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Druckluftbremse.
Die Erfindung bezieht sich auf Druckluftbremsen mit Steuerkammer und Hilfsluftbehälter, bei welchen für die Steuerung des Brems-und Losevorganges ein Steuerventil dient. Bei den bekannten
Bremsen dieser Art, bei welchen das Hauptsteuerglied des Steuerventils auf einer Seite unter Steuer- kammerdruck und auf der andern Seite unter dem Drucke in der Bremsleitung steht und so von einer
Differenz zwischen Steuerkammerdruck und Leitungsdruck gesteuert wird, entspricht jedem Leitung- druck ein bestimmter Druck im Bremszylinder, und der grösste Druck im Bremszylinder ist gleich dem Ausgleichsdruck zwischen Hilfsluft- bzw. Bremsluftbehälter und Bremszylinder. Bei diesen bekannten
Bremsen besteht sonach ein Zusammenhang zwischen Bremszylinderdruck und Volumen des Brems- luft-bzw.
Hilfsluftbehälters, und dieser Behälter muss ein bestimmtes Volumen besitzen, u. zw. ein solches
Volumen, dass bei starkem Luftauslass oder bei vollständiger Entleerung der Bremsleitung (Schnellbremsung) ein Überbremsen, d. h. ein zu grosser Bremszylinderdruck vermieden wird, also ein Über- strömen von Luft aus dem Bremsluftbehälter in den Bremszylinder nicht mehr möglich ist, wenn der Leitungsdruck unter den von vornherein festgelegten Ausgleichsdruck im Bremszylinder sinkt. Das Verhältnis der Flächen der Steuerglieder der Bremsventile ist von vornherein nach dem bestimmten Ausgleichsdruck eingestellt bzw. bestimmt.
Tritt dieser Ausgleichsdruck zwischen Bremsluftbehälter und Bremszylinder auf, so ist der zugehörige Leitungsdruck gleich gross, und bei einem weiteren Abfall des Leitungsdruckes kann trotz der Stellkraft auf das Steuerventil der Bremszylinderdruck nicht mehr ansteigen, da im Bremsluftbehälter und im Bremszylinder gleicher Druck (Ausgleichsdruck) vorhanden ist und daher kein weiteres Überströmen von Luft aus dem Bremsluftbehälter in den Bremszylinder möglich ist.
Anders liegen nun die Verhältnisse bei Bremsen, die einen grösseren Bremsluftbehälter besitzen.
Solehe grössere Bremsluftbehälter führen z. B. bei Schnellbremsungen zu einem grösseren Ausgleichsdruck als dem, der durch das Fläehenverhältnis der Steuerglieder des Steuerventils bestimmt ist. Ein zu grosser Bremszylinderdruck ist jedoch betriebsgefährlich, da dadurch sehr leicht ein Gleiten der Räder auf den Schienen auftreten kann, wodurch ein Teil der Bremswirkung aufgehoben wird. Ein grösserer Bremsluftbehälter hat jedoch den Vorteil, dass bei undichten Bremszylindern ein stetiges Nachfüllen von Luft in den Bremszylinder möglich ist, ohne dass hiezu Luft aus der Bremsleitung entnommen werden muss, und hiedurch der Übelstand, den eine Luftentnahme aus der Bremsleitung im Gefolge hat, nämlich ein Anbremsen der Nachbarbremsen, vermieden ist.
Durch die vorliegende Erfindung soll die Verwendung eines grossen Bremsluftbehälters, aus dem auch Luftverluste im Bremszylinder ersetzt werden können, ohne die Nachteile eines solchen grossen Behälters, nämlich das Überbremsen, ermöglicht werden.
Die Erfindung besteht darin, dass das normal vom Leitungsdruck beeinflusste Steuerventil bei Erreichung von Druckgleichheit in der Bremsleitung und im Bremszylinder (also bei Erreichung des Ausgleichsdruckes) an Stelle des Leitungsdruckes unter Bremszylinderdruck gesetzt wird. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf ein Steuerventil mit zwei Steuergliedern, von welchen das eine Steuerglied auf der einen Seite unter Steuerkammerdruck und auf der andern Seite unter Leitungsdruck und das andere Steuerglied auf der einen Seite unter atmosphärischen Druck und auf der andern Seite unter Bremszylinderdruck steht.
Wenn bei einem Steuerventil dieser Art das eine, auf der einen Seite unter Steuerkammerdruck stehende Steuerglied auf der andern Seite gemäss der Erfindung wechselnd ent-
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so kann die Wirkung erreicht werden, dass der Druck im Bremszylinder nicht höher ansteigen kann, als es dem Fläehenverhältnis der beiden Steuerglieder des Steuerventils und dem Druck in der Steuerkammer entspricht.
Die Einrichtung ist gemäss der Erfindung so getroffen, dass das auf der einen Seite vom Steuerkammerdruek beeinflusste Steuerglied auf der andern Seite nur so lange unter Bremsleitungs- druek gesetzt ist, als dieser höher ist als der Druck im Bremszylinder, und unter Bremszylinderdruck gesetzt wird, wenn der Druck in der Bremsleitung unter den Ausgleiehsdruek im Bremszylinder fällt. Es kann daher durch den Steuerkammerdruek nur so lange eine Stellkraft in der Öffnungsriehtung für das Bremszylindereinlassventil auftreten, solange diese grösser ist als die Stellkraft der Drücke, die in der Richtung der Schliessbewegung des Einlassventils wirken.
Wenn aber beide Steuerglieder unter den gleichen Bremszylinderdruek gesetzt sind, so kann dieser nicht höher ansteigen als auf den Wert, der dem Ausgleichsdruck bei Bremsen mit einem der Grösse nach abgestimmten Bremsluftbehälter ent-
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brauch gemacht, die vom Druck in der Bremsleitung und von jenem im Bremszylinder beeinflusst wird und die Verbindung der Bremsleitung oder des Bremszylinders mit dem Steuerglied vermittelt.
Zweckmässig ist eine Ausführung der Umsehaltvorrichtung als Doppelsitzventil, dessen Sitzflächen gleichzeitig als Steuerflächen dienen, die vom Bremsleitungsdruck oder vom Bremszylinderdruck beaufschlag werden, wobei die Zuleitung von Leitungsluft zum Steuerglied des Steuerventils und zum Bremsluftbehälter sowie zur Steuerkammer von dem Raume zwischen den beiden Sitzen des Doppelsitzventils abgezweigt ist. Die Einrichtung ist vorteilhaft so getroffen, dass der Bremsluftbehälter iiber eine Drosselung auffüllbar gemacht ist, die nach der Abzweigung zum Hauptsteuerglied des Steuer-
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Steuerventil gelangen kann.
Der Vorteil der Druckluftbremse nach vorliegender Erfindung liegt darin, dass durch die zwischen Leitungsdruck und Bremszylinderdruck wechselnde Beaufschlagung der einen Seite des Hauptsteuergliedes des Steuerventils der grösste erreichbare Bremszylinderdruck nur vom Flächenverhältnis der Steuerglieder des Steuerventils und vom Druck in der Steuerkammer, nicht aber vom Inhalt des Bren sluftbehälters, aus dem der Bremszylinder beim Bremsen gefüllt wird, abhängig ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäss der Erfindung schematisch veranschaulicht.
Die Einrichtung besteht im wesentlichen aus dem Steuerventil St, einer Steuerkammer A, dem Bremsluftbehälter B, dem Bremszylinder Z, einer Umschalteinrichtung U, die hier schematisch im Verein mit der Bremsluftleitung L dargestellt sind.
Aus der Bremsleitung L gelangt die Druckluft zuerst zur Umsehaltvorriehtung U, die ein Doppelsitzventil D enthält, das die Verbindung der Bremsleitung mit den einzelnen Teilen der Bremse steuert und durch den Luftstrom auf seinen linken Sitz gedrückt wird. Die Umschaltvorrichtung führt über die Leitungen d und h zum Hauptsteuerkolben K2 des Steuerventils St und durch eine hinter der Abzweigung der Leitung h angeordnete Drosselung 0 einerseits über ein Rückschlagventil R1 in den Bremsluftbehälter B und anderseits über das Rückschlagventil R2 in die Steuerkammer A. Durch eine Leitung c ist die Verbindung der Umsehaltvorriehtung U mit dem Bremszylinder Z und mit dem Raum
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durch die die Luft beim Lösen der Bremse aus dem Bremszylinder
entweichen kann. Die Ausstrom- öffnung 0 wird von einem Auslassventil Va überwacht, und der Lufteinlass in den Bremszylinder beim Bremsen ist durch das Einlassventil Ve gesteuert, durch das die Druckluft beim Bremsen aus dem Bremsluftbehälter B über die Leitung a in den Bremszylinder strömen kann.
Wird zwecks Einleitung einer Bremsung der Druck in der Bremsleitung L ermässigt, so pflanzt sich die Druckminderung bis zu den Ventilen ss und R2 fort, die sich schliessen und die Drücke in den angeschlossenen Räumen zurückhalten. Durch eine Druckminderung im Raume ober dem Kolben K2 wird das Kolbensystem K1-K2 nach oben bewegt, wodurch das Auslassventil V {6 geschlossen und das Einlassventil Ve geöffnet wird. Es kann nunmehr Luft aus dem Bremsluftbehälter B so lange in den Bremszylinder überströmen, bis ein dem Leitungsabfall entsprechender Druck im Bremszylinder (be-
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und K2 nach unten, und das Ventil Ve wird geschlossen.
Wird der Leitungsdruck zwecks Erreichung einer Vollbremsung immer weiter erniedrigt, so steigt der Druck im Bremszylinder Z ebenfalls weiter an. Es wird daher im Verlaufe der Bremsung der Leitungdruck gleich bzw. etwas kleiner als der Druck im Bremszylinder. In diesem Zeitpunkt wird das Doppel-
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in der Leitung L nach rechts verschoben und auf seinen rechten Sitz gedrückt, wodurch die Verbindung der Leitung L mit der Bremseinrichtung unterbrochen und gleichzeitig eine Verbindung des Bremszylinders Z mit dem Raume über dem Kolben K2 hergestellt wird.
Es steht dann das Steuerventil Sf niellt
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mehr unter dem Einfluss des Leitungsdruckes L, sondern nur mehr unter dem Steuerkammerdruck A auf der unteren Seite des Kolbens K2 und unter dem Bremszylinderdruck auf den Oberseiten der Kolben K1 und jK'a. Es kann daher der Bremszylinderdruck durch Luftzufuhr aus dem Behälter B nur so lange steigen, bis die Wirkung des Bremszylinderdruekes auf die Kolben J und von oben nach unten die Wirkung des Steuerkammerdruckes aufheben. Ist das Gleichgewicht hergestellt, so kann sich das
Einlassventil Ve schliessen, und die Luftzufuhr aus dem Behälter B zum Bremszylinder Z wird unter- broche.
Es ist daher ein Ansteigen des Bremszylinderdruckes über den Wert, der dem Steuerkammer- druck und dem Flächenverhältnisse der Kolben Ei und K2 entspricht, unmöglich.
Der Bremszylinderdruck ist dadurch unabhängig sowohl von der Erniedrigung des Leitungdruckes als auch von der Grösse des Bremsluftbehälters B. Der Bremsluftbehälter kann daher sehr gross gemacht werden, und es kann der Druck in diesem auch bei einer Vollbremsung höher sein als der grösste
Bremszylinderdruck. Der Drucküberschuss kann dann zur Ergänzung von Luftverlusten im Brems- zylinder benutzt werden. Fällt durch Undichtheiten der Druck im Bremszylinder Z, so überwiegt die
Stellkraft des Steuerkammerdruckes, wodurch das Einlassventil Ve durch Hochschieben des Kolben- systems geöffnet wird. Dies bleibt so lange geöffnet. bis die Druckverluste im Bremszylinder aus dem
Bremsluftbehälter B ersetzt sind.
Die Drosselung C für die Füllung des Bremsluftbehälters und der Steuerkammer muss nach der
Abzweigung zum Kolben K2 angeordnet werden, damit die Luft aus der Bremsleitung und zur Brems- leitung ohne Drosselung über grosse Querschnitte zu bzw. von den andern Teilen der Bremse strömen kann und keine Verzögerung in der Steuerwirkung des Kolbens K2 auftritt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Druckluftbremse mit Steuerventil, von dem ein Steuerglied einerseits vom Steuerkammerdruck und anderseits vom Druck in der Bremsleitung beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Be- einflussung dieses Steuergliedes durch den Bremsleitungsdruck wechselweise mit einer Beeinflussung durch den Bremszylinderdruek erfolgt.
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Air brake.
The invention relates to compressed air brakes with a control chamber and auxiliary air reservoir, in which a control valve is used to control the braking and releasing process. With the known
Brakes of this type, in which the main control element of the control valve is under control chamber pressure on one side and under the pressure in the brake line on the other, and so from one side
If the difference between the control chamber pressure and the line pressure is controlled, each line pressure corresponds to a certain pressure in the brake cylinder, and the highest pressure in the brake cylinder is equal to the compensation pressure between the auxiliary air or brake air reservoir and the brake cylinder. With these known
Braking therefore there is a relationship between brake cylinder pressure and the volume of the brake air or brake.
Auxiliary air tank, and this tank must have a certain volume, u. between such
Volume that in the event of a strong air outlet or complete emptying of the brake line (rapid braking), overbraking, i.e. H. an excessively high brake cylinder pressure is avoided, that is to say an overflow of air from the brake air reservoir into the brake cylinder is no longer possible if the line pressure falls below the equalization pressure in the brake cylinder that has been established in advance. The ratio of the areas of the control elements of the brake valves is set or determined from the outset according to the determined equalizing pressure.
If this equalization pressure occurs between the brake air reservoir and the brake cylinder, the associated line pressure is the same, and if the line pressure continues to drop, the brake cylinder pressure can no longer rise despite the actuating force on the control valve, since the same pressure (equalization pressure) is present in the brake air reservoir and the brake cylinder and therefore no further overflow of air from the brake air reservoir into the brake cylinder is possible.
The situation is different with brakes that have a larger brake air reservoir.
Solehe larger brake air tanks lead z. B. with rapid braking to a greater compensation pressure than that which is determined by the surface ratio of the control elements of the control valve. However, too high a brake cylinder pressure is operationally dangerous, since it can very easily cause the wheels to slide on the rails, as a result of which part of the braking effect is canceled. A larger brake air reservoir, however, has the advantage that, in the event of leaky brake cylinders, constant refilling of air into the brake cylinder is possible without air having to be removed from the brake line for this purpose, and thus the inconvenience caused by air removal from the brake line, namely braking of the neighboring brakes is avoided.
The present invention is intended to enable the use of a large brake air tank, from which air losses in the brake cylinder can also be replaced, without the disadvantages of such a large tank, namely overbraking.
The invention consists in the fact that the control valve, which is normally influenced by the line pressure, is set under brake cylinder pressure instead of the line pressure when the pressure equilibrium is reached in the brake line and in the brake cylinder (i.e. when the equalizing pressure is reached). In particular, the invention relates to a control valve with two control members, of which one control member is on the one hand under control chamber pressure and on the other hand under line pressure and the other control member is on the one hand under atmospheric pressure and on the other hand under brake cylinder pressure .
If, in a control valve of this type, the one control member, which is under control chamber pressure on one side, alternately changes on the other side according to the invention.
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in this way the effect can be achieved that the pressure in the brake cylinder cannot rise higher than the area ratio of the two control elements of the control valve and the pressure in the control chamber.
According to the invention, the device is such that the control element, which is influenced by the control chamber pressure on one side, is only under brake line pressure on the other side as long as it is higher than the pressure in the brake cylinder, and is under brake cylinder pressure when the pressure in the brake line falls below the equalization pressure in the brake cylinder. The control chamber pressure can therefore only cause an actuating force in the opening direction for the brake cylinder inlet valve as long as it is greater than the actuating force of the pressures that act in the direction of the closing movement of the inlet valve.
If, however, both control elements are placed under the same brake cylinder pressure, this cannot rise higher than the value that corresponds to the equalization pressure when braking with a brake air reservoir of the same size.
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Made use, which is influenced by the pressure in the brake line and that in the brake cylinder and mediates the connection of the brake line or the brake cylinder with the control member.
It is advisable to design the switchover device as a double seat valve, the seat surfaces of which also serve as control surfaces that are acted upon by the brake line pressure or the brake cylinder pressure, with the supply line of air to the control element of the control valve and to the brake air reservoir and to the control chamber branching off from the space between the two seats of the double seat valve is. The device is advantageously designed in such a way that the brake air reservoir can be filled via a throttle which, after branching off to the main control element of the control
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Control valve can get.
The advantage of the compressed air brake according to the present invention is that the maximum achievable brake cylinder pressure only depends on the area ratio of the control members of the control valve and the pressure in the control chamber, but not from the content of the combustion, due to the alternating action of one side of the main control element of the control valve between line pressure and brake cylinder pressure The air reservoir from which the brake cylinder is filled when braking depends.
In the drawing, an embodiment of the device according to the invention is illustrated schematically.
The device consists essentially of the control valve St, a control chamber A, the brake air reservoir B, the brake cylinder Z, a switching device U, which are shown here schematically in conjunction with the brake air line L.
From the brake line L, the compressed air first reaches the Umsehaltvorriehtung U, which contains a double seat valve D, which controls the connection of the brake line with the individual parts of the brake and is pressed onto its left seat by the air flow. The switching device leads via the lines d and h to the main control piston K2 of the control valve St and through a throttle 0 arranged behind the branch of the line h on the one hand via a check valve R1 into the brake air reservoir B and on the other hand via the check valve R2 into the control chamber A. Through a line c is the connection of the Umsehaltvorriehtung U with the brake cylinder Z and with the room
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through which the air when the brake is released from the brake cylinder
can escape. The outflow opening 0 is monitored by an outlet valve Va, and the air inlet into the brake cylinder during braking is controlled by the inlet valve Ve, through which the compressed air can flow from the brake air reservoir B via the line a into the brake cylinder during braking.
If the pressure in the brake line L is reduced in order to initiate braking, the pressure reduction is propagated to the valves ss and R2, which close and hold back the pressures in the connected rooms. By reducing the pressure in the space above the piston K2, the piston system K1-K2 is moved upwards, whereby the outlet valve V {6 is closed and the inlet valve Ve is opened. Air can now flow from the brake air reservoir B into the brake cylinder until a pressure in the brake cylinder corresponding to the line drop
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and K2 down, and the valve Ve is closed.
If the line pressure is reduced further and further in order to achieve full braking, the pressure in the brake cylinder Z also continues to rise. In the course of braking, the line pressure therefore becomes equal to or slightly less than the pressure in the brake cylinder. At this point the double
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shifted to the right in the line L and pressed onto its right seat, whereby the connection between the line L and the braking device is interrupted and, at the same time, a connection between the brake cylinder Z and the space above the piston K2 is established.
The control valve Sf is then closed
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more under the influence of the line pressure L, but only under the control chamber pressure A on the lower side of the piston K2 and under the brake cylinder pressure on the upper sides of the pistons K1 and jK'a. The brake cylinder pressure can therefore only rise by supplying air from the container B until the effect of the brake cylinder pressure on the piston J and from top to bottom cancel the effect of the control chamber pressure. Once the equilibrium has been established, that can happen
Close the inlet valve Ve and the air supply from the container B to the brake cylinder Z is interrupted.
It is therefore impossible for the brake cylinder pressure to rise above the value which corresponds to the control chamber pressure and the area ratios of pistons Ei and K2.
The brake cylinder pressure is therefore independent of both the reduction in line pressure and the size of the brake air reservoir B. The brake air reservoir can therefore be made very large, and the pressure in this can be higher than the largest even in the event of full braking
Brake cylinder pressure. The excess pressure can then be used to supplement air losses in the brake cylinder. If the pressure in the brake cylinder Z falls due to leaks, this predominates
Adjusting force of the control chamber pressure, whereby the inlet valve Ve is opened by pushing up the piston system. This stays open that long. until the pressure losses in the brake cylinder from the
Brake air reservoir B have been replaced.
The throttling C for filling the brake air reservoir and the control chamber must be after the
Branch to piston K2 can be arranged so that the air can flow from the brake line and to the brake line without throttling over large cross-sections to or from the other parts of the brake and there is no delay in the control action of piston K2.
PATENT CLAIMS:
1. Compressed air brake with control valve, of which a control member is influenced on the one hand by the control chamber pressure and on the other hand by the pressure in the brake line, characterized in that the influence of this control element by the brake line pressure takes place alternately with an influence by the brake cylinder pressure.