DE1116709B

DE1116709B - Vacuum-controlled compressed air valve for braking systems of rail vehicles

Info

Publication number: DE1116709B
Application number: DEW24841A
Authority: DE
Inventors: Walter Ortmann
Original assignee: Westinghouse Bremsen GmbH
Current assignee: Westinghouse Bremsen GmbH
Priority date: 1959-01-14
Filing date: 1959-01-14
Publication date: 1961-11-09
Also published as: CH379557A

Description

Vakuumgesteuertes Druckluftventil für Bremsanlagen von Schienenfahrzeugen Die Erfindung betrifft ein vakuumgesteuertes Druckluftventil für Bremsanlagen von Schienenfahrzeugen, das zwei gleichachsig hintereinander angeordnete, in einer Richtung kraftschlüssig verbundene Kolben und ein durch die Kolben zu betätigendes Doppelsitzventil enthält, wobei der dem Doppelsitzventil entfernter liegende Kolben vakuumgesteuert ist und der andere Kolben durch den von einem Betätigungsventil eingesteuerten Luftdruck und den Bremsdruck der Triebwagenbremse gesteuert wird und das Doppelsitzventil die Bremsleitung der Triebwagenbremse an die Außenluft oder an den Drucklufthauptbehälter anschließt oder die Bremsleitung absperrt.Vacuum-controlled compressed air valve for braking systems in rail vehicles The invention relates to a vacuum-controlled compressed air valve for brake systems from Rail vehicles, the two coaxially arranged one behind the other, in one direction Frictionally connected pistons and a double seat valve actuated by the pistons contains, wherein the piston remote from the double seat valve is vacuum-controlled and the other piston by the air pressure applied by an actuating valve and the brake pressure of the railcar brake is controlled and the double seat valve the brake line of the railcar brake to the outside air or to the main compressed air tank connects or shuts off the brake line.

An dem VD-Ventil oder in der dazugehörenden Rohrleitung wird gewöhnlich ein Rückschlagventil angeordnet, um die Verbindung zum Vakuumbehälter und zur Zugleitung zu überwachen. Der Nachteil dieser Rückschlagventile liegt jedoch außer in ihrer verhältnismäßig teuren Herstellung auch in ihrer Trägheit, da die bewegten Massen verhältnismäßig groß sind.Usually on the VD valve or in the associated pipeline a check valve arranged to connect to the vacuum vessel and to the train line to monitor. The disadvantage of these check valves, however, is except in their relatively expensive production also in their inertia, because of the moving masses are relatively large.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein vakuumgesteuertes Druckluftventil zu schaffen, welches diese Nachteile nicht aufweist.The object of the invention is to provide a vacuum-controlled To create compressed air valve which does not have these disadvantages.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der vakuumgesteuerte, mit einer Bohrung versehene Kolben als Rückschlagventil ausgebildet ist, wobei der die Kolbenstange umgebende nabenförmige Teil des Kolbens als Sitz und ein mit dem Kolben teilweise verbundenes elastisches Glied in Form einer Membran als Ventilkörper dient, und daß im zentralen Teil des Kolbens eine Aussparung vorgesehen ist derart, daß die im Ventilöffnungssinn beaufschlagtc Fläche des elastischen Gliedes relativ groß ist.This object is achieved according to the invention in that the vacuum-controlled, provided with a bore piston is designed as a check valve, wherein the the piston rod surrounding the hub-shaped part of the piston as a seat and with the Piston partially connected elastic member in the form of a membrane as a valve body serves, and that a recess is provided in the central part of the piston such that that the surface of the elastic member acted upon in the valve opening direction is relative is great.

Hierdurch wird ein Rückschlagventil erhalten, das schon bei kleinem Schließdruck dicht schließt, andererseits schon bei sehr kleiner- Druckdifferenz auf den beiden Kolbenseiten ein öffnen des Ventils ermöglicht. Dies ist für den Vakuumbetrieb wichtig, weil hier nur niedrige Druckwerte verfügbar sind und die Kraft, die zum öffnen des Rückschlagventils benötigt wird, eine Minderung des nutzbaren Vakuums bedeutet.As a result, a non-return valve is obtained, which even with a small Closing pressure closes tightly, on the other hand already at a very small pressure difference allows the valve to open on both sides of the piston. This is for the Vacuum operation is important because only low pressure values are available here and the Force that is required to open the check valve, a reduction in the usable Vacuum means.

Bei Wagen mit fabrikationsmäßig eingestellten Ventilen ist der Ausbau und ihr Ersatz durch ein Ventil unumgänglich, wenn diese Wagen anderen Betriebsbedingungen angepaßt werden müssen, z. B. wenn eine neue Lokomotive in einem anderen Bremsbereich arbeitet. Erfindungsgemäß läßt sich der Bremsbeginn des Triebfahrzeuges durch Ändern der Spannung der Feder einstellen.In the case of wagons with factory-set valves, the removal is necessary and their replacement by a valve is essential if these wagons are under other operating conditions need to be adjusted, e.g. B. when a new locomotive is in a different braking area is working. According to the invention, the start of braking of the traction vehicle can be changed adjust the tension of the spring.

In Weiterbildung der Erfindung wirkt auf den Kolben in demselben Sinne wie das Vakuum der Vakuumbremsleitung eine Feder ein, deren Vorspannung änderbar ist. Hierdurch kann die Vakuumbremse den jeweiligen Betriebsverhältnissen entsprechend einfach und schnell an die Druckluftbremse angepaßt werden.In a further development of the invention, the piston acts in the same way like the vacuum of the vacuum brake line, a spring whose preload can be changed is. In this way, the vacuum brake can be adapted to the respective operating conditions can be easily and quickly adapted to the air brake.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawing, an embodiment according to the invention is shown.

Die Einrichtung besteht aus einer Vakuumbremsleitung 1, einem Vakuumsteuerbehälter 2, einer Steuerleitung für die Direktbremsung 3, einem Bremszylinder 4 sowie einem Druckluftvorratsbehälter 5, die alle an ein VD-Ventil angeschlossen sind.The device consists of a vacuum brake line 1, a vacuum control container 2, a control line for direct braking 3, a brake cylinder 4 and a Compressed air reservoir 5, all of which are connected to a VD valve.

Das VD-Ventil enthält zwei Steuerkolben 7 und 8 unterschiedlichen Durchmessers, die über einen Stößel 6 kraftschlüssig verbunden sind. Der größere Steuerkolben 7, mit dem der Stößel 6 fest verbunden ist, ist auf seiner Unterseite von dem Unterdruck in einer mit dem Vakuumsteuerbehälter 2 verbundenen Kammer 9 und auf seiner Oberseite von dem Unterdruck in einer mit der Vakuumbremsleitung 1 verbundenen Kammer 10 beaufschlagt.The VD valve contains two control pistons 7 and 8 of different diameters, which are non-positively connected via a tappet 6. The larger control piston 7, to which the plunger 6 is firmly connected, is acted upon on its underside by the negative pressure in a chamber 9 connected to the vacuum control container 2 and on its upper side by the negative pressure in a chamber 10 connected to the vacuum brake line 1.

Der Steuerkolben 7 trägt eine ringförmige Membran 17, die mit ihrem äußeren Umfang in dem Gehäuse des VD-Ventils eingespannt ist. An ihrem inneren Durchmesser bildet die Membran 17 ein Rückschlagventil; sie hat dazu einen Wulst 18, der durch eine Feder 19 auf eine als Ventilsitz 20 a wirkende Aussparung 20 des Steuerkolbens 7 gedrückt wird, wodurch eine Bohrung 21 gegen eine Luftströmung von Kammer 10 nach Kammer 9 abgeschlossen ist und demnach der Unterdruck im Vakuumsteuerbehälter 2 und somit auch in Kammer 9 erhalten bleibt. Von der Kammer 9 kann jedoch Luft zur Kammer 10 strömen. Dieser Fall tritt z. B. bei Inbetriebnahme der Fahrzeuge ein, wenn das Vakuum erst aufgebaut werden muß. Der Stößel 6 trägt an seinem oberen Ende eine Einstellplatte 22, durch die der von der Spannung einer Feder 23 abhängige Bremsbeginn des Triebfahrzeuges einstellbar ist.The control piston 7 carries an annular membrane 17, which with her outer circumference is clamped in the housing of the VD valve. At their inner diameter the membrane 17 forms a check valve; it has a bead 18 that goes through a spring 19 acting as a valve seat 20 a recess 20 of the control piston 7 is pressed, whereby a bore 21 against an air flow from chamber 10 after Chamber 9 is closed and therefore the negative pressure in the vacuum control container 2 and thus is also retained in chamber 9. From the chamber 9, however, air can be used Chamber 10 flow. This case occurs e.g. B. when commissioning the vehicles, when the vacuum is only built up got to. The plunger 6 carries on its upper end an adjustment plate 22, through which the tension of a Spring 23 dependent braking of the traction vehicle is adjustable.

Der kleinere Steuerkölben-8 hat an seinem unteren Ende einen Ventilsitz 11; -mit dem er -auf ein Doppel-Sitzventil 12 einwirkt, sobald der Druck entweder in einer Kammer 13 erhöht oder der Unterdruck in Kammer 10 aufgehoben wird. Die -Kammer 13 auf der Oberseite des Steuerkolbens 8 ist an die direkte Steuerleitung 3 des Triebfahrzeuges angeschlossen. Eine Kammer 24 an der Unterseite des Steuerkolbens 8 steht über eine Bohrung 25 mit einer weiteren Kammer 14 in Verbindung, wobei beide direkt an den Triebfahrzeug Bremszylinder 4 angeschlossen sind. In der gezeichneten oberen Stellung des Steuerkolbens 8 sind die Kammern 24 und 14 über eine Entlüftungsbohrung 26 des durch eine Feder 15 im Schließsinne belasteten Doppelsitzventils 12 zur Atmosphäre hin entlüftet. Eine Kammer 16 ist ständig an den Druckluftvorratsbehälter 5 angeschlossen.The smaller control piston 8 has a valve seat 11 at its lower end; -with which he -acts on a double seat valve 12 as soon as the pressure either increases in a chamber 13 or the negative pressure in chamber 10 is canceled. The chamber 13 on the top of the control piston 8 is connected to the direct control line 3 of the motor vehicle. A chamber 24 on the underside of the control piston 8 communicates with a further chamber 14 via a bore 25, both of which are connected directly to the traction vehicle brake cylinder 4. In the upper position of the control piston 8 shown, the chambers 24 and 14 are vented to the atmosphere via a vent hole 26 of the double seat valve 12, which is loaded in the closing direction by a spring 15. A chamber 16 is permanently connected to the compressed air reservoir 5.

Die Wirkungsweise des vakuumgesteuerten Druckluftventils ist folgende: Es sei angenommen, die Bremsen befinden sich im gelösten Zustand. Dann herrscht in den Kammern 9 und 10 und somit auch im Vakuumsteuerbehälter 2 und in der Vakuumbremsleitung 1 der gleiche Unterdruck. Die Kammern 14 und 24 und damit auch der Bremszylinder 4 des Triebfahrzeuges sind über die Entlüftungsbohrung 26 des Doppelsitzventils 12 entlüftet. Die Kammer 13 ist über Leitung 3 und über ein nicht gezeichnetes Betätigungsventil mit der Atmosphäre verbunden. Somit befinden sich alle Teile in den gezeichneten Stellungen.The mode of operation of the vacuum-controlled compressed air valve is as follows: It is assumed that the brakes are in the released state. Then prevails in the chambers 9 and 10 and thus also in the vacuum control container 2 and in the vacuum brake line 1 the same negative pressure. The chambers 14 and 24 and thus also the brake cylinder 4 of the motor vehicle are via the vent hole 26 of the double seat valve 12 vented. The chamber 13 is via line 3 and an actuating valve, not shown connected to the atmosphere. Thus, all parts are in the drawn Positions.

Beim Bremsen wird das Vakuum in der Vakuumbremsleitung 1 und somit auch in Kammer 10 zerstört. Das Rückschlagventil verhindert einen Druckausgleich in den Kammern 9 und 10. Dadurch wird der Steuerkolben 7 entgegen der einstellbaren Kraft der Feder 23 nach unten gedrückt und betätigt mittels des Stößels 6 den kleineren Steuerkolben 8, der mit seinem Ventilsitz 11 auf dem Doppelsitzventil 12 aufliegt und dieses zur Atmosphäre hin abschließt. Anschließend wird das Doppelsitzventil 12 entgegen der Feder 15 weiter nach unten gedrückt. Dadurch wird die mit Druckluft vom Vorratsbehälter 5 beauschlagte Kammer 16 mit der Kammer 14 verbunden, so daß dem Bremszylinder 4 des Triebfahrzeuges Luft aus dem Vorratsbehälter 5 zugeführt wird. Der im Bremszylinder und in der Kammer 24 eingesteuerte Druck ist proportional dem absoluten Druck in Kammer 10, der in ihr durch Zerstören des Vakuums herrscht, und zwar derart, daß die Höhe des Druckes in Kammer 24 gleich der Druckdifferenz zwischen dem Unterdruck in Kammer 9 und dem Druck in Kammer 10 ist. Dadurch ist ein stufenweises Bremsen und beim Umkehren des Vorganges, d. h. beim Evakuieren der Kammer 10, ein abgestuftes Lösen gewährleistet. Beim Lösen der Bremse wird die Vakuumbremsleitung 1 und damit die Kammer 10 evakuiert, wodurch der Gleichgewichtszustand gestört wird und die Kolben 7 und 8 sich nach oben bewegen. Der Ventilsitz 11 hebt sich dabei vom Doppelsitzventil12 ab, und der im Bremszylinder 4 herrschende Druck entweicht über die Entlüftungsbohrung 26 des Doppelsitzventils 12 ins Freie.When braking, the vacuum in the vacuum brake line 1 and thus also in the chamber 10 is destroyed. The check valve prevents pressure equalization in the chambers 9 and 10. As a result, the control piston 7 is pressed downwards against the adjustable force of the spring 23 and, by means of the plunger 6, actuates the smaller control piston 8, which rests with its valve seat 11 on the double seat valve 12 and this to the atmosphere. Then the double seat valve 12 is pressed further down against the spring 15. As a result, the chamber 16 acted upon by compressed air from the storage container 5 is connected to the chamber 14, so that air from the storage container 5 is supplied to the brake cylinder 4 of the motor vehicle. The pressure controlled in the brake cylinder and in the chamber 24 is proportional to the absolute pressure in chamber 10, which prevails in it by breaking the vacuum, in such a way that the level of the pressure in chamber 24 is equal to the pressure difference between the negative pressure in chamber 9 and is the pressure in chamber 10. This ensures gradual braking and, when reversing the process, that is, when evacuating the chamber 10, a gradual release. When the brake is released, the vacuum brake line 1 and thus the chamber 10 are evacuated, as a result of which the state of equilibrium is disturbed and the pistons 7 and 8 move upwards. The valve seat 11 is lifted from the double seat valve 12, and the pressure prevailing in the brake cylinder 4 escapes through the vent hole 26 of the double seat valve 12 to the outside.

Beim Direktbremsen des Triebfahrzeuges wird ein Steuerdruck über die -Leitung 3- in die Kammer 13 eingeleitet, wodurch der Steuerkolben 8 allein nach unten gedrückt wird und dann eine Beaufschlagung des Bremszylinders 4 wie irr der beschriebenen Art durchführt.When the traction vehicle is braked directly, a control pressure is applied via the -Line 3- introduced into the chamber 13, whereby the control piston 8 alone after is pressed down and then an application of the brake cylinder 4 like the irr type described.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Vacuum-controlled compressed air valve for braking systems of rail vehicles, the two coaxially arranged one behind the other, in one Direction of force-fit connected piston and one by the piston to - actuated Contains double seat valve, with the piston located further away from the double seat valve is vacuum-controlled and the other piston is driven by an actuating valve controlled - air pressure and the brake pressure of the railcar brake is controlled and the double seat valve - the brake line of the railcar brake to the outside air or connects to the main compressed air tank or shuts off the brake line, thereby characterized in that the vacuum-controlled piston provided with a bore (21) (7) is designed as a check valve, the one surrounding the piston rod (6) hub-shaped part of the piston (7) as a seat (20 a) and partially with the piston (7) connected elastic member (17) in the form of a membrane serves as a valve body, and that a recess (20) is provided in the central part of the piston (7) such that that the surface of the elastic member (17) acted upon in the valve opening direction is relatively large.

2. VD valve according to claim 1, characterized in that on the piston (7) in the same sense as the vacuum of the vacuum brake line (1) Acts spring (23), the bias of which can be changed. -Considered publications: U.S. Patent No. 2,819125.