Steuervorrichtung an druckluftbetriebenen Geräten. Bei -4ubkluftbetriebenen Geräten, z. B. Eisenbahnbremsen, besteht oft die Aufgabe, den Arbeitszylinder von einer Druckluft- quelle aus über eine Leitung zu speisen und gleichzeitig ein verschiebbares Organ, z. B. einen Kolben oder eine Membrane, in<B>Ab-</B> hängigkeit des sich im Arbeitszylinder all mählich aufbauenden Druckes zu betätigen. Hiebei kann es erwünscht sein, dieses Organ nicht unmittelbar am Ort des Arbeits zylinders aufstellen zu müssen.
Beispiels weise ist es bei Druckluftbremsen von Eisen bahnen üblich, den Bremszylinder und den vom Druck in diesem abhängigen Drei- druckregler getrennt voneinander anzu ordnen und durch eine Leitung zu verbinden. In dieser Weise ergibt sich eine Anordnung, bei welcher die Luft der Druckluftquelle zuerst in eine das verschiebbare Organ enthaltende Steuerkammer und von hier über eine gegenüber der letzteren verengte Leitung in den zu füllenden Arbeitszylinder gelangt.
Infolge der Strömungswiderstände in der Leitung entsteht in der Steuerkammer bei Beginn der Strömung eine Stauung der zufliessenden Druckluft und damil, ein stati scher Druck, der dem sich im Arbeitszylinder <B>je</B> nach dessen Grösse schneller oder lang samer aufbauenden Druck zeitlich vorauseilt und erst nach Beendigung der Strömung in diesen übergeht. Die Folge davon ist, dass das verschiebbare Organ zeitweilig von einm höheren Druck beeinflusst wird, als dem augenblicklichen Druck im Arbeitszylinder entspricht.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, diesen oft unerwünschten Zustand zu be seitigen. Sie hat eine Steuervorrichtung an druckluftbetriebenen Geräten, insbesondere Druckluftbremsen, zum Gegenstand, bei welcher die Speisung des Arbeitszylinders aus einer Druckluft4uelle über ein Ventil erfolgt, das von einem unter dem Einfluss des Druckes in einer mit dem Arbeitszylinder über eine, Leitung verbundenen" Steuer kammer stehenden Betätigungsorgan ge steuert wird.
Erfindungsgemäss<B>-</B> ist eine Hilfssteuerkammer für das Betätigungsorgan vorgesehen, deren Druck dem Druck in der genannten Steuerkam rn <U>er</U> entgegen-wirkt, und ferner sind Vorkehien getroffen, um gleich zeitig mit der Öffnung des Ventils in der Hilfssteuerkammer einen vorübergehenden Druckstoss zu erzeugen und damit die Wir kung des durch Stauung der in den Arbeits zylinder fliessenden Druckluft in der Steuer kammer erzeugten, vorübergehenden Druck stosses auf das genannte Betätigungsorgan zu beseitigen.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind- nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben.
Gemäss Fig. <B>1</B> ist von einer den ganzen Eisenbahnzug durchlaufenden Hauptluft- leitung L in den mit der Druckluftbremse versehenen Wagen eine Leitung<B>5</B> abge zweigt, durch welche die Kammer<B>6</B> eines Beschleunigers B, die Kammer<B>7</B> einer Ventileinrichtung<B>D</B> zur Begrenzung der aus der Leitung L abgezapften Druckluft und die Kammer<B>8</B> eines Dreidruckreglers <B>E</B> unmittelbar mit Druckluft versehen werden.
Eine Membrane<B>9</B> des Beschleunigers B schliesst die Kammer<B>6</B> von einer weiteren, über die Leitung<B>11</B> an den Hilfsluft- behälter H angeschlossenen weiteren Kam mer 12 ab. Auf der Membrane<B>9</B> liegt ein den Ventilkörper eines- Ventils<B>13</B> und einen Kolben 14 tragender Stössel<B>15</B> auf, der von einer schwachen Feder-<B>16</B> normalerweise in der dargestellten Ruhestellung gehalten wird, in der das Ventil<B>13</B> geschlossen ist. Zwischen dem Kolben 14 und der Gehäuse wand ist ein Spiel vorhanden, das bei ge öffnetem Ventil<B>13</B> ein Abströmen von Druckluft in die über dem Kolben 14 gelegene Kammer gestattet.
Solange die Strömung um den Kolben 14 anhält, wird dieser von der Strömung nach oben gedrückt und hält das Ventil<B>13</B> offen.
Die Kammer<B>7</B> der Ventileinrichtung<B>D</B> wird durch die Membran<B>17</B> von einer weiteren, über die Leitung 21 an den Steuer- luftbehälter <B>S</B> angeschlossenen Kammer<B>18</B> getrennt. Ein an der Membrane<B>17</B> befestigter Stössel<B>19</B> ist in einer Trennwand 22 dichtend geführt und trägt an seinem in einer Kam mer .23 befindlichen Ende den Ventilkörper eines Ventils 24.
Dieses durch eine Feder<B>25</B> normalerweise offengehaltene Ventil ver bindet die über dem Kolben 14 befindliche Kammer des Beschleunigers B über eine an die Kammer .23 angeschlossene Leitung<B>26</B> mit einer Kammer<B>27</B> der Ventilein richtung<B>D,</B> die ihrerseits über eine Leitung 28 mit einer Mlfskammer <B>29</B> des Dreidruck- reglers E verbunden ist.
Ausser der Ililfskammer <B>29</B> weist der Dreidruckregler E die drei üblichen Steuer kammern auf,<B>d.</B> h. die bereits genannte Leitungskammer<B>8,</B> eine über die Leitung 21 an den Steuerltiftbehälter <B>8</B> angeschlossene, Kammer<B>31</B> und eine über die Leitung<B>32</B> mit dem Bremszylinder Z verbundene Kam mer 34. Das freie Ende des an den Mein- branen <B>35</B> und<B>36</B> befestigten Stössels<B>37</B> dient zur Betätigung des durchbohrten und unter dem Einfluss einer Feder<B>39</B> normaler weise auf seinen Sitz gedrückten Ventil körpers<B>38</B> eines Doppelventils 41.
Befindet sich der Stössel<B>37</B> in der dargestellten Ruhe stellung, so steht die Kammer 34 und damit der Breinszylinder Z über die Bohrung im Ventilkörper<B>38</B> mit der Aussenluft in Ver bindung. Ist dagegen der Ventilkörper<B>38</B> von seinem Sitz abgehoben, so ist diese Verbindung des Zylinders Z mit der Aussen luft unterbrochen, und die Kammer 34 steht über die Leitung 42, das normalerweise offene Ventil 43 einer Ventileinrichtung M zur Begrenzung des ersten Einschusses von Druckluft in den Bremszylinder und die Leitung 44 mit dem Hilfsluftbehälter H in unged.rosselter Verbindung.
Die Ventileinrichtung M besitzt zwei voneinander durch die Membrane<B>50</B> ge trennte Steuerkammern 45, 46, von denen die erstere über die Leitung<B>32</B> mit dem Bremszylinder Z verbunden ist. Die Kam mer 46 steht dagegen einerseits über die Leitung 47 mit der Steuerkammer<B>29</B> des Dreidruckreglers <B>E</B> und anderseits über die Drossel 48 mit der Aussenluft in Verbindung. Der Ventilkörper des Ventils 43 ist mittels des Stössels 49 mit der Membrane<B>50</B> ver bunden und wird normalerweise durch die Feder<B>51</B> von seinem Sitz abgehoben. Parallel zum Ventil 43 ist die Drossel<B>52</B> angeordnet.
Die Steuervorrichtung arbeitet bei einer Bremsung in der folgenden Weise: Eine Drucksenkung in der Leitung L überträgt sich unmittelbar auf die Kam mern<B>6, 7</B> und<B>8.</B> Das Ventil<B>13</B> des Be schleunigers B wird unter dem über wiegenden Einfluss des Druckes im Hilfs- luftbehälter H geöffnet, so dass Druckluft aus der Haupthiftleitung L über die Lei tung<B>26,</B> die Kammer<B>23,</B> das offene Ventil 24 und die Kammer<B>27</B> der Ventileinrichtung<B>D,</B> die Leitung 28, die Steuerkammer<B>229</B> des Dreidruckreglers <B>E,</B> die Leitung 47,
die Kammer 46 der Ventileinrichtung M und die Drossel 48 in die Aussenluft abfliesst. Ungefähr gleichzeitig mit der Öffnung des Ventils<B>13</B> des Beschleunigers B wird der Stössel<B>37</B> im Dreidruckregler <B>B</B> unter dem Einfluss der Druckdifferenz in den Kam mern<B>8</B> und<B>31</B> nach oben bewegt, wobei sein freies Ende die Bohrung des Ventil körpers<B>38</B> abschliesst und diesen hierauf anhebt.
Druckluft strömt nun ungehindert vom Hilfsluftbehälter H über die Lei tungen<B>11</B> und 44, das offene Ventil 43, die Leitung 42, das Ventil 41 und die Leitung<B>32</B> in den Breinszylinder Z und erzeugt in diesem einen raschen ersten Druckanstieg. Da jedes Leitungsstück eine wenn auch geringe Herab setzung der Durchflussgeschwindigkeit der Luft bewirkt, so entsteht in jeder vor einem solchen Leitungsstück gelegenen Kammer eine Stauung und damit ein statischer Druck.
Während des beschriebenen Ein- schussvorganges entsteht eine solche Stauung, insbesondere in der Steuerkammer 34 des Dreidruckreglers.E, die auf die Membrane<B>36</B> einwirkt und den Stössel<B>37</B> nach unten zu bewegen bestrebt ist. Diese Wirkung ist jedoch unerwünscht, solange im Brems zylinder nicht ein bestimmter Alindestdruck vorhanden ist. Infolge der Drossel 48 erzeugt nun aber die aus der Hauptluftleitung L abgezapfte Druckluft in der Kammer<B>29</B> des Dreidruckreglers <B>E</B> ebenfalls einen Druck- ;stoss, der demjenigen in der Kammer 34 entgegenwirkt.
Durch geeignete Wahl der Grösse der Drossel 48 und der von der abgezapften Druckluft durchflossenen Kam mern können die genannten, die Membrane<B>36</B> in entgegengesetztem Sinne beeinflussenden Drucke einander angepasst werden. Unter Umständen kann es hiebei zweckmässig sein, der Drossel 48 eine weitere in die Aussenluft führende Drossel vor der Kam mer<B>29,</B> beispielsweise in der Kammer<B>27</B> der Ventileinrichtung<B>D</B> parallel zu schalten.
Die vom Hilfsluftbehälter H dem Brems zylinder Z zuströmende Druckluft bewirkt ausser in der Kammer 34 des Dreidruck- reglers E auch in der Kammer 45 der Ventileinrichtung M eine Druckerhöhung, durch die das Ventil 43 imter Umständen vorzeitig geschlossen werden könnte. Des halb wird die aus der Hauptluftleitung L abgezapfte Druckluft auch in die Kammer 46 dieser Ventileinxichtung geleitet, wo sie dem Druck in der Kammer 45 entgegen wirkt.
Da das Ventil<B>13</B> des Beschleunigers B als Strömungsventil ausgebildet ist und mit der Membrane<B>9</B> nicht in starrer Ver bindung steht, so bleibt es offen, solange die Luftströmung andauert, unabhängig davon, ob sich unterdessen die. Membrane<B>9</B> unter Umständen nach unten bewegt hat. Die Ab- zapfung wird erst unterbrochen, wenn der sich in die Kammer<B>7</B> übertragende Druck in der Hauptluftleitung L auf einen be stimmten Wert gesunken ist. In diesem Augenblick genügt die Feder<B>25</B> in der Ventileinrichtung<B>D</B> nicht mehr, um das Ventil 24 offen zu halten, so dass sich dieses schliesst und die Abzapfung unterbricht.
Der in den Kammern<B>29</B> und 46 noch vor handene Druck gleicht sich über die Drossel 48 mit dem Aussendruck aus, so dass im Dreidruckregler <B>E</B> die Membrane<B>36</B> nun ausschliesslich unter dem Druck im Brems zylinder steht, während auf die Membrane<B>50</B> in der Ventileinrichtung M nur noch die Feder<B>51</B> dem Druck im Breinszylinder ent gegenwirkt.
Ist dieser Druck auf einen be stimmten Mindestwert gestiegen, so über windet er unter Schliessung des Ventils 43 die Feder<B>51.</B> Damit wird zwischen die Leitungen 42, 44 die Drossel<B>52</B> geschaltet, welche die Füllung des Bremszylinders überwacht und die auch die Entstehung eines gegenüber dem Druck im Breins- zylinder wesentlich höheren Druckes in der Kammer 34 des Dreidruchreglers <B>E</B> ver hindert.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist ein an sich bekannter, vom Dreidruckregler <B>B</B> unmittelbar betätigter Beschleuniger B, der zugleich die Funktion der in Fig. <B>1</B> dar- gestellten Ventileinrichtung <B>D</B> ausübt, vor gesehen. Der Dreidruekregler <B>E</B> weist dabei ein Gehäuse<B>55</B> auf, innerhalb welchem ein auf einem Teil seiner Länge mit einer Bohrung<B>56</B> versehener Ventilstössel<B>57</B> %,erschiebbar gefährt ist.
Sein unteres Ende ragt in einen von einer Membrane<B>58</B> in zwei Kammern<B>59, 61</B> geteilten Gehäuseteil und ist an einem mit der Membrane<B>58</B> verbundenen Teller<B>62</B> befestigt. Die Kam mer<B>59</B> ist über die Leitung<B>60</B> an die Haupt- luftleitung L und die Kammer<B>61</B> an den Steuerluftbehälter <B>8</B> angeschlossen. Das obere Ende des Stössels<B>57</B> ragt in einen durch eine Membrane<B>63</B> ebenfalls in zwei Kam mern 64,<B>65</B> geteilten Gehäusetell und ist mit dieser Membrane starr verbunden.
Die Kammer 64 ist über ein durch eine Feder belastetes Ventil<B>66</B> mit einer über die Leitung<B>67</B> mit, dem Hilfsluftbehälter H verbundenen Vorkammer in Verbindung und ist im übrigen an den Bremszylinder Z über die Leitung<B>68</B> angeschlossen.
Der mit dem Dreidruckregler <B>E</B> zusam mengebaute Beschleuniger B weist in seinem untern Teil eine als zylindrische Führung ausgebildete und mit der Kammer<B>59</B> ver bundene Kammer<B>69</B> auf. In dieser ist ein Körper<B>71,</B> an dem ein Winkelhebel<B>72</B> dreh bar gelagert ist, parallel zur Achse des Stössels<B>57</B> verschiebbar geführt, wobei er normalerweise auf dem Teller<B>62</B> aufliegt.
Der rechtwinklig zur Achse des Stössels<B>57</B> stehende Arm des Hebels<B>72</B> ragt durch einen Schlitz<B>73</B> in der genannten Führung in solcher Weise in dieKammer <B>59</B> hinein, dass er bei einer Aufwärtsbewegung des Körpers<B>71</B> an der obern Begrenzungswand der Kammer<B>59</B> zum- Anschlagen kommt und sich dabei um seinen Anlenkungspunkt am Körper<B>71</B> dreht. Die Kammer<B>69</B> mündet über ein Ventil 74, das in gleicher Weise -wie das Ventil<B>13</B> der Ausführung nach Fig. <B>1</B> als Strömungsventil ausgebildet ist, -in eine grössere Übertragimgskammer <B>75,</B> die über eine Drossel<B>76</B> einen Ausgang nach der Kammer<B>65</B> besitzt.
Der federbela-stete Ventilkörper<B>80</B> ist mit einem Stössel<B>77</B> versehen, der in der dargestellten Ruhe stellung des Beschleunigers auf dem zu ihm parallelen Arm des Hebels<B>72</B> aufliegt.
Die Ventileinrichtung JI ist in derselben Weise ausgebildet wie bei der Ausführung nach Fig. <B>1.</B> Ihre Kammer 45 ist über die Leitung<B>68</B> ebenfalls an den Bremszylinder Z angeschlossen, während ihre Kammer 46 über die Leitung<B>78</B> mit der Kammer<B>65</B> des Dreidruckreglers <B>E</B> und über eine Drossel 48 mit der Aussenluft in Verbindung steht. Dem Ventil 43 ist die Drossel<B>52</B> zur Begrenzung der Füllzeit des Bremszylinders parallel geschaltet.
Die Arbeitsweise der Steuervorrichtung nach Fig. 2 ist die folgende: Bei einer Drucksenkung in der Haupt- luftleitimg L wird der Teller<B>62</B> unter dem Einfluss des Steuerluftbehälters <B>8</B> unter Mitnahme des Stössels<B>57</B> und des Körpers<B>71</B> nach oben bewegt. Der Hebel<B>72</B> stösst dabei gegen den Stössel<B>77</B> und öffnet das Ventil 74, so dass Druckluft aus der Hauptleitung L in die Übertragungskammer<B>75</B> abgezapft wird.
Der Stössel<B>57</B> kommt bei seiner Auf wärtsbewegung am Ventilkörper des Ven tils<B>66</B> zum Anliegen und schliesst dadurch die bis dahin vorhandene Verbindung des Bremszylinders Z über die Leitung<B>68,</B> die Kammer 64 und die Bohrung<B>57</B> mit der Aussenluft ab. Bei der weiteren Aufwärts bewegung des Stössels<B>57</B> hebt dieser den Ventilkörper des Ventils<B>66</B> von seinem Sitz ab und verbindet dadurch den Hilfsluft- behälter H über das offene Ventil 43, die Leitung<B>67,</B> die Kammer 64 und die Lei tung<B>68</B> mit dem Bremszylinder.
Da dieser i Zufluss von Druckluft im wesentlichen un gehindert erfolgt, erhält der Bremszylinder einen raschen ersten Einschuss von Druck- luft, der die Bremsbacken an den Rädern des Fahrzeuges zum Anliegen bringt. Infolge der in der Leitung<B>68</B> vorhandenen Reibungs widerstände entsteht dabei in der Kammer 64 eine Stauung, die einen auf die Membrane<B>63</B> wirkenden unerwünschten Druck zur Folge hat, da dieser Druck auftritt, bevor sich im<B>5</B> Bremszylinder ein Druck auf bauen kann.
Infolge der Verbindung der Übertragungs kammer<B>75</B> über die Drossel<B>76</B> mit der Kammer<B>65</B> entsteht aber in dieser letzteren ein dem Druck in der Kammer 64 entgegen wirkender Druck, der ein vorzeitiges Schlie ssen des Ventils<B>66</B> verhindert.
Bei der beschriebenen Betätigung des Beschleunigers B ist der rechtwinklig zur Achse des Stössels<B>57</B> stehende Arm des Ilebels <B>72</B> gedreht worden und ist dadurel-i ausser Berührung mit dem Ventilstössel<B>77</B> gekommen. Damit ist der Einfluss der Membrane<B>58</B> auf das Ventil 74 ausgeschal tet; dieses wird jedoch von der abströmenden Hauptleitungsluft weiterhin offen gehalten, bis der Druck in der Übertragungskammer<B>75</B> so weit angestiegen ist, dass die Strömung auf hört. Das Ventil wird nun von seiner Feder geschlossen, so dass die Abzapfung unterbrochen ist.
Die in den Kammern<B>75,</B> <B>65</B> und 46 noch vorhandene Druckluft gleicht sich nun allmählich über die Drossel 48 auf den Aussendruck aus, so dass die Mein- brane <B>63</B> des Dreidruckreglers <B>E</B> nur noch unter dem Druck in der Kammer 64 steht.
3fit dem Abklingen des Druckes in der Kammer<B>65</B> ist aber auch der von der Stauung der dem Bremszylinder Z zu fliessenden Druckluft aus dem Hilfsluft- behälter entstandene Druck in der Kam mer 64 gesunken, da unterdessen die Ventil einrichtung _H angesprochen und an Stelle der direkten Verbindung über das Ventil 43 die Drossel<B>52</B> eingeschaltet hat.
Damit ist der Dreidruck:regler in denjenigen Betriebs zustand übergegangen, in dem er unter dem alleinigen Einfluss der Drucke in der Leitungskammer<B>59,</B> der mit dem Steuer- luftbehälter H verbundenen Kammer<B>61</B> und der mit dem Bremszylinder Z ver bundenen Kammer 64 steht.