DE2058655C3 - Bremsventileinrichtung für stufenlos lastabhängig steuerbare Federspeicherbremsanlagen, insbesondere in Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

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Setzungsverhältnis der Hebelanordnung verkleinert. Auf diese Weise wird beim Einleiten einer Bremsung der Lösedruck jeweils nur um einen durch den unterhalb des Doppelkolbens anstehenden lastabhängigen Steuerdruck sowie durch das vom gleichen Steuerdruck veränderte Übersetzungsverhältnis der Hebelanordnung verminderten Teildruck ver-ingert und damit das Fahrzeug seiner Belastung entsprechend verzögert. Bei einer Vollbremsung des leeren, oder teilbelasteten Fahrzeuges verbleibt in den Federspeicherzylin Jern ein Restdruck, der allein durch den unterhalb des Doppelkolbens anstehenden lastabhängigen Steuerdruck bestimmt ist.

Mit zunehmender Belastung des Fahrzeuges hingegen nimmt de- vom Lastventil ausgesteuerte Steuerdruck ab und das Übersetzungsverhältnis der Hebelanordnung zu, wobei schließlich bei vollbelastetem Fahrzeug vom Lastventil kein Steuerdruck mehr ausgesteuert wird. Somit bleibt der Doppelkolben des Steuerventils unbeaufschlagt, und das Übersetzungsverhältnis der Hebelanordnung nimmt seinen maximalen Wert an, so daß bei einer Vollbremsung der Lösedruck ganz und bei einer Teilbremsung auf einen Druck abgesenkt wird, der jeweils unterhalb des Druckes liegt, der sich bei gleicher Bremsbetätigungskraft beim teilbelasteten bzw. leeren Fahrzeug einstellen würde.

Auf diese Weise sind für jeden Belastungszustand eine stufenlose und lastabhängige Druckabsenkung während des Bremsvorganges und eine ebensolche Druckerhöhung beim Lösevorgang gewährleistet; diese Umstände bilden die Voraussetzung dafür, daß eine Federspeicherbremsanlage sowohl als Stand- bzw. Notbremse als auch als Betriebsbremse anzuwenden ist.

Die Erfindung ist an Hand von zwei in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 e^;ne Fahrzeugbremsventileinrichtung für Eisenbahn-Federspeicherbremsanlagen im Schnitt und

F i g. 2 eine Fahrzeugbremsvcntileinrichtung gemäß F i g. 1 mit einer abgewandelten Betätigungseinrichtung.

Die Bremsventileinrichtung gemäß F i g. I weist ein mehrteiliges Gehäuse 1 auf, das ein Lastventil 2, ein Steuerventil 3 sowie mehrere Luftleiiungsverbindungen enthält.

Das Lastventil 2 umfanßt eine über eine Luftleitung 4 vom lastabhängigen Luftfederdruck beaufschlagbare Druckkammer 5, eine über eine Vorratsluftleitung 6 mit einem Hauptluftbehälter verbundene Vorratsluftkam- 5" mer 7 sowie eine Steuerkammer 8, die über ein Doppelventil 9, 10 mit der Vorratsluftkammer 7 bzw. mit der Atmosphäre verbindbar ist. Das Lastventil 2 enthält darüber hinaus einen ersten Steuerkolben 11, der vom Luftfederdruck in der Druckkammer 5 beaufschlagt wird, sowie einen zweiten Steuerkolben 12, der über eine Bohrung 13 vom Druck in der Steuerkammer 8 beaufschlagbar ist. Der Steuerkolben 11 weist einen abgedichtet geführten Rohransatz 14 auf, der an seinem Umfang innerhalb der Vorratskammer 7 mit einer Durchtrittsbohrung 15 und an seiner in die Steuerkammer 8 ragenden Stirnseite mit einem Ventilsitz 16 versehen ist, der zusammen mit dem Ventilkörper 10 des Doppelventils 9, 10 ein Einlaßventil 10, 16 bildet. Das Doppelventil 9, 10 stützt sich gegen eine in dem Rohransatz 14 geführten Feder 17 ab.

Der Steuerkolben 12 ist mit einer axialen Entlüftungsbohrung 18 und einem Ventilsitz 19 versehen, der zusammen mit dem Ventilkörper 9 des Doppelventüs 9, 10 ein Auslaßventil 9, 19 bildet. Beide Steuerkolben 11 und 12 stehen unter der Wirkung von Rückstellfedern 20 bzw. 21, deren Vorspannung durch Stellschrauben 22 bzw. 23 von außen einstellbar ist.

Das Steuerventil 3 wird von einem Doppelvtntil 24 gebildet, das im Zusammenwirken mit einem Ventilstößel 25 ein über die Vorratsluftleitung 6 beaufschlagtes Einlaßventil 24,26 sowie ein Auslaßventil 24,27 umfaßt, welches eine über eine Luftleitung 28 an die Federspeicherbremszylinder angeschlossene Lösekammer 29 mit der Atmosphäre verbindet.

Der Ventilstößel 25 ist mit einem Doppelkolben 30 fest verbunden, der die über eine Bohrung 31 erweiterte Lösekammer 29 von einer Steuerkammer 32 trennt, die über eine Verbindungsluftleitung 33 an die Steuerkammer 8 des Lastventils angeschlossen ist. Betätigungsseitig ist das Steuerventil 3 mit einem gegen eine Druckfeder 34 über eine Hauptluftleitung 35 beaufschlagten Betätigungskolben 36 versehen, der mittels eines Betätigungsstößels 37 über eine Hebelanordnung stufenlos auf den Ventilstößel 25 einwirkt. Die Hebelanordnung besteht aus einem am Betätigungsstößel 37 anliegenden Schwenkhebel 38, dessen Bewegung über eine verschiebbare Rolle 39 auf einen Gegenhebel 40 übertragen wird, der seinerseits am Ventilstößel 25 angreift. Die Rolle 39 ist mittels eines Gestänges 41 verschiebbar, das an einem Stellkolben 42 angelenkt ist, welcher ebenfalls über die Verbindungsleitung 33 vom Druck in der Steuerkammer 8 des Lastventils 2 beaufschlagbar ist und dessen Ausgangsstellung durch eine Rückstellfeder 43 bestimmt ist, in der das Übersetzungsverhältnis der Hebelanordnung 38,39,40 maximal ist.

Bezuglich der Wirkungsweise sei angenommen, daß das Übersetzungsverhältnis der Hebelanordnung 38, 39. 40 in einem Bereich von 2:1 bei vollbelastetem Fahrzeug bis 1 :0,7 bei leerem Fahrzeug veränderbar ist. Darüber hinaus sollen die Kolben 30 und 36 gleich große Flächen aufweisen und die Federkraft der Druckfeder 34 so bemessen sein, daß bis zu einem Druck von 2 atü in der Leitung 35 der Betätigungskolben 36 keine Kraft auf den Doppelkolben 30 abgibt.

Bei vollbelastetem Fahrzeug ist die Wirkungsweise wie folgt:

Der in der Luftleitung 4 anstehende maximale Luftfederdruck bewirkt, daß der Steuerkolben 11 bzw. dessen Rohransatz 14 das Einlaßventil 10, 16 geschlossen und durch Abheben des Doppelventüs 9, 10 vom Steuerkolben 12 das Auslaßventil 9, 19 geöffnet halten. Auf diese Weise ist die Steuerkammer 8 des Lastventils 2 vollständig entlüftet, und der Doppelkolben 30 sowie der Stellkolben 42 bleiben unbeaufschlagt. Damit beträgt das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Betätigungskolben 36 und dem Doppelkolben 30 2 : 1. Wird jetzt beispielsweise eine Vollbremsung eingeleitet und der Druck unterhalb des Betätigungskolbens 36 von 3 atü auf 2atü gesenkt, dann öffnet das Auslaßventil 24, 27 vollständig, so daß der Druck in der Lösekammer 29 von 2 atü auf 0 atü absinkt. Damit ist eine dem Belastungszustand entsprechende maximale Abbremsung erreicht. Bei Stufenbremsungen wird der Lösedruck jeweils nur auf einen Teildruck abgesenkt.

Mit abnehmender Belastung des Fahrzeuges sinkt auch der Luftfederdruck in der Leitung 4 bzw. der Steuerkammer 5 und erreicht bei leerem Fahrzeug seinen niedrigslen Wert. In diesem Fall wird der Steuerkolben 11 des Lastventils 2 durch die Kraft der Feder

20 in die obere Endlage bewegt, während der Stcucr-Kolben 12 durch die Feder 21 in seine untere Endlage gegen das Doppelventil 9, 10 bewegt wird, so daß das Auslaßventil 9, 10 geschlossen und das Einlaßventil 10,

16 geöffnet wird. Auf diese Weise strömt über die Durchtrittsbohrung 15 des Rohransatzes 14 solange Druckluft aus der Vorratsluftkammer 7 in die Steuerkammer 8 ein, bis das Doppelventil 9, 10 in die Abschlußlage verstellt wird, indem der Steuerdruck über die Bohrung 13 den Sieuerkolben 12 beaufschlagt, wobei das Doppelventil 9, 10 infolge der Kraft der Feder

17 der Bewegung des Steuerkolbens 12 bis zum Schließen des Einlaßventils 10, 16 folgt. Bei leerem Fahrzeug ist auf diese Weise im Lastventil 2 ein Kräftegleichgewicht dann gegeben, wenn dem kleinstmöglichen Luftfederdruck in der Steuerkammer 5 ein größtmöglicher Steuerdruck in der Steuerkammer 8 zugeordnet ist. Bei teilbelastetem Fahrzeug sind beliebige Zwischenwertc des Steuerdruckes erreichbar.

Im angenommenen Fall sei der maximale Steuerdruck bei leerem Fahrzeug 1,3 atü. Dieser Steuerdruck beaufschlagt sowohl den Doppelkolben 30 als auch den Stellkolben 42 des Steuerventils. Dabei wird die am Stellkolben 42 angelenkte Rolle 39 nach rechts verschoben und das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Betätigungskolben 36 und dem Doppelko'.ben 30 von 2 :1 auf 1 :0,7 verringert. Entsprechende Zwischenwerte ergeben sich bei unterschiedlichen Steuerdrücken. Wird nunmehr eine Vollbremsung eingeleitet und wiederum der Druck unterhalb des Betätigungskolbens 36 von 3 atü auf 2 atü gesenkt, dann sinkt der Lösedruck in der Lösekammer 29 von 2 atü nur bis auf einen Druck, der durch den in der Steuerkammer 32 unterhalb des Doppelkolbens 30 anstehenden Steuerdruck — in diesem Fall 1,3 atü — bestimmt ist, wobei ein Gleichgewichtszustand zwischen der Lösekammer 29 und der Steuerkammer 32 hergestellt ist und das Auslaßventil 24, 27 in die Abschlußlage verstellt wird. Dasselbe gilt auch bei einer Notbremsung, bei der die Hauptluftleitung 35 bis auf 0 atü entlüftet wird. Bei Teilbremsungen des leeren Fahrzeuges werden durch Zusammenwirken des Steuerdruckes und des Übersetzungsverhältnisses der Hebelanordnung 38 bis 40 in Abhängigkeit von der jeweiligen Druckabsenkung des Betätigungsdruckes entsprechende Zwischenwerte des Lösedruckes erreicht.

Eine Erhöhung des Steuerdruckes in der Steuerkammer 32 in Abhängigkeit vom Belastungszustand hat also jeweils eine Verkleinerung des wirksamen Übersetzungsverhältnisses der Hebelanordnung 38, 39, 40 zur Folge und umgekehrt.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Einrichtung ist der pneumatische Betätigungskolben 36 durch eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 44 ersetzt, bei deren Erregung eine entsprechende Betätigungskraft mittels eines verdrehbaren Nockens 45 auf den Schwenkhebel 38 ausgeübt werden kann. Im übrigen sind die in den F i g. 1 und 2 abgebildeten Bremsventileinrichtungen in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise identisch.

Es sei erwähnt, daß durch die beschriebene Wirkungsweise des Lastventils 2 sichergestellt ist, daß bein Platzen des Luftfederbalges in jedem Fall ein den Leergewicht des Fahrzeuges entsprechender lastab hängiger Steuerdruck ausgesteuert und eine Bremswir kung erzielt wird.

Darüber hinaus ist es möglich, das Lastventil anstat mit einem Luftfederdruck zu beaufschlagen, in Abhän gigkeit von einem mechanischen Federweg des Fahr zeuges wegabhängig zu steuern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Bremsventileinrichtung für stufenlos lastabhängig steuerbare Federspeicherbremsanlagen, insbesondere in Schienenfahrzeugen, deren Federspeicherbremszylinder mit Hilfe eines Lastventils, eines Steuerventils und eines Waagebalkens, dessen Hebelverhältnis in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung veränderbar ist, von einem umgekehrt proportional zur Fahrzeugbelastung gesteuerten Druck beaufschlagt sind, wobei das Lastventil zwei über einen Ein- und Auslaß-Doppelventilkörper zusammenwirkende Steuerkolben aufweist und ein Kolben der beiden Kolben des Steuerventils vom ausgesteuerten Lösedruck der Federspeicherbremszylinder beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Steuerkolben (11) des Lastventils (2) vom lastabhängigen Federbalgdruck und der andere (12) von einem aus dem Behälterdruck umgesetzten, sich umgekehrt proportional zur Fahrzeugbelastung verhaltenden Ausgangssteuerdruck beaufschlagt ist, und daß das Steuerventil (3) im Lösezustand der Federspeicherbremszylinder mit einer zum Bremsen abzusenkenden Betätigungskraft steuerbar ist, welche über den Waagebalken (38, 40) auf ein Betätigungsglied (25) einwirkt, welches seinerseits mit dem vorn Lösedruck der Federspeicherbremszylinder beaufschlagien Kolben (30) in Wirkverbindung steht, der andererseits von dem zugleich das Übersetzungsverhältnis des Waagebalkens bestimmenden, vom Lastventi! gelieferten lastabhängigen Steuerdruck beaufschlagt ist.

2. Bremsventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Waagebalken (38, 40) mit einem vom lastabhängigen Steuerdruck beaufschlagbaren Stellkolben (42) in Wirkverbindung steht.

3. Bremsventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (42) durch eine Rückstellfeder (43) in einer das maximale Übersetzungsverhältnis des Waagebalkens (38, 40) bestimmenden Ausgangsstellung gehalten wird.

4. Bremsventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Waagebalken (38, 40) ein von der Betätigungskraft in Form eines Steuerdrucks beaufschlagter Betätigungskolben (36) des Steuerventils (3) angreift.

5. Bremsventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Waagebalken (38, 40) ein elektromagnetisch betätigter Nocken (45) als Betätigungskraft angreift.

6. Bremsventilcinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkolben (11 und 12) des Lastventils jeweils von einer dem Federbalgdruck bzw. dem Steuerdruck entgegenwirkenden Stellfeder (20) bzw. (21) beaufschlagt sind, deren Vorspannung mittels eines Stellgliedes (22) bzw. (23) veränderbar ist.

7. Bremsventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lastventil (2) und das Steuerventil (3) in einem gemeinsamen, die Betätigungs- und Verbindungsglieder einschließenden Gehäuse (1) angeordnet sind.

5 eines

io richtung für stufenlos lasubna g g _Schjenenfahr. speicherbremsanl ag ^»«„«ylinder mit Hilfe

^zeuge"' Sb eiSs Steuerventils und eines Waage-Ltent.ls^jne^ _{jn AbM} j _{kejt von}

gveränderbar ist, von einem umg _Fahrzeugbelastung gesteuer-

^gekL r^Xhgt sind wobei das Lastventi. zwei _ten Druck beaufschlagt _{b lventilkörper zusam}.

^ÜbereTnde s"euerkolben aufweist und ein Kolben menwirkende Steuer* _{s yom ausgesteuer}.

S 5Sr£ Ze" federspeicherbremszylinder beaufschlagbar ist _Federspeicherbremsanlagen wird die Be. derartigen £^^r P _{erzielt daß der dje}

it^an"^llCr Umstellung haltende Lö-

lastabhängig steuerbare Feder-

25 krassem Druckabfall oder

JarD^kTuKVeder" eine Bremsung noch eine selbsttätige Notbremsung einleitbar ist

Der Erdung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

herkömmlichen

EuiriätSngeX d^ta^geSteuerung von di-S oder Indirekt wirkenden Druckluftbremsen nicht Sos« * erden, weil eine Losedruckabsenkung nicht ,„ Sen Fällen im gewünschten Umfang erreichbar ist Die zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst,

« daß der eine Steuerkolben des Lastventils vom lastabdab aer ^e'^ _{d d dere von einem}

hängigen

mit einer zum bremsen a^u^i.nv.. _o

kraft steuerbar ist, welche über den Waagebalken auf ein Betätigungsglied einwirkt, welches seinerseits mit dem vom Lösedruck der Federspeicherbremszylinder

beaufschlagten Kolben in Wirkverbindung steht, der andererseits von dem zugleich das Übersetzungsverhältnis des Waagebalkens bestimmenden, vom Lastventil gelieferten lastabhängigen Steuerdruck beaufschlagt ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstands nach dem Hauptanspruch sind in den Patentansprüchen 2 bis

Mit HiHe aer beanspruchten Ausbildung wird erreicht, daß mit abnehmender Belastung des Fahrzeuges ein zunehmender Steuerdruck vom Lastventil ausgesteuert wird, der den Doppelkolben entgegen der Wirkung des ebenfalls auf dem Doppelkolben lastenden Lösedruckes beaufschlagt sowie gleichzeitig das Über-