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Druckluftbremse für verschiedene Leitungsdrücke.
Bei den gebräuchlichen Bremsen, wie Kunze-Knorr, Knorr und Westinghouse, kann der Loko- motivführer nach Belieten mit einem geringeren Leitungsdruck als dem meist auf 5 Atm. festgesetzten Normaldruck bremsen, weil die Bremse stets bei einer Druckverminderung des jeweilig herrschenden Leitungsdruckes anspringt. Der Lokomotivführer kann den erforderliehen Leitungsdruck bzw. die erforderliche Bremskraft nach Bedarf regeln.
Die Erfindung betrifft eine Bremse für verschiedene Leitungsdrücke. Sie kann so eingerichtet sein, dass während des Bremsens der Hilfsluftbehälter unter Umgehung der Steuerteile des Bremssteuerventiles direkt von der Leitung selbsttätig nachgespeist wird, wenn der Hilfsbehälterdruck unter den
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reichische Patente des gleichen Erfinders bekanntgewordene Einrichtungen für die rasche Fortpflanzung der Druckverminderung in der Leitung, Abbremsung der jeweiligen Beladung der Wagen, Beeinflussung der Form der Füllkurve, Einstellung der Füllzeiten u. dgl. verbinden.
Die Bremse kennzeichnet sich besonders dadurch, dass der Steuerkolben des Bremssteuerventiles unter dem Einfluss des Leitungsdruckes, des Druckes eines Steuerbehälters, der mit dem Anfangsleitungsdruek bei gelöster Bremse übereinstimmt, und von Federkraft derart steht, dass der Steuerkolben unabhängig von der Höhe des Anfangsleitungsdruckes sich in die der jeweiligen Druckverminderung in der Leitung entsprechende Stellung fortschreitend bewegt, wobei er das Steuerorgan für den Einlass der Hilfsbehälterluft in den Bremszylinder und bei Wiedererhöhung des Leitungsdruckes das Steuerorgan für das Auslassen der Luft aus dem Bremszylinder verstellt, das Ganze derart, dass Druckluft in den Bremszylinder eintreten und aus diesem austreten kann, während nach Erreichen eines bestimmten Brems- zylinderdruekes der Einlass und der Auslass sich schliessen.
Bei Weglassen des Steuerorganes für den Einlass der Hilfsbehälterluft in den Bremszylinder ist das vereinfachte Ventil besonders geeignet, die Bremskraft der Westinghouse-und der Knorr-Bremse stufenweise zu vermindern. Das vereinfachte Ventil wird an der Auspufföffnung der genannten Bremsen angeschlossen.
Die Zeichnung zeigt in der Fig. 1 im Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Druckluftbremse, die Fig. la zeigt eine Variante in der Ausführungsform nach Fig. 1. Fig. 2 und 3 stellen zwei weitere Ausführungsbeispiele dar und Fig. 4 zeigt eine schematische Gesamtdarstellung der Ausführung der Erfindung in Verbindung mit dem bekannten Westinghouse-Bremssteuerventil.
Der Steuerkolben Kl trägt mittels der Kolbenstange d den Federteller 7\, auf dem sieh die Feder Fi abstützt. Diese Feder nimmt den Steuerkolbenschieber s, der mit der ringförmigen Aussparung a und den Durchtrittskanälen z versehen ist und sich im übrigen lose auf der Kolbenstange d führt, beim Anheben des Steuerkolbens mit. Die Kolbenstange f/ist starr mit dem Steuerkolben Kl verbunden, der einerseits durch den Druck in dem Steuerbehälter R und anderseits durch den jeweiligen Leitungsdruck und die Zugfeder F2 beeinflusst wird.
Das Zylindergehäuse D ist mit einem Anschlussstutzen für den nicht gezeichneten Bremszylinder, zu dem der Kanal C führt, und für den abgebrochen angedeuteten Hilfsluftbehälter B mit den Einlasskanälen E, und dem Auslasskanal y versehen. Ferner besitzt das Gehäuse D die Aus-
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Der Absperrhahn H weist die Kanäle tVl, tV2 auf.
Die Fig. 1 zeigt die ganze Einrichtung bei gelöster Einkammerbremse. Die Dienstbereitscha. ft der
Bremse wird dadurch erreicht, dass der Lokomotivführer das Führerbremsventil allmählich öffnet, wodurch Druckluft aus dem Hauptluftbehälter der Lokomotive, der unter konstantem Druck von z. B. 8 Atm. gehalten wird, durch die Hauptleitung und Kanal jE nach dem Hilfsluftbehälter B gelangt, der mit dieser
Hauptleitung über ein nicht gezeichnetes Rückschlagventil On Verbindung steht, so dass der Hilfsluft- behälter B mit Druckluft von z. B. 5 Atm. aufgefüllt wird.
Ferner strömt Luft aus der Hauptleitung durch den Absperrhahn H und Kanal o nach der oberen Seite des Steuerkolbens jE und durch dessen Nuten 8 unter Abdrücken des Lederstulps 9 in den Steuerbehälter R, so dass in diesem am Ende des Füll- vorganges derselbe Druck wie in der Hauptleitung herrscht. Dieser Druck kann verschiedene Werte haben. Beim Vermindern des Leitungsdruckes kann ein Druckausgleich zwischen dem Raum über dem
Steuerkolben und dem Steuerbehälter nicht stattfinden, weil der Lederstulp 9 gegen die Zylinderwand
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sich dann etwas nach oben, u. zw. soweit, bis die Differenz zwischen dem Druck im Steuerbehälter R und dem Leitungsdruck durch die vermehrte Zugwirkung der Feder F2 im Gleichgewicht gehalten wird.
Die jeweilige Lage des Steuerkolbens Ki ist demnach unabhängig davon, ob der Anfangsleitungsdruck z. B.
5 oder 3 Atm. ist, sie wird nur durch die jeweilige Differenz zwischen dem Druck im Steuerbehälter R, der mit dem Anfangsleitungsdruck übereinstimmt, und dem verminderten Anfangsleitungsdruck ein- deutig bestimmt. Wird z. B. wie üblich angenommen, dass der maximale Bremszylinderdruck mit einer Leitungsdruckverminderung von 1'25 Atm. erreicht worden soll, und angenommen, dass der Durchmesser des Steuerkolbens jE'i = 100 mm und sein Hub 40 mm beträgt, so muss die Zugfeder F2 so bemessen sein, dass sie bei dieser Druckverminderung die Kraft des Steuerkolbens Zi von
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bei 40 mm Federung aufnimmt. Bei ungeladener Bremse ist die Feder so viel vorgespannt, dass sie die Reibung der Steuerteile überwindet und diese in die gezeichnete Stellung bringt.
Der Hilfsluftbehälter B wird stets selbsttätig aus der Leitung über das Rückschlagventil nach-
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Bei Vermindern des Druckes in der Leitung wird also durch das Rückschlagventil das Rückströmen der Luft aus dem Hilfsluftbehälter B in die Leitung verhindert. Der Steuerkolben Zi und damit die Kolbenstange cl mit dem Federteller Ti und dem Entlastungskolben K werden etwas nach oben verschoben, u. zw. soweit, bis die jeweilige Differenz der Luftdrücke auf dem Steuerkolben K1 gleich der jeweiligen Spannung der Feder F2 ist. Beim Verschieben des Steuerkolbens K1 und des Entlastungskolbens K wird der Steuerschieber s durch die entstehende kleine Spannung der Feder Fi, die der Reibung des Steuerschiebers entspricht, mitgenommen.
Hiedurch werden die Auslasskanäle h für die aus dem Bremszylinder durch C ausströmende Luft geschlossen und dafür die Einlasskanäle k zum Bremszylinder geöffnet (Brems-
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und die enge Drosselöffnung w2 langsam nach der Aussparung k2 und durch die Kanäle k, die Aussparung a des Steuerschiebers s, die Öffnungen grund die Kanäle g und 0 in den Bremszylinder ; dieser Weg weist kleine Querschnitte auf.
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und gleichmässig- fortpîlanzt- Damit werden die Bremsen der hinteren Wagen des Zuges fast ebenso schnell und gleichmässig in Tätigkeit gesetzt wie die Bremsen der vorderen Wagen.
Führt der Lokomotivführer das Führerbremsventil in die Abschlussstellung, damit keine Luft mehr aus der Leitung entweichen kann, so bleibt der Steuerkolben K1 in der ihm durch die Druckerniedrigung eindeutig zugewiesenen Stellung sofort stehen, während Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter und aus der Leitung nur so lange nach dem Bremszylinder strömen kann, bis die durch die Kanäle z zwischen Entlastungskolben K und Steuerschieber s gelangte Bremszylinderluft die entstehende Spannung
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der Feder Fi so weit überwindet. dass der Steuerschieber s in eine Stellung geschoben wird, in der er die Kanäle k und a ; i wieder absperrt (Abschlussstellung). Bei einer weiteren ger ;
ngen Druckverminderung der Leitung wiederholt sich derselbe Vorgang, womit jedesmal ein höherer Druck im Bremszylinder erreicht wird.
Will der Lokomotivfüllrer die Bremswirkung etwas verkleinern, so erhöht er den Luftdruck in der Leitung um ein geringes. Der Steuerkolben K1 bewegt sich dann wieder entsprechend der Erhöhung des Leitungsdruckes nach unten. Der Steuerschieber s folgt dieser Bewegung, bis er die Auslassöffnungen h öffnet (Lösestellung) und Luft aus dem Bremszylinder über Kanal C teilweise entweichen lässt. Wird der Druck in der Leitung nicht weiter erhöht, so bleibt der Steuerkolben sofort stehen und es kann nur so lange Luft aus dem Bremszylinder entweichen, bis die verringerte Spannung der Feder F1 den verminderten Druck zwischen Entlastungskolben K und Schieber s überwindet und den letzteren in seine Abschlussstellung zurückdrückt.
Wird ein weiteres Erhöhen des Leitungsdruckes eingeleitet, so tritt derselbe Vorgang wieder ein. Es ist daher ein beliebig starkes Anziehen und Lösen der Bremse möglich. u. zw. bedingt jede Druekverminderung in der Leitung einen bestimmten Druck im Bremszylinder ; dieser ist unabhängig von der Grösse des jeweiligen Kolbenhubes und von etwaigen Undiehtheiten des Bremskolbens des Steuerschiebers s usw. Die Bremse ist erst ganz gelöst, wenn die Leitung wieder auf den Anfangsdruck, der vor Einleiten des Bremsens herrschte, geladen ist.
Der Steuerbehälter R, der nicht unbedingt die Verlängerung des Steuerkolbenzylinders bilden muss, sondern auch als besonderer Steuerbehälter ausgebildet sein könnte, kann auch über ein RÜckschlagventil V3 mit dem Hilfsluftbehälter derart verbunden werden, dass Hilfsbehälterluft nach dem Steuerbehälter R strömen kann, falls aus irgendeinem Grunde der Druck in diesem Steuerbehälter unter den Druck im Hilfsluftbehälter B sinken sollte. Damit kann bei Schnellbremsungen bzw. bei Zugtrennungen auf jeden Fall der Steuerkolben K1 erst bei vollständigem Entweichen des Zylinderdruckes, des Hilfsbehälterdruckes und des Druckes im Steuerbehälter R in seine der völligen Lösung der Bremse entsprechende Lage zurückgehen.
Der in der vorbeschriebenen Ausführungsform einheitliche Steuerschieber ist nach Fig. 2 in zwei
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zylinder über C ins Freie strömende Luft steuert. Die beiden Kolbenschieber s. und 82 sind durch eine Stange m miteinander verbunden, die mittels Gewindes n eine Einstellung des Abstandes beider Schieber
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anderseits ihr festes Widerlager im Gehäuse findet.
Hier fällt also der Entlastungskolben K nach der ersten Ausführung (Fig. 1) fort. In diesem Falle wird demgemäss der Druekunterschied auf dem Steuerkolben Xi, hervorgerufen durch den Druck im Steuerbehälter R und den verminderten Leitungsdruck, im Gleichgewicht gehalten durch die Summe
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den grösstmöglichen Durchmesser (etwa 1/10 mm. kleiner als der Kolbenschieberdurchmesser) hat und auch möglichst schmal gehalten wird. Eine weiche Feder e presst den Schieber S1 in seiner inneren Stellung an die Lederscheibe c : es ist hiebei nur eine geringe Kraft der Feder e erforderlich, besonders weil bei angezogener Bremse der jeweils herrschende Zylinderdruck durch die Ausgleiehsnute l'der Stange m auf die obere Seite des Schiebers gelangen kann.
Da die obere Sehieberfläehe etwas grösser ist als die untere Ventilringfläche, so verbleibt sogar ein kleiner Überdruck, der der Feder e hilft. Die Feder e hält dabei auch gleichzeitig die beiden Kolbenschieber S1 und S2 in Berührung miteinander, indem sich der Kopf m' der Stange m gegen den Kolbensehieber S2 anlegt. Hat also der Einlasssehieber S1 die weitere Zuströmung
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zusätzliche Dichtung gegen das Nachströmen von Hilfsbehälterluft und das unzulässige Ansteigen des Luftdruckes im Bremszylinder.
Um auch den Auspuff durch den Kolbensehieber 82 bei von jetzt ab stehen bleibendem Kolbenschieber si steuern zu können, kann sich Kolbenschieber S2 noch um das Mass des Spieles gegen den Kolbenschieber S1 nach unten bewegen, womit er die zwecks erhöhter Dichtung hintereinandergeschalteten Anspuffkanäle r, l, u freigibt.
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Druckwirkungen keine Rolle.
Man kann auch nach Fig. 3 den Auslassschieber so ausbilden, dass er einen blossen Kolben 82 mit Stulpdichtung 1 oder auch eine Membran darstellt, in der ein Ventil angeordnet ist, das durch den Druck einer Feder 11 geschlossen gehalten wird und das sich dann öffnet, wenn der Kolben 82 den ihm durch das Spiel gegen den Einlassschieber Si gestatteten freien Weg zurücklegt, indem er gegen
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dichtungen 13 bzw. 14 (Fig. 2), gegen die sie sich unabhängig anlegen können.
Man kann auch durch ein entsprechendes Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Steuerkolbens K1 und dem des Steuerkolbens 82 die Feder F2 fast oder ganz erübrigen. Nimmt man nach Fig. 2 und3 wieder, wie auf Seite 4 angenommen, den Durchmesser von Zi zu 100 mm, den von 82 zu 60 mm an,
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Feder F2 ist hiedurch überflüssig. Die Feder F2 braucht daher nur den Druck, hervorgerufen durch die einseitige Kolbenstange d1 (Fig. 2 und 3), aufzunehmen.
Die vorher beschriebenen Bremsstuerventile können auch benutzt werden, um z. B. die Westinghouse-Bremse rückwärts regulierbar zu machen. Dies wird in der Weise erreicht, dass die Ausström- öffnung des Westinghouse-Bremssteuerventiles mit dem Kanal C (Fig. 2 und 3) verbunden wird, s. Fig. 4.
Der Raum oberhalb des Steuerkolbens K1 bzw. der Steuerbehälter R bleibt, wie angegeben, mit der Leitung H1 z. B.. durch eine Rohrleitung O und eine Rohrleitung O1 verbunden. Der Reglier- und Absperrhahn H und der Einlassschieber b und die Durchströmöffnung von letzteren zu dem Raum oberhalb des Auslassregulierkolbens 82 können fortfallen. Bekanntlich geht nach einem Bremsen, wenn der Leitungsdruck um zirka 0'l-0-2 Atm. erhöht wird, der Steuerkolben des Westinghouse-Bremssteuerventiles in Lösestellung und bleibt dort und verbindet dadurch den Bremszylinder mit der Aussenluft, wodurch die ganze Luft aus dem Bremszylinder entweicht.
Da aber jetzt die Bremszylinderluft nicht ins Freie, sondern durch den Kanal C und g oberhalb des Auslassregulierkolbens 82 (Fig. 2) geleitet wird, werden zunächst der Auslassregulierkolben 82'die durch die Kraftdifferenz zwischen dem Druck im Steuerbehälter R und dem Druck in der Leitung H1 gespannten Federn F1 und F2 und der Steuerkolben K1
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zylinderluft kann jetzt so lange ins Freie entweichen,
bis die verringerte Federkraft der Feder F1 den verminderten Bremszylinderdruck auf dem Auslassregulierkolben 82 überwindet und diesen in seine Abschlussstellung zurückschiebt. Durch weiteres Erhöhen des Leitungsdruckes bewegt sich der Steuer- kolben ksi wieder etwas nach unten, wodurch der Regulierkolben 82 durch den Bremszylinderdruck wieder mitgenommen wird und wieder die Auspuffkanäle r, t, u und 20 öffnet.
Bremszylinderluft entweicht jetzt so lange ins Freie, bis die verminderte Spannung der Feder F1 den verminderten Bremszylinderdruck auf dem Auslassregulierkolben 82 überwindet und diesen in seine Abschlussstellung zurückschiebt. In dieser Weise kann die Bremskraft rückwärts beliebig abgestuft werden. Die Bremse ist erst vollständig gelöst, wenn der Leitungsdruck wieder die Höhe vor dem Bremsen erreicht hat. (Der Auslassreglierkolben s2 kann natürlich auch entsprechend Fig. 3 ausgebildet werden.)
PATENT-ANSPRÜCHE :
1.
Druckluftbremse für verschiedene Leitungsdrücke, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben des Bremssteuerventiles unter dem Einfluss des Leitungsdruckes, des Druckes eines Steuerbehälters, der mit dem Anfangsleitungsdruck bei gelöster Bremse übereinstimmt, und von Federkraft derart steht, dass der Steuerkolben unabhängig von der Höhe des Anfangsleitungsdruckes sich in die der jeweiligen Druckvennindel1lng in der Leitung entsprechende Stellung fortschreitend bewegt, wobei er das Steuerorgan für das Auslassen der Druckluft aus dem Bremszylinder derart verstellt, dass während des Bremsens das Auslassorgan geschlossen, dagegen bei Wiedererhöhung des Leitungsdruckes und teilweisem Lösen der Bremse geöffnet wird, wodurch Luft aus dem Bremszylinder ausströmt,
bis das Auslassorgan sich nach Erreichen eines bestimmten Bremszylinderdruckes entsprechend der jeweiligen Leitungsdruckerhöhung wieder schliesst.