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Schaltvorrichtung für Eisenbahndruckluftbremsen Die Erfindung betrifft
eine Schaltvorrichtung für einen Druckübersetzer von Eisenbahndruckluftbremsen mit
einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen Umschaltvorrichtung, wobei ein von einem Vorsteuerdruck
entgegen einem Bremszylinderdruck beaufschlagter, über ein Doppelventil den Bremszylinderdruck
steuernder Kolben des Druckübersetzers über Anschlagkupplungen mit weiteren, über
von einer Zugarteinstellvorrichtung betätigbare Absperrglieder vom Vorsteuerdruck
beaufschlagbaren Zusatzkolben kuppelbar ist.
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Es ist bereits eine Eisenbahndruckluftbremse bekannt, die einen Druckübersetzer
aufweist, dessen von einem durch ein übliches Steuerventil überwachten Vorsteuerdruck
entgegen dem Bremszylinderdruck beaufschlagter, ein den Bremszylinderdruck regelndes
Doppelventil steuernder Kolben über Anschlagkupplungen mit Zusatzkolben verbunden
ist. Die Zusatzkolben sind dabei über eine Zugarteinstellvorrichtung in Abhängigkeit
von der Fahrgeschwindigkeit vom Bremszylinderdruck entgegen dem Atmosphärendruck
beaufschlagbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung für
Eisenbahndruckluftbremsen der eingangs angeführten Art zu schaffen, die bei einfachem
und billigem Aufbau für Druckübersetzer mit beliebigen übersetzungsverhältnissen
und -stufen geeignet ist und im Bereich niedriger Vorsteuerdrücke unabhängig von
dem eingeschalteten übersetzungsverhältnis eine stets gleichbleibende Druckübersetzung
ausweist, so daß in diesem Bereich dem Vorsteuerdruck aufgeprägte Besonderheiten,
wie beispielsweise der Druckansprung bei Bremsbeginn, immer gleichartig auf den
Bremsdruck übertragen werden. Außerdem soll die Schaltvorrichtung gewährleisten,
daß der Kolben und die Zusatzkolben des Druckübersetzers mit höchstens geringen
Druckdifferenzen beaufschlagt werden. Hierdurch ist es möglich, die Kolben und Zusatzkolben
als einfache Membrankolben auszubilden und damit dem Druckübersetzer trotz einfachen
Aufbaues eine hohe Ansprechempfindlichkeit zu verleihen.
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Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Zusatzkolben
entgegen dem Vorsteuerdruck vom durch einen auf einen niedrigeren Druck eingestellten,
von der fahrgeschwindigkeitsabhängigen Umschaltvorrichtung bei niedriger Fahrgeschwindigkeit
und von der Zugarteinstellvorrichtung in der Stellung für langsame Zugarten ständig
geöffnet gehaltenen Druckbegrenzer überwachten Bremszylinderdruck beaufschlagbar
sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 den Aufbau einer Eisenbahndruckluftbremse mit
der erfindungsgemäßen Einrichtung und F i g. 2 die Kennlinien des Druckübersetzers.
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Gemäß F i g. 1 sind an eine Hauptluftleitung 1 ein als Dreidruckventil
ausgebildetes Bremssteuerventil 2 und über ein Rückschlagventil 3 ein Vorratsbehälter
4 angeschlossen. Der Vorratsbehälter 4 steht über Rohrleitungen 5 und 6 mit dem
Bremssteuerventil 2 und einem im Schnitt dargestellten Druckübersetzer 7 und über
eine Düse 8 mit einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen Umschaltvorrichtung
9, die eine Rohrleitung 10 bei niedriger Fahrgeschwindigkeit mit Druckluft
beaufschlagt, bei hoher Fahrgeschwindigkeit dagegen in die Atmosphäre entlüftet,
in Verbindung. Vom Bremssteuerventil2 führt eine Rohrleitung 11 den von diesem überwachten
Vorsteuerdruck zum Druckübersetzer 7. Der Druckübersetzer 7 weist ein druckentlastetes
Doppelventil 12,13 auf, das von einem Membrankolben 14 gesteuert ist und die Verbindung
eines den Membrankolben 14 auf seiner Oberseite beaufschlagenden Zylinderraumes
15 mit einem an die Rohrleitung 6 angeschlossenen Raum 16 bzw. der Atmosphäre überwacht.
Die Unterseite des Membrankolbens 14 ist über einen Zylinderraum 17, der mit der
Rohrleitung 11 in Verbindung steht, vom Vorsteuerdruck beaufschlagt. über eine Kolbenstange
18 ist der Membrankolben 14 starr mit einem kleinen Membrankolben
19 verbunden, der auf seiner Oberseite vom Druck in einem Zylinderraum
20 und auf
seiner Unterseite vom Atmosphärendruck beaufschlagt
ist. Mit dem Membrankolben 19 sind über Anschlagkupplungen 21 und 22 zwei ebenfalls
als Membrankolben ausgebildete Zusatzkolben 23 und 24. koppelbar, die auf ihrer
Oberseite vom Druck in r yli:?derr':uwen 25 bzw. 26 und auf ihrer Unterseite vom
Druck in Zylinderräumen 27 bzw. 28 beaufschlagt sind. Der Zylinderraum 15 steht
über Rohrleitungen 29 und 30 mit einem Bremszylinder 31 bzw.
dem Raum 32 eines Druckbegrenzers 33 in Verbindung. Die Zylinderräume
20, 25 und 26 sind über eine gemeinsame Rohrleitung 34 an einen Raum 35 des Druckbegrenzers
33 angeschlossen, der über ein von einem Kolben 36 gesteuertes Doppelventil 37,
38 mit dem Raum 32 bzw. einen Raum 39 verbindbar ist. Der Kolben 36 ist in Schließrichtung
des den Raum 35 vom Raum 32 abtrennenden Teiles 37 des Doppelventils 37, 38 vom
Druck im Raum 35 entgegen dem Druck im mit der Rohrleitung 10 verbundenen
Raum 39 und der Kraft einer im Raum 39 angeordneten Druckfeder 40 beaufschlagt.
Am Kolben 36 ist ein ins Freie ragender Bolzen 41 befestigt, dessen Ende an der
Nockenwelle 42 einer auf die Stellungen P1, P2 und R einstellbaren Zugarteinstellvorrichtung
anliegt. Mittels der Nockenwelle 42 und des Bolzens 41 ist der Kolben 36
in der einer Verbindung der Räume 32 und 35 über das Doppelventil 37, 38 entsprechenden
Stellung verriegelbar. Der Vorsteuerdruck wird vom Zylinderraum 17 aus über eine
Rohrleitung 43 zwei Absperrglieder darstellenden Ventilen 44 und 45 mit Entlüftungsschiebern
46 und 47 zugeführt, die die Druckbeaufschlagung der Zylinderräume
27 bzw. 28 überwachen. Die Ventile 44 und 45 sind über ihre an der
Nockenwelle 42 anliegenden Stößel durch die Zugarteinstellvorrichtung schaltbar.
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In der dargestellten Schaltstellung für eine mittelschnelle Zugart
entsprechend der Stellung P, gibt die Nockenwelle 42 den Bolzen 41 frei, hält das
Ventil 44 geöffnet und das Ventil 45 geschlossen.
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Beim Bremsen während einer hohen Fahrgeschwindigkeit steigt der Vorsteuerdruck
an und beaufschlagt den Membrankolben 14 und den Zusatzkolben 23 auf der Unterseite.
Das Doppelventil 12, 13 wird umgesteuert, so daß der Zylinderraum 15, der Bremszylinder
31 und über das geöffnete Ventilteil 37 des Doppelventils 37, 38 die Zylinderräume
20, 25 und 26 mit einem ansteigenden Bremszylinderdruck gefüllt werden.
Die beidseitige Druckbeaufschlagung des Zusatzkolbens 23 und die einseitige Druckbeaufschlagung
des Zusatzkolbens 24 auf der Oberseite hält die beiden Zusatzkolben 23 und 24 in
deren Ruhelage. Der Bremszylinderdruck steigt also, da die Druckentlastung des Doppelventils
12,13 in ihrer Wirkung auf den Membrankolben 14 durch den Membrankolben 19 kompensiert
wird, gleichzeitig mit dem Vorsteuerdruck an. In F i g. 2, in der die Abhängigkeit
des Bremszylinderdruckes C vom Vorsteuerdruck C" dargestellt ist, entspricht dieser
Druckanstieg dem Abschnitt 0-I der gerade Strecken darstellenden Kennlinien. Bei
Erreichen eines bestimmten, niedrigen Bremszylinderdrucks, beispielsweise 0,8 atü,
drückt der im Raum 35 herrschende Druck den Kolben 36 abwärts und das Ventilteil
37 schließt sich. Der in den Zylinderräumen 20, 25 und 26 augenblicklich herrschende
Druck bleibt damit konstant erhalten. Sollten infolge Undichtigkeiten oder Erwärmungen
Druckänderungen auftreten, so werden diese durch die regelnde Wirkung des Druckbegrenzers
33 ausgesteuert. Beim weiteren Anstieg des Vorsteuerdruckes legt sich der Zusatzkolben
23 unter seiner einseitig anwachsenden Druckbelastung gegen den Membrankolben
19 an und bewirkt eine schnellere, durch die konstantbleibende Druckbeaufschlagung
des Zylinderraumes 20 noch unterstützte Steigerung des Bremszylinderdruckes gemäß
dem Abschnitt 1-1I der Kennlinien in F i g. 2.
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Beim Absinken der Fahrgeschwindigkeit unter eine bestimmte Grenze
beaufschlagt die fahrgeschwindigkeitsabhängige Umschaltvorrichtung 9 den Raum 39
mit Druckluft, so daß das Ventilteil 37 geöffnet wird und der volle Bremszylinderdruck
in die Zylinderräume 20, 25 und 26 einströmt. Der Zusatzkolben 23 wird hierdurch
stillgelegt und das Doppelventil 12, 13 senkt den Bremszylinderdruck auf einen niedrigeren,
dem eine geradlinige Verlängerung des Abschnittes 0-I darstellenden Abschnitt I-III
der Kennlinien entsprechenden Druck.
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Bei einer Umstellung der Zugeinstellvorrichtung auf schnelle Züge
entsprechend der Stellung R wird das Ventil 45 geöffnet, so daß bei Bremsungen während
hohen Fahrgeschwindigkeiten auch der Zusatzkolben 24 zur Wirkung kommt und der Bremszylinderdruck
nach der Kennlinie 0-I-IV der F i g. 2 mit dem Vorsteuerdruck ansteigt und hohe
Werte erreichen kann. Bei niedriger Fahrgeschwindigkeit wird durch Öffnen des Ventilteiles
37 auch hierbei der Bremszylinderdruck auf durch die Kennlinie 0-I, III bezeichnete
Werte gesenkt.
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Falls die Zugeinstellvorrichtung auf langsame Fahrzeuge entsprechend
der Stellung P1 eingestellt wird, werden die Ventile 44 und 45 geschlossen und das
Ventilteil 37 wird ständig geöffnet gehalten. Der Bremszylinderdruck kann dabei
infolge der ständigen Stillegung der Zusatzkolben 23 und 24 nur nach der Kennlinie
0-I-111 mit dem Vorsteuerdruck ansteigen, also nur niedrige Werte erreichen.
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Aus der Funktion der Schaltvorrichtung ist ersichtlich, daß diese
unabhängig von den übersetzungsverhältnissen und der Zahl der übersetzungsstufen
des Druckübersetzers 7 arbeitet und daß nur eine der Anzahl der Übersetzungsstufen
entsprechende Zahl von Absperrgliedern vorhanden sein muß. Hierdurch ergibt sich
die Möglichkeit, die Schaltvorrichtung für nach dem Baukastenprinzip mit den jeweiligen
Anforderungen entsprechender Zahl und Größe der Zusatzkolben aufgebaute Druckübersetzer
vorzusehen, wobei nur die Zahl der Absperrglieder, die ebenfalls nach dem Baukastenprinzip
an den Druckbegrenzer 33 ansetzbar sein können, an den Druckübersetzer angepaßt
werden muß.