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Steuerventil für Druckluftbremsen.
Bei den bekannten Steuerventilen für Druckluftbremsen, die ein abgestuftes Lösen der Bremse gestatten, ist Füllen und Lösen des Bremszylinders von der Wirkung dreier Drücke abhängig, u. zw. vom Druck in der Hauptbremsleitung, von dem im Steuerbehälter und von dem des Bremszylinders. Es genügt daher zur vollständigen Lösung der Bremse nicht, den Druck in der Hauptbremsleitung über denjenigen des Hilfsluftbehälters zu erhöhen. wie es bei Bremsen mit unmittelbarer Entleerung notwendig ist. Es ist vielmehr nötig, den Druck in der Hauptbremsleitung ständig in dem Masse zu erhöhen, dass der im Steuerbehälter in konstanter Grösse erhaltene anfängliche Arbeitsdruck erreicht wird.
Jede Druekerhöhung in der Hauptbremsleitung entspricht einer Entleerung des Bremszylinders, dessen Druck dann bis zu einer erneuten Druckveränderung in der Hauptbremsleitung aufrecht bleibt.
Die Hauptbremsleitung sorgt natürlich auch für die Aufladung der Hilfsluftbehälter, sobald die Entleerung der Bremszylinder fortschreitet. Bremsen dieser Gattung sind insbesondere für lange und starke Gefälle geeignet, da sie die Möglichkeit bieten, den Druck im Bremszylinder je nach Notwendigkeit zu regeln ohne befürchten zu müssen, dass die zur Verfügung stehende Luft im Hilfsluftbehälter erschöpft wird.
Dagegen sind Druckluftbremsen der vorgenannten Art weniger gut für ebene Strecken geeignet, da zur Erreichung der vollständigen Lösung es notwendig ist, dass der anfängliche Arbeitsdruck im ganzen Zuge wieder erreicht wird, was eine gewisse Geschicklichkeit vom Führer verlangt. um zu verhindern, dass trotz der Geschwindigkeit der Wiederfüllung sich in den Behältern der ersten Wagen keine Überladungen bilden, die ungewollte und selbständige Bremsungen in den genannten Wagen verursachen könnten. Diese Überladungen der Bremseinrichtungen werden verursacht durch den Umstand, dass bei einer langen Hauptbremsleitung jede vorgenommene Druekänderung sich anfangs nur ungleichmässig auf die einzelnen Abschnitte der Hauptbremsleitung verteilt und dadurch unterschiedlich Wirkungen in den Bremseinrichtungen hervorruft.
Diesen Übelstand hat man dadurch zu vermeiden versucht, dass der Bremszylinder, der Hilfsluftbehälter und Steuerbehälter unabhängig vom Bremsventil durch ein Hilfsventil gesteuert wurde. Diese Einrichtungen wurden in ihrer weiteren Ausbildung noch dadurch verbessert, dass den vorgenannten Ventilen ein Steuerschieber und ein Mindestdruekventil hinzugefügt wurde. Alle die oben genannten bekannten Einrichtungen bedingen jedoch einen komplizierten Aufbau dieser Bremsen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, mit den einfachsten Mitteln dieselbe Bremswirkung wie die durch die bereits bekannt gewordenen Einrichtungen hervorgerufene, zu erzielen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass bei dieser Druckluftbremse die Füllung des Bremszylinders durch eine zwischen dem Hilfsluftbehälter und dem Bremszylinder hergestellte Verbindung ermöglicht wird. Die Füllung hängt ausserdem von zwei nebeneinander geschalteten Organen ab, u. zw. von einem Doppelschieber bekannter Konstruktion und einem von einem Doppelkolben angetriebenen Ventil gleichfalls bekannter Ausführung. Jedes dieser Organe kann die Füllung des Bremszylinders unterbrechen, selbst dann, wenn das andere gegebenenfalls auf Füllung eingestellt ist. Daraus ergeben sich zwei Vorteile.
Einerseits erhält man einen weiten Spielraum für die Abstufung der Bremswirkung während des Bremsens, selbst dann, wenn der Kolbenhub im Bremszylinder sehr
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liche Verluste in den Bremszylindern, erhält man in allen Bremszylindern denselben Druck und verwirklieht auf diese Weise eine Bremsmöglichkeit mit einem Mindestmass von Stössen und Reaktionen
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zwischen den verschiedenen Bewegungsteilen. Da die Füllung des Bremszylinders immer durch ein vom Druck des Steuerbehälters, Bremszylinders und der Hauptbremsleitung beeinflusstes Organ begrenzt ist, wird der Enddruck des Bremszylinders von den drei Drücken abhängig sein.
Beim Befahren von ebenen Strecken wird die Entleerung des Bremszylinders in bekannter Weise über einen Absperrhahn vorgenommen, um eine Überladung des Steuerbehälters bei aufeinanderfolgenden Druckerhöhungen in der Hauptbremsleitung zu vermeiden.
Der Gegenstand der Erfindung ist in Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Steuerventils, in welchem die einzelnen Teile sich am Ende der Ladungsphase befinden. Fig. 2 veranschaulicht das den zwei Drücken ausgesetzte Steuerventil in Bremsstellung und den Kolben in seiner äussersten linken Endstellung. Fig. 3 stellt dasselbe Steuerventil in der mittleren Stellung des Kolbens dar.
Die Vorrichtung besteht wie die gewöhnlichen Steuerventile aus zwei Teilen, u. zw. :
Dem oberen Teil S, welcher mit der Hauptbremsleitung 1 verbunden ist und in dem sich ein Kolben 2 bewegt, der die Kammer a und die mit dem Hilfsluftbehälter cl verbundene Kammer c bildet, die durch die Nut 4 gespeist werden kann. Der Kolben 2 treibt einen Doppelschieber 6,7 an.
Dem unteren auch mit der Hauptbremsleitung 1 verbundenen Teil U, in welchem die zwei Differentialkolben. 3, 8 wirken, die miteinander durch den Schaft 9 verbunden sind. Der Kolben 3 bildet in dem unteren Teil U zwei Kammern e, b. Die Kammer e steht mit dem Steuerbehälter fund durch die Nut 5 mit der Kammer b in Verbindung, wobei letztere an die Hauptbremsleitung 1 angeschlossen ist.
In dem Abstufungsschieber 7 des Doppelschiebers ist eine Öffnung 10 und in dem Hauptschieber 6 eine Öffnung 11 vorgesehen, welche in einer noch zu beschreibenden Weise mit der im Gehäuse S vorgesehenen Öffnung 14 in Verbindung gebracht werden können. Die Differentialkolben 3, 8 steuern das Doppelventil12, welches den Kanal 13 schliessen kann, der durch den Kanal 19 mit der Aussenluft verbunden ist.
In dem Hauptschieber 6 des Doppelschiebers ist ein Ausschnitt 16 vorgesehen, welcher den im Teil U vorgesehenen Kanal 15 mit dem Kanal 17 verbinden kann, welch letzterer durch den Hahn 18 geöffnet werden kann.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende :
1. Laden und Füllung der Bremse : Die Luft aus der Hauptbremsleitung 1 gelangt in die Kammern a und b, in denen die Kolben 2 bzw. 3 wirken, die in ihre äusserste Stellung, u. zw. nach rechts bzw. nach unten geschoben werden. Der Kolben 2 gibt dabei die Nut 4 frei, durch welche die Speisung der Kammer c stattfindet, welche mit dem Hilfsluftbehälter d verbunden ist. Der Kolben 3 gibt die Nut 5 frei, durch welche die Speisung der mit dem Steuerbehälter t verbundenen Kammer e stattfindet. Am Schluss der Ladungsphase (Fig. l) herrscht in allen Kammern der Bremse, welche mit der Hauptbremsleitung in Verbindung sind, der Druck dieser Leitung.
2. Bremsung : Zur Bremsung wird ein bestimmter Unterdruck in der Hauptbremsleitung herbeigeführt. Unter der Wirkung dieses Druckabfalles, welchem die zwei Kolben 2 und 3 ausgesetzt werden, verschieben sich diese, u. zw. der Kolben 2 in die linke Endstellung, wobei er die Nut 4 abdeckt, so dass jede Verbindung zwischen der Hauptbremsleitung 1 und dem Hilfsluftbehälter d ! unterbrochen ist, und der Kolben 3 nach oben, wobei er die Nut 5 abdeckt, so dass jede Verbindung zwischen der Hauptbremsleitung 1 und dem Steuerbehälter ; unterbroehen ist.
Das Differentialorgan 3, 8 steuert nun den Ein-und Auslass der Druckluft des Bremszylinders und ermöglicht dadurch, die Bremswirkung von drei Drücken abhängig zu gestalten, u. zw. von dem einer Kammer mit konstantem Druck (Steuerbehälter), von dem der Hauptbremsleitung und von dem des Bremszylinders. Wenn der Druck in der Hauptbremsleitung vermindert wird (Einleitung der Bremsung), so heben sich die Kolben. 3 und 8, wobei sie ein Anheben des Ventils 12 und somit die Füllung des Bremszylinders bewirken, nachdem sich die Schieber 6 und 7 in der in Fig. 2 dargestellten Bremsstellung verschoben haben.
Wenn in dem Bremszylinder ein bestimmter Druck erreicht ist, senken sich die Kolben 3 und 8, bis das Ventil 12 die Verbindung zwischen Hilfsluftbehälter cl und Bremszylinder schliesst. Es stellt sich somit die sogenannte Gleichgewichtslage ein, in welcher das Ventil 12 sowohl die Füllung als auch die Entleerung schliesst.
Wird dann in dieser Stellung der Druck der Hauptbremsleitung erhöht, so senken sich die Kolben 3 und 8 und die Luft des Bremszylinders entleert sich durch die Leitungen 13 und 19 in die Atmosphäre, bis eine neue Gleichgewichtsstellung zwischen den auf den Kolben 3 und 8 wirkenden Drücken erreicht wird.
Diese Arbeitsweise ist bei Bremsen mit allmählicher Entleerung an sich bekannt. Ein Hauptmerkmal des Gegenstandes der Erfindung besteht jedoch darin, dass die Verbindung zwischen Hilfsluftbehälter und Bremszylinder nicht ausschliesslich von dem Ventil 12 bewerkstelligt wird, sondern auch von der Stellung der zwei Schieber 6 und 7 abhängt. Der Schieber 7 vermag bei Verschiebung des Kolbens 2 die Leitung 14 zu schliessen, wenn der Druck des Hilfsluftbehälters auch nur wenig unter denjenigen der Hauptbremsleitung sinkt,
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Dieser Fall ist in Fig. 3 dargestellt.
Wenn in diesem Zustand durch eine Entleerung in dem Bremszylinder der Druck in diesem abfällt, werden sich die Kolben :) und 8 nach ihrer höchsten Stellung verschieben, ohne die Speisung des Bremszylinders zu bewirken, da ja, wie erwähnt, die Verbindung zwischen Hilfsluftbehäiter und Bremszylinder vom Schieber 7 unterbrochen ist. Wäre diese Unterbrechung nicht vorgesehen, dann würde das Gegenteil eintreten und sich eine Füllung des Bremszylinders vollziehen, die schädlich wäre, da sie den Druck im Hilfsluftbehälter wesentlich unter denjenigen der Hauptbremsleitung
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entsprechenden, also auf direkte Entleerung eingestellten Lage befindet, müsste eine nicht beabsichtigte und somit schädliche Lösung der Bremsen stattfinden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kontrolliert die Füllung des Bremszyiindeis vermittels der beiden Organe S und U selbsttätig. Während der Bremsung wird in jedem Falle die gefürchtete Möglichkeit vermieden, dass durch eine beliebige Ursache der Druck in dem Hilfsluftbehälter derart unter demjenigen der Hauptbremsleitung sinkt, dass dadurch das Verschieben des Schiebers 6 bewirkt wird.
Es ist also die Kontrolle der Füllung, welche durch die Vorrichtung des Gegenstandes der Erfindung erreicht wird, da sie die unwiilkülliche Entleerung in dem Falle verhindert, wenn der Verteiler sich in einer der direkten Entleerung entsprechenden Lage befindet.
Die Vorrichtung mit den zwei Organen S und U erlaubt es, normale Arbeitsbedingungen sowohl während der Bremsung, als auch während der Lösung zu erreichen, obgleich nur ein Hilfsluftbehälter angewandt wird.
3. Lösung : Diese kann bei unmittelbarer oder allmählicher Entleerung stattfinden, je nachdem der Hahn 18 geschlossen oder geöffnet ist. Angenommen der Hahn 18 ist geschlossen. Die in der Hauptbremsleitung zwecks Lösung der Bremse durchgeführte Druckerhöhung unterbricht das Gleichgewicht der zwei Kolben. 3 und S, welche nach unten verschoben werden. Der Kolben 8 entfernt sich somit vom Ventil , so dass durch die Kanäle 13 und 19 die Luft des Bremszylinders in die Aussenluft entweichen kann, bis die neue Gleichgewichtslage der Kolben 2 und. 3 wieder erreicht ist, welche dem neuen in der Hauptbremsleitung herrschenden Druck entspricht.
Die Drucksteigerung in der Hauptbremsleitung bewirkt ausserdem die Verschiebung des Kolbens : 2 in die äussere rechte Endstellung, so dass durch die Nut 4 der Hilfsluftbehälter gespeist wird, während durch die Kanäle 15 und 17, die durch den im Schieber 6 vorgesehenen Ausschnitt 16 verbunden sind, der Bremszylinder mit dem Hahn 18 in Verbindung steht ; da letzterer geschlossen ist, verhindert er eine beliebige Entleerung in die Aussenluft.
Eine erneute Druckerhöhung in der Hauptbremsleitung bewirkt eine erneute Druckerniedrigung im Bremszylinder und wie bekannt, tritt die vollständige Entleerung des Bremszylinders nur dann ein, wenn der Druck in der Leitung den anfänglichen Arbeitsdruck erreicht hat, welcher vom Steuerbehälter/beibehalten wurde.
Wenn aber der Hahn 18 geöffnet ist, so wird sofort, nachdem die Druckerhöhung in der Hauptbremsleitung die Verschiebung des Kolbens : 2 in die rechte Endstellung bewirkt hat, der Bremszylinder in direkte Verbindung mit der Aussenluft gesetzt, u. zw. durch die Kanäle 15, 16, 17 und den Hahn 18, so dass sich der Bremszylinder je nach der Grösse der Kanäle in längerer oder kürzerer Zeit frei entleert, unabhängig von der zur Wiederherstellung des anfänglichen Arbeitsdrucks in der Hauptbremsleitung notwendigen Zeit. Es erfolgt somit ein rasches Entleeren der Bremszylinder, welches hauptsächlich beim Befahren von Ebenen von Vorteil ist.