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Die Erfindung betrifft eine Druckluftbremse für Lokomotiven, mit einer durch ihr Druckerhalten ein Bremssteuerventil steuernden Hauptluftleitung und einem zwischen der Hauptluftleitung und dem Bremssteuerventil angeordneten, die Bremsimpulse der Hauptluftleitung nur in verminderter Grösse auf das Bremssteuerventil übertragenden Reduzierventil, welches einerseits durch ein in Richtung zum Bremssteuerventil öffnendes Rückschlagventil und anderseits durch ein das Reduzierventil umgehendes, kolbengesteuertes Ventil überbrückt ist, dessen Kolben in Ventilöffnungrichtung wirkend von einer Feder belastet ist.
Es sind bereits Druckluftbremsen der vorstehenden Art bekannt, die eine manuell bedienbare Einrichtung zum Aufstossen eines Rückschlagventils aufweisen, wodurch durch eine zwangsweise Verbindung der Hauptluftleitung mit dem Bremssteuerventil das Reduzierventil ausgeschaltet wird.
Es ist auch bereits bekannt, zwischen die Hauptluftleitung und das Bremssteuerventil der Lokomotive ein Reduzierventil einzuschalten, das während Bremsungen zur Schonung der Radreifen der Lokomotive eine Reduzierung der zum Bremssteuerventil gelangenden Bremsimpulse der Hauptluftleitung bewirkt. Zum einwandfreien Lösen der Bremse ist das Reduzierventil in Strömungsrichtung von der Hauptluftleitung zum Bremssteuerventil von einem Rückschlagventil überbrückt. Um zu vermeiden, dass bei schwachen Bremsungen die Lokomotivbremse völlig gelöst bleibt, ist das Reduzierventil ausserdem durch ein kolbengesteuertes Ventil überbrückt, dessen Kolben in Öffnungsrichtung von der Kraft einer Feder entgegen dem Bremszylinderdruck beaufschlagt ist.
Bei einer leichten Bremsung ist dieses Ventil geöffnet und damit das Reduzierventil abgeschaltet, bis ein bestimmter Bremszylinderdruck erreicht ist, der das Ventil zum Schliessen bringt und das Reduzierventil einschaltet, dessen Reduzierwirkung erst mit stärker werdender Bremsung der
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in der Hauptluftleitung bei gelöster Bremse ein Druckgefälle von zirka 1, 2 bis 1, 5 bar) der Druck in der zum Bremssteuerventil führenden Leitung und damit auch der Druck im Bremszylinder der Lokomotive verbleibt. Erst wenn der Druck in der Hauptluftleitung so stark gefallen ist, dass der Druckunterschied gegenüber dem Druck in der zum Bremssteuerventil führenden Leitung den Einstellwert des Reduzierventils überschreitet und damit ausserhalb des Betriebsbremsbereiches liegt, kommt es zu einer weiteren Druckerhöhung im Bremszylinder der Lokomotive.
Die Bremssteuerventile von Lokomotiven für Güter- und Personenwagenbetrieb sind nun bekanntlich wegen der erforderlichen unterschiedlichen Bremszeiten bei Güter- bzw. Personenwagenbetrieb mit einer Umstellvorrichtung versehen.
Wegen der verschiedenen Bremszeiten in Güterwagenstellung und in Personenwagenstellung des Bremssteuerventils kam es bisher bei der bekannten Vorrichtung zu starken Streuungen in den Hauptluftleitungsdrücken, bei denen die Einschaltung des Reduzierventils erfolgte. Die Folge war, dass es auch zu entsprechend starken Streuungen in den sich einstellenden Bremszylinderdrücken im Betriebsbremsbereich kam, so dass die bekannte Druckluftbremse für Lokomotiven trotz der eingangs erwähnten Vorteile noch nicht voll befriedigen konnte.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Lokomotivbremse besteht auch darin, dass das Einschalten des Reduzierventils durch die der Bremsung vorhergegangenen und am Ende der Niederdruckfüllperiode wieder abgebauten Füllstösse beeinflusst wird. Der Grund hiefür ist darin zu sehen, dass sich während eines Füllstosses, oder einer Niederdruckfüllperiode hinter dem Reduzierventil ein höherer Druck als der Regeldruck bei gelöster Bremse aufbauen kann. Wird aber, nachdem sich der erhöhte Druck auf Regeldruckhöhe gesenkt hat, eine Bremsung eingeleitet, so kann schon innerhalb des Betriebsbremsbereiches die Druckdifferenz erreicht werden, in der das Reduzierventil öffnet und die verstärkte Bremsung der Lokomotive einsetzt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und sicher wirkende Druckluftbremse für Lokomotiven der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Wirkung des Reduzierventils vor allem durch die einer Bremsung vorangegangenen Füllstösse oder Niederdruckfüllperioden aber auch durch die verschiedenen Betriebsstellungen des Bremssteuerventils für Güterund Personenwagenbetrieb nicht beeinflusst werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Kolben in Schliessrichtung des
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Ventils entgegen dem Druck in der Hauptluftleitung vom Druck am Eingang des Bremssteuerventils beaufschlagt ist, und dass das Ventil mit einer gedrosselten Verbindung zwischen zwei durch den Kolben voneinander getrennten Kammern in Serie liegt. Hiedurch wird vor allem der Vorteil erreicht, dass die Bremssteuerung unabhängig vom Druckniveau des Führerbremsventils und auch un- abhängig von der Einstellung des nachgeschalteten Steuerventils arbeitet, d. h. der vom Steuerventil ausgesteuerte Druck wirkt nicht unmittelbar auf das Umgehungsventil.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In der Zeichnung sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die durch den Zug geführte Hauptluftleitung --1-- ist über eine Abzweigleitung --2-- erstens an den Raum --3-- eines Reduzierventils --4--, zweitens an den Raum --5-- eines Rückschlagventils --6-- und drittens an einen Anschluss--8--zur einen Kammer--21--eines kolbengesteuerten Ventils --10-- angeschlossen. Das als Rückschlagventil ausgebildete Reduzierventil --4-- weist eine von einer Feder --11-- beaufschlagte Ventilplatte --12-- auf, die den Raum --3-- von einem Raum --13-- mit einem Anschluss an eine Rohrleitung --14-- trennt, der an den Steuereingang --15-- eines Bremssteuerventils --16-- angeschlossen ist.
Das Reduzierventil --4-- öffnet entgegen der Kraft der Feder --11-- in Strömungsrichtung vom Bremssteuerventil --16-- zur Haupt- luftleitung --1--.
Das Rückschlagventil --6-- enthält eine von einer Feder--17--belastete Ventilplatte --12'--, die den Raum --5-- von einem Raum--18--trennt, der über eine Rohrleitung --19-an den Eingang--15--des Bremssteuerventils--16--angeschlossen ist. Das Rückschlagventil --6-- öffnet entgegen der Kraft der Feder --17-- in Strömungsrichtung von der Hauptluftleitung --1-- zum Bremssteuerventil--16--.
Der Kolben --20-- trennt im kolbengesteuerten Ventil --10-- eine an die Hauptluftleitung - -1-- angeschlossene Kammer --21-- von einer an eine Rohrleitung --24-- angeschlossenen Kammer --9--. Die Rohrleitung --24-- ist an den Eingang --15-- des Bremssteuerventils --16-- ge- führt. In der Kammer --21-- befindet sich eine Feder--25--, die den Kolben --20-- in Öffnungsrichtung belastet. Der Kolben --20-- weist eine zentrale Öffnung --28-- auf, die auf der Seite zur Kammer --21-- hin als Ventilsitz --29-- ausgebildet ist. Ausserdem befindet sich in der Kam- mer --21-- eine feste Platte--30--, die mit dem Ventilsitz --29-- am Kolben --20-- als Ventil zusammenwirkt.
Die Öffnung --28-- ist als Drosseldüse mit bestimmtem Drosselquerschnitt ausgebildet. Über die Drosseldüuse --28-- ist bei geöffnetem Ventil die Hauptluftleitung --1-- mit dem Bremssteuerventil--16--verbunden.
Das Ventil--29, 30--kann entgegen der Kraft der Feder --25-- und dem Druck in der Kam- mer --21-- vom Druck in der Kammer --9-- in Schliessstellung gehalten werden.
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--16-- istBremszylinder --27-- mit Luft aus dem Hilfsluftbehälter --26-- beaufschlagt bzw. den Bremszy- linder --27-- entlüftet.
Bei gelöster, betriebsbereiter Bremse herrscht in der Hauptluftleitung --1--, den Rohrleitungen--14, 19 und 24--sowie dem Hilfsluftbehälter --26-- Regeldruckhöhe. Das Rückschlag- ventil --6-- und das Reduzierventil --4-- sind geschlossen, der Bremszylinder --27-- ist entlüftet und das Ventil --10-- ist geöffnet.
Wird für eine leichte Einbremsung der Druck in der Hauptluftleitung --1-- etwas abgesenkt, so setzt sich diese Drucksenkung über das geöffnete Ventil --10-- auch auf den Druck am Eingang --15-- des Bremssteuerventils --16-- fort und veranlasst das Bremssteuerventil anzuspringen und Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter --26-- in den Bremszylinder --27-- einzuspeisen.
Fällt der Druck in der Hauptluftleitung --1-- infolge weitergehender Einbremsung unter eine bestimmte Druckschwelle ab, wodurch auch der Druck in der Kammer --21-- des Ventils --10-auf eine bestimmte Druckhöhe abfällt, schliesst das Ventil --10-- entgegen der Kraft der Feder - und dem Druck in der Kammer --21-- durch den Druck in der Kammer --9-- und unterbricht die Verbindung zwischen Hauptluftleitung --1-- und dem Bremssteuerventil--16--. Damit ist das Reduzierventil --4-- eingeschaltet. Die Feder --25-- ist dabei so ausgelegt, dass bei
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einem dem Anlagedruck des Bremszylinders --27-- entsprechenden Druckniveau in der Kammer --9-die Hauptluftleitung --1-- von dem Bremssteuerventil --16-- abgeschlossen ist.
Das Einschalten des Reduzierventils wird damit immer einem bestimmten Leitungsdruck am Eingang des Bremssteuerventils und damit einerseits einem bestimmten Bremszylinderanlagedruck und anderseits einem bestimmten Hauptleitungsdruck zugeordnet.
Bei weitergehender Druckabsenkung in der Hauptluftleitung --1-- bleibt bei eingeschaltetem Reduzierventil --4-- der Druck am Eingang --15-- des Bremssteuerventils --16-- auf der bestimmten Höhe stehen. Sobald jedoch der Druck in der Hauptluftleitung --1-- den Druck am Eingang --15-- des Bremssteuerventils um eine der Kraft der Feder --11-- des Reduzierventils entsprechendes Mass unterschreitet, öffnet die Ventilplatte --12-- und der Druck am Eingang --15-des Bremssteuerventils wird entsprechend der weiterhin erfolgenden Druckabsenkung in der Hauptluftleitung um den Einstellwert des Reduzierventils --4-- mit abgesenkt. Hiedurch wird die Druckbeaufschlagung des Bremszylinders entsprechend erhöht.
Die Bremswirkung der Lokomotive ist damit bei wirksamem Reduzierventil um einen bestimmten der Kraft der Feder --11-- entsprechenden Wert schwächer als sie gemäss der Druckabsenkung
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auch der Druck im Raum --3-- des Reduzierventils --4-- auf Atmosphäre abgesunken und die
Druckluft am Eingang des Bremssteuerventils --16-- vermag über die Rohrleitung --14-- und das
Reduzierventil --4-- entgegen der Kraft der Feder --11-- in die Hauptluftleitung --1-- bis auf einen Druck abzuströmen, bei dem ein maximaler Bremsdruck in den Bremszylinder eingesteuert wird.
Beim Lösen der Bremse wird der Druck in der Hauptluftleitung --1-- auf Regeldruckhöhe erhöht. Über das Rückschlagventil --6-- strömt dabei Druckluft in die Rohrleitung --19-- zum
Eingang --15-- des Bremssteuerventils ein, das daraufhin ein Lösen des Bremszylinders --27-- bewirkt. Nach einem entsprechenden Druckaufbau am Eingang --15-- des Bremssteuerventils --16-gibt der Kolben --20-- im Vollösezustand des Bremszylinders die Verbindung zwischen der Haupt- luftleitung --1-- und dem Bremssteuerventil --16-- frei, ohne dass am Eingang --15-- ein den Regeldruck übersteigender Druck nach Abklingen eines Füllstosses oder einer Niederdruckfüllperiode in der Hauptluftleitung --1-- erhalten bleiben kann, der zu einem vorzeitigen Ansprechen des Reduzierventils bei einer anschliessenden Bremsung führen könnte.
Die während des Lösezustandes der Bremse bestehende Verbindung zwischen der Hauptluftleitung und dem Bremssteuerventil ermöglicht das Ausgleichen des Druckes vor und hinter dem Reduzierventil --4--, so dass bei einer anschliessenden Bremsung sichergestellt ist, dass die Druckabsenkung am Eingang des Bremssteuerventils und damit die Einbremsung der Lokomotive erst beginnt, wenn die Hauptluftleitung entsprechend dem Einstellwert des Reduzierventils abgesenkt ist.
Über die Drosseldüse sind damit die beiden Ventilkammern --21 und 9--solange miteinander verbunden, als nicht der Kolben --20-- auf Grund des Einleitens einer Bremsung (Mindestabfall bei der ersten Bremsstufe laut Vorschrift 0, 3 bar) gegen die Kraft der auf ihn einwirkenden Feder --25- verschoben wird und dadurch die durch die Drosseldüse hergestellte Verbindung unterbrochen wird.
Die Drosseldüse gewährt im Zusammenwirken mit den Federn --25 und 11-- eine besondere zusätzliche Einstellmöglichkeit der Druckluftbremse.
Vorteilhaft sind die Federn --11 und 25--zum Anpassen der Lokomotivbremse an das gewünschte Betriebsverhalten mit einstellbaren Widerlagern versehen.
Es ist möglich, die beiden Ventile --4 und 6--baulich zusammenzufassen. Hiezu kann der Ventilteller --12-- eine zentrale Öffnung aufweisen, die von einem Ventilstössel auf der Seite des Raumes --13-- abgedichtet werden kann, der in der Schliessstellung von einer der Feder --17-entsprechenden Feder gehalten wird, die sich am Ventilteller auf der Seite des Raumes --3-abstützt.
Weiterhin kann das kombinierte Rückschlag-Reduzierventil --6-4-- auch mit dem kolbengesteuerten Ventil --10-- eine Baueinheit bilden, wobei von dem Raum --3-- im gemeinsamen Ventilgehäuse ein Kanal zum Eingang-8--geführt ist.
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The invention relates to a compressed air brake for locomotives, with a main air line that controls a brake control valve due to its pressure and a brake valve of the main air line that is arranged between the main air line and the brake control valve and that only transmits the brake pulses of the main air line to the brake control valve in a reduced size Check valve and on the other hand is bridged by a piston-controlled valve bypassing the reducing valve, the piston of which is loaded by a spring, acting in the valve opening direction.
Compressed air brakes of the above type are already known, which have a manually operable device for opening a check valve, as a result of which the reducing valve is switched off by a forced connection of the main air line to the brake control valve.
It is also already known to switch on a reducing valve between the main air line and the brake control valve of the locomotive, which reduces the braking pulses of the main air line coming to the brake control valve during braking in order to protect the wheel tires of the locomotive. The check valve is bridged in the direction of flow from the main air line to the brake control valve by a check valve to ensure that the brake is released properly. In order to avoid that the locomotive brake remains completely released during weak braking, the reducing valve is also bypassed by a piston-controlled valve, the piston of which is acted upon in the opening direction by the force of a spring against the brake cylinder pressure.
When braking slightly, this valve is open and the reducing valve is switched off until a certain brake cylinder pressure is reached, which brings the valve to a close and switches on the reducing valve, the reducing effect of which only occurs when the braking of the brake increases
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in the main air line with the brake released, a pressure drop of approx. 1.2 to 1.5 bar), the pressure in the line leading to the brake control valve and thus also the pressure in the brake cylinder of the locomotive remains. Only when the pressure in the main air line has dropped so much that the pressure difference compared to the pressure in the line leading to the brake control valve exceeds the set value of the reducing valve and is therefore outside the service brake range, will there be a further pressure increase in the brake cylinder of the locomotive.
The brake control valves of locomotives for freight and passenger car operation are now known to be provided with a changeover device because of the different braking times required in freight or passenger car operation.
Because of the different braking times in the freight car position and in the passenger car position of the brake control valve, there have been strong scatterings in the known device in the main air line pressures at which the reducing valve was switched on. The result was that there was also a correspondingly large spread in the brake cylinder pressures in the service brake area, so that the known compressed air brake for locomotives could not yet be fully satisfied despite the advantages mentioned at the beginning.
Another major disadvantage of the known locomotive brake is that the switching on of the reducing valve is influenced by the filling pulses preceding the braking and reduced again at the end of the low-pressure filling period. The reason for this can be seen in the fact that a pressure higher than the control pressure when the brake is released can build up behind the reducing valve during a filling surge or a low-pressure filling period. However, if braking is initiated after the increased pressure has dropped to the control pressure level, the pressure difference can be reached within the service braking range, in which the reducing valve opens and the locomotive starts to brake more intensely.
The invention is therefore based on the object of specifying a simple and safe-acting air brake for locomotives of the type mentioned at the beginning, in which the effect of the reducing valve is not primarily due to the filling shocks or low-pressure filling periods preceding braking, but also due to the various operating positions of the brake control valve for freight and passenger car operation can be influenced.
The object is achieved in that the piston in the closing direction of the
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Valve against the pressure in the main air line is acted upon by the pressure at the input of the brake control valve, and that the valve is in series with a throttled connection between two chambers separated by the piston. The main advantage of this is that the brake control operates independently of the pressure level of the driver's brake valve and also independently of the setting of the downstream control valve. H. the pressure controlled by the control valve does not act directly on the bypass valve.
The invention is explained in more detail with reference to an exemplary embodiment shown schematically in the drawing.
Corresponding parts are provided with the same reference symbols in the drawing. The main air line --1-- routed through the train is connected via a branch line --2-- firstly to room --3-- of a reducing valve --4--, secondly to room --5-- of a check valve - 6-- and thirdly connected to a connection - 8 - to a chamber - 21 - of a piston-controlled valve --10--. The reducing valve --4--, which is designed as a check valve, has a valve plate --12-- acted upon by a spring --11--, which connects the room --3-- from a room --13-- with a connection to one Disconnects pipe --14--, which is connected to control input --15-- of a brake control valve --16--.
The reducing valve --4-- opens against the force of the spring --11-- in the direction of flow from the brake control valve --16-- to the main air line --1--.
The check valve --6-- contains a valve plate --12 '- loaded by a spring - 17 - which separates the room --5-- from a room - 18 - which is connected via a pipe - 19-is connected to the input - 15 - of the brake control valve - 16 -. The check valve --6-- opens against the force of the spring --17-- in the direction of flow from the main air line --1-- to the brake control valve - 16--.
The piston --20-- in the piston-controlled valve --10-- separates a chamber --21-- connected to the main air line - -1-- from a chamber --9-- connected to a pipe --24--. The pipe --24-- is led to the inlet --15-- of the brake control valve --16--. In the chamber --21-- there is a spring - 25-- which loads the piston --20-- in the opening direction. The piston --20-- has a central opening --28--, which is designed as a valve seat --29-- on the side towards the chamber --21--. In addition, there is a fixed plate - 30-- in the chamber --21-- which interacts with the valve seat --29-- on the piston --20-- as a valve.
The opening --28-- is designed as a throttle nozzle with a specific throttle cross section. When the valve is open, the main air line --1-- is connected to the brake control valve - 16 - via the throttle nozzle --28--.
The valve - 29, 30 - can be held in the closed position against the force of the spring --25-- and the pressure in the chamber --21-- by the pressure in the chamber --9--.
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--16-- the brake cylinder --27-- is pressurized with air from the auxiliary air reservoir --26-- or the brake cylinder --27-- is vented.
When the brake is released and ready for operation, the main air line --1--, the pipes - 14, 19 and 24 - and the auxiliary air tank --26-- have a control pressure level. The check valve --6-- and the reducing valve --4-- are closed, the brake cylinder --27-- is vented and the valve --10-- is open.
If the pressure in the main air line --1-- is slightly reduced for a slight braking, this pressure reduction is set via the open valve --10-- to the pressure at the inlet --15-- of the brake control valve --16-- and causes the brake control valve to fire and feed compressed air from the auxiliary air reservoir --26-- into the brake cylinder --27--.
If the pressure in the main air line --1-- falls below a certain pressure threshold due to further braking, which also causes the pressure in the chamber --21-- of the valve --10- to drop to a certain pressure level, the valve closes --10 - against the force of the spring - and the pressure in the chamber --21-- by the pressure in the chamber --9-- and breaks the connection between the main air line --1-- and the brake control valve - 16--. The reducing valve --4-- is now switched on. The spring --25-- is designed so that at
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a pressure level in the chamber --9 - corresponding to the system pressure of the brake cylinder --27-- the main air line --1-- is closed by the brake control valve --16--.
Switching on the reducing valve is thus always assigned to a specific line pressure at the inlet of the brake control valve and thus on the one hand to a specific brake cylinder system pressure and on the other hand to a specific main line pressure.
If the pressure in the main air line --1-- continues to drop, the pressure at the inlet --15-- of the brake control valve --16-- remains at the specified level when the reducing valve --4-- is switched on. However, as soon as the pressure in the main air line --1-- falls below the pressure at the inlet --15-- of the brake control valve by an amount corresponding to the force of the spring --11-- of the reducing valve, the valve plate --12-- opens and Pressure at inlet --15-of the brake control valve is also reduced by the set value of the reducing valve --4-- in accordance with the continued pressure reduction in the main air line. This increases the pressure on the brake cylinder accordingly.
The braking effect of the locomotive is therefore weaker by a certain value corresponding to the force of the spring --11-- when the reducing valve is active than it is according to the pressure reduction
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the pressure in the room --3-- of the reducing valve --4-- dropped to atmosphere and the
Compressed air at the inlet of the brake control valve --16-- can do that via the pipeline --14--
Reducing valve --4-- against the force of the spring --11-- flow into the main air line --1-- to a pressure at which a maximum brake pressure is applied to the brake cylinder.
When the brake is released, the pressure in the main air line --1-- is increased to the control pressure level. Compressed air flows into the pipeline --19-- via the check valve --6--
Input --15-- of the brake control valve, which then releases the brake cylinder --27--. After a corresponding pressure build-up at the inlet --15-- of the brake control valve --16-, the piston --20-- releases the connection between the main air line --1-- and the brake control valve --16-- when the brake cylinder is fully released without being able to maintain a pressure above the control pressure at the inlet --15-- after a level or a low-pressure filling period in the main air line has subsided, which could lead to a premature response of the reducing valve in the event of subsequent braking.
The connection between the main air line and the brake control valve while the brake is released enables the pressure upstream and downstream of the reducing valve --4-- to be equalized, so that subsequent braking ensures that the pressure drop at the input of the brake control valve and thus braking the locomotive only starts when the main air line is lowered according to the setting value of the reducing valve.
The two valve chambers --21 and 9 - are connected to each other via the throttle nozzle as long as the piston --20-- is not against the force due to the initiation of braking (minimum drop at the first braking stage according to regulation 0.3 bar) the spring acting on it --25- is displaced, thereby interrupting the connection made by the throttle nozzle.
In conjunction with the springs --25 and 11--, the throttle nozzle provides a special additional setting option for the compressed air brake.
The springs --11 and 25 - are advantageously provided with adjustable abutments to adapt the locomotive brake to the desired operating behavior.
It is possible to combine the two valves --4 and 6 - structurally. For this purpose, the valve plate --12-- can have a central opening, which can be sealed by a valve tappet on the side of the space --13--, which is held in the closed position by a spring corresponding to the spring --17, which --3-is supported on the valve plate on the side of the room.
Furthermore, the combined non-return valve --6-4-- can also form a structural unit with the piston-controlled valve --10--, with a channel leading from the room --3-- to the inlet-8 - in the common valve housing .