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Einrichtung zur Steuerung der Füllung der Bremsleitung indirekt wirkender Druckluftbremsen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung derjenigen bekannten Art, bei der die Wiederauffüllung der
Bremsleitung aus dem Hauptluftbehälter nach einer Bremsung durch ein Füllventil überwacht wird das unter dem Einfluss des Unterschiedes zwischen dem Druck der Bremsleitung und dem durch Ver- stellen des Führerhebels in verschiedene Bremsstellungen kontinuierlich verminderbaren Steuerdruck steht, in der ferner eine Einrichtung zur Erzeugung von Füllstössen vorgesehen ist, die ein zur Be- lastung des Füllventils auf Öffnung mit Druckluft beaufschlagbares Betätigungsorgan, ein die Beauf- schlagung des letzteren überwachende,
unter dem Einfluss des Steuerdruckes und eines diesem entgegen- wirkenden zusätzlichen Druckes stehendes Hilfsventil und ein einen Behälter und eine Drosselbohrung um- fassendes Steuerorgan aufweist, das bei Erhöhung des Steuerdruckes ein verzögertes Angleichen des zu- sätzlichen Druckes an den Steuerdruck bewirkt, wobei durch in Richtung zur Füllstellung erfolgende Ver- stellung des Führerhebels aus einer Bremsstellung umso grössere Lösestufen einstellbar sind, je grösser die durch diese Verstellung des Führerhebels gegenüber der vorangehenden Bremsstellung bewirkte Erhöhung des Steuerdruckes ist.
Bei einer bekannten Steuereinrichtung dieser Art ist das Steuerorgan derart ausgebildet, dass bei den im Betrieb normalerweise auftretenden Geschwindigkeiten des Anstieges des Steuerdruckes und des zu- sätzlichen Druckes kein für die Betätigung des Hilfsventils ausreichender Unterschied zwischen diesen beiden Drücken entsteht. Zur Öffnung des Hilfsventil ist daher ein besonderes durch den Lokomotivführer zu betätigendes Ventil vorgesehen, durch dessen Öffnung eine plötzliche Senkung des zusätzlichen Druckes gegenüber dem Steuerdruck bewirkt wird. Im praktischen Betrieb hat es sich gezeigt, dass eine solche Klinke die Bedienung der Steuereinrichtung kompliziert, indem sich der Lokomotivführer neben der Einstellung einer geeigneten Lösestufe auch noch auf die allfällige Anwendung eines Füllstosses zu konzentrieren hat.
Ferner hat es sich als zweckmässig erwiesen, mit jeder Lösestufe zwangsläufig die Aussendung eines Füllstosses zu verbinden. Dies ist umso eher zulässig, als die Gefahr zu langer Füllstösse durch den zum Steuerorgan gehörigen Behälter und die mit ihm zusammenwirkende Drosselbohrung beseitigt ist.
Erfindungsgemäss entsteht nun während der Ausführung von Lösestufen infolge der durch das Steuerorgan bewirkten Verzögerung zwischen dem Steuerdruck und dem zusätzlichen Druck ein Unterschied von solcher Grösse, dass allein dieser Druckunterschied die selbsttätige Öffnung des Hilfsventil zum Zwecke der Beaufschlagung des Betätigungsorganes bewirkt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 die Steuereinrichtung in schematischer Darstellung mit einem Führerventil 5, einem Füllventil 6 und einemHi1fsventi17 iJi axialem Schnitt und in Vollbremsstellung bei leeren Behältern und Fig. 2-4 dieStellung dreier vom Führerhebel gesteuerter Ventile in der Füllstellung, der Schnellbremsstellung und der Fahrstellung.
Das Führerventil 5 weist einen glockenförmigen, nach unten offenen Körper 8 auf, der in einem Gehäuse 9 drehbar gelagert ist. Am oberen, aus dem Gehäuse 9 herausragenden Ende des Körpers 8 ist der Fühlerhebel 10 befestigt, und ferner ist in dieses Ende ein eine Kappe 11 tragender Bolzen 12 einge-
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schraubt, der an seinem untern Ende den gegen eine Schraubenfeder 13 drückenden Teller 14 trägt. Das untere Ende der Feder liegt am tellerförmigen Ende eines axial durchbohrten, an einer Membran 16 be- festigen Ventilkörpers 15 an. Gegen das untere Ende des Ventilkörpers 15 wird durch eine Feder 17 ein
Ventilteller 18 gedrückt, der bei sich nach oben verschiebendem Ventilkörper 15 auf einem durch eine
Trennwand des Gehäuses 9 gebildeten Ventilsitz 19 zum Aufliegen kommt.
Das untere Ende des Körpers 8 ist mit einem in eine Ausnehmung 21 im Gehäuse 9 greifenden Flansch 22 versehen. Die obere Begren- zung der Ausnehmung 21 bildet, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist, einen Teil einer Schraubenflä- che, gegen die der Flansch 22 durch die Feder 13 gedrückt wird. An den Anfang und das Ende der Schrau- benfIäche schliesst sich je ein ebener Teil an, der eine Drehung des Körpers 8 ohne gleichzeitige Ver- schiebung in axialer Richtung ermöglicht.
Die äussere zylindrische Oberfläche des Körpers 8 ist mit drei Führungsbahnen 20, 23 und 24 versehen, gegen die durch Federn 27 die Stössel dreier Ventilkörper 25,26 und 33 gedrückt werden. Die drei Stössel sind in der Wandung des Gehäuses 9 gleitend geführt und greifen dichtend in eine mit der Bremsleitung 29 des Zuges verbundene Kammer 28 bzw. eine weitere Kammer 34 ein. Eine Trennwand 30 bildet drei Ventilsitze für die Ventilkörper 25,26 und 33. Bei von seinem Sitz abgehobenem Ventilkörper 25 (Fig. 3) ist die Kammer 28 über die Bohrung 31 mit der Aussenluft verbunden.
Der Ventilkörper 26 ist mit einem zylindrischen Ansatz 32 versehen, der in der in Fig. l dargestellten Stellung des Führerhebels 10, in der der Ventilkörper 26 von seinem Sitz abgehoben ist, die Weite des durch den letzteren gebildeten Durchgangs drosselt. Durch die Führungsbahn 24 wird der Ventilkörper 26 in der in Fig. 2 gezeigten Füllstellung des Führerhebels 10 so weit angehoben, dass der Ansatz 32 den vom Ventilsitz gebildeten Durchgang ganz frei gibt, während in der in Fig. 3 gezeigten Schnellbremsstellung der Ventilkörper 26 auf seinem Sitz aufliegt und die Verbindung zwischen den Kammern 28 und 35 unterbricht. Der Ventilkörper 33 überwacht die Verbindung zwischen den beiden Kammern 34 und 35.
In der in Fig. 4 dargestellten Fahrstellung wird er durch den auf der Führungsbahn 20 aufliegenden Stössel von seinem Sitz abgehoben, wogegen er in allen übrigen Stellungen des Führerhebels durch die ihn belastende Feder 27 auf seinen Sitz gedrückt wird. Die den Ventilkörper 33 belastende Feder 27 ist nur von geringer Stärke, so dass der Ventilkörper auch bei einem Überdruck in der Kammer 34 gegenüber der Kammer 35 geöffnet wird.
Der Führerhebel 10 kann in die folgenden Stellungen gebracht werden :
Die Fahrstellung, in der sich der Körper 8 in seiner untersten, der stärksten Spannung der Feder 13 entsprechenden Stellung befindet, und in der das Ventil 25 geschlossen, die Ventile 33 und 26 dagegen ge- öffnet sind, wobei der zylindrische Ansatz 32 eine Drosselstelle bildet ; die Füllstellung, in der die Feder 13 dieselbe Spannung aufweist wie in der Fahrstellung, und in der ferner das Ventil 25 geschlossen, das Ventil 26 ohne Drosselwirkung geöffnet und das Ventil 33 geschlossen ist ;
die Betriebsbremsstellungen, in denen der Flansch 22 an der genannten Schraubenfläche anliegt, so dass sich die Spannung der Feder 13 stetig vom höchsten Wert der Fahrstellung auf den einer Vollbremsung entsprechenden Wert vermindern lässt, und in. der die Ventile 25 und 33 geschlossen, das Ventil 26 dagegen wie in der Fahrstellung unter Bildung einer Drosselstelle geöffnet ist,
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der Vollbremsung entsprechenden Wertes liegt ; die Schnellbremsstellung, in der die Spannung der Feder 13 denselben Wert hat wie in der zusätzlichen Betriebsbremsstellung. und in der das Ventil 25 geöffnet, die Ventile 26 und 33 dagegen geschlossen sind.
Im Gehäuse 40 des Füllventils 6 ist der äussere Rand zweier Membranen 41, 42 eingespannt, an denen ein hohler Ventilkörper 43 befestigt ist. Letzterer ist in einer Öffnung einer Trennwand 44 verschiebbar geführt und greift mit seinem obern, offenen Ende durch eine Öffnung in einer weiteren, einen Ventilsitz 45 bildenden Trennwand hindurch. Ein durch eine Feder 46 belasteter Ventilteller 47 dient zum Aufliegen auf dem Ventilsitz 45 und dem obern Ende des Ventilkörpers 43. Die von der Zwischenwand 44 und der Membrane 42 eingeschlossene Kammer, mit der das Innere des Ventilkörpers 43 durch eine Bohrung 48 verbunden ist, steht mit der Aussenluft in Verbindung. Die unterhalb der Membran 42 gelegene Druckkammer 49 ist über eine Drosselbohrung 50 ebenfalls an die Aussenluft angeschlossen.
Durch die Membran 41 wird eine durch eine Leitung 51 an einen Steuerbehälter 52 angeschlossene Steuerkammer 53 von einer Leitungskammer 54 getrennt. An die oberhalb des Ventilsitzes 45 befindliche Kammer ist der Hauptluftbehälter 55 angeschlossen, der über die Leitung 56 zugleich auch die unterhalb des Ventilsitzes 19 gelegene Kammer des Führerventils mit Druckluft versorgt.
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Im Gehäuse 60 des Hilfsventil 7 ist ein fester Ventilsitz 61 vorgesehen, mit dem ein an einem Stö- ssel 36 befestigter Ventilkörper 37 zusammenwirkt. Über den Stössel 36 ist eine Hülse 38 geschoben. die durch eine sich am Gehäuse 60 abstützende Feder 39 auf den Ventilkl : per 37 gedrückt wird. Eine weitere sich am obern Ende der Hülse 38 abstützende Feder 57 drückt gegen einen am obern Ende des Stössels 36 angeordneten Teller 58. Die Hülse 38 wird von einer in der Wandung des Gehäuses 60 eingespannten
Membran 62 getragen, die den Innenraum des Gehäuses 60 in zwei Kammern 59 und 64 teilt.
Die Fe- der 57 ist so bemessen, dass sie bei einem zwischen den Kammern 59 und 64 herrschenden Druckunter- schied, der den Unterschied zwischen Betriebsdruck und dem einer Vollbremsung entsprechenden Brems- leitungsdruck nicht übersteigt, und unter dessen Einfluss der Stössel 36 durch die Büchse 38 bis zum An- liegen des Tellers 58 an der Wandung des Gehäuses 60 verschoben wird. nicht überwunden werden kann.
Herrscht in diesen Kammern aber ein grösserer Druckunterschied, so bewegt sich die Hülse 38 relativ zum
Stössel 36 und öffnet dabei das Ventil 37. 38. An die Kammer 64 ist einerseits ein Hilfsbehälter 66 an- geschlossen, so dass die Membran 62 auf ihrer Oberseite vom Druck dieses Behälters beaufschlagt wird ; anderseits steht die Kammer 64 über den verengten Durchlass 67 mit einer Leitung 70 in Verbindung, die von der Leitungskammer 54 zur Kammer 35 führt. Die Kammer 64 steht weiterhin über die die Drossel- bohrung 69 enthaltende Leitung 74 mit der Kammer 34 in Verbindung. Der verengte Durchlass 69 ist ge- genüber dem Durchlass 67 von grösserer Weite, so dass die über das Ventil 33 erfolgende Entleerung des Hilfsbehälters 66 mit grösserer Geschwindigkeit vor sich geht als die über. den Durchlass 67 erfolgende Füllung.
Der Unterseite der Membran 62 wird Über den an die Leitung 51 angeschlossenen Leitungszweig 71 der Druck des Steuerbehälters 52 zugeführt, der bei von seinem Sitz 61 abgehobenem Ventilkörper 37 infolge der Verbindung 72 auch auf die Membran 42 wirkt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuereinrichtung ist folgende :
Es sei angenommen, der Führerhebel 10 befinde sich in der in Fig. l dargestellten, einer Vollbremsung entsprechenden Stellung, in der der Körper 8 seine höchste Lage einnimmt, die Feder 13 also am schwächsten gespannt ist.
In der über den Leitungszweig 73 mit dem Steuerbehälter 52 verbundenen Kammer des Ftlhrerventils besteht daher der einer Vollbremsung entsprechende Druck von beispielsweise 3 at, welcher der mittels der Kappe 11 einregelbaren Federkraft das Gleichgewicht hält. Durch die Feder 17 wird derVentilkörper 15 und der Ventilteller 18 nach oben gedrückt, bis letzterer auf seinem Sitz 19 aufliegt und den Zutritt von aus dem Hauptluftbehälter 55 stammender Druckluft unter die Membran 16 sperrt.
Zufolge des offenen Ventils 26, 30 herrscht auch in der Leitungskammer 54 der Druck der Bremsleitung, der, solange er grösser ist als der Druck in der Steuerkammer 53, den Ventilkörper 43 nach unten drückt, so dass Druckluft aus der Bremsleitung 29 Über die Bohrung 48 ins Freie austreten kann. Bei Gleichheit der Drücke in den beiden Kammern 53, 54 wird dieser Auslass durch Anliegen des Ventilkörpers 43 am Ventilteller 47 unterbrochen. Druckgleichheit besteht nun ebenfalls zu beiden Seiten der Membran 62, so dass derVentilkörper 37 durch die Feder 39 und die Hülse 38 auf seinen Sitz 61 gedrückt wird und den Austritt von Druckluft aus dem Steuerbehälter 52 über die Drosselbohrung 50 verhindert.
Zwecks teilweiser Lösung der Bremsen des Zuges dreht der Lokomotivführer den Führerhebel 10 in die einer bestimmten Lösestufe entsprechende Stellung, wobei sich der Körper 8 nach unten verschiebt und die Feder 13 stärker gespannt wird, während die Ventile 25, 26 und 33 in der dargestellten Stellung ver-
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so dass sich das Ventil 37, 61 unter dem Einfluss der Feder 39 schliesst. Damit erhält die Kammer 49 keine Zufuhr von Druckluft mehr ; sie entleert sich daher allmählich über die Drosselbohrung 50. Während in der Steuerkammer 53 ein durch die Einstellung des Führerhebels bestimmter Druck herrscht, besteht in der Kammer 49 nur ein vorübergehender Druck, der in der Bremsleitung 29 einen sogenannten Füllstoss bewirkt.
Dieser dauert umso länger, je grösser die am Führerhebel eingestellte Lösestufe ist, da der unter der Membran 62 wirkende Druck mit der Höhe der Lösestufe ansteigt, so dass es für die Auffüllung des Hilfs- behälters 66 auf denselben Druck ebenfalls einer längeren Zeit bedarf.
Dreht der Lokomotivführer den Führerhebel 10 zwecks vollständiger Lösung der Bremse in die Fahrstellung, so wird der Ventilkörper 33 durch seinen Stössel in die in Fig. 4 gezeigte Stellung gebracht. Die dadurch hergestellte Verbindung von der Leitungskammer 54 über die Leitungen'70 und 74 und die Drosselstelle 69 nach demHilfsbehälter 66 hat infolge des gegenüber der Drosselstelle 67 grösseren Querschnittes der Drosselstelle 69 eine rasche Füllung des Hilfsbehälters 66 zur Folge, so dass in den Kammern 59 und 64 während des ganzen Lösevorgangs praktisch derselbe Druck herrscht, der Ventilkörper 37 also nicht von seinem Sitz 61 abgehoben wird und keine Druckluft in die Kammer 49 gelangt.
Bei in der Fahrstellung des Führerhebels vorgenommener Lösung der Bremse wird daher kein Füllstoss in die Bremsleitung gesandt.
Wird der Führerhebel dagegen über die Fahrstellung hinaus in die Füllstellung gedreht, so wird die Feder 13 infolge der erwähnten ebenen Stelle am einen Ende der schraubenförmigen Begrenzung der Er-
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mäss Fig. 2 der Ansatz 32 am Ventilkörper 26 nun gänzlich aus der durch den Ventilsitz 30 gebildeten Öff- nung herausgetreten ist. Dies hat weiterhin zur Folge, dass in der Leitung 70 zu Beginn der Füllung der
Bremsleitung ein kleinerer Druck besteht als in den Fahr- oder Bremsstellungen, so dass der Hilfsbehäl- ter 66 langsamer aufgeladen wird. Es ergibt sich hieraus eine Vergrösserung der Dauer des Füllstosses in der Füllstellung des Führerhebels. Im übrigen wird diese Dauer aus den oben erwähnten Gründen umso grösser, je'stärker die vorangegangene Bremsung war.
Die zusätzliche Betriebsbremsstellung dient dazu, um während einer Vollbremsung eines Zuges, des- sen Lokomotive mit einer nicht abstufbar lösbaren Bremse ausgerüstet ist, die Lokomotivbremse nach einer durchAuslass von Druckluft aus dem Bremszylinder bewirkten Lösung erneut zu betätigen. Durch die Ver- stellung des Führerhebels 10 in die zusätzliche Betriebsbremsstellung, bei der wie beschrieben der Druck in der Bremsleitung unter den einer Vollbremsung entsprechenden Wert abgesenktwird, werden die Steuerventile der Lokomotive und der Wagen in die Bremsstellung umgesteuert.
Da jedoch infolge der vorge- nommenen Vollbremsung in den Bremsausrüstungen der Wagen die Drücke in den Bremszylinder mit den Drücken in den Hilfsluftbehältern ausgeglichen sind, ist die weitere Absenkung des Druckes in der Bremsleitung für die Wagenbremsen ohne Wirkung, Dagegen kann sich derHilfsluftbehälter der Lokomotive nach deren Bremszylinder erneut entleeren, da der Druck in diesem durch die vorangegangene Auslösung unter den Ausgleichsdruck gesunken ist.
Sollen die Bremsen des Zuges nach einer Verstellung des Führerhebels in die zusätzliche Betriebsbremsstellung teilweise oder ganz gelöst werden, so wird der Führerhebel 10 in die entsprechende Stellung gedreht. Wird er-in die Füllstellung gebracht, so steigt der Druck in den Kammern 53 und 59 sofort auf den Betriebsdruck an, während er in der Kammer 64 infolge der Drosselbohrung 67 nur allmählich über den der zusätzlichen Betriebsbremsstellung entsprechenden Bremsleitungsdruck ansteigt. Infolgedessen ergibt sich zwischen den Kammern 59 und 64 ein zur Überwindung der Feder 57 genügender Druckunterschied. Das Ventil 37,61 wird in der beschriebenen Weise geöffnet und lässt Druckluft von der Leitung 71 durch die Hülse 38 in die Kammer 64 strömen, so dass eine beschleunigte Füllung des Behälters 66 stattfindet.
In dieser Weise wird ein Füllstoss erhalten, dessen Dauer ungefähr auf denselben Wert verkürzt ist, wie er bei einer auf eine Vollbremsung folgenden Lösung der Bremsen des Zuges angewendet wird. Die Notwendigkeit dieser Verkürzung der Dauer des Füllstosses ergibt sich daraus, dass die Behälter der Wagenbremsen bei einer aus der zusätzlichen Betriebsbremsstellung erfolgenden Bremsung sich nicht unter den einer Vollbremsung entsprechenden Wert des Druckes entleeren, so dass auch die Dauer des Füllstosses die gleiche sein muss wie bei einer Vollbremsung.
Zur Einleitung einer Schnellbremsung wird der Führerhebel 10 über die zusätzliche Betriebsbrems- stellung hinausgedreht. Die Feder 13 behält dabei die dieser Stellung entsprechende Spannung, die Ventile 25. 26 werden aber durch die Führungen 23, 24 in die in Fig. 3 dargestellte Stellung gebracht. Dabei verbindet das Ventil 25 die Bremsleitung 29 über die Bohrung 31 unmittelbar mit der Aussenluft, während das Ventil 26 die Verbindung der Kammer 28 mit der Leitung 70 unterbricht. Dies hat zur Folge, dass nach Absinken des Druckes in der Bremsleitung auf den Wert Null der Druck in der Leitungskammer 54 und in
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