Einrichtung zur Steuerung der Füllung der Bremsleitung indirekt wirkender Druckluftbremsen Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung der Einrichtung nach dem Patentanspruch des Haupt patentes. Nach diesem wird die Wiederauffüllung der Bremsleitung aus dem Hauptluftbehälter nach einer Bremsung durch ein Füllventil überwacht, das unter.
dem Einfluss des Unterschiedes zwischen dem Druck in einer mit der Bremsleitung verbundenen Leitungs kammer und dem durch Vorwärtsverstellen des Füh rerhebels in verschiedene Bremsstellungen kontinuier lich verminderbaren Steuerdruck steht;
zur Erzeu gung von Füllstössen sind ein mit Druckluft beauf- schlagbares, zur Belastung des Füllventils auf öff- nung ausgebildetes Betätigungsorgan und ein die Be- aufschlagung des letzteren überwachendes, unter dem Einfluss des Steuerdruckes und eines diesem entgegen wirkenden Druckes in einer mit der Leitungskammer über eine Drosselstelle verbundenen Druckkammer stehendes Hilfsventil vorhanden, und es sind durch Rückwärtsverstellung des Führerhebels aus einer Bremsstellung um so grössere Lösestufen einstellbar,
je grösser die durch die Rückwärtsverstellung des Füh rerhebels gegenüber der vorangehenden Bremsstel lung bewirkte Erhöhung des Steuerdruckes ist; das Hilfsventil besitzt eine derartige Ansprechempfind- lichkeit, dass es unter dem Einfluss des bei der Ein leitung von Lösestufen den Druck in der Druckkam mer übersteigenden Steuerdruckes selbsttätig an spricht; zwischen der Druckkammer und der Lei tungskammer ist eine zusätzliche Verbindung vor handen, die einen gegenüber der Drosselstelle ver grösserten Durchlass bildet und die mit einem den Abfluss von Druckluft aus der Druckkammer ermög lichenden Rückschlagventil versehen ist.
Bei dem im Hauptpatent beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel wird die Dauer des Füllstosses durch einen Behälter in der Weise bestimmt, dass die Be- aufschlagung des zusätzlichen Betätigungsorgans des Füllventils unterbrochen wird, wenn der Druck in dem Behälter einen durch die Stellung des Führer hebels bestimmten Steuerdruck erreicht.
Es können dabei Betriebszustände eintreten, bei denen während einer Bremsung der Druck in der Bremsleitung und in dem Behälter tiefer fällt als in den Hilfsluftbehäl- tern. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Druck in der Bremsleitung weiter abgesenkt wird, als es einer Vollbremsung entspricht, bei der der Druck in den Hilfsluftbehältern seinen kleinsten, mit dem Druck in den Bremszylindern übereinstimmen den Wert erreicht.
In solchen Fällen stellt der Druck in dem Behälter kein Mass dar für die Druckver hältnisse in den Hilfsluftbehältern der einzelnen Wa gen, und die Dauer des beim Lösen der Bremse in die Bremsleitung zu sendenden Füllstosses in Ab hängigkeit des Druckes im Behälter würde zu gross sein.
Zur Beseitigung dieses Nachteils zeichnet sich nach der zusätzlichen Erfindung die Einrichtung durch ein zusätzliches Ventil aus zur Zuführung von Druckluft zur Druckkammer und durch ein unter dem Einfluss des Unterschiedes zwischen dem Steuer druck und dem Druck in der Druckkammer stehen des, zum Ansprechen auf einen vorbestimmten Wert dieses Unterschiedes ausgebildetes Betätigungsorgan für das zusätzliche Ventil, um durch diese Zuführung von Druckluft zur Druckkammer die Dauer des Füll stosses zu verkürzen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Es zeigt: Fig. 1 die Steuereinrichtung in schematischer Dar stellung mit einem Führerventil 5, einem Füllventil 6 und einem Hilfsventil 7 in axialem Schnitt und in Vollbremsstellung bei leeren Behältern und Fig.2-4 die Stellung dreier vom Führerhebel gesteuerter Ventile in der Füllstellung, der Schnell bremsstellung und der Fahrstellung.
Das Führerventil 5 weist einen glockenförmigen, nach unten offenen Körper 8 auf, der in einem Ge häuse 9 drehbar gelagert ist. Am obern, aus dem Gehäuse 9 herausragenden Ende des Körpers 8 ist der Führerhebel 10 befestigt, und ferner ist in dieses Ende ein eine Kappe 11 tragender Bolzen 12 ein geschraubt, der an seinem untern Ende den gegen eine Schraubenfeder 13 drückenden Teller 14 trägt. Das untere Ende der Feder liegt am tellerförmigen Ende eines axial durchbohrten, an einer Membran 16 befestigten Ventilkörpers 15 an. Gegen das untere Ende des Ventilkörpers 15 wird durch eine Feder 17 ein Ventilteller 18 gedrückt, der bei sich nach oben verschiebendem Ventilkörper 15 auf einem durch eine Trennwand des Gehäuses 9 gebildeten Ventil sitz 19 zum Aufliegen kommt.
Das untere Ende des Körpers 8 ist mit einem in eine Ausnehmung 21 im Gehäuse 9 greifenden Flansch 22 versehen. Die obere Begrenzung der Ausnehmung 21 bildet, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist, einen Teil einer Schrauben fläche, gegen die der Flansch 22 durch die Feder 13 gedrückt wird. An den Anfang und das Ende der Schraubenfläche schliesst sich je ein ebener Teil an, der eine Drehung des Körpers 8 ohne gleichzeitige Verschiebung in axialer Richtung ermöglicht.
Die äussere zylindrische Oberfläche des Körpers 8 ist mit drei Führungsbahnen 20, 23 und 24 ver sehen, gegen die durch Federn 27 die Stössel dreier Ventilkörper 25, 26 und 33 gedrückt werden. Die drei Stössel sind in der Wandung des Gehäuses 9 gleitend geführt und greifen dichtend in eine mit der Bremsleitung 29 des Zuges verbundene Kammer 28 bzw. eine weitere Kammer 34 ein. Eine Trennwand 30 bildet drei Ventilsitze für die Ventilkörper 25, 26 und 33. Bei von seinem Sitz abgehobenem Ventil körper 25 (Fig. 3) ist die Kammer 28 über die Boh rung 31 mit der Aussenluft verbunden.
Der Ventil körper 26 ist mit einem zylindrischen Ansatz 32 ver sehen, der in der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Führerhebels 10, in der der Ventilkörper 26 von seinem Sitz abgehoben ist, die Weite des durch den letzteren gebildeten Durchganges drosselt.
Durch die Führungsbahn 24 wird der Ventilkörper 26 in der in Fig. 2 gezeigten Füllstellung des Führerhebels 10 so weit angehoben, dass der Ansatz 32 den vom Ventilsitz gebildeten Durchgang ganz frei gibt, wäh rend in der in Fig. 3 gezeigten Schnellbremsstellung der Ventilkörper 26 auf seinem Sitz aufliegt und die Verbindung zwischen den Kammern 28 und 35 un terbricht. Der Ventilkörper 33 überwacht die Verbin dung zwischen den beiden Kammern 34 und 35.
In der in Fig. 4 dargestellten Fahrstellung ist er durch den auf der Führungsbahn 20 aufliegenden Stössel von seinem Sitz abgehoben, während er in allen übrigen Stellungen des Führerhebels durch die ihn belastende Feder 27 auf seinen Sitz gedrückt wird. Die den Ventilkörper 33 belastende Feder 27. ist nur von geringer Stärke, so dass der Ventilkörper auch bei einem Überdruck in der Kammer 34 gegenüber der Kammer 35 geöffnet wird.
Der Führerhebel 10 kann in die folgenden Stellungen gebracht werden: Die Fahrstellung, in der sich der Körper 8 in seiner untersten, der stärksten Spannung der Feder 13 entsprechenden Stellung befindet, und in der der Ventilkörper 25 aufsitzt, die Ventilkörper 33 und 26 dagegen abgehoben sind, wobei der zylindrische An satz 32 eine Drosselstelle bildet; die Füllstellung, in der die Feder 13 dieselbe Spannung aufweist wie in der Fahrstellung und in der ferner der Ventilkörper 25 aufsitzt, der Ventilkörper 26 ohne Drosselwirkung abgehoben ist und der Ven tilkörper 33 aufsitzt;
die Betriebsbremsstellungen, in denen der Flansch 22 an der genannten Schraubenfläche anliegt, so dass sich die Spannung der Feder 13 stetig vom höchsten Wert entsprechend der Fahrstellung auf den einer Vollbremsung entsprechenden Wert vermindern lässt, und in der die Ventilkörper 25 und 33 aufsitzen, der Ventilkörper 26 dagegen wie in der Fahrstellung unter Bildung einer Drosselstelle abgehoben ist; eine zusätzliche Betriebsbremsstellung, die sich von den vorangehend genannten Betriebsbremsstel- lungen nur dadurch unterscheidet, dass die Feder 13 auf einen Wert entspannt ist, der etwas unterhalb dem der Vollbremsung entsprechenden Wert liegt;
und die Schnellbremsstellung, in der die Span nung der Feder 13 denselben Wert hat wie in der zu sätzlichen Betriebsbremsstellung und in der der Ven tilkörper 25 abgehoben ist, die Ventilkörper 26 und 33 dagegen aufsitzen.
Im Gehäuse 40 des Füllventils 6 ist der äussere Rand zweier Membranen 41, 42 eingespannt, an denen ein hohler Ventilkörper 43 befestigt ist. Letz terer ist in einer Öffnung einer Trennwand 44 ver schiebbar geführt und greift mit seinem obern, offe nen Ende durch eine Öffnung in einer weiteren, einen Ventilsitz 45 bildenden Trennwand hindurch. Ein durch eine Feder 46 belasteter Ventilteller 47 dient zum Aufliegen auf dem Ventilsitz 45 und dem obern Ende des Ventilkörpers 43.
Die von der Zwi schenwand 44 und der Membran 42 eingeschlossene Kammer; mit der das Innere des Ventilkörpers 43 durch eine Bohrung 48 verbunden ist, steht mit der Aussenluft in Verbindung. die unterhalb der Membran 42 gelegene Druckkammer 49 ist über eine Drossel bohrung 50 ebenfalls an die Aussenluft angeschlossen. Durch die Membran 41 wird eine durch eine Lei tung 51 an einen Steuerbehälter 52 angeschlossene Steuerkammer 53 von einer Leitungskammer 54 ge trennt. An die oberhalb des Ventilsitzes 45 befind liche Kammer ist der Hauptluftbehälter 55 ange schlossen, der über die Leitung 56 zugleich auch die unterhalb des Ventilsitzes 19 gelegene Kammer des Führerventils mit Druckluft versorgt.
Im Gehäuse 60 des Hilfsventils 7 ist ein fester Ventilsitz 61 vorgesehen, mit dem ein an einem Stössel 36 befestigter Ventilkörper 37 zusammenwirkt. über den Stössel 36 ist eine Hülse 38 geschoben, die durch eine sich am Gehäuse 60 abstützende Feder 39 auf den Ventilkörper 37 gedrückt wird. Eine weitere sich am obern Ende der Hülse 38 abstützende Feder 57 drückt gegen einen am obern Ende des Stössels 36 angeordneten Teller 58. Die Hülse 38 wird von einer in der Wandung des Gehäuses 60 ein gespannten Membran 62 getragen, die den Innen raum des Gehäuses 60 in zwei Kammern 59 und 64 teilt.
Die Feder 57 ist so bemessen, dass sie bei einem zwischen den Kammern 59 und 64 herrschenden Druckunterschied, der den Unterschied zwischen Be triebsdruck und dem einer Vollbremsung entspre chenden Bremsleitungsdruck nicht übersteigt und un ter dessen Einfluss der Stössel 36 durch die Büchse 38 bis zum Anliegen des Tellers 58 an der Wandung des Gehäuses 60 verschoben wird, nicht überwunden wer den kann. Herrscht in diesen Kammern aber ein grösse rer Druckunterschied, so bewegt sich die Hülse 38 re lativ zum Stössel 36 und hebt dabei den Ventilkörper 37 von der Hülse 38 ab.
An die Kammer 64 ist einer seits ein Hilfsbehälter 66 angeschlossen, so dass die Membran 62 auf ihrer Oberseite vom Druck dieses Behälters beaufschlagt wird; anderseits steht die Kam mer 64 über den verengten Durchlass 67 mit einer Leitung 70 in Verbindung, die von der Leitungskam mer 54 zur Kammer 35 führt. Die Kammer 64 steht weiterhin über die den Drosseldurchlass 69 enthal tende Leitung 74 mit der Kammer 34 in Verbindung.
Der verengte Durchlass 69 ist gegenüber dem Durch lass 67 von grösserer Weite, so dass die über den Ventilkörper 33 erfolgende Entleerung des Hilfsbe hälters 66 mit grösserer Geschwindigkeit vor sich geht als die über den Durchlass 67 erfolgende Füllung und dieses Ventil mit dem Körper 33 somit als das den Abfluss von Druckluft aus der Druckkammer 64 ermöglichende Rückschlagventil wirkt. Der Unterseite der Membran 62 wird über den an die Leitung 51 angeschlossenen Leitungszweig 71 der Druck des Steuerbehälters 52 zugeführt, der bei von seinem Sitz 61 abgehobenem Ventilkörper 37 infolge der Verbin dungsleitung 72 auch auf die Membran 42 wirkt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuerein richtung ist die folgende: Essei angenommen, der Führerhebel 10 befinde sich in der in Fig. 1 dargestellten, einer Vol'Ibremsung entsprechenden Stellung, in der der Körper 8 seine höchste Lage einnimmt, die Feder 13 also am schwächsten gespannt ist. In der über den Leitungs zweig 73 mit dem Steuerbehälter 52 verbundenen Kammer des Führerventils besteht daher der einer Vollbremsung entsprechende Druck von beispiels weise 3 Atm., welcher der mittels der Kappe 11 ein regelbaren Federkraft das Gleichgewicht hält.
Durch die Feder 17 werden der Ventilkörper 15 und der Ventilteller 18 nach oben gedrückt, bis letzterer auf seinem Sitz 19 aufliegt und den Zutritt von aus dem Hauptluftbehälter 55 stammender Druckluft unter die Membran 16 sperrt. Zufolge des abgehobenen Ven tilkörpers 26 herrscht auch in der Leitungskammer 54 der Druck der Bremsleitung, der, solange er grösser ist als der Druck in der Steuerkammer 53, den Ven tilkörper 43 nach unten drückt, so dass Druckluft aus der Bremsleitung 29 über die Bohrung 48 ins Freie austreten kann. Bei Gleichheit der Drücke in den beiden Kammern 53, 54 wird dieser Auslass durch Anliegen des Ventilkörpers 43 am Ventilteller 47 unterbrochen.
Druckgleichheit besteht nun ebenfalls zu beiden Seiten der Membran 62, so dass der Ventil körper 37 durch die Feder 39 und die Hülse 38 auf seinen Sitz 61 gedrückt wird und den Austritt von Druckluft aus dem Steuerbehälter 52 über die Dros selbohrung 50 verhindert.
Zwecks teilweiser Lösung der Bremsen des Zuges dreht der Lokomotivführer den Führerhebel 10 in die einer bestimmten Lösestufe entsprechende Stellung, wobei sich der Körper 8 nach unten verschiebt und die Feder 13 stärker gespannt wird, während die Ventilkörper 25, 26 und 33 in der dargestellten Stel lung verharren. Der Ventilteller 18 wird dadurch von seinem Sitz 19 abgehoben, und es fliesst Druck luft aus dem Hauptluftbehälter 55 unter die Membran 16 und von hier in den Steuerbehälter 52, in die Steuerkammer 53 und unter die Membran 62. Das bisher an den beiden Membranen 41, 62 vorhandene Gleichgewicht wird dadurch gestört, und der Ventil körper 43 und die Hülse 38 werden angehoben.
Hier bei wird auch der Stössel 36 durch die Feder 57 mit genommen, so dass der Ventilkörper 37 weiterhin am untern Ende der Hülse 38 anliegt. Es wird daher eine Verbindung zwischen den Kammern 59 und 49 hergestellt, während die über die Bohrung der Hülse 38 verlaufende Verbindung zwischen den Kammern 59 und 64 weiterhin unterbrochen bleibt. Nun fliesst Druckluft aus dem Hauptluftbehälter 55 in die Lei tungskammer 54 und von hier in die Bremsleitung 29 und über den Drosseldurchlass 67 in die Kammer 64 und den Hilfsbehälter 66.
Gleichzeitig gelangt Druck luft aus dem Steuerbehälter 52 über den Leitungs zweig 71 unter die Membran 62 und über den vom Sitz 61 abgehobenen Ventilkörper 37 in die Kammer 49, wobei der Druck in letzterer und unter der Mem bran 62 unmittelbar auf den durch den Führerhebel eingestellten Wert ansteigt. Ein Abfallen des Druckes im Steuerbehälter 52 findet hierbei nicht statt, da jede Senkung des Druckes unter der Membran 16 die Nachspeisung aus dem Hauptluftbehälter bewirkt. Die Bremsleitung 29 wird allmählich gefüllt, bis der Druck in der Leitungskammer 54 den sich unterstüt zenden Drücken in den beiden Kammern 49 und 53 das Gleichgewicht zu halten vermag.
Bevor dies noch der Fall ist, erreicht der infolge des Drosseldurchlasses 67 ebenfalls nur allmählich ansteigende Druck in der Kammer 64 den Wert des Druckes im Steuerbehälter 52, so dass sich der Ventilkörper 37 unter dem Ein fluss der Feder 39 auf den Sitz 61 senkt. Damit erhält die Kammer 49 keine Zufuhr von Druckluft mehr; sie entleert sich daher allmählich über die Drossel bohrung 50. Während in der Steuerkammer 53 ein durch die Einstellung des Führerhebels bestimmter Druck herrscht, besteht in der Kammer 49 nur ein vorübergehender Druck, der in der Bremsleitung 29 einen sogenannten Füllstoss bewirkt.
Dieser dauert um so länger, je grösser die am Führerhebel einge stellte Lösestufe ist, da der unter der Membran 62 wirkende Druck mit der Höhe der Lösestufe ansteigt, so dass es für die Auffüllung des Hilfsbehälters 66 auf denselben Druck ebenfalls einer längeren Zeit bedarf.
Dreht der Lokomotivführer den Führerhebel 10 zwecks vollständiger Lösung der Bremse in die Fahr stellung, so wird der Ventilkörper 33 durch seinen Stössel in die in Fig. 4 gezeigte Stellung gebracht. Die dadurch hergestellte Verbindung von der Leitungs kammer 54 über die Leitungen 70 und 74 und den Drosseldurchlass 69 nach dem Hilfsbehälter 66 hat infolge des gegenüber dem Drosseldurchlass 67 grö sseren Querschnittes des Drosseldurchlasses 69 eine rasche Füllung des Hilfsbehälters 66 zur Folge, so dass in den Kammern 59 und 64 während des ganzen Lösevorganges praktisch derselbe Druck herrscht, der Ventilkörper 37 also nicht von seinem Sitz 61 abgehoben wird und keine Druckluft in die Kammer 49 gelangt.
Bei in der Fahrstellung des Führerhebels vorgenommener Lösung der Bremse wird daher kein Füllstoss in die Bremsleitung gesandt.
Wird der Führerhebel dagegen über die Fahr stellung hinaus in die Füllstellung gedreht, so wird die Feder 13 infolge der erwähnten ebenen Stelle am einen Ende der schraubenförmigen Begrenzung der Erweiterung 21 nicht weiter gespannt. Es findet eine raschere Auffüllung der Bremsleitung 29 statt, da gemäss Fig. 2 der Ansatz 32 am Ventilkörper 26 nun gänzlich aus der durch den Ventilsitz 30 gebildeten Öffnung herausgetreten ist. Dies hat weiterhin zur Folge, dass in der Leitung 70 zu Beginn der Füllung der Bremsleitung ein kleinerer Druck besteht als in den Fahr- oder Bremsstellungen, so dass der Hilfs behälter 66 langsamer aufgeladen wird.
Es ergibt sich hieraus eine Vergrösserung der Dauer des Füllstosses in der Füllstellung des Führerhebels. Im übrigen wird diese Dauer aus den oben erwähnten Gründen um so grösser, je stärker die vorangegangene Bremsung war.
Die zusätzliche Betriebsbremsstellung dient dazu, um während einer Vollbremsung eines Zuges, dessen Lokomotive mit einer nicht abstufbar lösbaren Bremse ausgerüstet ist, die Lokomotivbremse nach einer durch Auslass von Druckluft aus dem Brems zylinder bewirkten Lösung erneut zu betätigen. Durch die Verstellung des Führerhebels 10 in die zusätz liche Betriebsbremsstellung, bei der wie beschrieben der Druck in der Bremsleitung unter den einer Voll bremsung entsprechenden Wert abgesenkt wird, wer den die Steuerventile der Lokomotive und der Wa gen in die Bremsstellung umgesteuert.
Da jedoch in folge der vorgenommenen Vollbremsung in den Brems ausrüstungen der Wagen die Drücke in den Brems zylindern mit den Drücken in den Hilfsluftbehältern ausgeglichen sind, ist die weitere Absenkung des Druckes in der Bremsleitung für die Wagenbremsen ohne Wirkung. Dagegen kann sich der Hilfsluftbehäl- ter der Lokomotive nach deren Bremszylinder erneut entleeren, da der Druck in diesem durch die vor angegangene Auslösung unter den Ausgleichsdruck gesunken ist.
Sollen die Bremsen des Zuges nach einer Verstel lung des Führerhebels in die zusätzliche Betriebs bremsstellung teilweise oder ganz gelöst werden, so wird der Führerhebel 10 in die entsprechende Stellung gedreht. Wird er in die Füllstellung gebracht, so steigt der Druck in den Kammern 53 und 59 sofort auf den Betriebsdruck an, während er in der Kammer 64 infolge des Drosseldurchlasses 67 nur allmählich über den der zusätzlichen Betriebsbremsstellung entspre chenden Bremsleitungsdruck ansteigt. Infolgedessen ergibt sich zwischen den Kammern 59 und. 64 ein zur überwindung der Feder 57 genügender Druck unterschied.
Der Ventilkörper 37 wird vom Sitz 61 in der beschriebenen Weise abgehoben und lässt Druckluft von der Leitung 71 durch die Hülse 38 in die Kammer 64 strömen, so dass eine beschleunigte Füllung des Behälters 66 stattfindet. In dieser Weise wird ein Füllstoss erhalten, dessen Dauer ungefähr auf denselben Wert verkürzt ist, wie er bei einer auf eine Vollbremsung folgenden Lösung der Brem sen des Zuges angewendet wird-.
Die Notwendigkeit dieser Verkürzung der Dauer des Füllstosses ergibt sich daraus, dass die Behälter der Wagenbremsen bei einer aus der zusätzlichen Betriebsbremsstellung er folgenden Bremsung sich nicht unter den einer Voll bremsung entsprechenden Wert des Druckes entlee ren, so dass auch die Dauer des Füllstosses die gleiche sein muss wie bei einer Vollbremsung.
Zur Einleitung einer Schnellbremsung wird der Führerhebel 10 über die zusätzliche Betriebsbrems- stellung hinausgedreht. Die Feder 13 behält dabei die dieser Stellung entsprechende Spannung, die Ven tilkörper 25, 26 werden aber durch die Führungen 23, 24 in die in Fig. 3 dargestellte Stellung gebracht. Dabei verbindet der Ventilkörper 25 die Bremslei tung 29 über die Bohrung 31 unmittelbar mit der Aussenluft, während der Ventilkörper 26 die Ver bindung der Kammer 28 mit der Leitung 70 unter bricht. Dies hat zur Folge, dass nach Absinken des Druckes in der Bremsleitung auf den Wert Null der Druck in der Leitungskammer 54 und in der Kammer 64 auf dem einer Vollbremsung entsprechenden Wert gehalten wird.