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Indirekt wirkende Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge Die Erfindung
betrifft eine indirekt wirkende, wahlweise ein- oder mehrlösig betreibbare Druckluftbremse
für Schienenfahrzeuge mit einem vom Hauptluftleitungsdruck entgegen dem Druck in
einem Hilfsluftbehälter gesteuerten Zweidrucksteuerventil, das ein aus dem Hilfsluftbehälter
gespeistes Bremsventil, ein Löseventil und ein bei seinem Ansprechen einen Behälter
von der Atmosphäre abtrennendes und ihn mit Druckluft aus der Hauptluftleitung füllendes
Beschleunigungsventil aufweist, mit einem dem Löseventil nachgeschalteten Entlüftungsventil,
dessen steuerndes Kolbensystem in öffnungsrichtung vom Hilfsluftbehälterdruck und
vom durch das Zweidrucksteuerventil überwachten Druck und in Schließrichtung vom
Druck in einer nur in seinem geöffneten Zustand über eine Düse vom Hilfsluftbehälterdruck
füllbaren Kammer beaufschlagbar ist, und mit einer zwischen das Löseventil und das
Entlüftungsventil eingeschalteten, willkürlich betätigbaren Umschalteinrichtung,
die das Löseventil in ihrer einen Schaltstellung unmittelbar mit der Atmosphäre
und in ihrer anderen Schaltstellung mit dem Entlüftungsventil verbindet.
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Durch internationale Vereinbarungen wird gefordert, daß bei diesen
Druckluftbremsen im mehrlösigen Betrieb nach einem Bremsen bereits ein vollständiges
Lösen eintritt, wenn der Druck in der Hauptluftleitung noch um einen kleinen Differenzdruck
von etwa 0,15 bis 0,2 kp/CM2 unterhalb des der Regeldruckhöhe entsprechenden
Ausgangsdruckes in der Hauptluftleitung vor Beginn der Bremsung liegt. Diese Forderung
läßt sich bei einer Drackluftbremse der vorstehend angegebenen Art durch eine Federbelastung
des Kolbensystems des Entlüftungsventils in dessen Öffnungsrichtung oder durch eine
im Vergleich zur vom Druck in der Kammer beaufschlagten Kolbenfläche etwas
größeren Ausbildung der vom Hilfsluftbehälterdruck beaufschlagten Kolbenfläche des
genannten Kolbensystems in einfacher Weise erfüllen. Hierbei tritt in beiden Fällen
jedoch der Mangel auf, daß zu Beginn einer Bremsung das Entlüftungsventil erst nach
einem Absinken des Druckes im Hilfsluftbehälter um einen den Differenzdruck übersteigenden
Druck unter den in der Kammer herrschenden Druck geschlossen wird. Bei langsam einsetzenden
Bremsungen kann in der Kammer durch Druckluftabströmen über die Düse zum Hilfsluftbehälter
hin eine Druckabsenkung eintreten, die eine Erschöpfung der Druckluftbremse bedeutet
und deren ordnungsgemäßes Arbeiten gefährdet.
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Für mehrlösige Druckluftbremsen mit einem Dreidrucksteuerventil, das
eine Kammer konstanten Druckes aufweist, mit einem vom Dreidrucksteuerventil getrennten
Beschleunigungsventil und mit einem die Füllung der Kammer konstanten Druckes aus
der Hauptluftleitung überwachenden Abschlußorgan ist es bekannt, das Abschlußorgan
in seiner Schließrichtung von der durch das Beschleunigungsventil aus der Hauptluftleitung
abgezapften Druckluft belastbar auszubilden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckluftbremse der
eingangs angeführten Art, bei der im mehrlösigen Betrieb ein vollständiges Lösen
nach Bremsungen bereits bei einem Ansteigen des Hauptluftleitungsdruckes auf einen
um den Differenzdruck unterhalb der Regeldruckhöhe liegenden Wert eintritt, derart
auszubilden, daß keine Erschöpfung auftreten kann.
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Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst worden, daß das
Kolbensystem des Entlüftungsventils eine Kolbenfläche aufweist, die vom Druck in
dem über das Beschleunigungsventil aus der Hauptluftleitung füllbaren Behälter in
Schließrichtung des Entlüftungsventils beaufschlagbar ist. ,
In der Zeichnung
ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.
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Von einer Hauptleitung 1 führt eine Zweigleitung 2 in die Steuerkammer
3 eines Zweidrucksteueiventils 4, die über eine vom Steuerkolben
5 überschleifbare Düse 6 mit einem Zylinderraum 7 verbunden
ist. Der Steuerkolben 5 trennt die Steuerkammer 3 vom mit einem Hilfsluftbehälter
8 verbundenen Zylinderraum 7 ab und steuert über eine abgedichtet
ins Freie, ragende und von einer Entlüftungsbohrung 9 durchsetzte Kolbenstange
10 ein Beschleunigungsventil, das, ein aus einem mit der Kolbenstange
10 verbundenen, Dichtring 11 und einem gehäusefesten Ventilsitz
12
zusammengesetztes Einlaßventil und ein aus einem am Ende der Kolbenstange
10 angeordneten Ventilsitz
13 und einer das Ende
eines zur Kolbenstange 10
gleichachsigen Ventilstößels 14 bildenden Dichtplatte
15 zusammengesetztes Auslaßventil für einen Raum 16 aufweist. Der
in seinem Volumen durch einen Behälter 17 vergrößerte Raum 16 ist
über das Einlaßventil 11, 12 mit der Steuerkammer 3 und das Auslaßventil
13, 15 mit der Atmosphäre verbindbar. Der von einer Feder 18 gegen
einen gehäusefesten Anschlag 19 gedrückte Ventilstößel 14 durchragt abgedichtet
verschieblich einen Raum 20 und endet mit einem eine mit dem Raum 20 ständig verbundene
Längsbohrung 21 umgehenden Ventilsitz 22 vor einer von einer Feder 23 belasteten,
pneumatisch entlasteten Doppeldichtplatte 24. Der Ventilsitz 22 und die Doppeldichtplatte
24 bilden ein den Luftdurchgang von einem Raum 25 in den Raum 20 überwachendes
Löseventil. Zusammen mit einem gehäusefesten Ventilsitz 26 bildet die Doppeldichtplatte
24 ein den Lufteinlaß von einem mit dem Hilfsluftbehälter 8 in Verbindung
stehenden Raum 27 in den Raum 25 überwachendes Bremsventil. An den
Raum 25 ist ein Bremszylinder 28 angeschlossen. Vom Raum 20 führt
eine Rohrleitung 29 zu einer von Hand betätigbaren Umschalteinrichtung
30, die in ihrer dargestellten Schaltlage die Rohrleitung 29 mit einer
Rohrleitung 31 verbindet und in ihrer anderen, durch den gestrichelt dargestellten
Handgriff 32 angedeuteten SQhaltstellung die Rohrleitung 29 an einen
Auslaß 33
anschließt. Die Rohrleitung 1 mündet in den Raum 34 eines
Entlüftungsventils 35 ein. Der Raum 34 ist durch einen Kolben 36 von
einem ständig mit der Atmosphäre verbundenen Raum 37 abgetrennt. Ein mit
dem Kolben 36 über eine Kolbenstange 38 verbundener Kolben
39 trennt einen über eine Rohrleitung 40 mit den Zylinderraum 7 verbundenen
Raum 41 von einer in ihrem Volumen durch einen Behälter 42 vergrößerten Kammer 43
ab. Die Kolbenstange 38 ragt mit einem einen großen Durchmesser aufweisenden
Stutzen 44 in einen über eine Rohrleitung 45 mit dem Behälter 17 verbundenen
Raum 46 und endet, eine Kolbenfläche 47 bildend, in diesem. Das sich aus den Kolben
6 und 39 sowie der Kolbenstange 38 zusammensetzende Kolbensystem
steuert ein aus einem beweglichen Ventilsitz 48 und einer gehäusefesten Dichtplatte
49 gebildetes und eine durch eine Längsbohrung 50 der Kolbenstange
38
führende Verbindung des Raumes 34 mit dem Raum 37 überwachendes
Ventil.- Den Raum 41 verbindet eine vom Kolben 39 überschleifbare Düse
51 mit der Kammer 43.
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Bei betriebsbereiter, gelöster Bremse sind die Hauptluftleitung
1, die Steuerkammer 3, über die freie Düse 6 der Zylinderraum
7, der Hilfsluftbehälter 8,
der Raum 27 und der Raum 41 sowie
über die freie Düse 51 die Kammer 43 und der Behälter 42 auf Regeldruckhöhe
aufgeladen. In allen anderen Räumen der Druckluftbremse herrscht Atmosphärendruck.
Das Bremsventil 24, 26 und das Einlaßventil 11, 12 sind geschlossen,
die übrigen Ventile sind geöffnet.
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Zum Bremsen wird der Druck in der Hauptluftleitung 1 und der
Steuerkammer 3 abgesenkt. Der Steuerkolben 5 bewegt sichunterder nunmehr
überwiegenden Druckbeaufschlagung durch den Druck im Zylinderraum 7 aufwärts,
öffnet das Einlaßventil 11, 12 und schließt das Auslaßventil 13, 15.
Aus der Steuerkammer 3 wird also Druckluft zur Füllung des Raumes
16, des Behälters 17 und des Raumes 46 abgezapft, wodurch die Aufwärtsbewegung
des Steuerkolbens 5
verstärkt wird. Durch die Diuckbeäufsdhlagung der Kolbenfläche
47 wird das Kolbensystem des Entlüftungsventils 35 angehoben, wobei der Kolben
39 die Düse 51 überschleift und verschließt und das Ventil 48, 49
geschlossen wird. Der Steuerkolben 5 überschleift bei seiner Aufwärtsbewegung
die Düse 6 und verschließt diese. Der vom Steuerkolben 5 entgegen
der Kraft der Feder 18 mitgenommene Ventilstößel 14 schließt das Löseventil
22, 24 und öffnet das Bremsventil 24, 26. Aus dem Raum 27 strömt Druckluft
in den Raum 25 und den Bremszylinder 28 ein und bewirkt ein Einbremsen
des Fahrzeuges. Durch den Druckluftverbrauch des Bremszylinders 28 sinkt
der -Druck im Hilfsluftbehälter 8 ab; sobald er dem augenblicklich
in der Hauptluftleitung 1 und der Steuerkammer 3 herrschenden Druck
entspricht, senkt sich der Steuerkolben 5 etwas ab, und das Bremsventil 24,
26 wird geschlossen. Damit ist eine Bremsabschlußstellung erreicht. Die Düse
51 wird also zu Bremsbeginn vor einem Absinken des Druckes im Hilfsluftbehälter
8 und im Raum 41 geschlossen; ein Abströmen von Druckluft aus der Kammer
43 durch die Düse 51 in den Raum 41 ist daher nicht möglich.
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Soll die Bremsung verstärkt werden, so muß der Druck in der Steuerkammer
3 weiter abgesenkt werden. Der Steuerkolben 5 wird dann angehoben
und öffnet das Bremsventil 24, 26, bis durch die ansteigende Druckbeaufschlagung
des Bremszylinders 28
der Druck im Hilfsluftbehälter 8 erneut auf die
nunmehr in der Steuerkammer 3 herrschende Druckhöhe abgesunken ist.
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Zum stufenweisen Lösen wird in der dargestellten Stellung der Umschalteinrichtung
30 der Druck in der Hauptluftleitung 1 und der Steuerkammer
3 etwas erhöht. Der Steuerkolben 5 wird in die dargestellte Lage abwärts
gedrückt und öffnet das Löseventil 22, 24, so daß Druckluft aus dem Bremszylinder
28 durch die Rohrleitungen 29 und 31 in den Raum 34 einströmt,
den Kolben 36 beaufschlagt und, unterstützt durch die Belastung des Kolbens
39 durch den Druck im Raum 41, der über die wieder freigegebene Düse
6,
den Zylinderraum 7 und die Rohrleitung 40 durch Druckluftnachspeisung
an den Druck in der Hauptluftleitung angeglichen wird, abwärts drückt. Das Ventil
48, 49 wird dabei geöffnet, und durch die Längsbohrung 50 und den Raum
37 strömt ein Teil der Druckluft ins Freie ab. Bei der Abwärtsbewegung des
Steuerkolbens 5 wird das Auslaßventil 13, 15 geöffnet und das Einlaßventil
11, 12 geschlossen, so daß der Behälter 17 und der Raum 46 in die
Atmosphäre entlüftet werden. Sobald im Raum 34 und im Bremszylinder 28 eine
der Drucksteigerung in der Hauptluftleitung 1 und dem Raum 41 entsprechende
Druckabsenkung erreicht ist, wird die Kolbenstange 38
durch den Kolben
39 wieder angehoben und das Ventil 48, 49 geschlossen. Damit ist eine Lösestufe
abgeschlossen.
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Bei ein weiteres Lösen bewirkenden Drucksteigerungen in der Hauptluftleitung
1 bleibt das Zweidrucksteuerventil 4 in seiner dargestellten Stellung. Die
sich über die Düse 6 und die Rohrleitung 40 in den Raum 41 übertragende Drucksteigerung
bewirkt dm Absenken des Kolbens 39 und öffnen des Ventils 48, 49, bis der
Druck im Raum 34 und Bremszylinder 28 um ein entsprechendes Maß abgesenkt
ist.
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Beim völligen Lösen kehrt das Kolbensystem des Entlüftungsventils
35 infolge der Differentialwirkung
des Kolbens
39 bereits in die dargestellte untere Endstellung zurück, wenn in die Hauptluftleitung
1 und den Raum 41 ein die in der Kammer 43 herrschende Regeldruckhöhe etwas
unterschreitender Druck eingesteuert ist. Der Bremszylinder 28 wird dabei
über das geöffnete Ventil 48, 49 völlig entleert.
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Die Druckluftbremse arbeitet nach einem Umstellen der Umschalteinrichtung
30, wodurch die Rohrleitung 29 mit dem Auslaß 33 verbunden
wird, einlösig. Eine während einer Bremsung in die Hauptluftleitung 1 eingesteuerte
Druckerhöhung bringt dabei, wie vorstehend beschrieben, das Zweidrucksteuerventil
4 in die dargestellte Lage, und der Bremszylinder 28 wird über das Löseventil
22, 24, die Rohrleitung 29 und den Auslaß 33 unabhängig davon, ob
der Druck in der Hauptluftleitung 1 bis zum Erreichen der Regeldruckhöhe
gesteigert wird, völlig entleert. Der Druck im Hilfsluftbehälter 8 wird hierbei
nach dem Entleeren des Bremszylinders 28 zusammen mit der Hauptluftleitung
1 auf Regeldruckhöhe aufgeladen.