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Kombinierte Gleit- und Schleuderschutzeinrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine insbesonders für Schienenfahrzeuge geeignete Gleit- und S''hleuderschutzeinrichtung.
Die Schleuderschutzeinrichtung hat die Aufgabe, bei Beginn des Schleuderns der Antriebsräder während des Anfahrvorganges automatisch die Bremsklötze der schleudernden Achse mit einem Anpressdruck, der zirka 1 atü Bremszylinderdruck entspricht, vorübergehend zur Anlage zu bringen, wogegen die Gleitschutzeinrichtung bei z. B. durch ungünstigen Schienenzustand hervorgerufenem Blockieren der Räder während eines Bremsvorganges eine kurzzeitige bis zur völligen Entlüftung reichende Druckabsenkung in dem
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r blockierten Achse zugehörigen Bremszylinder bewirken soll. Während der Entlüftung des Bremszylin-z, hl und weist dadurch bei der automatisch eintretenden neuerlichen Belüftung des Bremszylinders die zur
Ut ertragung der Bremskraft ausreichende Reibung gegenüber der Schiene auf.
Da bei Beginn des Schleuderns und des Gleitens eine rasche Drehzahländerung der Räder auftritt, wird sowohl für die automatische Schleuder- als auch für die automatische Gleitschutzeinrichtung als
Messwertgeber ein auf plötzliche Drehzahländerungen der Fahrzeugachse ansprechendes Regelorgan, im folgenden Gleitschutzregler genannt, verwendet, das während seines Ansprechens die zu ihm führende
Leitung entlüftet.
Bei der automatischen Schleuderschutzeinrichtung wird durch die Druckabsenkung mittels eines Re- laisventils eine Verbindung zwischen Vorratsluftbehälter und Bremszylinder hergestellt ; bei Erreichen eines
Bremszylinderdruckes von zirka 1 atü wird die vom Vorratsbehälter zum Relaisventil führende Leitung durch ein vom Bremszylinderdruck gesteuertes Absperrventil unterbrochen.
Es sind kombinierte Gleit- und Schleuderschutzeinrichtungen bekannt, die nur einen Gleitschutzreg- ler verwenden, wobei in die Verbindungsleitung zwischen dem Gleitschutzregler und den beiden oben an- geführten Relaisventilen ein weiteres Verteilerventil eingeschaltet ist. Dieses verbindet den Gleitschutz- "gier bei einem niedrigen vom Führerbremsventil der direkten Bremse oder vom Steuerventil oder von inem durch diese Ventile gesteuerten Relaisventil kommenden Vorsteuerleitungsdruck über 1 atü Jedoch mit dem Gleitschutzrelaisventil, wobei jeweils die zum andern Relaisventil führende Leitung unterbro- chen wird.
Die komplette Anlage besteht daher aus einem Gleitschutzregler, zwei Relaisventilen, einem Verteilerventil, einem zur Schleuderbremseinrichtung gehörenden Absperrventil und einem die Gleitu d Schleuderschutzeinrichtung an den Bremszylinder anschliessenden Doppelrückschlagventil. Da die ge- n zanten Ventile wegen der erforderlichen grossen Ansprechgeschwindigkeit sehr grosse Querschnitte besitzen, sind die Gestehungskosten einer derartigen Anlage beträchtlich.
Erfindungsgemäss wird eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung einer kombinierten Gleitund Schleuderschutzeinrichtung dadurch erreicht, dass zwei zusammenwirkende Ventileinrichtungen vor- gehen werden, deren erste in Abhängigkeit von dem durch den Gleitschutzregler eingesteuerten Druck e bei ungestörtem Fahrbetrieb bestehende Verbindung der Vorsteuerleitung mit einer zum Bremszylin- CI, r führenden Leitung in an sich bekannter Weise unterbricht und den Bremszylinder mit einer Regelkammer der zweiten Ventileinrichtung verbindet, welch letztere ein in Abhängigkeit von dem in der Vor- steuerleitung herrschenden Druck und von einer diesem Druck entgegenwirkenden Feder bewegtes Steuerglied aufweist,
das zur Verhinderung des Schleuderns die Regelkammer aus einer mit Druckluft be-
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aufschlagten Kammer auf einen vorzugsweise durch diese Feder bestimmten Druck auffüllt und zur Ver- hinderung des Gleitens die Regelkammer von der mit Druckluft beaufschlagten Kammer trennt und mit der Atmosphäre verbindet. Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert. Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau, Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Einrichtung in schematischer Darstellung.
Die gesamte Gleit-und Schleuderschutzeinrichtung besteht aus dem Gleitschutzregler 1 und den
Ventileinrichtungen 2 und 3.
Der Gleitschutzregler bewirkt in der zu ihm führenden Leitung bei jäher Drehzahländerung eine star- ke Druckabsenkung.
Die erste Ventileinrichtung 2 besitzt ein von der Feder 4 belastetes aus dem Kolben 5, der Kolben- stange 6 und dem Ventilkörper 7 zusammengesetztes Ventilglied. Der Kolben 5 weist eine Drosselbohrung
8 auf, die bei einer starken durch den Gleitschutzregler 1 hervorgerufenen Druckabsenkung ein ausrei- chendes Nachströmen von Druckluft in den über dem Kolben 5 befindlichen Raum 9 aus dem unter dem
Kolben 5 befindlichen unter Vorratsbehälterdruck stehenden Raum 10 verhindert.
Je nachdem, ob das Ventilglied in seiner unteren oder oberen Endlage steht, gibt der Ventilkörper 7 die Verbindung zwischen der Vorsteuerleitung 11 und der zum Bremszylinder C führenden Leitung 12 frei und unterbricht die Verbindung zwischen der Leitung 12 und der zur Regelkammer 13 der zweiten Ventil- einrichtung 3 führenden Leitung 14-oder gibt die Verbindung zwischen den Leitungen 12 und 14 frei. und unterbricht die zwischen den Leitungen 11 und 12.
Die zweite Ventileinrichtung 3 besitzt einen unter dem Druck der Feder 15 stehenden Doppelventil- kegel 16, der gemeinsam mit dem im Gehäuse 17 befindlichen Einlasssitz 18 die unter dem Druck im
Vorratsbehälter B stehende Kammer 19 gegenüber der Regelkammer 13 abdichtet. Der grosse unter Vor- steuerleitungsdruck stehende Kolben 20 ist mit dem von den in der Regelkammer und in der Vorsteuerlei- tung herrschenden Drücken beaufschlagten kleinen Kolben 21 mittels einer Kolbenstange zu einem Steuer- glied 22 verbunden. Dieses trägt auf seinem oberen Ende den gemeinsam mit dem Doppelventilkegel 16 die Regelkammer 13 von der Atmosphäre abdichtenden Auslasssitz 23. Die Druckfeder 24 hält bei entlüf- teter Vorsteuerleitung einem auf den kleinen Kolben 21 wirkenden Regelkammerdruck von zirka 1 atü das
Gleichgewicht.
Solange die Achse weder blockiert ist noch schleudert, befindet sich in der ersten Ventileinrichtung 2 der Kolben 5 und mit ihm der Ventilkörper 7 auf Grund der die Stellkraft des Druckes im Raum 10 über- wiegenden Stellkraft des Druckes im Raum d und der Druckfeder 4 in seiner unteren Endlage. Die Vor- steuerleitung 11 ist mit der Bremszylinderleitung 12 direkt verbunden. Die zweite Ventileinrichtung 3 wird vom Bremszylinder C getrennt. Bei völlig entlüfteter Vorsteuerleitung stellt sich, wie oben be- schrieben, in der Regelkammer 13 der zweiten Ventileinrichtung 3 ein Druck von zirka 1 atü ein. Steigt der Druck in der Vorsteuerleitung an, so wird auf Grund des Flächenunterschiedes zwischen dem grossen
Kolben 20 und dem kleinen Kolben 21 eine zusätzliche Stellkraft auftreten, die eine Druckabsenkung in der Regelkammer 13 bewirkt.
Bei einem Vorsteuerleitungsdruck von zirka 1 atü wird die Regelkammer 13 vollständig entlüftet.
Spricht der Gleitschutzregler 1 an, wird der Druck im Raum 9 abgesenkt. Der Kolben 5 wird ge- meinsam mit der Kolbenstange 6 und dem Ventilkörper 7 durch den im Raum 10 herrschenden, den Druck im Raum 9 und die Kraft der Druckfeder 4 übersteigenden Druck nach oben gedrückt. Der Ventilkörper 7 unterbricht die Verbindung zwischen den Leitungen 11 und 12 und verbindet die Leitungen 12 und 14.
Spricht der Gleitschutzregler 1 wegen des Schleuderns einer Achse, also bei entlüfteter Vorsteuer- leitung, an, so wird die Bremszylinderleitung 12 mit dem in der Regelkammer 13 herrschenden Druck von zirka 1 atü beaufschlagt. Sinkt die Drehzahl der schleudernden Achse, so schliesst der Gleitschutzregler wieder dicht ab. Vorratsbehälterdruck baut sich im Raum 9 auf, der Kolben 5 verschiebt sich gemein- sam mit dem Ventilkörper 7 nach unten, die Ventileinrichtung 3 wird vom Bremszylinder getrennt und letzterer über die drucklose Vorsteuerleitung 11 entlüftet.
Spricht der Gleitschutzregler 1 wegen einer blockierten Achse, also bei einem Vorsteuerleitungsdruck von über 1 atü. an (Blockieren der Achse ist bei geringerem Bremszylinderdruck praktisch nicht möglich), so wird die zum Bremszylinder führende Leitung 12, da die Regelkammer 13 bei einem Vorsteuerleitungs- druck von über 1 atü entlüftet ist, ebenfalls entlüftet. Erreicht die Achse wieder die der Zuggeschwin- digkeit entsprechende Drehzahl, so schliesst der Gleitschutzregler wieder dicht ab. Vorratsbehälterdruck baut sich im Raum 9 auf. der Kolben 5 verschiebt sich gemeinsam mit dem Ventilkörper 7 nach unten, die Ventileinrichtung 3 wird vom Bremszylinder C getrennt und letzterer mit der Vorsteuerleitung 11 ver- bunden, die Achse neuerlich eingebremst.
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Wie aus Fig. 1 leicht ersichtlich ist, wird durch den bei entlüfteter Vorsteuerleitung 11 in der Re- gelkammer 13 eingesteuerten Druck von zirka 1 atü der Ventilkörper 7 des Ventilgliedes der ersten Ven- tileinrichtung 2 derart beaufschlagt, dass das Ventilglied schon bei einem geringeren Druckabfall in der
Kammer 9 anspricht als es beim Umschalten im Falle des Gleitens ansprechen würde, so dass die Ventil- einrichtung 2 eine erhöhte Ansprechbereitschaft für das Schleudern der Räder besitzt.
Soll vermieden werden, dass die zweite Ventileinrichtung 3 im Bereich zwischen 0 und 1 atü Vor- steuerleitungsdruck in der Regelkammer Drücke von 1 bis 0 atü einregelt, d. h. stetig von Schleuder- auf Gleitschutz übergeht, so kann ein Schaltventil vorgesehen werden, welches nur kleine Querschnitte benötigt. Dieses Ventil ist in die den grossen Kolben 20 beaufschlagende Leitung eingeschaltet und ermög - licht ein plötzliches Umschalten der zweiten Ventileinrichtung 3. Es ist im folgenden an Hand der Fig. 2 erläutert.
Im Gehäuse 25 ist ein Doppelkolben 26 gelagert. Am Anschluss 27 ist die Vorsteuerleitung 11, am
Anschluss 28 der Vorratsbehälter B bzw. die mit Druckluft beaufschlagte Kammer 19 und am Anschluss 29 der zum grossen Kolben 20 der Ventileinrichtung 3 führende Leitungsteil angeschlossen. Steigt der Druck in der Vorsteuerleitung auf den der Feder 30 entsprechenden Wert (zirka 0,5 atü) an, so verschiebt sich der Doppelkolben 26 nach rechts und überschleift mit dem rechten Kolben den Anschluss 29. Vorratsbe- hälterluft strömt nunmehr über die Anschlüsse 28 und 29 in den Raum über den grossen Kolben 20 und drückt das Steuerglied 22 nach unten, wodurch das Regelventil plötzlich von Schleuder- auf Gleitschutz umgeschaltet wird.
Sinkt der Vorsteuerleitungsdruck ab, so schiebt die Druckfeder 30 den Doppelkolben wieder nach links, der Doppelkolben überschleift mit seinem rechten Kolben den Anschluss 29, wodurch dieser vom Vorratsbehälter getrennt und ins Freie entlüftet wird. Dadurch wird die zweite Ventileinrich- tung 3 plötzlich von Gleit- auf Schleuderschutz umgeschaltet.
Es liegt durchaus im Rahmen obiger Erfindung, dass die beiden Ventileinrichtungen in einem einzi- gen Gehäuse zusammengefasst werden bzw. dass die Steuerung der ersten Ventileinrichtung 2 nicht mit- tels eines Gleitschutzreglers, welcher eine Druckabsenkung im Raum 9 bewirkt, vorgenommen wird, son- dern insbesonders mittels eines drehzahländerungsabhängigen elektrischen Messwertgebers ein elektropneu- matisches Ventil derart gesteuert wird, dass es seinerseits den Druck im Raum 9 absenkt oder den Raum 10 mit Druck beaufschlagt, wobei in letzterem Falle die Drossel 8 entfällt, der Raum 10 im Ausgangszu- stand entlüftet ist und im Raum 9 nur ein niedrigerer als der Behälterdruck vorhanden sein darf.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kombinierte Gleit- und Schleuderschutzeinrichtung, insbesondere für Schienentriebfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zusammenwirkende Ventileinrichtungen vorgesehen sind, deren erste (2) in Abhängigkeit von dem durch das auf plötzliche Drehzahländerungen einer Fahrzeugachse anspre- chende Regelorgan (luim folgenden Gleitschutzregler genannt-eingesteuerten Druck, die bei unge- störtem Fahrbetrieb bestehende Verbindung zwischen der vom Führerbremsventil der direkten Bremse und bzw.
oder vom Steuerventil oder von einem durch diese Ventile gesteuertem Relaisventil kommenden
Vorsteuerleitung (11) einerseits, mit einer zum Bremszylinder führenden Leitung anderseits, in an sich bekannter Weise unterbricht und den Bremszylinder mit einer Regelkammer (13) der zweiten Ventilein- richtung (3) verbindet, welch letztere ein in Abhängigkeit von dem in der Vorsteuerleitung (11) herr-
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ten Kammer (19) auf einen vorzugsweise durch die Feder (24) bestimmten Druck auffüllt und zur Verhinderung des Gleitens die Regelkammer (13) von der mit Druckluft beaufschlagten Kammer (19) trennt und mit der Atmosphäre verbindet.