-
Zweidrucksteuerventil für einstufig zu lösende, selbsttätige Druckmittelbremsanlagen,
insbesondere für Eisenbahnfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweidrucksteuerventil
für einstufig zu lösende, selbsttätige Druckmittelbremsanlagen, insbesondere für
Eisenbahnfahrzeuge, das außer einem Anlege- und einem Löseventil, welche die Verbindung
eines Bremszylinders mit einem Flilfsluftbehälter bzw. mit dem Auslaß steuern, ein
sogenanntes Beschleunigerventil enthält, das beim Absenken des Druckmitteldrucks
in der Bremsleitung unter seinen normalen vollen Ladewert bewirkt, daß weiteres
Druckmittel aus dieser Leitung abgezogen wird, um die Verminderung des Bremsleitungsdrucks
örtlich zu intensivieren und dadurch dazu beizutragen, daß die Druckverminderung
sich rasch über die ganze Länge der Bremsleitung fortpflanzt.
-
Gewöhnlich sind diese Ventile in einem Schieberventil zusammengefaßt,
daß Öffnungen aufweist, die durch den Schieber in und außer Deckung mit entsprechenden
Öffnungen im Ventilkörper bewegbar sind. Diese Ventilart erfordert ein außerordentlich
genaues Einpassen der Schieber, eine dauernde Wartung und eine gute Schmierung;
sie kann durch Schmutz leicht beschädigt werden.
-
Für Eisenbahnfahrzeug-Bremsanlagen sind Steuervorrichtungen bekannt,
bei denen ein Hubventil durch die Bewegungen eines Steuerelements in Form einer
Membran betätigt wird; ferner sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen ein verschiebbares
Steuerglied gleichzeitig mehrere Ventile betätigt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Anwendung solcher
an sich bekannter Mittel ein Zweidrucksteuerventil zu schaffen, das sich sehr bequem
herstellen läßt und im Betrieb nur sehr wenig Wartung erfordert.
-
Bei einem Zweidrucksteuerventil mit einem einerseits vom Hauptleitungsdruck
und andererseits vom Hilfsbehälterdruck beaufschlagten Steuerelement und mit einem
Anlege- und einem Löseventil sowie einem Beschleuniger- und einem Entlüftungsventil
für die Übertragkammer der Beschleunigungseinrichtung sind gemäß der Erfindung das
Anlegeventil, das Löseventil und das Beschleunigerventil sowie das Entlüftungsventil
als elastisch aufsitzende Hubventile ausgebildet und werden gemeinsam durch das
Steuerelement in an Sich bekannter Weise unmittelbar betätigt.
-
Der Ausdruck »Hubventil« soll, obgleich er in der Technik der Druckmittelbremseinrichtungen
nicht allgemein verwendet wird, dahingehend verstanden werden, daß er diejenigen
Ventilarten umfaßt, bei denen es notwendig ist, daß das Ventilschließglied relativ
zu einem Ventilsitz angehoben wird, um das Ventil zu öffnen, wobei eine solche Hubbewegung
nicht auf das Aufwärtsbewegen in senkrechter Richtung beschränkt ist. Das Ventilschließglied
kann beispielsweise die Form eines scheibenförmigen Verschlußteiles oder eines Tellerventilgliedes,
welches einen Kopf und einen nach unten gerichteten Schaft aufweist, oder einer
harten Kugel annehmen. Für die Zwecke der Erfindung ist es, wie durch den Ausdruck
»elastisches Aufsitzen« angedeutet ist, notwendig, daß entweder das Schließglied
oder der Ventilsitz oder möglicherweise sogar beide eine elastische Sitzfläche haben,
um einen druckmitteldichten Sitzeingriff zu gewährleisten, ohne daß eine besondere
Einpassung und eine Wartung erforderlich sind.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann bei einem Steuerventil,
das mit einem Füllventil zwischen dem Hilfsluftbehälter und der Hauptluftleitung
versehen ist, auch das Füllventil als elastisch aufsitzendes Hubventil ausgebildet
sein und durch das Steuerelement unmittelbar betätigt werden.
-
Bei dem Steuerventil gemäß der Erfindung kann ferner jedes Ventil
in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines Schaftes betätigt werden, der mit dem
Steuerelement unmittelbar in Eingriff tritt.
-
Bei einer besonderen Ausführungsform des Steuerventils, bei welchem
das Steuerelement aus einer Membran mit einem daran befestigten Membrankolben mit
einem Betätigungsschaft für das Anlegeventil besteht, kann das auf das Anlegeventil
einwirkende Schaftende
mit dessen Führung in dem vom Hilfsluftbehälterdruck
beaufschlagten Teil des Ventilgehäuses liegen und die zum Bremszylinder führende
Leitung, die durch das Anlegeventil gesteuert wird, auf derjenigen Seite dieses
Ventils liegen, die der Membran abgewandt ist.
-
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch das Ventil; Fig.2 ist ein Teillängsschnitt
durch das Ventil in einer zum Schnitt nach Fig. 1 um etwa 90° verdrehten Ebene.
-
Das dargestellte indirekt arbeitende Zweidrucksteuerventil hat ein
Gehäuse, das aus einem oberen Teil 11 und einem unteren Teil 12 zusammengesetzt
ist. Der Innenraum des Gehäuses ist durch eine an ihrem äußeren Rand zwischen die
Gehäuseteile eingeklemmte, als Steuerelement dienende Membran 19 in eine Hauptluftleitungsdruckkammer
14 und eine Hilfsluftbehälterdruckkammer15 unterteilt. DerHauptluftleitungsanschluß
ist mit 16 bezeichnet. Die Hilfsbehälterluft tritt in die Kammer 15 durch das weiter
unten näher beschriebene Lade- oder Füllventil 35 (Fig. 2) durch einen Kanal 52
ein.
-
Die verschiedenen, durch die Membran 13 betätigten Ventile sind in
an sich bekannter Weise jeweils als Huventile ausgebildet. In dem oberen Gehäuseteil
ist in gleichachsiger Ausrichtung zu der Membran das Beschleunigerventil angeordnet,
welches einen mit elastischen Vorsprüngen versehenen Scheibenverschlußteil 17 enthält,
der gegen eine Sitzrippe 18 durch eine Feder 19 gedrückt wird. Von diesem Ventil
führt eine Leitung 20 zu einer Übertragkammer (nicht dargestellt).
-
In dem unteren Gehäuseteil sind vier weitere Ventile angeordnet. In
gleichachsiger Ausrichtung mit der Membran 13 befindet sich das Anlegeventil 22,
welches einen Verschlußteil in Form eines Stopfens enthält, der mit einem elastischen
Sitzring 23 zusammenarbeitet. Das Ventil ist an der Einlaßseite durch eine Leitung
24 mit dem Hilfsbehälter und an der Auslaßseite durch eine Leitung 25 mit dem Bremszylinder
verbunden. Auf der einen Seite des Anlegeventils 22, und zwar versetzt gegenüber
der Mitte der Membran, befindet sich das Löseventil 26, welches einen Verschlußteil
in Form einer harten Kugel enthält, die gegen einen elastischen Sitzring 27 durch
eine leichte Feder 28 gedrückt wird. Das Löseventil steht an der Einlaßseite durch
eine Leitung 29 mit dem Bremszylinder und an der Auslaßseite durch eine Leitun.-
30 mit der Atmosphäre in Verbindung. Auf der anderen Seite des Anlegeventils 22
ist symmetrisch zum Löseventil 26 ein Entlüftungsventil 31 für die Übertragkammer
angeordnet, welches einen mit elastischem Ring versehenen Verschlußteil enthält,
der durch eine leichte Feder 33 gegen einen Sitz 32 gedrückt wird. Dieses Entlüftungsventil
31 steht an der Einlaßseite über eine Drossel 21 und eine Abzweigung 20a
der Leitung 20 mit der Übertragkammer und an der Auslaßseite über eine Leitung 34
mit der Atmosphäre in Verbindung.
-
Auf der Seite des Anlegeventils 22, jedoch in einem anderen Abstand
vom Membranzentrum, ist das Lade-oder Füllventil 35 (Fig.2) angeordnet, welches
ein Tellerventil ist, das mit einem elastischen Sitzring 36 zusammenarbeitet. Dieses
Ladeventil 35 steht an der Einlaßseite über eine Leitung 37 und eine Ladedrossel
38 mit der Hauptluftleitung und an der Auslaßseite unmittelbar mit der Hilfsluftbehälterdruckkammer
15 in Verbindung. Der Schaft des Tellerventils 35 gleitet in einer Bohrung 40, die
zur Hilfsbehälterleitung 24 hin offen ist, so daß auch das Schaftende an seiner
Unterseite dem Hilfsbehälterdruck unterworfen ist. Es herrscht daher auf beiden
Seiten desVentils Bremszylinder und Hilfsbehälterdruck, so daß die auf das Ventil
wirkenden Druckkräfte etwas ausgeglichen werden.
-
An ihrem Innenrand ist die Membran 13 zwischen Platten 41 und 42 eingeklemmt,
welche einen den Bewegungen der Membran folgenden Kolben bilden. An diesem Membrankolben
ist eine Steuerstange 43 starr befestigt, welche in einer Buchse 44 in dem unteren
Gehäuseteil frei verschiebbar ist, um die Membran zu führen. Die Stange ist an ihrem
oberen Ende zu einem Schaft 45 verlängert, der gegen den Scheibenverschlußteil 17
des Beschleunigerventils vorsteht und mit ihm in Eingriff kommen kann. Die Länge
dieses Schaftes 45 ist so bemessen, daß in der dargestellten normalen Stellung der
Membran, wenn sich in der Haüptluftleitung der Regeldruck eingestellt hat, der Schaft
außer Eingriff mit dem Ventil und dieses geschlossen ist.
-
Die Stange 43 trägt an ihrem unteren Ende den Verschlußteil des Anlegeventils
22 vermittels einer Leerlaufverbindung, welche ermöglicht, daß sich die Stange relativ
zu dem Verschlußteil nach oben bewegen kann, um zu gewährleisten, daß beim Anheben
des Ventils der Scheibenverschlußtei117 des Beschleunigerventils vor dem Verschlußteil
des Anlegeventils 22 abgehoben wird. Die Stange 43 nimmt ferner eine Feder 46 auf,
welche den Verschlußteil des Anlegeventils 22 in Schließstellung drückt. Da die
Einlaßseite des Anlegeventils auf der Seite der Hilfsbehälterdruckkammer 15 liegt,
ist für sie keine Dichtung oder Packung nötig.
-
Die Betätigungsteile des Löseventils 26 und des Übertragkammer-Entlüftungsventils
31 haben die Form von Schäften 47 bzw. 48, die mit der Platte 42 des Membrankolbens
lose gekuppelt sind und durch Bohrungen in Ventilkörpern 49 bzw. 50 dicht hindurchgehen,
die in dem unteren Gehäuseteil angeordnet sind. Die Länge des Schaftes ist in jedem
Fall so bemessen, daß in der Normalstellung der Membran die Kugel des Löseventils
26 und der Scheibenverschlußteil des Entlüftungsventils 31 von den Sitzen abgehoben
wird.
-
Ein mit dem Tellerventilglied des Ladeventils 35 (Fig. 2) einstückig
ausgebildeter Schaft 35a legt sich frei gegen eine Widerlagerfläche an der Unterseite
der Platte 42 des Membrankolbens und hat eine solche Länge, daß in der normalen
Stellung der Membran das Tellerventilglied des Ladeventils 35 von seinem Sitz abgehoben
ist.
-
Im Betrieb stellt das Zweidrucksteuerventil beim Ansprechen auf Änderungen
des Druckes in der Hauptluftleitung Druckmittelverbindungen her, welche den bekannten
Erfordernissen für solche Ventile entsprechen. So ist aus der Zeichnung ersichtlich,
daß in der normalen Stellung der Membran das Beschleunigerventil und das Anlegeventil
geschlossen sind, während das Löseventil, das Entlüftungsventil und das Ladeventil
offen sind. Der Hilfsbehälter steht dabei mit der Hauptluftleitung unter Druckausgleich
in Verbindung, während Übertragkammer und Bremszylinder entlüftet sind.
-
Wenn der Hauptluftleitungsdruck reduziert wird, bewirkt der Druckunterschied
an der Membran deren Aufwärtsbewegung. Diese ermöglicht das Schließen des Füllventils
35 unter der Wirkung der Feder und des Hilfsbehälterdruckes auf die Unterseite des
Schaftes
seines Tellerventilgliedes, dann des Löseventils 26 und
schließlich des Übertragkammer-Entlüftungsventils 31, wobei die beiden letztgenannten
sich unter der Wirkung ihrer Druckfeder 28 bzw. 33 schließen. Wenn die Membran ihre
Aufwärtsbewegung fortsetzt, hebt sie dann den Beschleunigerventilteil 17 an, wodurch
Druckmittel aus der Bremsleitung in die zu diesem Zeitpunkt entlüftete Übertragkammer
abgezogen wird, um die Verminderung des Bremsleitungsdruckes örtlich zu beschleunigen.
Die Membran setzt ihre Aufwärtsbewegung zufolge der Druckminderung rasch fort und
zieht, nachdem sie inzwischen den Leerlauf zwischen der mittleren Stange 43 und
dem Verschlußteil des Anlegeventils 22 durchmessen hat, den letzteren von seinem
Sitz ab. In dem sich ergebenden Bremszustand sind nur das Beschleunigerventil und
das Anlegeventil offen; durch das letztere strömt Druckmittel aus dem Hilfsbehälter
in den Bremszylinder.
-
Die Membran nimmt dann eine Zwischenstellung ein, wenn der Bremsleitungsdruck
und der Hilfsbehälterdruck ausgeglichen sind. In dieser Zwischenstellung wird jeder
Neigung der Membran, sich nach unten zu bewegen, durch das geschlossene Löseventil
26 und das geschlossene Übertragkammer-Entlüftungsventi131 entgegengewirkt, während
das geschlossene Beschleunigerventil eine Aufwärtsbewegung der Membran verhindert.
-
Wenn die Membran aus der Zwischenstellung oder durch die Zwischenstellung
hindurch in die normale Stellung zurückkehrt, bewirkt sie, daß das übertragkammer-Entlüftungsventil
31 sich vor dem Löseventil 26 öffnet, so daß die Übertragkammer für eine weitere
Beschleunigertätigkeit möglichst früh vorbereitet wird.
-
Durch die Erfindung ist ein indirekt arbeitendes Zweidrucksteuerventil
geschaffen, bei welchem sämtliche Ventile durch eine einzige Membran betätigt werden.
Bei den Hubventilen hat entweder der Verschlußteil oder der Sitz eine elastische
Fläche. Infolgedessen ist das Einsetzen dieser Ventile vereinfacht, da die Elastizität
kleine Ungenauigkeiten in der Gestalt und Mißausrichtungen ausgleichen kann. Damit
ist auch die Wartung durch leichtes Einsetzen von Ersatzteilen vereinfacht.