseren Hebelarm I3.

Der Kolben 21 ist im Gehäuse 22 verschiebbar geführt und weist einen kleinen unteren Dichtring 23 und einen grossen oberen Dichtring 24 auf. Diese beiden Dichtringe 23 und 24 begrenzen eine Kammer 25, in welche Druckluft aus einer Leitung 26 gelangt. Da die beiden Dichtringe 23 und 24 nicht gleich gross sind, hat die Druckluft in der Kammer 25 das Bestreben, den Kolben 21 nach oben zu drücken, d.h. den Hebel 17 zu entlasten. Am Kolben 21 ist über eine Stange 27 ein Teller 28 befestigt, auf den sich eine Feder 29 abstützt. Diese Feder 29 belastet einen zweiten Teller 30, der sich über ei-

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ne Kugel 31 auf einem Membrankolben 32 abstützt. Der Membrankolben 32 ist an einem Stössel 33 befestigt, der zur Betätigung eines Ventiltellers 34 dient. Der Stössel 33 besitzt eine Bohrung 45, welche bei abgesenktem Membrankolben 32 die Kammer 39 mit der Kammer 42 verbindet. Dieser Ventilteller 34 wird durch eine Feder 35 gegen einen Ventilsitz 36 gedrückt. Der Ventilteller 34 trennt eine erste Kammer 37, die an eine Speiseleitung 38 angeschlossen ist, von einer zweiten Kammer 39 ab, die an eine Steuerleitung 40 angeschlossen ist. An diese Steuerleitung 40 ist auch die oben erwähnte Leitung 26 angeschlossen, die zur Entlastungskammer 25 führt. Die zweite Kammer 39 besteht aus zwei Teilen, die durch eine Drosselöffnung 41 miteinander verbunden sind. Unterhalb des Membrankolbens 32 befindet sich eine dritte Kammer 42, die über eine Entlüftungsleitung 43 mit der Atmosphäre verbunden ist. Eine Bohrung 44 im Ventilteller 34 dient zur Entlastung des Ventiltellers 34, wie allgemein üblich.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Bremsventiles 10 ist wie folgt:

Es wird angenommen, dass in der Speiseleitung ein Druck von z.B. 8 atü herrsche. Der Steuerdruck in der Kammer 39 hat das Bestreben, den Membrankoiben 32 nach unten zu drücken und die Feder 29 hat über den Teller 30 und die Kugei 31 das Bestreben, den Membrankolben nach oben zu drücken. Zwischen dem Druck in der Kammer 39 und der Kraft der Feder 29 muss Gleichgewicht herrschen. Ist die Kraft der Feder 29 grösser als die durch den Druck in der Kammer 39 nach unten gerichtete Kraft, wird der Membrankolben 32 angehoben und dadurch drückt der Stössel 33 den Ventilteller 34 nach oben und hebt ihn vom Ventilsitz 36 ab, so dass Druckluft aus der Speiseleitung 38 über die Kammer 37 in die Kammer 39 strömen kann. Dadurch wird der Druck in der Kammer 39 so weit erhöht, bis die auf dem Membrankolben 32 nach unten wirkende Kraft gleich gross ist wie die Kraft der Feder 29. Somit wird der Ventilteller 34 wieder auf den Ventilsitz 36 gedrückt und der Druck in der Kammer 39 kann nicht weiter ansteigen. Wird durch Heben oder Senken des Hebels 17 die Feder 29 komprimiert oder ausgedehnt, dann wird entsprechend der Druck in der Kammer 39 steigen oder fallen, solange bis der Ventilteller 34 wieder auf dem Ventilsitz 36 aufliegt. Zum Absenken des Druckes in der Kammer 39 wird der Stössel 33 solange durch den Druck in der Kammer 39 vom Ventilteller 34 abgehoben, bis durch die Bohrung 45 im Stössel 33 und durch die Kammer 42 und die Entlüftungsleitung 43 der Druck in der Kammer 39 genügend abgesenkt wurde und die Feder 29 wieder in der Lage ist, den Stössel 33 gegen den Ventilteiler 34 zu drücken.

Dabei ist zu beachten, dass der Steuerdruck in der Kammer 39 ausschliesslich von der Stellung des schwenkbaren Hebels 17 abhängig ist. Das «lastabhängige» Bremsventil ist somit ausschliesslich von der Stellung des Hebels 17 abhängig und wird daher auch als ein wegabhängiges Wiegeventil bezeichnet. Dabei ist dieser Weg davon abhängig, ob sich die Kante A oder die Kante B des

Kolbens 21 auf dem Hebel 17 abstützt. Aus Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, dass bei gleichem Schwenkwinkel des Hebels 17 der Kolben 21 um einen kleineren Hub verschoben wird, solange sich die Kante A auf dem Hebel 17 abstützt und dass der Hub grösser wird, sobald die Kante B auf dem Hebel 17 aufliegt.

Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise des erfindungsgemässen lastabhängigen Bremsventiles dient das in Fig. 3 dargestellte Diagramm. In diesem Diagramm ist einerseits die Einfederung E in Funktion der Belastung G dargestellt und andererseits die Bremskraft P in Funktion der Einfederung E. Die Linie I zeigt die Einfederung der Wagenfedern 15 in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung G. Es sind zwei konzentrisch angeordnete Federn vorhanden. Am Anfang, d.h. bei annähernd leerem Fahrzeug, ist nur eine Feder wirksam. Bei stärker belastetem Fahrzeug sind beide Federn wirksam. Daher weist die Federkennlinie I einen Knick auf. Die Linie II zeigt die Bremskraft P in Funktion der Einfederung E der Wagenfedern 15. Am Anfang wirkt der schwenkbare Hebel 17 auf die Kante A, bei stärkerer Belastung wirkt dieser Hebel 17 auf die Kante B des Kolbens 21. Daher weist die Bremskraftkennlinie II ebenfalls einen Knick auf. Die Resultierende aus beiden Linien I und II ist dann eine gerade Linie, d.h. die Bremskraft ist proportional zur Fahrzeugbelastung. Somit wird durch die Anordnung der beiden Kanten A und B am Kolben 21 erreicht, dass die Bremskraft linear zur Fahrzeugbelastung wächst.

Claims

Patentansprüche

1. Lastabhängiges Bremsventil (10) zur Steuerung des Bremsleitungsdruckes an Druckluftbremsen eines Fahrzeuges (11),

- mit Fahrzeugfedern (15), die in Abhängigkeit der Fahrzeugbelastung einfedern,

- mit einem schwenkbaren Bremshebel (17), der in Abhängigkeit der Einfederung der Fahrzeugfedern (15) in einem Schwenkbereich (17a-17b) verschwenkbar ist,

- mit einem Kolben (21), der zur Betätigung des Bremsventiles (10) dient und sich auf dem schwenkbaren Bremshebel (17) abstützt, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Kolben (21) mindestens zwei Abstützkanten (A und B) aufweist,

- dass der Schwenkbereich (17a-17b) in zwei Bereiche unterteilt ist,

- dass der Bremshebel (17) im ersten Schwenkbereich (17a) sich auf der einen Kante (A) des Kolbens (21) abstützt und

- dass der Bremshebel (17) im zweiten Schwenkbereich (17b) sich auf der anderen Kante (B) des Kolbens (21) abstützt.

2. Lastabhängiges Bremsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich in einer Mittelstellung des schwenkbaren Bremshebels (17), zwischen den beiden Schwenkbereichen (17a, 17b) beide Kanten (A und B) auf dem Bremshebel (17) abstützen.

3. Lastabhängiges Bremsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der schwenkbare

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Bremshebel (17) um eine ortsfeste Achse (16) schwenkbar ist und dass der Abstand (1i) zwischen dem Stützpunkt der einen Kante (A) auf dem Bremshebel (17) und der Achse (16) kleiner ist als der Abstand (I2) zwischen dem Stützpunkt der anderen Kante (B) auf dem Bremshebel (17) und der Achse (16) des Bremshebels (17).

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