DE1094785B

DE1094785B - Pressure safety device, especially for the air suspension of rail vehicles

Info

Publication number: DE1094785B
Application number: DEK32811A
Authority: DE
Inventors: Hans Poellinger
Original assignee: Knorr Bremse GmbH
Current assignee: Knorr Bremse GmbH
Priority date: 1957-08-28
Filing date: 1957-08-28
Publication date: 1960-12-15

Description

Drucksicherungseinrichtung, insbesondere für die Luftfederung von Schienenfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Drucksicherungseinrichtung, wie sie für die Sicherung eines Leitungs- oder Behältersystems gegenüber Druckverlusten in einem mit diesem verbundenen zweiten System gebräuchlich ist.Pressure safety device, in particular for the air suspension of Rail vehicles The invention relates to a pressure safety device such as for securing a pipe or container system against pressure losses is in use in a second system connected to this.

Eine solche Drucksicherungseinrichtung ist z. B. bei Luftfederungen erforderlich, wie sie insbesondere bei Schienenfahrzeugen, aber auch bei Fahrzeugen des Straßenverkehrs in Gebrauch sind. Sie hat dort die Aufgabe, im Falle des Undichtwerdens eines als federndes Glied wirkenden Luftbalges eine Erschöpfung der Druckluftanlage zu verhindern.Such a pressure safety device is z. B. with air suspension required, as they are especially in rail vehicles, but also in vehicles of road traffic are in use. It has the task there in the event of a leak an air bellows acting as a resilient member causes exhaustion of the compressed air system to prevent.

Es ist bereits ein Rohrabriß-Sperrventil bekannt, welches jedoch nur für annähernd gleichmäßig in einer Richtung durchströmte Rohrleitungen verwendbar ist. Das Druckmittel strömt hierbei durch einen als Drossel wirkenden Ringspalt, der sich zwischen den Dichtflächen eines durch Federkraft offen gehaltenen Ventiles befindet. Sobald die die gesicherte Rohrleitung durchsetzende Strömungsmenge die eingestellte Menge überschreitet, bildet sich am Drosselspalt ein Druckgefälle, welches das Ventil schließt und die Strömung unterbricht. Dieses Rohrabriß-Sperrventil ist jedoch, wie bereits erwähnt, nur für eine Strömungsrichtung geeignet.A pipe tear-off check valve is already known, but only one Can be used for pipelines with almost uniform flow in one direction is. The pressure medium flows through an annular gap that acts as a throttle, between the sealing surfaces of a valve held open by spring force is located. As soon as the flow rate penetrating the secured pipeline the exceeds the set amount, a pressure drop forms at the throttle gap, which closes the valve and interrupts the flow. This tear-off shut-off valve however, as already mentioned, it is only suitable for one direction of flow.

Auch für die Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen sind bereits Drucksicherungsventile bekannt. Eine dieser Konstruktionen weist für jeden zu überwachenden Druckmittelkreis einen Kolben auf, der in Schließrichtung eines Ventiles einerseits vom Druck in einer Druckmittelquelle und andererseits vom Druck in dem zu überwachenden Druckmittelkreis beaufschlagt ist. Das Ventil ist dabei in eine von der Druckmittelquelle über eine Drossel zum zugehörigen Druckmittelkreis führende Verbindungsleitung eingeschaltet. Auch dieses Drucksicherungsventil weist also nur einen gedrosselten Verbindungskanal von der Druckmittelquelle zu dem zu überwachenden Druckmittelkreis auf.Pressure safety valves are also already used for the braking systems of motor vehicles known. One of these constructions has for each pressure medium circuit to be monitored a piston, which in the closing direction of a valve on the one hand by the pressure in a pressure medium source and on the other hand the pressure in the pressure medium circuit to be monitored is applied. The valve is in one of the pressure medium source via a Throttle to the associated pressure medium circuit leading connecting line switched on. This pressure safety valve also has only one throttled connecting channel from the pressure medium source to the pressure medium circuit to be monitored.

Die andere Konstruktion eines Sicherungsventils weist einen einerseits von der Druckmittelquelle und andererseits vom Druck des zu überwachenden Druckmittelkreises und von einer Feder belasteten Kolben auf, der von einem vermittels eines gedrosselten Umgehungskanals überbrückten Rückschlagventil durchbrochen ist und der bei überwiegender Beaufschlagung von der Druckmittelquelle her ein in die Leitung zum überwachten Druckmittelkreis eingeschaltetes Absperrventil schließt. Dieses Sicherungsventil weist jedoch den Nachteil auf, daß es den Druckmittelstrom in einer Strömungsrichtung stark drosselt und nur für Anlagen verwendbar ist, die bei ihrer Betätigung einen den Hubraum des Kolbens nicht überschreitenden Druckmittelverbrauch aufweisen. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Drucksicherungsventil der eingangs angeführten Art einfach und betriebssicher zu gestalten und es derart auszubilden, daß es im Ruhezustand den Druckmittelstrom in beiden Strömungsrichtungen ungedrosselt und an keine Druckmittelmenge gebunden passieren läßt.The other design of a safety valve has one on the one hand from the pressure medium source and on the other hand from the pressure of the pressure medium circuit to be monitored and by a spring loaded piston, that of a by means of a throttled Bypass channel bridged check valve is broken and the predominant Pressurization from the pressure medium source into the line to be monitored The shut-off valve that is switched on closes the pressure medium circuit. This safety valve however, has the disadvantage that it allows the pressure medium flow in one flow direction strongly throttles and can only be used for systems that have a the pressure medium consumption does not exceed the displacement of the piston. the The object of the invention is to provide a pressure relief valve of the type mentioned in the introduction to make it simple and reliable, and in such a way train that there is the pressure medium flow in both directions of flow in the idle state can pass unthrottled and bound to no amount of pressure medium.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drucksicherungseinrichtung einen Betätigungskolben für das Öffnen und Schließen eines Ventils aufweist, das eine Leitung überwacht, durch die die Luftmenge, welche die Luftfeder speist, ungedrosselt in beliebigen Richtungen strömt und der Betätigungskolben im Sinne der Ventilöffnung nur dem Druck in dem der Gefahr des Druckverlustes ausgesetzten Leitungsabschnitt sowie der Kraft einer Feder und im Sinne des Ventilschlusses dem Druck in einem Raum ausgesetzt ist, der mit der zu überwachenden Leitung über eine Drosselbohrung verbunden ist.This object is achieved according to the invention in that the pressure safety device has an actuating piston for opening and closing a valve which a line is monitored through which the amount of air fed to the air spring is not throttled flows in any direction and the actuating piston in the sense of the valve opening only the pressure in the pipe section exposed to the risk of pressure loss as well as the force of a spring and, in terms of valve closure, the pressure in one The room is exposed to the line to be monitored via a throttle bore connected is.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drucksicherungseinrichtung in ihrer Verwendung bei der Luftfederung eines Schienenfahrzeuges schematisch dargestellt. Gemäß der Abbildung besteht die Drucksicherungseinrichtung aus dem Gehäuse 1, in das die Membrane 3 so eingespannt ist, daß sie einen Hub von bestimmter Größe machen kann. Die Membrane 3 trennt einen Raum 5 von einem Raum 7 und betätigt über einen Stößel 9 das Ventil 11, das durch die Feder 13 gegenüber dem Sitz 15 geöffnet gehalten wird. Der Sitz 15 befindet sich an einem im Gehäuse 1 befestigten Teil, welcher eine Öffnung 17 aufweist, die vom Raum 7 zu einem weiteren Gehäuseraum 19 führt. Der Raum 19 ist außerdem mit dem Raum 5 über eine Drosselbohrung 21 verbunden. Dieser Drosselquerschnitt ist als Bohrung in einem Einsatzstück 23 ausgebildet, das in einer Ausnehmung 25 des Gehäuses 1 liegt. Eine Druckfeder 27 hält das Einsatzstück 23 in seiner vorgeschriebenen Lage.In the drawing is an embodiment of an inventive Pressure safety device used in the air suspension of a rail vehicle shown schematically. According to the figure, there is the pressure safety device from the housing 1, in which the membrane 3 is clamped so that it has a stroke of certain size can make. The membrane 3 separates a space 5 from a space 7 and actuates the valve 11 via a plunger 9, which is opposed by the spring 13 the seat 15 is kept open. The seat 15 is located on one in the housing 1 attached part, which has an opening 17 leading from the space 7 to another Housing space 19 leads. The space 19 is also connected to the space 5 via a throttle bore 21. This throttle cross-section is designed as a bore in an insert 23, which lies in a recess 25 of the housing 1. A compression spring 27 holds the insert 23 in its prescribed position.

An den Raum 7 des Gehäuses 1 ist eine Leitung 29 angeschlossen, die zum Luftfederbalg31 führt. Leitung 29 und Balg 31 bilden zusammen ein System, gegen dessen etwaige Druckverluste ein Druckluftbehälter 33 sowie die an ihn angeschlossenen Leitungen gesichert «-erden müssen. Der Druckluftbehälter 33 steht über eine Leitung 35 mit dem Ventil 37 von an sich bekannter und daher nicht näher beschriebener Bauart in Verbindung, das je nach der Be- oder Entladung des Fahrzeuges den Druck im Luftfederbalg 31 in der Weise überwacht, daß der Abstand des Wagenkastens 39 vom Fahrgestell 41 konstant bleibt. Bei Relativbewegungen des Fahrgestells 41 gegenüber dem Wagenkasten 39 betätigt ein Gestänge 43 das Ventil 37 mit der Folge, daß im Falle einer Entladung des Fahrzeuges Druckluft aus dem Balg 31 auf einem noch im einzelnen zu beschreibenden Weg durch die Leitung 45 und den Auslaß 47 abgelassen wird, während im Falle einer Beladung Druckluft aus dem Behälter 33 in den Balg 31 unter Absperrung des Auslasses 47 eingespeist wird. Ein in das Gestänge 43 eingeschaltetes elastisches Glied 49, dessen konstruktive Ausbildung für den vorliegenden Fall keine Bedeutung hat, schirmt das am Wagenkasten 39 befestigte Ventil 37 gegen kleinere Bewegungen des Fahrgestells 41 ab, welche z. B. von Unebenheiten der Schiene herrühren.A line 29 is connected to the space 7 of the housing 1, which leads to the air bag31. Line 29 and bellows 31 together form a system, against its possible pressure losses a compressed air tank 33 as well as the one connected to it Lines secured «- must be earthed. The compressed air tank 33 is via a line 35 with the valve 37 of a type known per se and therefore not described in detail in connection that, depending on the loading or unloading of the vehicle, the pressure in the air bag 31 monitored in such a way that the distance between the car body 39 and the chassis 41 remains constant. When the chassis 41 moves relative to the car body 39 actuates a linkage 43, the valve 37 with the result that in the event of a discharge of the vehicle compressed air from the bellows 31 on a yet to be described in detail Path through line 45 and outlet 47 is drained, while in the case of one Loading of compressed air from the container 33 into the bellows 31 with the outlet being shut off 47 is fed in. An elastic member 49 connected to the linkage 43, whose constructive training has no meaning for the present case, shields the valve 37 attached to the car body 39 prevents minor movements of the chassis 41 from which z. B. originate from bumps in the rail.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Beim Neuauffüllen des Federbalges 31 strömt Druckluft aus dem Behälter 33 über das mittels des Gestänges 43 offengehaltene Ventil 37 und die Leitung 45 zum Raum 19 des Gehäuses 1. Das Ventil 11 ist dabei durch die Feder 13 geöffnet, so daß die Druckluft weiter über die Öffnung 17 zum Raum 7 auf die eine Seite der Membrane 3 und außerdem durch die Leitung 29 zum Luftfederbalg 31 gelangt. Gleichzeitig strömt die Druckluft aus dem Raum 19 durch die Drosselbohrung21 in den Raums und beaufschlagt hier die andere Seite der Membrane 3. Da infolge der Drosselbohrung21 der Druckanstieg im Raums gegenüber demjenigen im Raum 7 nacheilt, bleibt das Ventil 11 geöffnet. Die Auffüllung des Luftfederbalges 31 wird so lange fortgesetzt, bis bei Erreichen des vorgeschriebenen Abstandes zwischen dem Wagenkasten 39 und dem Fahrgestell 41 das Gestänge 43 das Einlaßventil schließt.The mode of operation of the device described is as follows: When Refilling the bellows 31, compressed air flows from the container 33 via the means of the linkage 43 held open valve 37 and the line 45 to space 19 of the housing 1. The valve 11 is opened by the spring 13 so that the compressed air continues via the opening 17 to the space 7 on one side of the membrane 3 and also through the line 29 reaches the air suspension bellows 31. At the same time, the compressed air flows out the space 19 through the throttle bore21 into the space and acts here on the other Side of the diaphragm 3. As a result of the throttle bore21 the pressure increase in the room lags behind that in space 7, valve 11 remains open. The replenishment of the air suspension bellows 31 is continued until the prescribed level is reached Distance between the car body 39 and the chassis 41, the linkage 43 the Inlet valve closes.

Findet eine Beladung des Fahrzeuges statt, so zeigt der Wagenkasten 39 zunächst die Tendenz einer Annäherung an das Fahrgeste1141 mit der Folge des erneuten Öffnens des Einlaßventils 37 durch das Gestänge43 und der weiteren Einspeisung von Druckluft in den Luftfederbalg31 so lange, bis wiederum der vorgeschriebene gegenseitige Abstand zwischen dem Wagenkasten 39 und dem Fahrgestell 41 erreicht ist. Kommt es dagegen zu einer Entladung des Fahrzeuges, so wird der Luftfederbalg31 durch den in seinem Inneren herrschenden Druck zunächst etwas in der Länge gestreckt, wobei das Gestänge 43 einen Auslaß im Ventil 37 öffnet, so daß die Druckluft nun in umgekehrter Richtung aus dem Luftfederbalg 31 durch die Öffnung 47 so lange ins Freie gelangen kann, bis der vorgeschriebene Abstand zwischen Wagenkasten 39 und Fahrgestell 41 erneut erreicht ist. Die Drucksicherungseinrichtung behindert dieses gewollte Abströmen von Luft aus dem Luftfederbalg 31 nicht. Die Luft gelangt hierbei durch die Leitung 29 in den Raum 7 und weiter über die Öffnung 17 und das geöffnete Ventil 11 in den Raum 19, welchen sie durch die Leitung 45 verläßt. Außerdem strömt auch Druckluft aus dem Raum 5 durch die Drosselbohrung 21 langsam in den Raum 19. Das Maß der Druckabsenkungen in den Räumen 5 und 7 bis zum Druckausgleich ist dabei jedoch ein solches, daß das Ventil 11 auf jeden Fall durch die Feder 13 offengehalten wird und es nicht zu einem die Entlüftung des Luftfederbalges 31 über das Ventil 37 unterbrechenden Abschluß des Ventils 11 kommen kann.If the vehicle is being loaded, the car body shows 39 first of all the tendency to approach the driving gesture1141 with the consequence of the renewed opening of the inlet valve 37 by the linkage 43 and the further feed of compressed air in the air suspension bellows31 until again the prescribed mutual distance between the car body 39 and the chassis 41 is reached is. If, on the other hand, the vehicle is unloaded, the air suspension bellows31 initially stretched somewhat in length due to the pressure prevailing inside, the linkage 43 opens an outlet in the valve 37 so that the compressed air now in the opposite direction from the air suspension bellows 31 through the opening 47 into the Can get free until the prescribed distance between car body 39 and Chassis 41 is reached again. The pressure safety device hinders this intentional outflow of air from the air spring bellows 31 is not. The air gets in here through the line 29 into the space 7 and further through the opening 17 and the open Valve 11 into space 19, which it leaves through line 45. It also flows also compressed air from the room 5 slowly through the throttle bore 21 into the room 19. The amount of pressure drop in rooms 5 and 7 up to the pressure equalization is included however, such that the valve 11 is kept open by the spring 13 in any case and there is no venting of the air spring bellows 31 via the valve 37 interrupting completion of the valve 11 can come.

Wird dagegen der Luftfederbalg 31 z. B. infolge einer Beschädigung undicht und strömt dabei die Druckluft aus diesem mit höher Geschwindigkeit aus, so bedingt dies einen solchen Druckunterschied zwischen den Räumen 7 und 5, daß der im Raum 5 verbleibende, durch die drosselnde Wirkung der Bohrung 21 bedingte Überdruck die Membrane 3 bis zum Abschluß des Ventils 11 in der Zeichnung nach unten bewegt. Sobald der Teller des Ventils 11 auf dem Sitz 15 aufliegt, ist der Raum 19 sowie das diesem Raum vorgeschaltete System abgesperrt, während der Raum 7 infolge der Beschädigung auf den Druck der Außenluft entlüftet wird. Der sich vergrößernde, auf die Membrane 3 lastende Druckunterschied drückt den Teller des Ventils 11 also mit zunehmender Kraft auf seinen Sitz 15. Die Schließbewegung des Ventils 11 wird noch durch den auf seiner einen Seite wirkenden Überdruck im Raum 19 unterstützt. Mit dem Abschluß des Ventils 11 ist der Druckluftbehälter 33 trotz der durch das Ventil 37 hergestellten Verbindung mit dem Raum 19 gegen weiteren Verlust von Druckluft gesichert.If, however, the air spring bellows 31 z. B. as a result of damage leaks and the compressed air flows out of it at high speed, so this causes such a pressure difference between the spaces 7 and 5 that the remaining in space 5, caused by the throttling effect of the bore 21 Overpressure the membrane 3 until the end of the valve 11 in the drawing downwards emotional. As soon as the plate of the valve 11 rests on the seat 15, there is space 19 and the system upstream of this room are locked, while room 7 as a result the damage is vented to the pressure of the outside air. The expanding, The pressure difference on the membrane 3 thus presses the plate of the valve 11 with increasing force on its seat 15. The closing movement of the valve 11 is still supported by the overpressure in space 19 acting on one side. With the completion of the valve 11, the compressed air tank 33 is despite the Valve 37 established connection with the space 19 against further loss of compressed air secured.

Ist die Undichtheit des Luftfederbalges 31 nur von einer solchen Größenordnung, daß die Kapazität des Behälters 33 für den Luftersatz ausreicht, so kommt es nicht zum Abschluß des Ventils 11, da in einem solchen Fall zu beiden Seiten der Membrane 3 ein gleichhoher Druck erhalten bleibt und somit die Feder 13 das Ventil 11 offen hält. Erst wenn die Leistungsfähigkeit des Behälters 33 bzw. der diesen speisenden Druckluftquelle zum Ersatz der Luft im Luftfederbalg 33 nicht mehr ausreicht, stellt sich der für den Abschluß des Ventils 11 erforderliche Druckunterschied auf beiden Seiten der Membrane 3 ein.If the leakage of the air spring bellows 31 is only of such an order of magnitude, that the capacity of the container 33 is sufficient for the air replacement, it does not happen at the end of the valve 11, since in such a case on both sides of the membrane 3 an equally high pressure is maintained and thus the spring 13, the valve 11 is open holds. Only when the capacity of the container 33 or that feeding it Compressed air source is no longer sufficient to replace the air in the air suspension bellows 33, is the pressure difference required for the closure of the valve 11 on both Sides of the membrane 3.

Es bleibt noch zu erwähnen, daß die Drucksicherungseinrichtung auch bei Luftfederungen für Straßenfahrzeuge sowie allgemein in jedem Leitungssystem verwendet werden kann, wobei in letzterem Fall normalerweise die erleichterte Betriebsbedingung vorliegt, daß die Strömung des Druckmittels nur in einer Richtung verläuft.It remains to be mentioned that the pressure safety device also in air suspension for road vehicles and generally in every pipe system can be used, in the latter case normally the eased operating condition exists that the flow of the pressure medium runs in only one direction.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Pressure safety device, especially for the Air suspension for rail vehicles, characterized in that it has an actuating piston (3) for opening and closing a valve (11) which has a line (45) monitored, by which the amount of air which the air spring (31) feeds, unthrottled flows in any direction and the actuating piston in the sense of the valve opening only the pressure in the pipe section exposed to the risk of pressure loss (29) as well as the force of a spring (13) and, in terms of valve closure, the pressure in one Room (5) is exposed to the line to be monitored (45) is connected via a throttle bore (21).

2. Pressure safety device according to claim 1, characterized in that the throttle bore is located in an insert piece (23) which is held in a recess (25) of the housing (1) by means of a compression spring (27). Considered publications: German Patent Nos. 576 673, 699 979, 855186.