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Rohr- bzw. Schlauchbruchsicherungsventil
Rohr- bzw. Schlauchbruchsicherungsventile für Druckluft-oder Öldruckanlagen, insbesondere für
Bremsanlagen, mit einem Gehäuse mit einer zentralen Bohrung, die durch einen in ihr verschiebbaren
Kolben in zwei, je mit einem Verbraucher oder einer Verbrauchergruppe in Verbindung stehende Ver- braucherkammern unterteilt wird, wobei der Kolben, bei gleichen Drücken in den Verbraucherkammern durch Druckfedern od. dgl. in seiner Mittelstellung festgehalten, die Verbindung der gemeinsamen Druckluftzuleitung aber Steuerdrosseln zu den Verbraucherkammern freigibt und in jeder seiner Endlagen den Durchgang von der Druckluftzuleitung zu einer der beiden Verbraucherkammern sperrt, sind seit längerem von ihrer Verwendung bei Verschublokomotiven her bekannt.
Sie sorgen z. B. beim Einbremsen einer Lokomotive und gleichzeitigem Schlauchriss in der Bremsleitung fUr das Absperren der ausgefallenen Bremszylinderleitung und gewährleisten dadurch die weitere Funktionsfähigkeit des zweiten Bremszylinders.
Da die Stärke bzw. Schnelligkeit der Einbremsung je nachdem, ob sie über die direkte oder aber die automatische Bremse erfolgt, sehr verschieden ist, können Rohrbruchsicherungsventile, die in Abhängigkeit vom Strömungsdruck in einer Leitung lediglich den Durchlass derselben absperren, nicht verwendet werden.
Da die Bremszylinder einer Lokomotive bis zum Anlegen der Bremsklötze beträchtliche Hubunter- schiede gegeneinander aufweisen können, in den Steuerdrosseln aber bei Betätigung der direkten Bremse jedenfalls die Schallgeschwindigkeit erreicht wird-sie müssen, damit sie bei Verwendung der automatschen Bremse zur Wirksamkeit gelangen so klein bemessen sein-und daher in die beiden Bremszylinder trotz ungleichen Hubes genau die gleiche Luftmenge in der Zeiteinheit einströmt, tritt beim Anlegen des Bremszylinders mit dem grösseren Hub ein erheblicher Druckunterschied zwischen den beiden Verbaucherkammern auf, der das Rohrbruchsicherungsventil ungewollt zum Anspringen bringt. Die naheliegen- de Gegenmassnahme, nämlich die beiden Verbraucherkammern über eine Drossel z.
B. im Kolben zu verbinden und so die Empfindlichkeit des Rohrbruchsicherungsventiles zu verringern, führt gleichzeitig zu einer Herabsetzung der fUr den Fall, dass bei bereits gerissener Leitung über die automatische Bremse eventuell mittels eines Einfachsteuerventiles eingebremst wird, dringend benötigten Empfindlichkeit.
Ein derartiges Rohrbruchsicherungsventil lässt ausserdem eine Einrichtung vermissen, mittels der man bei eingetretenem Schlauchbruch entweder die geborstene Leitung absperren oder zumindest das Ventil in eine Vorzugsstellung bringen könnte, die gewährleistet, dass schon bei der geringsten Bremsung und nicht nur bei Bremsungen mittlerer Stärke das Ventil die geborstene Leitung absperrt.
Wird nämlich vor jedem Bremszylinder bzw. vor jede Bremszylindergruppe ein Absperrhahn eingebaut und bei Rohrbruch die entsprechende Leitung über den jeweiligen Absperrhahn gesperrt, so fahrt das nunmehr extrem verkleinerte Verbrauchervolumen bei der nächstfolgenden Bremsung zu einem rasanten Druckanstieg in ihr und damit zum Absperren der mit dem betriebsfähigen Bremszylinder verbundenen andern Verbraucherkammer.
Die bisher bekannten Konstruktionen werden erfindungsgemäss dadurch verbessert, d. h. unempfind-
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licher gegenüber Kolbenhubunterschieden bei Schnellbremsungenohne gleichzeitiger Verringerung der Empfindlichkeit bei schwachen Betriebsbremsungen gemacht, dass eine einerseits über eine Drossel mit der Druckluftzuleitung und anderseits über analog zu den Steuerdrosseln durch den Kolben Uberwachte Drosseln mit den beiden Verbraucherkammern in Verbindung stehende Angleichungskammer vorgesehen ist, wobei durch entsprechende Bemessung der zur Angleichungskammer führenden Drossel und der Steuerdrosseln während eines Druckanstieges in der Druckluftzuleitung zwischen der Angleichungskammer und den Verbraucherkammern ein Druckgefälle erzeugt wird,
das bei nicht in Sperrstellung befindlichem Kolben eine vermehrte Zufuhr von Druckluft zur Verbraucherkammer niedrigeren Druckes bis zur Angleichung der Drücke in beiden Verbraucherkammern bewirkt.
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Fixieren des Kolbens in einer Endlage gestattet.
Das Gehäuse 1, welches auf einem Rohrträger 2, der einen Anschluss 3 für die Druckluftzuleitung leitungunddie Anschlüsse 4,4' für die Verbraucher besitzt, angeflanscht ist, weist eine zentrale Boh- rung 5 auf, die der Kolben 6, mittels der Führungsbolzen 7, 7'verschiebbar gelagert, in die beiden Verbraucherkammern 8, 8* teilt, die mit den Anschlüssen 4, 4' verbunden sind. Die Druck- federn 9, 9' stützen sich einerseits gegen die Deckel 10, 10', anderseits auf den mit Durchbrüchen versehenen Federtellern 11. 11'ab. die sich bei Mittelstellung des Kolbens 6 ihrerseits am Gehäu- se 1 abstützen.
Wird der Kolben 6 durch pneumatische Kräfte aus seiner Mittelstellung heraus ver- schoben, so kommt derFührungsbolzen 7 bzw. 7'mit seinem Absatz auf dem Federteller 11 bzw. 11' zur Anlage, so dass sich dieser vom Gehäuse abhebt und die Feder 9 bzw. 9'auf den Kolben im Sinne einer Rückstellung einwirkt. Die im Gehäuse 1 vorgesehenen Sitzflächen 12, 12' bilden mit den zugehörigen am Kolben 6 angeordneten Ringflächen 13, 13' Ventile, die die Druckluftzuleitung
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AnschlussDrosseln 17. 17' und die als RUckschlagventil wirkenden Dichtelernente 18. 18' mit den Verbrau- cherkammern 8,8' verbunden.
Die Steuerdrosseln 14, 14' sind so ausgelegt, dass die für Schnellbremsungen mit der direkten Bremse vorgeschriebenen Bremszylinderfüllzeiten gerade erreicht werden ; die Drossel 16 ist so auf die
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messen, dass bei den zulässigen Kolbenhubunterschieden die von dem Bremszylinder mit dem grösseren Hub benötigte grössere Luftmenge auf Grund des unterschiedlichen Druckgefälles zwischen der Angleichungskammer 15 und den beiden Verbraucherkammern 8, 8' in die mit diesem verbundene Verbraucherkammer gelangen kann.
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Wird unter Voraussetzung gleicher Bremszylinderhübe über die Druckluftzuleitung eingebremst, d.
h. am Anschluss 3 schlagartig Druck aufgebaut, so strömt Druckluft über die Steuerdrosseln 14,14' di-
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die Druckluft von den Verbrauchern kommend über die Anschlüsse 4, 4', die Verbraucherkammern 8, 8' und die Steuerdrosseln 14, 14' zum Anschluss 3 zurückfliesst. Wegen der als RückschlagventilwirkendenDichtelemente18,18'kanndieDruckluftausdenVerbraucherkammern8,8' nicht in die Angleichungskammer 15 rückströmen. Wegen der völligen Symmetrie verharrt auch bei diesem Vorgang der Kolben 6 in seiner Mittelstellung.
Wird angenommen, dass am Anschluss 4 ein Bremszylinder mit einem grösserem Hub als am Anschluss 4'angeschlossen ist, und wird bei gelöster Bremse eine Schnellbremsung eingeleitet, so baut sich in der Verbraucherkammer 8 wegen der Gleichheit der Steuerdrosseln 14, 14' und der Drosseln 17, 17' untereinander der Druck langsamer auf als in der Verbraucherkammer 8' ; d. h. der Druck in der Verbraucherkammer 8' ist zu einem bestimmten Zeitpunkt höher als in der Verbraucherkammer 8. Da der Druck in der Angleichungskammer 15 wegen der Drossel 16 nur um wenige
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Zehntel at höher als in den Verbraucherkammern 8, 8' ist, ist das Druckgefälle von der Angleichungkammer 15 zur Verbraucherkammer 8 wesentlich höher als zur Verbraucherkammer 8'.
Ein
Grossteil der durch die Drossel 16 eintretenden Druckluft strömt daher aber die Drossel 17 in die Verbraucherkammer 8.
Diese zusätzliche Luftmenge reicht auf Grund der Dimensionierung der genannten Drosseln aus, um bei dem zulässigen Bremszylinderhubunterschied ein weiteres Ansteigen der Druckdifferenz zwischen den beiden Verbraucherkammern 8, 8' und damit ein Ansprechen des Rohrbruchsicherungsventiles zu vermeiden.
Ist jedoch der in der vom Anschluss 4 zum Bremszylinder führenden Leitung liegende Schlauch gerissen, so wird trotz dieser zusätzlichen Luftmenge die Druckdifferenz zwischen den beiden Verbraucherkammern über zirka 0, 5 at anwachsen, wodurch der Kolben 6 entgegen der Kraft der Druckfeder 9 aus seiner Mittellage heraus verschoben und mit seiner Ringfläche 13 andieSitzfläche 12 angepresst und die Verbraucherkammer 8 von jeder weiteren Druckluftzufuhr abgesperrt wird. Ein Vorteil vorliegender Konstruktion liegt darin, dass bei Beaufschlagung der Zuführungsleitung mit relativ niedrigem Druck die über die Angleichungskammer 15 nachströmende, zum Angleichen dienende Luftmenge progressiv abnimmt und das Ventil empfindlicher wird.
Tritt ein Schlauchbruch nach Beendigung einer Bremsstufe auf, z. B. in der vom Anschluss 4 wegführenden Leitung, so strömt Druckluft aus der Zuflussleitung über die Steuerdrossel 14 und über die Drossel 16, die Angleichungskammer 15 und die Drossel 17 nach. Dadurch sinkt der Druck in der Zuführungsleitung, so dass Druckluft vom Anschluss 4'kommend Uber die Steuerdrossel 14', nicht aber über das Dichtelement 17'rUckströmt. Da fIlr das Ansprechen des Kolbens 6 die Druckdifferenz zwischen den beiden Verbraucherkammern 8 und 8'massgeblich ist, diese aber gegeneinander durch die nunmehr in Reihe geschalteten und damit stärker wirksamen Drosseln getrennt sind, reagiert das Rohrbruchsicherungsventil wie erwünscht besonders empfindlich.
Fig. 2 stellt eine Ausführung des oben beschriebenen Rohrbruchsicherungsventiles dar, bei der im Rohrträger zusätzlich ein Konushahn 19 vorgesehen ist, der die Verbindung zwischen dem Anschluss 3 für die Druckluftzuleitung mit den Steuerdrosseln 14, 14' in Stellung I des Handgriffes 20, mit dem Verbraucheranschluss 4 in Stellung II und mit dem Verbraucheranschluss 4'in Stellung III herstellt.
In der normalen Betriebsstellung I des Handgriffes 20 funktioniert das Rohrbruchsicherungsventil wie eben beschrieben.
Platzt in der vom Anschluss 4 wegführenden Leitung ein Schlauch, ist der Handgriff 20 des Konushahnes 19 in Stellung III zu verlegen, so dass sowohl die Steuerdrosseln 14,14' als auch
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Verbraucherkammersicherungsventiles durch die direkte Beaufschlagung der Verbraucherkammer 8'noch wesentlich erhöht, so dass schon bei kleinsten Bremsstufe der Kolben 6 mittels seiner Ringfläche 13 die Verbraucherkammer 8 absperrt. Selbstverständlich ist trotzdem ein längerer Betrieb der Bremsanlage mit gerissenem Schlauch nicht zulässig.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform des anfangs beschriebenen erfindungsgemässen Rohrbruchsicherungsventiles dargestellt, die zusätzlich zum Kolben 6 axial angeordnete Anschläge 21, 21' besitzt, die im normalen Betriebsfall jedoch nicht zur Wirkung kommen, so dass die im Rahmen der Fig. 1 beschriebene Funktion erhalten bleibt.
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Pipe or hose rupture safety valve
Pipe or hose rupture safety valves for compressed air or oil pressure systems, in particular for
Brake systems, with a housing with a central bore, which is slidable in it by a
Piston is divided into two consumer chambers connected to a consumer or consumer group, the piston being held in its central position by compression springs or the like at the same pressures in the consumer chambers, but the connection of the common compressed air supply line to the control throttles Releases consumer chambers and blocks the passage from the compressed air supply line to one of the two consumer chambers in each of its end positions, have long been known from their use in shunting locomotives.
You care e.g. B. when braking a locomotive and simultaneous hose rupture in the brake line for shutting off the failed brake cylinder line and thereby ensure the continued functionality of the second brake cylinder.
Since the strength or speed of braking is very different depending on whether it takes place via the direct or the automatic brake, pipe burst safety valves, which only shut off the passage of the same depending on the flow pressure in a line, cannot be used.
Since the brake cylinders of a locomotive can have considerable differences in stroke from one another until the brake pads are applied, but the speed of sound is reached in the control throttles when the direct brake is actuated - they must be so small in order to be effective when the automatic brake is used -and therefore exactly the same amount of air flows into the two brake cylinders in the unit of time despite the unequal stroke, a considerable pressure difference occurs between the two consumer chambers when the brake cylinder with the larger stroke is applied, which unintentionally causes the pipe rupture valve to start. The obvious countermeasure, namely the two consumer chambers via a throttle z.
B. to connect in the piston and thus reduce the sensitivity of the pipe rupture valve, at the same time leads to a reduction in the sensitivity, which is urgently needed in the event that the automatic brake may be braked by means of a simple control valve when the line is already broken.
Such a pipe rupture safety valve also lacks a device by means of which one could either shut off the burst line in the event of a hose rupture or at least bring the valve into a preferred position that ensures that even with the slightest braking and not only with braking of medium strength, the valve would burst Line shut off.
If a shut-off valve is installed in front of each brake cylinder or in front of each brake cylinder group, and if the pipe breaks, the corresponding line is blocked via the respective shut-off valve, the now extremely reduced consumer volume causes a rapid pressure increase in it during the next braking operation and thus shuts off the one that is operational Brake cylinder connected to the other consumer chamber.
The previously known constructions are improved according to the invention, d. H. insensitive
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With respect to piston stroke differences during rapid braking without a simultaneous reduction in sensitivity in the case of weak service brakes, it is made easier to provide an equalization chamber connected to the two consumer chambers via a throttle on the one hand with the compressed air supply line and, on the other hand, via throttles monitored by the piston analogously to the control throttles, and with appropriate dimensioning the throttle leading to the equalization chamber and the control throttles during a pressure increase in the compressed air supply line between the equalization chamber and the consumer chambers, a pressure gradient is generated,
which, when the piston is not in the blocking position, causes an increased supply of compressed air to the lower pressure consumer chamber until the pressures in both consumer chambers are equalized.
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Allowing the piston to be fixed in one end position.
The housing 1, which is flanged to a pipe support 2, which has a connection 3 for the compressed air supply line and the connections 4,4 'for the consumers, has a central bore 5, which the piston 6, by means of the guide pins 7, 7 'slidably mounted, divides into the two consumer chambers 8, 8 *, which are connected to the connections 4, 4'. The compression springs 9, 9 'are supported on the one hand against the cover 10, 10' and on the other hand on the spring plates 11, 11 'provided with openings. which in turn are supported on the housing 1 when the piston 6 is in the middle position.
If the piston 6 is pushed out of its central position by pneumatic forces, the guide bolt 7 or 7 'comes to rest with its shoulder on the spring plate 11 or 11', so that it lifts off the housing and the spring 9 or 9 'acts on the piston in the sense of a return. The seat surfaces 12, 12 'provided in the housing 1, together with the associated annular surfaces 13, 13' arranged on the piston 6, form valves which supply the compressed air line
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Connection throttles 17, 17 'and the sealing elements 18, 18' acting as a check valve are connected to the consumer chambers 8, 8 '.
The control throttles 14, 14 'are designed so that the brake cylinder filling times prescribed for rapid braking with the direct brake are just achieved; the throttle 16 is so on
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measure that with the permissible piston stroke differences, the larger amount of air required by the brake cylinder with the larger stroke due to the different pressure gradient between the equalization chamber 15 and the two consumer chambers 8, 8 'can reach the consumer chamber connected to this.
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Is braked under the condition that the brake cylinder strokes are the same via the compressed air supply, i.e.
H. Pressure built up suddenly at port 3, so compressed air flows through the control throttles 14, 14 'di-
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the compressed air coming from the consumers via the connections 4, 4 ', the consumer chambers 8, 8' and the control throttles 14, 14 'flows back to connection 3. Because of the sealing elements 18, 18 'acting as check valves, the compressed air from the consumer chambers 8, 8' cannot flow back into the adjustment chamber 15. Because of the complete symmetry, the piston 6 remains in its central position during this process.
If it is assumed that a brake cylinder with a greater stroke is connected to port 4 than to port 4 ', and if rapid braking is initiated when the brake is released, then because of the equality of control throttles 14, 14' and throttles 17, a build-up builds up in consumer chamber 8 17 'the pressure among each other is slower than in the consumer chamber 8'; d. H. the pressure in the consumer chamber 8 'is higher at a certain point in time than in the consumer chamber 8. Since the pressure in the equalization chamber 15 because of the throttle 16 is only a few
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Tenth of an at is higher than in the consumer chambers 8, 8 ', the pressure gradient from the equalization chamber 15 to the consumer chamber 8 is significantly higher than to the consumer chamber 8'.
One
The majority of the compressed air entering through the throttle 16 therefore flows through the throttle 17 into the consumer chamber 8.
Due to the dimensioning of the throttles mentioned, this additional amount of air is sufficient to avoid a further increase in the pressure difference between the two consumer chambers 8, 8 'and thus a response of the pipe rupture valve with the permissible brake cylinder stroke difference.
If, however, the hose in the line leading from connection 4 to the brake cylinder is torn, the pressure difference between the two consumer chambers will increase to about 0.5 atm despite this additional amount of air, causing the piston 6 to move out of its central position against the force of the compression spring 9 moved and pressed with its annular surface 13 against the seat 12 and the consumer chamber 8 is shut off from any further supply of compressed air. One advantage of the present construction is that when the supply line is subjected to relatively low pressure, the amount of air flowing in via the equalization chamber 15 and used for equalization decreases progressively and the valve becomes more sensitive.
If a hose rupture occurs after the end of a braking stage, e.g. B. in the line leading away from connection 4, compressed air flows from the inflow line via the control throttle 14 and via the throttle 16, the equalization chamber 15 and the throttle 17. As a result, the pressure in the supply line drops, so that compressed air coming from the connection 4 'flows back via the control throttle 14', but not via the sealing element 17 '. Since the pressure difference between the two consumer chambers 8 and 8 'is decisive for the response of the piston 6, but these are separated from one another by the throttles that are now connected in series and therefore more effective, the pipe rupture valve reacts particularly sensitively, as desired.
Fig. 2 shows an embodiment of the pipe rupture valve described above, in which a conical valve 19 is also provided in the pipe support, which connects the connection 3 for the compressed air supply with the control throttles 14, 14 'in position I of the handle 20, with the consumer connection 4 in position II and with the consumer connection 4 'in position III.
In the normal operating position I of the handle 20, the pipe rupture safety valve functions as just described.
If a hose bursts in the line leading away from the connection 4, the handle 20 of the conical valve 19 should be moved to position III so that both the control throttles 14, 14 'and
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The consumer chamber safety valve is significantly increased by the direct action on the consumer chamber 8 ′, so that the piston 6 shuts off the consumer chamber 8 by means of its annular surface 13 even at the lowest braking level. Of course, prolonged operation of the brake system with a torn hose is not permitted.
In Fig. 3 a further embodiment of the inventive pipe rupture valve described at the beginning is shown, which in addition to the piston 6 has axially arranged stops 21, 21 ', which however do not come into effect in normal operation, so that the function described in the context of FIG preserved.
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