Steuereinrichtung mit Dreidrucksteuerventil an Druckluftbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge Im Patentanspruch des Hauptpatentes ist eine Steuereinrichtung mit Dreidrucksteuerventil an Druck luftbremsen umschrieben, bei welcher eine über wachte, die Empfindlichkeitsöffnung enthaltende Lei tungsverbindung zwischen der Kammer konstanten Druckes und der Hauptluftleitung vorhanden ist und welche gekennzeichnet ist durch die Kombination einer Überwachungsvorrichtung, welche den Quer schnitt der Empfindlichkeitsöffnung verkleinert hält,
wenn die Verbindungsleitung zwischen der Kammer konstanten Druckes des Steuerventils und der Haupt luftleitung bei noch vorhandenem Restdruck im Bremszylinder bereits geöffnet ist, und ihn erst bei wenigstens angenähert entleertem Bremszylinder voll freigibt, mit einem Beschleuniger zur Abzapfung der Hauptluftleitung, der sich in Bereitschaftsstellung be findet, wenn bei Restdruck im Bremszylinder die Verbindung zwischen der Kammer konstanten Druk- kes und der Hauptluftleitung geöffnet, der Quer schnitt der Empfindlichkeitsöffnung aber durch be sagte Überwachungsvorrichtung noch verkleinert ist.
Dadurch wurde erreicht, .dass die Gefahr der so genannten statischen Erschöpfung in dem Löse bereich der Bremse von 4,85 atü Hauptleitungsdruck bis zur Vollösung trotz der geöffneten Verbindung zwischen Hauptluftleitung und Steuerkammer kon stanten Druckes infolge der Querschnittsverkleine- rung der Empfindlichkeitsöffnung praktisch nicht auf treten kann, wobei infolge der Betriebsbereitschaft des Beschleunigers die Reaktionsgeschwindigkeit der Bremse trotz dieser Leitungsverbindung nicht herab gesetzt ist.
Die Beseitigung der statischen Erschöpfungsgefahr und damit die Erzielung der kombinatorischen Ge samtwirkung setzen aber voraus, dass die Querschnitts verminderung der Empfindlichkeitsöffnung tatsäch- lich so lange bestehen bleibt, bis das Kolbensystem im Dreidrucksteuerventil seine bei Vollösung beste hende Endstellung erreicht hat.
Diese Sicherheit für den ausreichend langen Be stand der Querschnittsverminderung soll gemäss der Zusatzerfindung in besonders einfacher und dabei völlig betriebssicherer Weise durch Kopplungsmittel zwischen der Überwachungsvorrichtung für den Quer schnitt der Empfindlichkeitsöffnung und einer einen. Teil des Beschleunigers bildenden, im Dreidruck steuerventil gelagerten und mit dessen Kolbensystem verschiebbaren Hülse erzielt sein, welche eine Frei gabe des vollen Querschnittes der Empfindlichkeits öffnung durch die Überwachungsvorrichtung so lange verhindern, bis das Kolbensystem des Dreidruck steuerventils seine eine Endstellung wenigstens an nähernd erreicht hat.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Zusatzerfindung unter Anlehnung an die im Haupt patent gezeigte Einrichtung in schematischer Weise dargestellt.
Gemäss dieser Darstellung ist an eine Hauptluft leitung 1 über einen Leitungszweig 3 ein Dreidruck steuerventil 5 der im wesentlichen dem Steuerventil des Hauptpatentes entsprechenden Art angeschlossen. In diesem Dreidrucksteuerventil 5 ist ein Kolben 7 gegen die Kraft einer Feder 9 verschiebbar gelagert, welcher im Steuerventilgehäuse einen Raum 11 von einem weiteren Raum trennt. Der Raum ist durch einen Behälter in seinem Volumen vergrössert und bildet mit diesem zusammen die Steuerkammer 13 konstanten Druckes. Von dieser Steuerkammer führt eine Leitung 15 zu einem Ventil 17, dessen Teller durch einen Kolben 19 gegen Federkraft auf seinen Sitz gepresst wird.
In die vom Ventil 17 albzusperrende Leitung 15 ist die für die Ansprechempfindlichkeit des Steuerventils massgebende Empfindlichkeitsöff nung 21 eingegliedert, an welche anschliessend die Leitung 15 in den Zweig 3 der Hauptluftleitung 1 mündet. Das Ventil 17 und die Empfindlichkeitsöff nung 21 sind somit in der Leitung 15 hintereinander geschaltet. Der Querschnitt der Empfindlichkeitsöff nung 21 kann durch eine mit Spiel in die Öffnung einzuführende Nadel 23 verkleinert werden, deren Betätigungskolben 25 in einem in den Gehäuseraum 11 eingebauten Zylinder 27 verschiebbar gelagert ist.
Der Zylinder 27 weist in der aus der Zeichnung ersicht lichen Weise Öffnungen 29 auf, so dass der im Raum 11 herrschende jeweilige Druck der Hauptluftlei- tung 1 die in der Zeichnung linke Fläche des Kolbens 25 beaufschlagt. Entgegengesetzt zur Nadel 23 ge richtet, trägt der Kolben 25 einen Taststift 31, dessen Spitze einen Kegelstumpf 33 als Abschnitt einer bei 35 verschiebbar gelagerten Hülse 37 abtastet. Diese Hülse gehört zu einem in seinen übrigen Teilen noch zu beschreibenden Beschleuniger und wird von einer Feder 39 beeinflusst. Auf ihrem in der Zeichnung obern, offenen Ende liegt ein Ventil 41, welches seinerseits über ein entsprechend geformtes Ge stänge 43 mit dem Kolben 7 mechanisch verbunden ist.
Dieser Kolben 7 betätigt über dieses Gestänge 43 und einen weiteren Verbindungsteil 45 ein rohr- förmiges Glied 47, welches in der bei Dreidruck steuerventilen üblichen Weise den Rückführkolben 49 trägt. Das obere, offene Ende des Rohrgliedes 47 wirkt mit einem federbelasteten Einlassventil 51 zu sammen, welches einen Sitz 53 hat, während das untere, ebenfalls offene Rohrende als Auslass dient, der sich in einer Gehäuseöffnung 55 ins Freie fort setzt.
In der gezeigten, vom Ventil 51 abgehobenen Stellung des Endes des Rohrgliedes 47 liegt ersteres Ventil auf seinem Einlasssitz 53 auf und unter bricht damit eine Verbindungsleitung 57 zwischen dem Bremsluftbehälter 59 und dem Bremszylinder 61. Letzterer Zylinder ist dafür über die Öffnung 55 entlüftet. An die zum Bremszylinder 61 führende Leitung 57 sind zwei weitere Leitungen 63 und 65 angeschlossen, von denen die Leitung 63 zur Beauf- schlagung des das Absperrventil 17 betätigenden Kol bens 19 mit Druckluft vom im Bremszylinder jeweils herrschenden Überdruck dient.
Die Leitung 65 führt zu einem zum Beschleuniger gehörenden Gehäuse 67, in welchem ein Kolben 69 unter der Beaufschlagung des ihm über die Leitung 65 vermittelten Überdruckes gegen Federwirkung bewegt wird. Dieser Kolben 69 betätigt ein Ventil 71, das bei seiner Auflage auf einem Sitz 73 eine zur Auf nahme von Druckluft aus der Hauptluftleitung 1 bzw. aus dem mit dieser verbundenen Raum 11 des Steuer ventils dienende Abzapfkammer 75 von einer Vor kammer 76 bzw. einer Leitung 77 trennt. Die Abzapf- kammer 75 ist über eine Drosselöffnung 79 mit der Aussenluft dauernd verbunden.
Die Leitung 77 mün det am Zylinder 27, dessen Raum 81 durch den Kol ben 25 vom Raum 83 getrennt ist, welcher seiner seits über die Öffnungen 29 mit dem Innenraum 11 des Steuerventils und damit mit der Hauptluftleitung 1 in Verbindung steht. Der Betätigungskolben 25 für die Nadel 23 und den Taststift 31 steht somit auf seiner in der Zeichnung linken Seite unter dem Druck der Hauptluftleitung und auf seiner rechten Seite unter dem in der Vorkammer 76 sich aufbauenden überdruck. Hinzu kommt auf letzterer Seite die Wir kung einer Feder 85. Die Hülse 37 ist beidseitig offen und enthält einen Kanal 87.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrich tung ist folgende: Im gelösten Zustand der Bremse nehmen die Teile die aus der Zeichnung ersichtliche Lage ein. Infolge des fehlenden überdruckes im Bremszylinder 61 ist das Ventil 17 geöffnet, so dass die Steuerkam mer 13 über die Leitung 15 und die Empfindlich keitsöffnung 21 mit Luft vom höchsten Regeldruck in der Hauptluftleitung 1 gefüllt ist. Der gleiche Druck herrscht auch im Raum 11 des Steuerventils, so dass dessen Kolben 7, 49 durch die Feder 9 in ihrer untern Endlage gehalten werden, in der das Einlass- ventil 51 geschlossen und der Bremszylinder ent lüftet ist.
Auf der Hülse 37 liegt das Ventil 41 auf und sperrt den Raum 11 vom Hülseninnenkanal 87 und dem mit letzterem verbundenen Zylinderraum 81 ab. Der Raum 81 und die mit ihm über die Leitung 77 verbundene Vorkammer 76 sind bei geöffnetem Ven til 71 mit der Abzapfkammer 75 verbunden und zu sammen mit der letzteren über die Drosselöffnung 79 entlüftet.
Der Kolben 25 ist somit auf seiner einen Seite vom Höchstdruck in der Hauptluftleitung, auf seiner andern Seite aber nur von der verhältnismässig schwachen Feder 85 beaufschlagt, was zur Folge hat, dass die Nadel 23 aus der Empfindlichkeitsöffnung 21 herausgezogen ist und der Tas-tstift 31 gegen die Oberfläche des Kegelstumpfes 33 gedrückt wird und damit die Hülse 37 festhält. Es steht der volle Quer schnitt der Empfindlichkeitsöffnung 21 zur Verfü gung; das Steuerventil besitzt also seine normale An sprechempfindlichkeit.
Veranlasst der Lokomotivführer durch Absenken des Druckes in der Hauptluftleitung l eine Bremsung, so kommt es infolge der drosselnden Wirkung der Empfindlichkeitsöffnung 21 zu einer nur einseitigen Druckverringerung im Raum 11 gegenüber der Steuer kammer 13 des Steuerventils und damit zu einem Aufwärtsbewegen des Kolbens 7 gegen die Wirkung der Feder 9. Bereits mit Beginn dieser Aufwärtsbewe gung wird das Ventil 41 vom Ende der Hülse 37 abgehoben, weil die letztere infolge der zunächst weiterbestehenden Blockierung durch den Stift 31 die Kolbenbewegung nicht mitmachen kann.
Die Druck luft aus dem Raum<B>11</B> und damit auch aus der Haupt luftleitung 1 kann somit durch den Hülsenkanal 87 in den Zylinder 81 und weiter in die Vorkammer 76 sowie in die Abzapfkammer 75 einströmen, und diese Abzapfung der Hauptluftleitung bedingt eine weitere Intensivierung der Druckverringerung mit der Folge eines entsprechend raschen Öffnens des Einlassventils 51 unter Abschluss des Auslasses des Bremszylin ders 61.
Der in dem letzteren sich aufbauende Druck führt zu einer Beaufschlagung des Kolbens 19 und damit zur Trennung der Steuerkammer 13 von der Haupt luftleitung durch das Ventil 17 sowie zu einer Beauf- schlagung des Kolbens 69 mit dem Abschluss des Ventils 71. Durch letzteren Ventilschluss wird die in zwischen gefüllte und sich über die Drosselöffnung 79 langsam wieder entleerende Abzapfkammer 75 von der Vorkammer 76 getrennt, und in der letzteren bleibt somit der inzwischen erreichte Ausgleichsdruck in Hauptluftleitung 1 und Raum 11 erhalten.
Mit die sem Ausgleich der Drücke ist der Kolben 25 nurmehr durch die Feder 85 einseitig beaufschlagt, bewegt sich in der Zeichnung nach links und entfernt das Ende des Taststiftes 31 von der Oberfläche des Kegel stumpfes 33 der Hülse 37, so dass die letztere nun mehr dem Ventil 41 bis zum Auftreffen auf die Innenwand des Zylinders 81 nachfolgen kann. Ausser dem wird die Nadel 23 in die Empfindlichkeitsöff nung 21 eingeführt, was jedoch bei geschlossenem Ventil 17 keine funktionelle Bedeutung hat.
Je nach der gewählten Druckabsenkung in der Hauptluft leitung 1 kommt es in bekannter Weise früher oder später zu einer solchen Beaufschlagung des Rück führkolbens 49 durch den sich aufbauenden Brems zylinderdruck, dass sich ein neuer Gleichgewichts zustand einstellt und das Einlassventil 51 ohne Öffnen des Auslasses wieder geschlossen wird. Erst eine wei tere Druckverringerung hat dann eine Bremsverstär kung zur Folge, bis es schliesslich zur Vollbremsung kommt. Bei diesen Bremsstufen sowie auch bei den auf die Vollbremsung folgenden, durch Erhöhung des Hauptleitungsdruckes bedingten ersten Lösestufen ändert sich an der Stellung der Ventile 17 und 71 nichts; sie bleiben durch die herrschenden Überdrücke im Bremszylinder 61 geschlossen.
Das Ventil 41 hat im bisherigen Löseverlauf das Ende der Hülse 37 noch nicht wieder erreicht, so dass die letztere von der Feder 39 auch während dieser ersten Teillösungen an der als Anschlag wirkenden Wand des Zylinders 27 gehalten wird.
Mit weiterer Fortsetzung des Lösens der Bremse, wobei hier besonders Lösevorgänge ohne Füllstoss wirkung, wie sie zum Beispiel in den hintern Wagen eines langen Zuges auftreten, interessieren, legt sich, bedingt durch den verhältnismässig grossen, infolge der anfänglichen Blockierung der Hülse 37 ohne nachteilige zeitliche Verzögerung der Beschleuni gungswirkung ermöglichten Hub dieser Hülse, das Ventil 41 bereits vor Erreichen der Endstellung des Kolbens 7 wieder auf das Ende der Hülse 37 und schliesst damit deren Inneres sowie den Raum 81 und die Vorkammer 76 gegenüber dem Raum 11 ab.
Ist der Druck in der Hauptluftleitung wieder auf ungefähr 4,85 atü angestiegen, so kann der Restdruck im Bremszylinder 61 die Kraft der die Kolben 19 und 69 belastenden Federn nicht mehr überwinden, und die Ventile 17 bzw. 71 werden .durch diese Federn geöffnet.
Damit kommt es beim Öffnen des Ventils 71 zu einer Verbindung des Raumes 81 und der Vor kammer 76 mit der entlüfteten Abzapfkammer 75, womit der Beschleuniger wieder betriebsbereit ist, da es bei einer etwaigen Zwischenbremsung aus diesem noch nicht vollgelösten Zustand heraus nur eines erneuten Abhebens des Ventils 41 von der Hülse 37 bedürfte, um Druckluft aus der Hauptluftleitung 1 bzw. dem Raum 11 des Steuerventils 5 in die Abzapf- kammer 75 einschiessen zu lassen.
Mit dem durch das Öffnen des Ventils 71 be dingten Druckabfall im Raum 81 wird der Kolben 25 mit einseitigem Überdruck aus dem Raum 11 beauf- schlagt, was an sich eine Kolbenbewegung gegen die Feder 85 mit der Folge des Herausziehens der Nadel 23 aus der Empfindlichkeitsöffnung 21 bedeuten würde.
Diese Freigabe des vollen Querschnittes der Empfindlichkeitsöffnung 21 bei wieder geöffnetem Ventil 17 darf aber mit Rücksicht auf die bereits im Hauptpatent geschilderte Gefahr der statischen Er schöpfung vor Erreichen der Endstellung der Kol ben 7, 49 auf keinen Fall eintreten und tritt auch nicht ein, weil der Taststift 31 durch sein Anliegen am Kegelstumpf 33 an einer entsprechenden Axial bewegung gehindert ist.
Die aus der Zeichnung er sichtliche Anordnung und Formgebung des Kegel stumpfes 33 sorgen dabei dafür, dass der Stift 31 trotz seiner Anlage keine bremsende Wirkung aufl die folgen den Abwärtsbewegungen der vom Kolben 7 über das Ventil 41 mitgenommenen Hülse 37 ausüben kann; seine Bremswirkung kommt nur bei der entgegen gesetzten Bewegungstendenz der Hülse zur Geltung. Ausserdem ist die Steigung der Kegelfläche so ge wählt, dass die Nadel 23 erst mit Erreichen der untern Endlage des Kolbens 7 und damit auch der Hülse 37 die Empfindlichkeitsöffnung 21 verlassen und deren vollen Querschnitt freigegeben hat.
In dieser End- stellung nehmen die Teile dann wieder die aus der Zeichnung ersichtliche Lage ein.
Die beschriebene Kopplung der überwachungs- vorrichtung für den Querschnitt der Empfindlichkeits öffnung mit dem Beschleuniger sorgt also dafür, dass im Lösebereich vor der Vollösung, bei welchem die Leitungsverbindung zwischen der Hauptluftleitung und der Steuerkammer konstanten Druckes über die Empfindlichkeitsöffnung wieder freigegeben ist, die Querschnittsverringerung dieser Empfindlichkeitsöff nung durch Teile des bereits betriebsbereiten Be schleunigers so lange gesichert wird, bis das beweg liche Kolbensystem des Dreidrucksteuerventils seine Endstellung wenigstens annähernd erreicht hat.