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Führerbremsventil für druckluftgebremste Schienenfahrzeuge
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Die Erfindung betrifft ein Führerbremsventil für druckluftgebremste Schienenfahrzeuge, durch dessen Betätigungshebel der Erhöhung oder Verringerung eines Regeldruckes dienende Ein- und Auslassventile geöffnet werden, welche Öffnungsbewegungen in Richtung der Achse eines einerseits vom Regeldruck beaufschlagten und anderseits federbelasteten Kolbens verlaufen, der den Öffnungsbewegungen im Sinne des Ventilschlusses selbsttätig nachfolgt. Bei dieser Art von Führerbremsventilen war es bisher notwendig, zur Erzeugung des sogenannten Füllstosses, d. h. einer das Lösen der Bremsen erleichternden, den höchsten Regeldruck übersteigenden Überdruckwelle, besondere Druckluftwege und diese überwachende Ventileinrichtungen vorzusehen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem Führerbremsventil der geschilderten Art diese besonderen Strömungswege und Überwachungsorgane für die Erzeugung des Füllstosses zu vermeiden und den Füllstoss unter weitgehendster Heranziehung der für den Lösevorgang ohne Füllstosswirkung erforderlichen, eingangs aufgezählten Mittel zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei dem Führerbremsventil als Anschlag wirkende Mittel vorgesehen werden, welche den der Einlassventil-Öffnungsbewegung zugeordneten Folgeweg des einerseits vom Regeldruck beaufschlagten und anderseits federbelasteten Kolbens derart begrenzen, dass während des Verbleibens des Betätigungshebels in der Füllstossstellung das für die Erhöhung des Regeldruckes vorgesehene Einlassventil geöffnet bleibt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Führerbremsventiles in schematischer Weise dargestellt, wobei alle für die Erfindung unwichtigen Teile desselben weggelassen sind.
Gemäss dieser Darstellung besitzt das Führerbremsventil einen zylinderförmigen Teil 1, welcher in einem Gehäuse 3 mit Hilfe üblicher Mittel dreh- und axial verschiebbar sowie gegen Durchlass von Druckluft abgedichtet gelagert ist. Dieser zylindrische Teil 1 trägt zu seiner Bewegung einen vom Lokomotivführer zu betätigenden Handgriff 5. Werden dieser Handgriff und mit ihm der Teil 1 um einen Winkelbetrag geschwenkt, so setzt sich diese Drehbewegung durch den Eingriff eines am Gehäuse 3 befestigten Steines 7 in eine am Teil 1 vorgesehene kurvenförmige Nut 9 in eine Hubbewegung des Teiles 1 von entsprechender Grösse um. Der zylinderförmige Teil 1 ist in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise mit einem Hohlraum 11 ausgestattet, in welchem sich ein durch eine Feder 13 belastetes Plattenventil 15 befindet.
Dieses Plattenventil wird durch die Feder 13 auf einen Ventilsitz 17 gedrückt, welcher ebenfalls zum Teil 1 gehört.
Eine Öffnung 19 liegt bei allen Hubstellungen einer ringförmigen Gehäuseerweiterung 21 gegen- über, an welche der auf der Lokomotive befindliche, von einem nichtdargestellten Kompressor mit Druckluft versorgte Hauptluftbehälter 23 mittels einer Leitung 25 angeschlossen ist. In dem gegenüber dem Gehäuseteil 3 einen grösseren Durchmesser aufweisenden Teil 26 des Gehäuses ist ein Kolben 27 verschiebbar gelagert, dessen in der Zeichnung obere Fläche mit dem jeweiligen Druck in der über die Länge des Zuges sich erstreckenden Hauptluftleitung 29 beaufschlagt ist, welche in den Raum 30 mündet. Die untere Kolbenseite wird von einer Feder 31 beeinflusst, deren Vorspannung durch ein von Hand axial verstellbares Widerlager 33 eingestellt werden kann.
Die Feder 31 befindet sich im Raum 35 des Gehäuseteiles 26, welcher Raum über eine Öffnung 37 mit der Aussenluft verbunden ist.
Der Kolben 27 trägt in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise einen rohrförmigen Ansatz 39, dessen in der Zeichnung oberes Ende als Sitz 41 für die Ventilplatte 15 dient. Die beiden Sitze 17 und 41 für die Ventilplatte liegen konzentrisch zueinander. Der in der Zeichnung nach unten gerichtete Weg des Kolbens 27 ist durch einen Anschlag 43 begrenzt, welcher das erfindunggemässe Mittel zur Ermöglichung eines in seiner Dauer vom Verbleib des Betätigungshebels 5 in der Füllstossstellung abhängigen Hochdruckfüllstosses bildet.
Die Wirkungsweise des geschilderten Führerbremsventiles ist folgende :
Der für die Hauptluftleitung 29 im ungebremsten Fahrzustand zu fordernde höchste Regeldruck von 5 atü wird durch die richtige Wahl der Vorspannung der den Kolben 27 belastenden Feder 31 eingestellt. Im ungebremsten Zustand befindet sich entsprechend der zugehörigen Stellung des Betätigungshebels 5 der zylindrische
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Teil 1 in einer solchen axialen Lage, dass beim Druck von 5 atü in der Hauptluftleitung die Ventilplatte 15 sowohl auf dem Sitz 17 als auch auf dem Sitz 41 aufliegt, so dass Einlass und Auslass der Hauptluftleitung geschlossen sind. Der Kolben 27 wird dabei durch den im Raum 30 herrschenden Überdruck von 5 atü einerseits und der Belastung durch die vorgespannte Feder 31 anderseits in seiner richtigen Lage im Gehäuse 26 gehalten. Kommt es z.
B. infolge von Undichtheiten im Bremssystem zu einem Absinken des Druckes in der Hauptluftleitung 29 und damit auch im Raum 30, so bewegt sich der Kolben 27 unter dem Einfluss der Feder 31 nach oben, wobei die Ventilplatte 15 vom Sitz 17 abgehoben wird, auf dem Sitz 41 aber unter der Belastung durch die Feder 13 liegen bleibt.
Mit dem Abheben vom Sitz 17 kann Druckluft aus dem Hauptluftbehälter 23, welche normalerweise einen Überdruck von 8 atü aufweist, durch die Leitung 25, die Gehäuseerweiterung 21, die Öffnung 19 und den Raum 11 zum Raum 30 und weiter zur Hauptluftleitung 29 strömen, u. zw. solange, bis die Druckerhöhung in der Leitung 29 und im Raum 30 den Kolben 27 gegen die Kraft der Feder 31 in die Stellung zurückzwingt, in welcher ausser dem Auslasssitz 41 auch der Einlasssitz 39 durch den Ventilteller 15 wieder geschlossen ist.
Ein Anstieg des Druckes in der Hauptluftleitung 29 über den Solldruck von 5 atü hinaus würde eine derartige Bewegung des Kolbens 27 in Richtung zum Anschlag 43 zur Folge haben, dass die Ventilplatte 15 sich unter Auflage auf dem Einlasssitz 17 vom Auslasssitz 41 abhebt, so dass sich der zu hohe Leitungsdruck durch den Rohransatz 39 und den Auslass 37 abbaut, u. zw. so lange, bis die mittels des Gegenlagers 33 auf den Solldruck eingestellte Feder 31 den Kolben 27 wieder in die Lage bewegt, in welcher Ein- und Auslass durch das Ventil 15 geschlossen sind. In der ungebremsten Fahrstellung sorgt somit die beschriebene, als Druckregler wirkende Einrichtung für die selbsttätige Aufrechterhaltung des Regeldruckes von 5 atü in der Hauptluftleitung 29.
Zur Durchführung einer Bremsung betätigt der Lokomotivführer den Hebel 5 so, dass der zylindrische Teil 1 durch das Zusammenwirken des Gleitsteines 7 mit der kurvenförmigen Nut 9 eine in der Zeichnung nach aufwärts gerichtete Bewegung ausführt, bei welcher die Ventilplatte 15 unter Liegenbleiben auf dem Einlasssitz 17 vom Auslasssitz 41 des Kolbens 27 abgehoben wird. Über den geöffneten Auslasssitz 41 strömt Druckluft aus der Hauptluftleitung 29 in den Raum 35 und weiter über den Auslass 37 ins Freie. Diese Druckverringerung in der Hauptluftleitung 29 lässt in bekannter und daher nicht zu beschreibender Weise die Bremse an den einzelnen Wagen des Zuges anspringen.
Ausserdem veranlasst die Druckverringerung in der Leitung 29 und damit auch im Raum 30 des Gehäuses 26 den Kolben 27 unter der Wirkung der Feder 31 zu einer Folgebewegung gegenüber den vorangeeilten Teilen 1, 15, wobei der Weg des Kolbens bis zum Anschlag des Sitzes 41 an der Ventilplatte 15 um so kleiner ist, je kleiner die vorangegangene Hubbewegung des Teiles 1 war.
Mit dem erneuten Abschluss des Auslasses beim Auftreffen des Sitzes 41 auf die Ventilplatte 15 findet die Druckverringerung in der Hauptluftleitung 29 ihren Abschluss, womit die gewollte Bremsstufe eingestellt ist und gehalten wird.
Zwecks Lösens der Bremse führt der Teil 1 eine Axialbewegung in der Zeichnung nach unten aus, wobei es infolge der Auflage der Ventilplatte 15 auf den Sitz 41 des zunächst noch in Ruhe befindlichen Kolbens 27 zu einem Abheben der Platte 15 vom Einlasssitz 17 kommt.
Über diesen Einlass strömt Druckluft aus dem Behälter 23 zum Raum 30 und weiter zur Hauptluftleitung 29 mit der Folge, dass die Bremsen des Zuges in ebenfalls bekannter Weise wieder gelöst werden. Die Grösse der Lösestufe hängt auch hier von dem Ausmass der Axialbewegung des Teiles 1 ab. Je kleiner diese Bewegung ausfällt, um so kleiner ist der Weg, nach welchem die Ventilplatte 15, welche sich unter der Belastung durch die Feder 13 zusammen mit dem Folgekolben 27 unter dem ansteigenden Druck nach unten bewegt, wieder den Einlasssitz 17 erreicht und damit den weiteren Druckanstieg in der Hauptluftleitung unterbricht. Schliesslich kommt es zur Vollösung der Bremse, ohne dass dabei der Kolben 27 den Anschlag 43 erreicht hätte.
Soll jedoch das Lösen der Bremse mit Füllstoss erfolgen, so wird der Betätigungshebel 5 um einen solch grossen Winkelbetrag gedreht und damit der Teil 1 unter Öffnen des Einlasssitzes 17 so weit nach unten bewegt, dass der unter dem ansteigenden Druck in der Hauptluftleitung 29 bzw. im Raum 30 gegen die Kraft der Feder 31 nachfolgende Kolben 27, auf dessen rohrförmigen Ansatz (Sitz 41) die federbelastete Ventilplatte 15 aufliegt, am Anschlag 43 zur Ruhe kommt, ehe die Platte 15 den Einlasssitz 17 wieder erreicht hat. Die Folge davon ist, dass nunmehr die einen Überdruck von 8 atü aufweisende Druckluft aus dem Hauptluftbehälter 23 über den offen bleibenden Sitz 17 zur Hauptluftleitung 29 strömen kann, solange der die axiale Lage des Teiles 1 bestimmende Betätigungshebel 5 in seiner Füllstossstellung verbleibt.
Die damit in der Hauptluftleitung entstehende Hochdruckwelle sorgt für eine
Beschleunigung des Löseverlaufes der Bremse, welche insbesondere bei langen Zügen sehr er- wünscht ist.
Wenn der Betätigungshebel 5 in seine z. B. der
Fahrstellung entsprechende Winkellage zurück- geholt wird, bewegt sich der zylindrische Teil 1 wieder so weit axial nach oben, dass der Einlass- sitz 17 auf die Ventilplatte 15 trifft und dieselbe unter Abheben vom Auslasssitz 41 mitnimmt. Über den geöffneten Auslass baut sich der über dem höchsten Regeldruck liegende Luftdruck so lange ab, bis mit Erreichen des vorgeschriebenen Regel- druckes der unter dem Einfluss der Feder 31 sich vom Anschlag 43 abhebende Kolben 27 mit seinem
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Ansatz 39 bzw. dem dessen Ende bildenden Auslasssitz 41 die Ventilplatte 15 erneut erreicht hat.
Damit hat sich der bereits beschriebene Fahrzustand bei gelöster Bremse wieder eingestellt, in welchem der Überdruck von 5 atü selbsttätig gehalten wird.
Die Erfindung ist in ihrer konstruktiven Verwirklichung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es könnte z. B. an den Gehäuseraum 30 an Stelle der Hauptluftleitung 29 ein grosse Ein- und Auslassquerschnitte überwachendes Relaisventil angeschlossen werden, welches synchron mit dem diktierenden Führerbremsventil die Hauptluftleitung be- und entlüftet. An der Anordnung der erfindungsgemässen Anschlagmittel 43 und deren beschriebener Wirkungsweise ändert sich damit nichts.