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Steuerventileinrichtung für Druckluftbremsen
Die Erfindung betrifft eine Steuerventileinrichtung für Druckluftbremsen, die in bekannter Weise mit einemdieverbindung einesvorratsluftbehälters mit einerDruckkammer UberwachendenEinlassventil versehen ist, das einen durch Verschieben in der Öffnungsrichtung von seinem Sitz entgegen der Kraft einer Schliessfe- der abhebbaren Ventilkörper aufweist, die ferner mit einem unter der Wirkung einer vom Druck in der Druck- kammer abhängigen Betätigungskraft in der Öffnungsrichtung verschiebbaren Stössel zum Anheben des Ventil- körpers von seinem Sitz versehen ist und bei der ein eine Hilfsfeder umfassendes Begrenzungsorgan die Öffnung des Einlassventils durch die Betätigungskraftbeieinemvorbestimmten Höchstdruck in der Druckkammer ver- hindert.
Bei bekannten Steuerventileinrichtungen dieser Art greift der Stössel, der mit einem von dem in der
Druckkammer herrschenden Brt : mszyl1nderdruck belasteten Kolben verbunden ist, unmittelbar am Ven- tilkörper an, und die auf einen weiteren Kolben wirkende, dem Unterschied zwischen den Drücken in der
Hauptluftleitung und in einem Steuerbehälter konstanten Druckes entsprecnende Kraft wird vermittels der
Hilfsfeder auf den Stössel übertragen. Die Hilfsfeder ist dabei so ausgelegt, dass sie unterhalb eines vorbestimmten Höchstdruckes im Bremszylinder diese Kraft starr auf den Stössel überträgt, wogegen sie oberhalb dieses Höchstdruckes zusammengedrückt wird, so dass keine Verschiebung des Stössels in der Öffnungrichtung erfolgt.
Mit dieser Anordnung ist der Nachteil verbunden, dass die Hilfsfeder unter dem Einfluss der verhältnismässig grossen, auf die beiden Kolben wirkenden Kräfte steht und daher schwer und unempfindlich wird. Die Verwirklichung einer genau bestimmten Federkraft wird bei solchen Federn schwierig.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieses Nachteils. Erfindungsgemäss umfasst das Begrenzungsorgan ein am Ventilkörper angreifendes und unter dem Einfluss des D : uckes in der Druckkammer stehendes, die Wirkung der Schliessfeder unterstützendes Betätigungsglied, und ferner greift der Stössel bei Verschiebung in der Öffnungsrichtung am Ventilkörper über einen relativ zu letzterem verschiebbaren und sich an ihm über die Hilfsfeder abstützenden Mitnehmer an.
Diese erfindungsgemässe Ausbildung hat gegenüber der bekannten Steuerventileinrichtung den Vorteil, dass die Hilfsfeder nicht mehr eine Antriebsverbindung zwischen zwei Kolben bildet, sondern nur der Mitnahme eines Ventilkörpers dient, dessen Belastung klein ist gegenüber derjenigen der Kolben. Zudem lässt sich der Ventilkörper von den an ihm angreifenden Drücken weitgehend entlasten, in welchem Fall die Hilfsfeder nur genügend stark sein muss, um die Schliessfeder zu überwinden.
Ein Auführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Diese zeigt eine Steuerventileinrichtung für die Bremsen von Schienenfahrzeugen im Schnitt samt der zugehörigen Hauptluftleitung 11, einem Steuerluftbehälter 12, einem Vorratsluftbehälter 13 und einem Bremszylinder 14 im Zustand der gelösten Bremse. Im Unterteil 8 des Gehäuses der Steuerventileinrichtung ist die Trennwand 15 vorgesehen, die eine dichtende Führung für einen Stössel 16 bildet. An dessen unterem Ende ist ein Druckteller 17 befestigt, der an seinem äusseren Umfang eine elastisch nachgiebige Membran 18 trägt. Ihr äusserer Rand ist im Gehäuse 8 eingespannt.
Der Teller 17 und die Membran 18 trennen eine obere, an die Hauptluftleitung 11 angeschlossene Kammer 19 von einer unteren, an den Steuerluftbehälter 12 angeschlossenen Kammer 21.
Der Stössel 16 geht nach oben in den Rohrstutzen 22 über, dessen oberes, offenes Ende einem Ventilkörper 23 gegenübersteht, wogegen dessen unteres, ebenfalls offenes Ende, in das eine Lösebohrung 24 eingesetzt ist, in eine mit der Aussenluft verbundene Kammer 25 mündet. Diese Kammer wird nach oben
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von einer einerseits im Gehäuse 8 eingespannten und anderseits auf einem Druckteller 26 aufliegenden Membran 27 abgeschlossen und begrenzt damit eine weitere Kammer 28, die mit dem Bremszylinder 14 verbunden ist.
Auf dem unteren Gehäuseteil 8 ist mittels Schrauben 29. ein oberer Gehäuseteil 9 befestigt. Im Innern ) desselben ist ein das Einlassventil bildender Körper 31 verschiebbar geführt. Dieser ist am unteren Ende mit einem Flansch 34 versehen, in dessen untere Endfläche ein Dichtungsring 32 eingesetzt ist, der einem gehäusefesten Sitz 33 gegenübersteht. Eine sich an einer Rippe 35 des Gehäuseteils 9 abstützende Schliessfeder 36 liegt auf dem Flansch 34 auf und presst den Körper 31 normalerweise auf den Sitz 33. In einer von der Rippe 35 und dem Gehäuseteil 9 gebildeten Ausnehmung ist ein Dichtungsring 37 untergebracht, ) dessen Innenfläche am Körper 31 dichtend anliegt. Im Innern des letzteren ist mittels einer Bohrung 38 der Ventilkörper 23 axial verschiebbar gehalten, wobei ihn eine Feder 39 gegen Anschläge 41 an der Innenwand des Körpers 31 drückt.
Nach oben geht der Körper 31 in einen mit einer Bohrung 42 versehenen Hals 43 über, der in einer eine Dichtung bildenden Rippe 44 des Gehäuseteils 9 geführt wird. Am oberen Ende des Halses 43 ist eine Membran 45 befestigt, deren äusserer Rand in der Wandung des Gehäuseteils i 9 eingespannt ist. Die Membran 45 schliesst nach oben eine Kammer 46 ab, die über die Bohrung 42 mit dem Innsnraum des Körpers 31 und über eine Öffnung 47 im unteren Gehäuseteil 8 mit der Kammer 28 in unmittelbarer Verbindung steht. Zwischen der Membran 45 und der Rippe 44 befindet sich eine nach der Aussenluft entlüftete Kammer 48. Die Bohrung 42 steht über eine Querbohrung 49 mit einer zwischen der Rippe 44 und dem Körper 31 befindlichen Kammer 51 in Verbindung. Der Dichtungsring 37 dichtet diese letztere gegenüber einer unteren, mit dem Vorratsluftbehälter 13 verbundenen Kammer 52 ab.
Die beiden Behälter 12 und 13 sind über mit Rückschlagventilen 53 versehenen Zweigleitungen 54, 55 an die Hauptluftleitung 11 angeschlossen.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Steuerventileinrichtung bei Bremsungen ist die folgende : In der dargestellten Lösestellung herrscht zwischen den Drücken in den Kammern 19 und 21 Gleichgewicht, da sowohl die Hauptluftleitung 11 als auch der Steuerluftbehälter 12 auf den Betriebsdruck aufgefüllt sind.
Die Feder 36 drückt den Körper 31 auf den Sitz 33, während die Feder 39 den Ventilkörper 23 gegen die Anschläge 41 drückt. Jeder im Bremszylinder 14 etwa noch vorhandene Restdruck belastet die Membran 27 und hält damit den Stössel 22 vom Ventilkörper 23 entfernt. Da die Kammer 28 somit über die Öffnung 47, das Innere des Stössels 22 und die Lösebohrung 24 mit der Aussenluft verbunden ist, entleert sie sich vollständig.
Nimmt der Lokomotivführer in der Hauptluftleitung 11 zwecks Ausführung einer leichten Bremsung eine Drucksenkung vor, so bleibt der Betriebsdruck in der Kammer 21 infolge des Rückschlagventils 53 in der Zweigleitung 54 bestehen, während er in der Leitungskammer 19 fällt. Der in dieser Weise zwischen den beiden Kammern 19,21 entstehende Druckunterschied hebt den Stössel 16,22 an, wobei dieser am Ventilkörper 23 zum Aufliegen kommt und die Druckkammer 28 von der Aussenluft abtrennt. Da die Feder 39 stärker ist als die Feder 36, so wirkt der Ventilkörper 23 als Mitnehmer für den Körper 31 und hebt diesen von seinem Sitz 33 ab. Damit ist das Einlassventil der Steuerventileinrichtung geöffnet, und es strömt Druckluft aus dem auf den Betriebsdruck aufgefüllten Vorratsluftbehälter 13 über die Kammer 52, die Öffnung 47 und die Kammer 28 in den Bremszylinder 14.
Dieser Füllvorgang dauert so lange an, bis der in der Kammer 28 vorhandene Druck genügt, um die Membran 27 und mit ihr den Stössel 22 und die Membran 17 nach unten in die Abschlussstellung zu bringen, in der zwar der Stössel 22 noch am Ventilkörper 23 anliegt, das Einlassventil 31 aber auf seinen Sitz 33 gepresst wird. In dieser Stellung kann sich der Bremszylinder 14 weder über die Bohrung 24 nach der Aussenluft entleeren noch kann er vom Vorratsluftbehälter 13 weiter aufgefüllt werden.
Der im Bremszylinder 14 und in der Kammer 28 herrschende Druck überträgt sich über die Öffnung 47 auf das Innere 56 des Körpers 31. Gleichzeitig gelangt aber auch Druckluft über die Bohrungen 42 und 49 in die Kammern 46 und 51. Der sich in letzterer aufbauende Druck dient lediglich zur Entlastung des Körpers 31, indem dieser Druck dem im Innern des Körpers 31 vorhandenen Druck entgegenwirkt. Dagegen wird der Körper 31 durch den in der Kammer 46 wirkenden Druck und die Schliessfeder 36 entgegen der Wirkung der Hilfsfeder 39 nach unten gedrückt.
Die Stärken beider Federn und die Fläche des durch die Membran 45 und den Hals 43 gebildeten Betätigungsorgans sind in solcher Weise aufeinander abgestimmt, dass der einer Vollbremsung entsprechende Druck im Bremszylinder genügt, um das Einlassventil 31 unter Zusammendrückung der Hilfsfeder 39 auf seinen Sitz 33 zu drücken und damit jede weitere Zufuhr von Druckluft zum Bremszylinder 14 zu unterbinden.
Findet in der Hauptluftleitung 11 eine Absenkung des Druckes unter den einer Vollbremsung entsprechenden Wert statt, indem beispielsweise dieser Druck bis auf den Atmosphärendruck vermindert wird, so werden der Stössel 22 und der Ventilkörper 23
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zwar angehoben, das Einlassventil 31 bleibt aber auf seinen Sitz 33 gepresst und begrenzt damit den Höchstdruck in der Kammer 28 und damit im Bremszylinder 14 auf den genannten, einer Vollbremsung entsprechenden Wert. Da dieser Wert dem Unterschied der Kräfte der beiden Federn 36 und 39 verhältl1Ïsgleich ist, kann durch Verändern der Stärke der einen oder andern Feder der gewünschte Höchstdruck in einfachster Weise eingestellt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Steuerventileinrichtung für Druckluftbremsen, die mit einem die Verbindung eines Vorratsluftbehälters mit einer Druckkammer überwachenden Einlassventil versehen ist, das einen durch Verschieben in der Öffnungsrichtung von seinem Sitz entgegen der Kraft einer Schliessfeder abhebbaren Ventilkörper aufweist, die ferner mit einem unter der Wirkung einer vom Druck in der Druckkammer abhängigen Betätigungskraft in der Öffnungsrichtung verschiebbaren Stössel zum Anheben des Ventilkörpers von seinem Sitz versehen ist und bei der ein eine Hilfsfeder umfassendes Begrenzungsorgan die Öffnung des Einlassventils durch die Betätigungskraft bei einem vorbestimmten Höchstdruck in der Druckkammer verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungsorgan ein am Ventilkörper (31) angreifendes und unter dem Einfluss des Druckes in der Druckkammer (28)
stehendes, die Wirkung der Schliessfeder (36) unterstützendes Betätigungsglied (45) umfasst und dass der Stössel (22) bei Verschiebung in der Öffnungsrichtung am Ventilkörper (31) über einen relativ zu letzterem verschiebbaren und sich an ihm über die Hilfsfeder (39) abstützenden Mitnehmer (23) angreift.