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Druckluftbremaanlage für Schienenfahrzeuge. Die Erfindung betrifft
eine Druckluftbremsanlage für Schienenfahrzeuge, mit einem in die Verbindungeleitung
von einem Bremseteuerventil zu einem von einem Gleitschutzregler überwachten Brema#;y*Jinder
eingeschalteten Druckübersätzerg wobei der Druckübersetzer zumindest zwei Kolben,
die eine den Bremsdruck regelnde Ventileinrichtung steuern, aufweist und deren in
der Richtung einer Erhöhung des Bremsdruckes wirkende KolbenflächEnvom Druck des
Bremagteuerventiles beaufschlagt sind und wobei die entgegengesetzt wirkende Kolbenfläche
des einen Kolben vom Bremazylinderdruck und die ebenfalls entgegengeatzt wirkende
Kolbenfläche des anderen Kolbens vom Druck in einer Kammer belastet istg die über
ein als Knickventil dienendes Doppelventil .mit ständig den Bremedruck führenden
Zylinderräumen
oder einer mit ihrem von der Kraft einer Feder unterstützten
Druck einen das Doppolventil steuernden Schaltkolben en tgegen dem vom Doppelventil
überwachten Druck beaufschlagenden Schaltkammer verbindbar ist, wobei die Schaltkammer
an einen fahrgeschwindigkeitsabhängigeng bei hoher Fahrgeschwindigkeit eine Entlüftung
zur Atmosphäre freigebenden Regler angeschlossen ist. Es sind bereits Druckübersetzer
bekanntg die die oben beschriebenen Merkmale haben und in Druckluftbremaanlakgen
für Schienenfahrzeuge zum Einbau kommen. Sie weisen jedoch den im folgenden beschriebenen
Nachteil auf. Bei Beginn einer Schnell- oder Vollbremsung verschiebt der vom BremEisteuerventil
eingesteuerte Druck die Kolben des Doppelkolbensysteme in Öffnungsrichtung der Ventileinrichtung,
wodurch der Hilfeluftbehälter Druckluft in den Bremszylinder einspeisen kann. Dieser
Druck, der eine Kolbenfläche des einen Kolbens beaufschlagt, wirkt mit einem annähernd
konstanten Steuetdruäkzusammen, der in einer Kammer eine Kolbenseite des anderen
Kolbens be. aufschlagt) wodurch die Ventileinrichtung in Schlieserichtung bewegt
wird und sich eine Abschlusstellung und ein entsprechender Bremazylinderdruck einsteuert.
Tritt
während des Bremsvorganges ein Gleiten einest Rades ein,so trennt der Gleitschutzregler
den Bremszylinder -vom Druckübersetzer und entlüftet den 3remazylinder in die Atmosphäre.
Bei Wiedereinsetzen der Bremaung wird das Auslassventil des Bremszylinders wieder
geschlossen und derselbe mit dem Druckübersetzer verbunden. Die aus dem Bremszylinder
ausgeströmte Druckluft wird aus dem Druckübersetzer nachgespeist, wobei aber die
Nachspeisung von seiten des Hilfsluftbehälters im Verhältnis zum Füllen des Bremszylinders
langsamer von statten gehtg sodass der im Druckübersetzer herr, sehende Bremszylinderdruck
rasch absinkt. Dies hat zur Folge, dass das Doppelkolbensystem,da der Druck vom
Bremosteuerventil in gleicher.Höhe- wirkt und der entgegengesetzt wirkende Bremszylinderdruck
rasch atsinkt, eine rasche Verschiebewegung in die Stellung maxi males Nachströmen
der Hilfeluftbehälterluft ausführt. Durch diese Bewegung wird die Kammer mit dem
Steuerdruck verkleinert und die enthaltene Druckluft komprimiert. Der dadurch entstehende
Druckstoas überwindet die Kraft der Druckfeder unter dem Schaltkolben in der Schaltkammer
des Knickventiles und drückt einen Teil der Druckluft durch das dadurch freigegebene
Ventilrohr in die durch den fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regler entlüftete Schaltkammere
Nach Füllen des Bremszylinders und Wiederansteigen
des Bremazylinderdruckes
im Druckübersetzer werden die Kolben des Doppelkolbensysteme wieder nach linke verschoben.
Die über das Ventilrohr des ScÜalt" kolbens entwichene Druckluft senkt den Steuerdruck
in der den einen Kolben beaufschlagenden Kammer,wodurch die auf die Kolbenfläche
wirkende Kraft geringer wirdp das Doppelkolbensystem länger auf der rechten Seite
verharrt, die Ventileinrichtung die Verbindung vom Hilfüluftbehälter zum Bremazylinder
länger offen hält und somit ein höherer Bremazylinderdruck eingespeist wird. Dies
bedeutetg daso der Bremedruck nach jedem Ansprechen des Gleitschutzreglers steigt
und die Bremskräfte zu hoch werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundeg einEnDruckübersetzer
mit eingangs beschriebenem Aufbau zu schaffen, der den Nachteil des-oben angeführten
vermeidet, Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst# daso in die Verbindung
zwischen der Schaltkammer und dem fahrgeschwindigkeitaabhängigen Regler eine Querschnittaveröngung
eingeschaltet ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung gemäas der Erfindung ist aus
den Unteransprüchen zu entnehmen.
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In der Zeichnung int ein Ausführungebeispiei der Erfindung
darstellt.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Druckluftbremeanlage für-Schienenfahrzeuge
ist ein Bremssteuerventil 1
vorgesehen-9 das mit Druck1uft von einem nicht
dargestellten Führerbremsventil üb er ein Leitung 2 gesteuert wird, Das #remsventil
1 ist einerseits über eine Leitung 3
mit einen Druckübersetzer 4 und
andererseits über eine Leitung 5 mit einem Hilfeluftbehälter 6 verbunden,
Vom Hilfoluftbehälter 6 mündet eine Leitung 7 in einen Ringraum
8 des Drucküber#setzers 4 und eine weitere gabelt sich in zwei Zeigleitungen-9
und 10, von denen die Zweigleitung 9 zu einem Gleitschutzregler
11 und die Zweigleitung 10 zu einem geschwindigkeitsabhängigen Regler
129 der über eine Leitung 13 am Druckübersetzer 4 angeschlossen ist, führt.
Ein Bremszylinder 14 ist über eine Leitung 15, In welcher ein Auslasoventil
16 in die Atmosphäre eingeordnet und über eine Leitung 17 mit dem'Gleitschutzregler
11
verbunden istv-an den Druckübersetzer 4 angeschlossen. Die Leitung
3 vom Steuerventil 1, in welcher eine Drossel 18 eingeordnet
ist, gabelt sich im Druckübersetzer 4 und führt-in einen Zylinderraum
19, der durch einen Membrankolben 20 von einer Kammer 21 abgetrennt into
und in einen Zylinderraum 229 der ebenfalls durch einen Nembrankolben
23 von einen Zy-
linderraum.24 abgetrennt wird. Der
Membrankolben 20 trägt eine kurze Kolbenstange 259 die mit 'einer abgedichtet
aus dem Zylinderraum 22 in die Kammer 21 rage . nden Kolbenstange
26 des anderen Membrankolbens 23, der im Durchmesser annähernd halb
so groso wie der Membrankolben 20 ist, durch eine nur in einer Richtung zur Wirkung
kommende Anschlagkupplung 27
verbunden ist. Der rechte Membrankolben
23 trägt an einer Verlängerung 28 der Kolbenstange 26 eine Dichtplatte
29, die eine durch einen Vent.ileitz 31
und einen Dichtkolben
30 und den Ventileitz 32 eines_ Ventilrohres 33 als doppelt
wirkendes Ventil.arbeitende Ventileinrichtung 34 steuert, Und zwar ist -diese Ventileinrichtung
34 zwischen dem mit dem Hilfsluftbehälter 6 verbundenen Ringraum
8 und einer Kammer 35, die über das Auslasoventil 16 mit dem
Bremszylinder 14, dem Zylinderraum 24 und einer Kammer 36 verbunden ist,
eingeschaltet. Das durch eine Feder 301 nach links gedrückte Ventilrohr
33
verbindet entweder:durch Abheben des Dichtkolbens 30
vom ringförmigen
Dichtsitz 31 den Hilfeluftbehälter 6
mit der Kammer 359 dem
Zylinderraum 24,dem Bremazylinder 14 und der Kammef-369 wobei das-den Auslaso
32 tragende Ventilrohr 33 durch die Dichtplatte 29
geachlossen
istg oder sie entlüftet die Kammet 35,
den Bremazylinder 149 den Zylinderraum
24 und die
Kammer 36 über das Ventilrohr 33 In die
Atmosphäre. Der linke Membrankolben 22 ist auf seiner linken Kolbenseite in Abheberichtung
des Dichtkolbens 30
vom Dichtsitz 31 vom Druck des Bremssteuerventiles
1
und auf der Gegenseite vom Druck des Bremazylinders 14 beaufschlagt. Die
Kammer 36 weist einen um eine Bohrung 37 angebrachten Dichteitz,38
auf, auf den eine Dichtplatte .g
39 durch eine Feder 0 gppreast
ist. Durch die Bohrun 37 ragt mit grossem Spiel ein Ventilrohr 41 eines Schaltkolbens
42, der sich in-einer Schaltkammer 43 befindet und durch eine Feder 44 dichtend
an der in der Kammer 36 befindlic-Jen, durch die Feder 40 auf den Dichtsitz
38 gepreasten Dichtplatte 30, -liegt und durch einen Anschlag 45 in
seinem Hubweg nach oben begrenzt wird. Der zwischen dem Schaltkolben 42 und der
Bohrung 37 liegende Ringraum 46 -steht -bit, der Kammer 21 in Verbindung.
Die-Kammer 36, der Ringraum 46 und die Schaltkammer 43 bilden mit dem Schaltkolbensystem
42; 41; 39 ein Knickventil für den Druckübersetzer 4.
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In die Schaltkammer 43 mündet die leitung 13, an der einerseits
d-e!lr-_geschwindigkeitaabhängige Regler
12 und andererseits Anzeigevorrichtungen
48 angeschlossen sind. An der Einmündung der Leitung 13 ist eine Querschnittaverengung
47 vorgesehen. Die-Leitung 13 führt zum geschwindigkeitsabhängigen Regler
129 welcher bei niedriger Fahrgeschwindigkeit Druck aus dem Hilfsluftbehälter
6 in die Schaltkammer 43 einspeist und-bei hoher Fahrgeschwindigkeit die
Schaltkammer 43 über die Leitung 13 in die Atmosphäre entlüftet. In Fahrtstellung
liegen in der Druckluftbremsanlage folgende Verhältnisse vor: Vom tremssteuerventil
1 ist kein Druck im Zylinderraum 19 und im Zylinderraum 22 aufgebaut..Die
Meinbrankolben 20 und 23 des Doppelkolbensysteme befinden sich in ihrer linken
Endstellung. Der Dichtkolben 30 der Ventileinrichtung 34 wird durch die Feder
301
auf den Dichtsitz 31 gepresst und trennt den Hilfeluftbehälter
6 vom Zylinderraum 35 ab. Die Kammer 21 ist über das von der Dichtplatte
39 und dem Dichteitz 38 gebildete, geöffnete Ventil, die Kammer
36 und den geöffneten Auslaso 32 des Ventilrohres 33 in die
Atmosphäre entlüftet, Bei einer Voll- oder Betriebebremaung bei hoher Geschwindigkeit,bei
der kein Gleiten eines Rades auftritt,
liegen in der Druckluftbremsanlage'-folgende
Verhältnissse vor: Vom Bremssteuerventil 1 wird ein der Abbr-emsung entsprechender
Druck in den Zyliiiderraum 19 und den' Zylinderraum 22 eingespeist. Dadurch
wer den die Meinbrankolben 20 und 23 des Doppelkolbensystems in der das-Ventilrohr
33 mit dem Dichtkolben 30 vom Dichtsitz 31 abhebenden Richtung
bewegt, wobei vom Hilfsluftbehälter-6 die Kammer 359 der Bremszylinder 14p
die Kammer 36 und die rechte Kolbenfläche des Memerankolbens 23 druckh-eaufschlagt
werden. Durch den von der Feder 44 nach oben gedrückten Schaltkolben 42 ist die
Dichtplatte 39 von ihrem Dichtsitz 38 abgehoben, ..wodurh die Bohrung
37 frei ist und sich der Druck in den Ringraum 46 und die Kammer 21 fortpflanzen
kann. Dieser Druck baut sich bis zu einer Höhe auf, die durch das Zusammenwirkenwirken
der Kräfte der Federn 40 und 44 und der durch den Druck auf der Fläche des Schaltkolbens,42
wirkenden Kraft festgelegt wird, Der in der Kammer 21 herrschende Druck bleibti
m weiteren von Druckänderungen seitens des BremoBteuerventiles 1 und des
Bremszylinders 14 unbeeinflusst und auf gleicher Höhey da das Ventil 38; 39
geschlossen ist.
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Die Kraet das auf der rechten Kolbenaeite den Meinbrankolbens
23
wirkenden Bremszylinderdruckes addiert sich zu der Kraft, die durch die Wirkung
des Druckes in der Kammer 21 auf die rechte Kolbenseite des Meinbrankolbens 20 entsteht.
Dadurch verschieben sich nach Einstellen eines Gleichgewichtszustandes zwischen
den wirkenden Druckkräften auf den Membrankolben 20 und 23 und der Kraft
der Feder 301 und Erreichen des eingesteuerten hohen-Bremazylinderdruckes
die Membrankolben'20 und 23 solange nach links, bis eine Abschlußstellung
des Ventilrohres 33 erreicht ist. Schaltet bei Verringern der Fahrgeschwindigkeit
während eines Bremsvorganges der geschwindigkeitsabhängige Regler 12, so speist
er Druck aus dem Hilfsluftbehälter 6
in die Schaltkammer 43 des Knickventiles
ein. Dieser Druck verschiebt den Schaltkolben 42 nach oben, wo dessen Ventilrohr
41 die Dichtplatte 39 vom Ventilsitz 38 abhebt, und Druck aus der
Kammer 36 in die r Kammer 21 nachges#eist wird» Durch den erhöhten Druck
in der Kammer 21 werden die Membrankolben 20 und 23
nach links verschobeng
wodurch der Bremszylinderdruck durch Öffnen des Auslasses 32 des Ventilrohres
33
erniedrigt wird# bzw. wird bei-niedriger FahrgeschWindigkeit zu Bremsbeginn
der Hilfeluftbehälter 6 früher
vom Bremazylinder 14 abgetrennt und
dadurch der Bremezylinderdruck niedriger gehalten.
Wird während
einer starken Einbremsung der Gleitschutzregler 11 durch Gleiten eines Rades
zum Anspringen gebracht, so sperrt er den Bremszylinder 14 vom Druckübersetzer 4
ab und entlüftet den'Bremszylinder 14 über das Auslassventil 16 in die Atmosphäre.
Der vom Bremosteuerventil 1 eingeBteuerte Druck bleibt dabei in den Zylinderräumen
19 und 21 erhalten, ebenso-der Druck im Ringraum 46, in der Kammer
369 im Zylinderraum 24 und im Zylinderraum 35.
Verb.indet der Gleitschutzregler
11 bei Wiedereintreten einer Rollbewegung des vorher*gleitenden Rades den
Bremszylinder 14 mit dem Druckübersetzer 4, so entsteht durch das rasche Nachströmen
der Druckluft aus dem Druckübersetzer 4'in den Bremszylinder 14 ein momentaner Druckabfall
in den Zylinderräumen 24 ,und 35. Durch den aufrecht gehaltenen, die Kolben-*
flächen derMembrankolben 20 und 23 des Doppelkolbensystems in Abheberichtung
des Dichtkolbens 30 vom Dic'hteitz 31 beaufschlagenden Druck werden
dieMembrankolben 20 und 23 bei oben erwähnten schnellem Druckabfall rasch
nach rechts gedrückt, bis die Ven-.tileinrichtung 34 den maximalen Durchströmquerschnitt
freigibt. Dadurch wird das Volumen der Kammer 21 verkleinert und die darin enthaltene
Druckluft komprimiert. Der dadurch entstehende Druckstoas drückt bei hoher
Fahrgeschwindigkeit
und druckloser Schaltkammer 43 den Schaltkolben 2 nach unteng sodaso die Kraft der
Feder 44 überwunden wird und das Ventilrohr 41 von der Dichtplatte 39 abgezogen
wird. Durch die offene Verbindung zwischen Ringraum 46 und Schaltkammer 43 strömt
Druck-luft in die Schaltkammer 43. Da die Schaltkammer 43 durch die-Querschniteaverengung
47 gegen die leitung 13 abgeschirmt ist., baut die Druckluft in der Schaltkammer
43 Druck aufg welcher einerseite ein Mehrabströmen aus der Kammer 21 verhindert
und andererseits den Schaltkolben 42 bis zum Abschlues des Ventiles 38939
und des Ventiles 39;41 verschiebt* Sind die Membrankolben 20;23 nach Aufbau
des Bremszylinderdruckes nach linke in eine Abschlußstellung zurückgekehrtg so sinkt
der Druck im Ringraum 46 ab. Der in der Schaltkammer 43 wirkende Staudruck schiebt
den Schaltkolben 42 unter Öffnen des Ventiles 38;39 kurzzeitig nach oben,
bis die aus der Kammer 36 in die Kammer 21 strömende Druckluft in der Kammer
21 den Steuerdruck auf Solldruckhöhe gebracht hat. Dadurch bleibt der Druck inder
Kammer 21 nunmehr annähernd auf Solldruckhöhe. Nach Beenden des Bremavorgangee werden
die Räume des Drucküberaetzers 4 wieder in die Atmosphäre entlüftet,