-
Elektropneumatische Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge Die Erfindung
betrifft eine elektropneumatische Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge mit einem
vom Druck in einer Hauptluftleitung gesteuerten, mehrlösigen Steuerventil, mit einer
das Steuerventil mit Druckluft versorgenden Fülleitung und mit zwei Magnetventilen,
welche Verbindungen der Hauptluftleitung mit der Fülleitung bzw. mit der Atmosphäre
überwachen.
-
Bei elektropneumatischen Druckluftbremsen der vorgenannten Art steuern
die beiden Magnetventile parallel zum am Steuerfahrzeug angeordneten Führerbremsventil
den in der Hauptluftleitung herrschenden Druck, so daß dieser - einen aus nur mit
Bremsen dieser Art versehenen Wagen zusammengesetzten Zug vorausgesetzt - auch beim
Einsteuern von Druckänderungen über der. ganzen Länge der Hauptluftleitung stets
eine zumindest annähernd gleiche Höhe aufweist.
-
Falls jedoch in einem Zug außer mit der elektropneumatischen Druckluftbremse
auch mit reinen Druckluftbremsen der Zweileitungsbauart ausgerüstete Wagen eingestellt
sind, so ergeben sich infolge der dann ungleichmäßigen Verteilung der Magnetventile
über der Länge der Hauptluftleitung in dieser beim Einsteuern von Druckänderungen
örtlich unterschiedliche Drücke, welche über die Steuerventile ein unterschiedlich
starkes Betätigen der einzelnen Wagenbremsen und damit Stauchungen und/oder Zerrungen
im Zugverband bewirken. Besonders ungünstige Verhältnisse ergeben sich, wenn in
dem Zug Wagen mit rein pneumatischen, einlösigen Bremsen eingestellt sind. Da bei
diesen Bremsen der die Bremsluft speichernde Hilfsluftbehälter aus der Hauptluftleitung
gefüllt werden muß, zapfen diese Bremsen beim Lösen während einer beträchtlichen,
die Öffnungszeit der die Hauptluftleitung mit der Fülleitung überwachenden Magnetventile
der mit im Zugverband befindlichen, elektropneumatischen Druckluftbremsen weit übersteigenden
Zeitspanne Druckluft zur Füllung ihrer Hilfsluftbehälter aus der Hauptluftleitung
ab. Sie verursachen somit nach der das Lösen bewirkenden Druckerhöhung in der Hauptluftleitung
eine einige Zeit anhaltende, durch die Druckluftnachspeisung über das Führerbremsventil
sich nur allmählich abbauende Druckabsenkung, welche über die mehrlösigen Steuerventile
ein Verstärken der Bremswirkung bzw. ein erneutes Einbremsen bewirkt. Im Zug treten
also in diesem Falle besonders heftige, die Kupplungsorgane stark beanspruchende
Stöße und Zerrungen auf.
-
Gemäß der Erfindung lassen sich die vorstehend beschriebenen Mängel
dadurch vermeiden, daß bei einer elektropneumatischen Druekluftbremse der eingangs
genannten Art die Magnetventile einen in einer durch eine Düse mit der Haupiluftleitung
verbundenen Vorsteuerkammer herrschenden Druck steuern, welcher einen Kolben, der
ein in die Verbindungen der Hauptluftleitung mit der Fülleitung bzw. der Atmosphäre
eingeschaltetes Doppelventil steuert, entgegen dem Druck in der Häüptluftleitung
beaufschlagt.
-
Durch die überwachurig, des Hauptluftleitungsdruckes mittels eines
durch die Magnetventile gesteuerten Vorsteuerdruckes 'ergibt sich, daß bei unbetätigten
Magnetventilen in der Hauptluftleitung auftretende Druckänderungen, wie sie durch
eine ungleichmäßige Verteilung der mit den elektropneumatischen Drücklüftbremsen
versehenen Wagen im Zug oder durch einlösige; rein `pneumatische Bremsen im Anschluß
an gewollte Druckänderungen auftreten können, durch das Doppelventil ausgesteuert
werden und somit keine ungünstigen Einflüsse auf das Steuerventil ausüben können.
Die Düse zwischen der Vorsteuerkammer und der Hauptluftleitung dient dabei einem
Ausgleichen der in ,den einzelnen Vorsteuerkammern der elektropneumatischen Druckluftbremsen
eines Zuges herrschenden Drücke über die Hauptluftleitung.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
-
Von einer am Steuerfahrzeug mit einem nicht dargestellten Führerbremsventil
verbundenen Hauptluftleitung 1 führt eine Zweigleitung 3 zu einem mehrlösigen Steuerventil
5, an das ein Hilfsluftbehälter 7 und ein Bremszylinder 9 angeschlossen sind. Eine
weitere Zweigleitung 11 führt von der Haupthuftleitung 1 in eine Rücksteuerkammer
13 und über eine Düse 15 in eine in ihrem Volumen durch einen Luft-
Behälter
17 vergrößerte Vorsteuerkammer 19 eines Relaisventils 21. Von einer ständig
auf einen die Regeldruckhöhe in der Hauptluftleitung 1 übersteigenden Druck aufgeladenen
Fülleitung 23 führt eine Zweigleitung 25 über ein sich in dieser Strömungsrichtung
öffnendes Rückschlagventi127 in einen der Rücksteuerkammer 13 benachbarten Ventilraum
29 des Relaisventils 21. Das Relaisventil 21 weist einen Kolben 31 auf, der die
Rücksteuerkammer 13 von der Vorsteuerkammer 19 trennt und der von einem Ventilrohr
33 durchsetzt ist, das einerseits in die Atmosphäre mündet und andererseits vor
einer im Ventilraum 29 angeordneten, federbelasteten Doppeldichtplatte 35 endet.
Die zweite Dichtfläche der Doppeldichtplatte 35 bildet mit einem das Ventilrohr
33 mit Spiel umgehenden, gehäusefesten Ventilsitz 37 ein den Luftdurchgang aus dem
Ventilraum 29 in die Rücksteuerkammer 13 überwachendes Ventil. Das Ventilrohr 33,
die Doppeldichtplatte 35 und der gehäusefeste Ventilsitz 37 bilden ein Doppelventil
33, 35, 37. An die Vorsteuerkammer 19 ist ein eine Verbindung zu einer in der Atmosphäre
mündenden Bremsdüse 39 überwachendes Magnetventil 41 und über eine Lösedüse
43 ein eine Verbindung zum Ventilraum 29 überwachendes Magnetventil 45 angeschlossen.
Die Spulen der Magnetventile 41 und 45
stehen einerseits unmittelbar
und andererseits über zwei in zueinander entgegengesetzter Richtung sperrende Dioden
47 und 49 mit den beiden Adern eines Steuerkabels 51 in Verbindung. Vom Ventilraum
29 führt eine Rohrleitung über ein auf die Regeldruckhöhe in der Hauptluftleitung
fest eingestelltes Druckminderventil 53 und eine Fülldüse 55 zum Hilfsluft-Behälter
7.
-
Bei gelöster, betriebsbereiter Bremse herrscht in der Hauptluftleitung
1 Regeldruckhöhe, das Steuerventil 5 verbindet daher den Bremszylinder 9 mit der
Atmosphäre, der Hilfsluftbehälter 7 und die Rücksowie die Vorsteuerkammer 13 und
19 sind auf Regeldruckhöhe aufgeladen: Die Rücksteuerkammer 13 ist dabei durch die
Doppeldichtplatte 35 sowohl von der Atmosphäre wie von dem Ventilraum 29 abgetrennt.
Die beiden Magnetventile 41 und 45 sind bei spannungslosem Steuerkabel
51 geschlossen.
-
Beim Bremsen wird über das Führerbremsventil Druckluft aus der Hauptluftleitung
abgelassen. Zugleich wird das Steuerkabel 51 für eine bestimmte Zeitspanne
derart an eine Spannungsquelle angelegt, daß über die Diode 47 das Magnetventil
41 erregt wird, während die Diode 49 einen Stromfluß durch die Spule des Magnetventils
45 verhindert. Der Druck in der Vorsteuerkammer 19 wird also über das sich öffnende
Magnetventil 41 und die Bremsdüse 39 um einen bestimmten Wert abgesenkt.
Durch eine Steuerung der Einschaltdauer des Stromflusses in der Steuerleitung 51
mittels bereits bekannter Schalter und durch eine entsprechende Abstimmung des Volumens
der Vorsteuerkammer 19, des Luftbehälters 17 und der Bremsdüse 39 läßt sich erzielen,
daß der Druck in der Vorsteuerkammer 19 zumindest annähernd auf den am Führerbremsventil
eingestellten Druck absinkt. Da je nach der Entfernung der elektropneumatischen
Druckluftbremse vom Führerbremsventil .die Hauptluftleitung ihre ursprüngliche Druckhöhe
trotz der Entlüftung über das Führerbremsventil vorerst mehr oder weniger beibehält,
wird der Kolben 31 abwärts gedrückt und das Ventilrohr 33 von der Doppeldichtplatte
35 abgehoben. Aus der HauptluftIeitung 1 strömt nunmehr Druckluft über die Rücksteuerkammer
13 zur Atmosphäre ab, bis in ihr die nunmehr in der Vorsteuerkammer 19 herrschende
Druckhöhe erreicht ist. Sodann kehrt der Kolben 31 in seine Ausgangslage zurück.
Die sich einstellende Druckhöhe ist dabei vom zu entlüftenden Volumen der Hauptluftleitung,
das ja durch benachbarte Wagen mit einer rein pneumatischen Bremse vergrößert sein
kann, unabhängig. Bei einem Zug mit vielen, über die Zuglänge einigermaßen verteilt
angeordneten Wagen mit der elektropneumatischen Druckluftbremse wird also der Druck
über die ganze Länge der Hauptluftleitung 1 sehr rasch und gleichmäßig abgesenkt,
so daß die Steuerventile 5 ebenso rasch und gleichmäßig anspringen und ein gleichmäßiges,
stoß- und zerrungsfreies Bremsen des Zuges bewirken. Sollten in den Vorsteuerkammern
19 der einzelnen elektropneumatischen Druckluftbremsen geringe Druckunterschiede
auftreten, so gleichen sich diese über die Düse 15
und die Hauptluftleitung
1 allmählich aus, ohne die vorgenannten Vorgänge nennenswert zu beeinflussen. Die
aus dem Hilfsluftbehälter 7 in den Bremszylinder 9 eingespeiste Druckluft wird sofort
durch aus der Fülleitung 23 über das Rückschlagventil 27 und das Druckminderventil
53 in den Hilfsluftbehälter 7 einströmende Druckluft ersetzt. Beim Verstärken der
Bremsung spielen sich die vorgenannten Vorgänge entsprechend erneut ab.
-
Zum teilweisen Lösen wird mittels des Führerbremsventils in die Hauptluftleitung
bei gleichzeitiger Erregung des Magnetventils 45 durch entsprechendes Anschließen
des Steuerkabels 51 an eine Spannungsquelle Druckluft eingespeist. Während der der
beabsichtigten Drucksteigerung in der Hauptluftleitung angemessenen Erregungsdauer
des Magnetventils 45
wird der Druck in der Vorsteuerkammer 19 zumindest annähernd
auf die nunmehr am Führerbremsventil eingestellte Solldruckhöhe gesteigert. Der
Kolben 31 hebt daher über das Ventilrohr 33 die Doppeldichtplatte 35 vom Ventilsitz
37 ab, bis aus dem Ventilraum 29 in die Rücksteuerkammer 13 eine den Druck in der
Hauptluftleitung 1 unabhängig von dem zu füllenden Volumen auf den Solldruck
steigernde Druckluftmenge eingeströmt ist. Da dieses Einspeisen von Druckluft in
die Hanptluftleitung 1 über deren ganze Länge verteilt erfolgt, stellt sich die
Solldruckhöhe sehr rasch ein und das Teillösen wird über die Steuerventile 5 rasch
ausgeführt. Sollten eventuell im Zugverband befindliche Wagen mit einer einlösigen
Bremse für längere Zeit Druckluft zur Füllung ihrer Hilfsluftbehälter aus der Hauptluftleitung
1 abzapfen, so sorgen die diesen Wagen benachbarten Wagen mit der elektropneumatischen
Bremse mittels der Relaisventile 21 für eine Druckerhaltung in der Hauptluft-Ieitung
1. Auch das Lösen erfolgt also stoß- und zerrungsfrei. Die Düsen 15 sorgen anschließend
wieder für einen Ausgleich der in den einzelnen Vorsteuerkammern 19 herrschenden
Drücke.
-
Beim völligen Lösen wird der Druck in der Hauptluftleitung 1 auf die
Regeldruckhöhe gesteigert und die vorstehend beschriebenen Vorgänge wiederholen
sich entsprechend.
-
Sollte die Fülleitung 23 infolge eines Schadens einmal drucklos werden,
so ist trotzdem ein Bremsen in der vorbeschriebenen Weise möglich. Lediglich das
Lösen muß dann rein pneumatisch in der üblichen Weise erfolgen. Das Rückschlagventil27
verhindert
dabei ein unnützes Abströmen von Druckluft durch die
Fülleitung 23.