DE1234767B

DE1234767B - Compressed air braking device for rail vehicles

Info

Publication number: DE1234767B
Application number: DEK56685A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Reitz
Original assignee: Knorr Bremse GmbH
Current assignee: Knorr Bremse GmbH
Priority date: 1965-07-22
Filing date: 1965-07-22
Publication date: 1967-02-23

Description

Druckluftbremseinrichtung für Schienenfahrzeu-e C Die Erfindung betrifft eine Druckluftbremseinrichtunc, für Schienenfahrzeuge, mit einer Bremsleitung, einer besonderen Fülleitung und einem Dreidrucksteuerventil, dessen eine Kolbenkaminer mit der in ihrem Druck von einem Führerbremsventil überwachten Bremsleitung und dessen andere Kolbenkammer als Steuerkammer konstanten Druckes über ein Rückschlagventil ständig mit der Fülleitung und mit einem Druckbegrenzungsventil verbunden ist.Compressed air brake device for rail vehicles C The invention relates to a compressed air brake device for rail vehicles, with a brake line, a special filling line and a three-pressure control valve, one of which is a piston chamber with the pressure of the brake line monitored by a driver's brake valve and the other piston chamber as a control chamber of constant pressure via a check valve is constantly connected to the filling line and a pressure relief valve.

Bei den bekannten, derartigen Druckluftbremsanlagen sind die mit der Bremsleitung verbundene Kolbenkammer und die Steuerkammer des Dreidrucksteuerventils pneumatisch ständig voneinander getrennt. Um nach Breinsungen ohne Drucküberhöhung in der Bremsleitung ein sicheres Lösen zu ermöglichen, dürften die Fülleitung und die Steuerkammer des Dreidrucksteuerventils bei den bekannten Druckluftbremsanlagen nur mit einem die Regeldruckhöhe in der Bremsleitung um einen geringfügig unterschreitenden Druck aufgeladen werden. Der Druckunterschied in der Kolben- und der Steuerkammer bei gelöster Bremse behindert jedoch das Anspringen des ginn einer Bremsung. Dreidrucksteuerventils zu Beg Um diesen Mangel zu beseitigen, ist es bereits bekannt, die Fülleitung und die Steuerkammer auf Re--eidruckhöhe aufzuladen und der Steuerkammer ein besonderes Entlüftungsventil zuzuordnen, das sich während der Lösevorgänge öffnet und die Steuerkammer zum Erleichtern des Lösens auf einen etwas unterhalb der Regeldruckhöhe liegenden Wert entlüftet. Es ist hierbei jedoch ein beachtlicher, zusätzlicher Bauaufwand durch das Entlüftungsventil erforderlich, und außerdem bereitet das Einreggeln des Druckes in der Fülleitung auf den genauen Wert der Regeldruckhöhe und die Einstellung des öffnungs- und Schließdruckes des Entlüftungsventils Schwierigkeiten.In the known, such air brake systems with the Brake line connected piston chamber and the control chamber of the three-pressure control valve pneumatically separated from each other. To get to Breinsungen without excessive pressure To enable a safe release in the brake line, the filling line and the control chamber of the three-pressure control valve in the known compressed air brake systems only with one that is slightly below the control pressure level in the brake line Pressure to be charged. The pressure difference in the piston and control chambers when the brake is released, however, prevents the start of braking. Three-pressure control valve to Beg To eliminate this deficiency, it is already known to use the filling line and to charge the control chamber to the re-pressure level and the control chamber a special one Assign the vent valve, which opens during the release processes, and the control chamber to facilitate loosening to a position slightly below the regular pressure level Value vented. In this case, however, there is a considerable additional construction cost required by the vent valve, and also prepares the adjustment of the Pressure in the filling line to the exact value of the control pressure level and the setting the opening and closing pressure of the vent valve difficulties.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu,-runde, eine Druckluftbreinseinrichtung, der eingangs angeführten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine hohe Anspringempfindlichkeit des Dreidrucksteuerventils und ein sicheres Lösen ohne Drucküberhöhung in der Bremsleitung gewährleistet.The invention is based on the task of -runde, a compressed air purging device, of the type mentioned at the outset, with a simple structure that has a high level of light-off sensitivity of the three-pressure control valve and safe release without excessive pressure in the brake line guaranteed.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst worden, daß die Steuerkammer aus der Füllleitung nur mit einem geringfügig unterhalb der Re-,aeldruckhöhe in der Bremsleitung liegenden Druck Z C aufladbar ist und daß die an die Bremsleitung angeschlossene Kolbenkammer wie an sich bekannt über eine nur im Lösezustand des Dreidrucksteuerventils -eöffnete Düse mit der Steuerkammer verbunden ist.This object has been achieved according to the invention in that the control chamber from the filling line can only be charged with a pressure ZC which is slightly below the real pressure level in the brake line and that the piston chamber connected to the brake line, as known per se, has an only im Release state of the three-pressure control valve -open nozzle is connected to the control chamber.

Falls hierbei gemäß einem weiteren Merkmal nach der Erfindung der Steuerkammer das auf einen geringfügig unterhalb der Regeldruckhöhe liegenden Druck eingestellte als Druckminderventil ausgebildete Druckbegrenzungsventil vorgeschaltet wird, kann unter Inkaufnahme des Bauaufwandes für das Druckminderventil der mit dem die Regeldruckhöhe übersteigenden Druck aufzuladende Bremsluftbehälter klein und damit billig ausgeführt werden.If this according to a further feature of the invention Control chamber to a pressure lying slightly below the control pressure level set pressure relief valve designed as a pressure reducing valve is connected upstream can, while accepting the construction costs for the pressure reducing valve with the pressure exceeding the control pressure level to be charged brake air reservoir small and can therefore be carried out cheaply.

Nach einem weiteren Merkmal gemäß der Erfindung kann die Druckluftbremseinrichtung dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, daß die die Kolbenkammer mit der Steuerkammer verbindende Düse im die genannten Kammern voneinander trennenden Kolben des Dreidrucksteuerventils angeordnet ist, daß der Kolben in der Lösestellung des Dreidrucksteuerventils in Bewegungsrichtung zur Steuerkammer an einem federnden Anschlag anliegt und daß in dieser Lösestellung der Düse in der Kolbenkammer ein an der vom Kolben zu bewegenden Kolbenstange angeordnetes Verschlußglied und in der Steuerkammer ein an einem festen Anschlag angeordnetes Verschlußglied mit geringem Abstand gegenübersteht. Hierdurch wird erreicht, daß die Düse sowohl beim Bremsen wie auch beim Einsteuern eines überhöhten Druckes in die Bremsleitung geschlossen wird.According to a further feature according to the invention, the compressed air brake device are advantageously designed in that the piston chamber with the control chamber connecting nozzle in the piston of the three-pressure control valve separating the said chambers from one another is arranged that the piston in the release position of the three-pressure control valve in Direction of movement to the control chamber rests against a resilient stop and that in this release position of the nozzle in the piston chamber to the one to be moved by the piston Piston rod arranged closure member and in the control chamber on a fixed Opposite stop arranged closure member with a small distance. Through this it is achieved that the nozzle both when braking and when steering an excessive Pressure in the brake line is closed.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 den Aufbau der Druckluftbremseinrichtung und F i '-. 2 eine Einzelheit in geänderter Ausführung. Eine von einer nicht dargestellten Druckluftquelle mit einem eine Regeldruckhöhe übersteigenden Druck aufgeladene Fülleitung 1 ist über ein Rückschlagventil 2 und eine Düse 3 mit einem Bremsluftbehälter 4 und dem Ventilraum 5 eines Höchstdruckbegrenzers 6 verbunden. Der Ventilraum 5 enthält ein von einem Kolben 7 gesteuertes Ventil 8, das die Verbindung zu einer in einen Raum 9 eines Dreidrucksteuerventils 10 führenden Rohrleitung 11 überwacht. Das Dreidrucksteuerventil 10 weist einen eine Kolbenkammer 12 von einer Steuerkammer 13 konstanten Druckes abtrennenden Kolben 14 auf, der mit einer pneun-iatisch entlasteten Kolbenstange 15 verbunden ist. Die Kolbenstangge 15 trägt einen zweiten Kolben 16 und endet in einem den Kolben 16 mit seinem Druck beaufschlagenden Zylinderraum 17 mit einem die Mündung einer Bohrung 18 umgebenden Ventilsitz 19 vor einer Doppeldichtplatte 20. Die Bohrung 18 ist über eine Lösedüse 21 ständig mit der Atmosphäre verbunden. Einc den Kolben 16 belastende Feder 22 wirkt in öffnungsrichtung des Ventils 19, 20. Zusammen mit einem aehäusefesten Ventilsitz 23 bildet die pneumatisch entlastete Doppeldichtplatte 20 ein eine Verbindung des Raumes 9 mit dem Zylinderraum 17 überwachendes Ventil 20, 23. Vom Zylinderraum 17 führt eine Rohrleitun- 24 über eine Bremsdüse 25 zu einem Bremszylinder 26 und in einen den Kolben 7 in Schließrichtung des Ventils 8 entgegen der Kraft einer Feder 27 beaufschlagenden Zylinderraum 28 des Höchstdruckbegrenzers 6. An den Bremsluftbehälter 4 ist über eine Düse 29 und ein Rückschlagventil 30 der Ventilraum 31 eines Druckminderventils J2 angeschlossen. Der Ventilraum 31 ist durch ein Ventil 33 von einem Zylinderraum 34 abgetrennt, dessen Druck einem Kolben 35 in Schließrichtung des Ventils 33 entgegen der Kraft einer in ihrer Vorspannung einstellbaren Feder 36 beaufschlagt. Eine Rohrleitung 37 verbindet den Zylinderraum 34 mit einem eine Verbindung zur Atmosphäre überwachenden, von Hand zu öffnenden Löseventil 38, einem Luftbehälter 39 und der Steuerkammer 13. Ein von der Steuerkammer 13 ausgehender Luftführungskanal 40 mündet über eine Ausgleichsdüse 41 derart in die Kolbenkammer 12 ein, daß er nur in der unteren Endlage des Kolbens 14 freigegeben, sonst von diesem überschliffen und abgesperrt ist. Am Steuerstand für die Druckluftbreinseinrichtung befindet sich ein aus der Fülleitung 1 gespeistes Führerbremsventil 42, das in seiner Fahrtstellung Reggeldruckhöhe, und in seinen Bremsstellungen diesen entsprechende Druckabsenkungen in eine Bremsleitun- 43 einsteuert. Eine Rohrleitun- 44 verbindet die Breinsleitung 43 mit der Kolbenkammer 12.In the drawing, an embodiment according to the invention is shown schematically, namely FIG. 1 the structure of the compressed air braking device and F i '-. 2 a detail in a modified version. A filling line 1 charged by a compressed air source (not shown) with a pressure exceeding a control pressure level is connected via a check valve 2 and a nozzle 3 to a brake air reservoir 4 and the valve chamber 5 of a maximum pressure limiter 6 . The valve chamber 5 contains a valve 8 controlled by a piston 7 which monitors the connection to a pipeline 11 leading into a chamber 9 of a three-pressure control valve 10. The three- pressure control valve 10 has a piston 14 which separates a piston chamber 12 from a control chamber 13 of constant pressure and which is connected to a piston rod 15 which is pneumatically relieved. The piston rod 15 carries a second piston 16 and ends in a cylinder chamber 17 which pressurizes the piston 16 with a valve seat 19 surrounding the mouth of a bore 18 in front of a double sealing plate 20. The bore 18 is continuously connected to the atmosphere via a release nozzle 21. Ac the piston 16 spring loading 22 acting in the opening direction of the valve 19, 20. Together with a aehäusefesten valve seat 23, the pneumatically balanced double sealing plate 20 constitutes a connection of the space 9 to the cylinder chamber 17 via expanding valve 20, 23. From the cylinder space 17 performs a Rohrleitun - 24 via a braking nozzle 25 to a brake cylinder 26 and a piston 7 in the closing direction of the valve 8 against the force of a spring 27 acting on the cylinder chamber 28 of the Höchstdruckbegrenzers 6. at the brake air reservoir 4 is through a nozzle 29 and a check valve 30, the valve chamber 31 connected to a pressure reducing valve J2. The valve chamber 31 is separated from a cylinder chamber 34 by a valve 33 , the pressure of which is applied to a piston 35 in the closing direction of the valve 33 against the force of a spring 36 whose preload is adjustable. A pipe 37 connects the cylinder chamber 34 with a manually-openable release valve 38 that monitors a connection to the atmosphere, an air reservoir 39 and the control chamber 13. An air duct 40 emanating from the control chamber 13 opens into the piston chamber 12 via a compensating nozzle 41 in such a way that that it is only released in the lower end position of the piston 14, otherwise it is ground over and shut off by this. At the control station for the compressed air purging device there is a driver's brake valve 42 which is fed from the filling line 1 and which, in its driving position, controls the regulating pressure level and, in its braking positions, controls corresponding pressure reductions in a brake line. A pipeline 44 connects the brine line 43 with the piston chamber 12.

Bei betriebsbereiter Bremse ist das Druckminderventil 32 auf einen geringfügig unterhalb der Regeldruckhöhe liegenden Druck eingestellt. Im drucklosen Zustand der Bremse nehmen deren Teile die aus F i -. 1 ersichtlichen La-,en ein. Die Ventile 8, 33 und 19, 20 sind geöffnet, alle übrigen Ventile geschlossen.When the brake is ready for operation, the pressure reducing valve 32 is set to a pressure which is slightly below the control pressure level. When the brake is depressurized, its parts take those from F i -. 1 visible shop. The valves 8, 33 and 19, 20 are open, all other valves are closed.

Zum Füllen der Bremse wird in die Fülleitung 1 und damit den Bremsluftbehälter 4 und den Raum 9 ein die Regeldruckhöhe übersteigender Druck eingespeist. über das Druckminderventil 32 werden der Luftbehälter 39 und die Steuerkammer 13 vorerst mit einem geringfügig unter der Regeldruckhöhe liegenden Druck gefüllt. Das in Fahrtstellung stehende Führerbremsventil 42 steuert in die Bremsleitung 43 und die Kolbenkammer 12 Regeldruckhöhe ein. über den offenen Luftführungskanal 40 strömt aus der Kolbenkammer 12 Druckluft in die Steuerkammer 13 und den Luftbehälter 39 ein, bis auch in diesen genau Regeldruckhöhe herrscht.To fill the brake, a pressure exceeding the control pressure level is fed into the filling line 1 and thus the brake air reservoir 4 and the space 9. Via the pressure reducing valve 32 , the air reservoir 39 and the control chamber 13 are initially filled with a pressure which is slightly below the control pressure level. The driver's brake valve 42 in the driving position controls the control pressure level in the brake line 43 and the piston chamber 12. Via the open air duct 40, compressed air flows from the piston chamber 12 into the control chamber 13 and the air reservoir 39 until the control pressure level is exactly there as well.

Beim Bremsen wird der Druck in der Bremsleitung 43 und der Kolbenkammer 12 abgesenkt. Der Kolben 14 hebt sich unter Absperren des Luftführungskanals 40 an und steuert die Ventile 19, 20 und 20,23 um, so daß Druckluft aus dem Bremsluftbehälter 4 über die Bremsdüse 25 in den Bremszylinder26 einströmt. Sobald der sich im Zylinderraum 17 aufbauende Druck eine der Druckabsenkung in der Bremsleitung 43 entsprechende Druckhöhe erreicht, drückt der Kolben 16 die Kolbenstange 15 bis zum Schließen des Ventils 20, 23 abwärts. Damit ist bei weiterhin verschlossenem Luftführungskanal 40 eine Bremsabschlußstellung erreicht.When braking, the pressure in the brake line 43 and the piston chamber 12 is reduced. The piston 14 rises, shutting off the air duct 40 and controls the valves 19, 20 and 20 , 23 so that compressed air flows from the brake air reservoir 4 via the brake nozzle 25 into the brake cylinder 26. As soon as the pressure building up in the cylinder chamber 17 reaches a pressure level corresponding to the pressure drop in the brake line 43, the piston 16 pushes the piston rod 15 downwards until the valve 20, 23 closes. Thus, with the air duct 40 still closed, a braking position is reached.

Aus der Fülleitung 1 wird der Bremsluftbehälter 4 -wieder voll aufgeladen. über das Druckminderventil 32 wird der Druck in der Steuerkammer 13 zumindest auf einem dicht unterhalb der Regeldruck-höhe lie-Clenden Wert gehalten, und das Dreidrucksteuerventil 10 erhält daher den Druck im Bremszylinder 26 aufrecht. Undichtigkeiten an der Bremseinrichtung können also kein Erschöpfen der Bremse bewirken.The brake air reservoir 4 is fully charged again from the filling line 1. Via the pressure reducing valve 32 , the pressure in the control chamber 13 is kept at least at a value just below the control pressure level, and the three- pressure control valve 10 therefore maintains the pressure in the brake cylinder 26 . Leaks in the braking device can therefore not cause the brake to be exhausted.

Zum Lösen wird der Druck in der Brenisleitung 43 und der Kolbenkammer 12 auf die Regeldruckhöhe gesteigert. Der Kolben 14 wird daher gegen die höchstens Regeldruckhöhe aufweisende Steuerkammer 13 unter Öffnen des Luftführungskanals 40 in die untere Endstellung gedrückt, und der Bremszylinder 26 entleert sich durch das geöffnete Ventil 19, 20 und die Lösedüse 21 in die Atmosphäre.To release the pressure in the Brenis line 43 and the piston chamber 12 is increased to the control pressure level. The piston 14 is therefore pressed against the control chamber 13 , which has a maximum control pressure level, with the air duct 40 opening into the lower end position, and the brake cylinder 26 empties into the atmosphere through the open valve 19, 20 and the release nozzle 21.

Der Höchstdruckbegrenzer 6 dient der Einhaltung eines Höchstdruckes im Bremszylinder 26 während mit einer völligen Entleerung der Bremsleitung 43 verbundenen Schnellbremsungen. Sobald im Bremszylinder 26 der zulässige Höchstdruck erreicht ist, schließt der Kolben 7 entgegen der Kraft der Feder 27 das Ventil 8 und verhindert hierdurch einen weiteren Druckanstie- im Bremszylinder 26. The maximum pressure limiter 6 is used to maintain a maximum pressure in the brake cylinder 26 during rapid braking associated with a complete emptying of the brake line 43. As soon as the maximum permissible pressure is reached in the brake cylinder 26 , the piston 7 closes the valve 8 against the force of the spring 27 and thereby prevents a further increase in pressure in the brake cylinder 26.

Falls das Führerbremsventil 42 derart ausgebildet ist, daß zum Beschleunigen des Lösens der Bremse in die Bremsleitung 43 vorübergehend eine die Regeldruckhöhe übersteigende Druckhöhe eingespeist werden kann, so ist es zweckmäßig, das Dreidrucksteuerventil 10 gemäß F i g. 2 auszubilden.If the driver's brake valve 42 is designed in such a way that a pressure level exceeding the control pressure level can be temporarily fed into the brake line 43 to accelerate the release of the brake, it is expedient to open the three-pressure control valve 10 according to FIG. 2 train.

Der die Kolbenkammer 12 von der Steuerkammer 13 abtrennende Kolben ist nach F i g. 2 als Membrankolben 45 ausgebildet, der in seiner Mitte von einer Düsenbohrung 46 durchbrochen ist. In der Lösestellung des Dreidrucksteuerventils 10 liegt der Membrankolben 45 an einem in der Steuerkammer 13 angeordneten, durch einen Gehäusevorsprung 47 abgefangenen, federnden Anschlag 48 an. Die in Bewegungsrichtung zum Membrankolben 45 hin durch einen Anschlag 49 gegen das Gehäuse des Dreidrucksteuerventils 10 abgefangene Kolbenstange 15 endet dicht vor dem Membrankolben 45 mit einer der Düsenbohrung 46 gegenüberstehenden Dichtplatte 50. In der Steuerkammer 13 steht der Mündung der Düsenbohrung 46 ebenfalls mit geringem Abstand eine gehäusefeste Dichtplatte 51 gegenüber.The piston separating the piston chamber 12 from the control chamber 13 is shown in FIG. 2 designed as a diaphragm piston 45, which is pierced in its center by a nozzle bore 46. In the release position of the three-pressure control valve 10 , the diaphragm piston 45 rests against a resilient stop 48 arranged in the control chamber 13 and caught by a housing projection 47. The intercepted in the movement direction to the diaphragm piston 45 down by a stop 49 against the housing of the triple-pressure control valve 10 the piston rod 15 terminates just in front of the diaphragm piston 45 having a nozzle bore 46 opposite the sealing plate 50. In the control chamber 13 is the orifice of the nozzle bore 46 is also at a small distance a housing-fixed sealing plate 51 opposite.

Wenn der Membrankolben 45 durch eine Druckabsenkung in der Kolbenkammer 12 während Bremsungen angehoben wird, so wird anfänglich die bisher geöffnete Düsenbohrung 46 durch die Dichtplatte 50 verschlossen, und dann verläuft die weitere Bremsung wie bereits für die Ausführung nach F i g. 1 beschrieben.If the diaphragm piston 45 is raised by a pressure reduction in the piston chamber 12 during braking, the previously open nozzle bore 46 is initially closed by the sealing plate 50 , and then the further braking takes place as already for the embodiment according to FIG. 1 described.

Falls in die Bremsleitung 43 zum raschen Lösen ein die Regeldruckhöhe übersteigender Druck eingesteuert wird, wird der Kolben unter Absenken des Anschlages 48 von dem Gehäusevorsprung 47 kräftig abwärts gedrückt, bis die Mündung der Düsenbohrung 46 an der Dichtplatte 51 zur Anlage kommt und durch diese verschlossen wird. Ein überströmen von Druckluft aus der Kolbenkammer 12 in die Steuerkammer 10 und damit eine überladung der letzteren ist also ausgeschlossen. Nach einem Absinken des Druckes in der Bremsleitung 43 auf die Regeldruckhöhe kehrt der Membrankolben 45 in die dargestellte Lage zurück, die Düsenbohrung 46 wird geöffnet und erlaubt einen Druckausgleich zwischen der Kolben-und der Steuerkammer 12 bzw. 13. If a pressure exceeding the control pressure level is introduced into the brake line 43 for rapid release, the piston is pressed downwardly by the housing projection 47 while the stop 48 is lowered, until the mouth of the nozzle bore 46 comes to rest on the sealing plate 51 and is closed by this . An overflow of compressed air from the piston chamber 12 into the control chamber 10 and thus an overloading of the latter is therefore excluded. After the pressure in the brake line 43 has dropped to the control pressure level, the diaphragm piston 45 returns to the position shown, the nozzle bore 46 is opened and allows pressure equalization between the piston and control chambers 12 or 13.

Claims

Claims: 1. Compressed air brake device for rail vehicles, with a brake line, a special filling line and a three-pressure control valve, one piston chamber with the brake line monitored in its pressure by a driver's brake valve and the other piston chamber as a control chamber of constant pressure via a check valve constantly with the filling line and with a Pressure relief valve is connected, characterized in that the control chamber (13) from the filling line (1) can only be charged with a pressure which is slightly below the control pressure level in the brake line (43) and that the piston chamber (12) connected to the brake line, as on is known to be connected to the control chamber via a nozzle (compensating nozzle 41 or nozzle bore 46) which is only open in the released state of the three-pressure control valve (10).

2. Compressed air brake device according to claim 1, characterized in that the control chamber (13) is connected upstream of the pressure which is set to a pressure slightly below the control pressure level and is designed as a pressure reducing valve (32) . 3. Compressed air brake device according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzle (nozzle bore 46) connecting the piston chamber (12) to the control chamber (13) is arranged in the piston (membrane piston 45) of the three-pressure control valve (10) separating the said chambers, that the piston in the release position of the three-pressure control valve rests against a resilient stop (48) in the direction of movement to the control chamber and that in this release position of the nozzle in the piston chamber a closure member (sealing plate 50) arranged on the piston rod (15) to be moved by the piston and in the Control chamber a closure member (sealing plate 51) arranged on a fixed stop faces at a small distance.

Publications considered: German Auslegleschrift No. 1071118; Swiss patent specification No. 83 235.