Druckmittelbremseinrichtung Die Erfindung bezieht ,sich auf eine Druckmittel bremseinrichtung, bei welcher die Zufuhr von Druck mittel zu einem oder mehreren Bremszylindern über biegsame Schläuche erfolgt, und sie bezieht sich ins besondere auf Mittel, die ermöglichen, dass diese Zufuhr bei einem Undichtwerden, das sich aus einem vollständigen Versagen eines Schlauches ergibt, wirk sam aufrechterhalten bleibt.
Oft ist bei Druckmittelbremseinrichtungen, ins besondere an Eisenbahnlokomotiven, ein einziges Ventil vorgesehen, um die Druckmittelzufuhr zu den an zwei oder mehreren Güterwagen befindlichen Bremszylindern gleichzeitig zu regeln. Dieses Ventil und die Druckmittelquelle sind gewöhnlich an dem Körper der Lokomotive derart angeordnet, dass bieg same Schläuche in den Leitungen erforderlich sind, um die Zufuhr von Druckmittel zwischen dem Ventil und den Güterwagen vorzunehmen. Diese Schläuche können beschädigt werden, und falls einer ausfallen sollte, würden auch die Bremsen an den verbleiben den Güterwagen unwirksam gemacht werden.
Es sind bereits verschiedene Massnahmen vor geschlagen worden, um diese Möglichkeit auszuschal ten. Eine gegenwärtig verwendete Massnahme be steht darin, getrennte Hilfsbehälter und Relaisven tile vorzusehen, um die Bremszylinder an den ein zelnen Güterwagen zu steuern. Diese Ausführung ist zwar wirksam, jedoch hat sie den Nachteil, dass sie wegen der Grösse und des Gewichtes der erfor derlichen Behälter und der Verdoppelung der Relais ventile umständlich ist und ausserdem erhebliche Kosten bedingt.
Eine weitere vorgeschlagene Massnahme besteht darin, in der Speiseleitung eine Schutzventilvorrich- tung vorzusehen, die so ausgebildet ist, dass sie die Druckmittelzufuhr unterbricht, wenn die Strömungs geschwindigkeit einen vorbestimmten maximalen Wert überschreitet, und das Arbeiten der Ventil vorrichtung wird in einem Ausmass verzögert, das von den Abmessungen eines Zeitstellbehälters ab hängig ist, der über einen verengten Durchgang mit der Speiseleitung verbunden ist.
Diese Ventil vorrichtung ist gewöhnlich unwirksam und kann jeweils während längerer Zeitperiode unwirksam bleiben, und infolgedessen kommt es oft vor, dass sie, wenn sie arbeiten soll, festsitzt und sich nicht in ihre Absperrstellung bewegt.
Eine weitere Massnahme, durch welche versucht worden ist, das Problem zu lösen, sieht im Bereich jedes biegsamen Schlauches eine Drossel vor, so dass, falls einer der Schläuche ausfallen sollte, der Verlust an Druckmittel auf ein solches Ausmass beschränkt wird, dass er durch den Fluss aus der Druckmittel zufuhrquelle ausgeglichen wird, um in dem verblei benden Bremszylinder bzw. den verbleibenden Brems zylindern einen sicheren Druck aufrechtzuerhalten. Der Hauptnachteil dieses Vorschlages liegt in der Tatsache, dass die Drossel auch die Zeit des Bremsen- anlegen,s beherrscht und dies erfolgt häufig viel langsamer, als es erwünscht ist.
Zweck der Erfindung ist, eine gedrängte und verhältnismässig billige Bremseinrichtung zu schaf fen, bei welcher die Druckluft dem oder den Brems- zylindern schnell und in solcher Weise zugeführt wird, dass, falls einer der biegsamen Schläuche ver sagen sollte, in der verbleibenden Anlage eine aus reichende Druckhöhe aufrechterhalten wird.
Gemäss der Erfindung ist eine Ventilvorrichtung vorgesehen, die zwei Strömungswege enthält, die so ausgeführt sind, dass sie gemeinsam von einer Druck mittelquelle, z. B. einem Vorratsbehälter, gespeist werden, wobei der erste Strömungsweg eine grössere Öffnung als der andere hat und so ausgebildet ist, dass er Druckmittel einem oder mehreren Brems- zylindern zuführt, und der zweite, mehr verengte Strömungsweg so ausgebildet ist, dass er Druckmittel einer Zeitstellkammer von einem Volumen zuleitet, das kleiner als das Volumen des Bremszylinders oder das kombinierte Volumen aller Bremszylinder ist, die durch die Ventilvorrichtung gesteuert werden.
Vorzugsweise ist ein dauernd offener, jedoch verengter dritter Strömungsweg vorgesehen, um mit dem Bremszylinder oder den Bremszylindern eine nicht blockierte Verbindung aufrechtzuerhalten, durch welche hindurch Druckmittel zugeführt oder abgegeben werden kann, und welcher u. a. eine Siche rung für den Fall schafft, dass die Ventilvoreinrich- tung sich nicht öffnet.
Die Ventilvorrichtung kann mit einem Kolben- oder Membranteil versehen sein, der durch eine Feder in eine Stellung gedrückt wird, in welcher er den Strömungsweg von grösserer Öffnung zu dem Bremszylinder oder den Bremszylindern absperrt. Der Kolben- oder Membranteil kann dabei diese Absperrlage nur dann aufrechterhalten, wenn der Druck in der Zeitstellkammer, welchem er ausgesetzt ist, in Verbindung mit dem Druck der Feder auf die zur Kammer gerichtete Seite dieses Teiles eine Kraft ausübt, die grösser als die auf die andere Seite des Teiles wirkende Kraft ist.
Bei einer Ausführungsform ist der zweite Strö mungsweg, d. h. der Strömungsweg, durch welchen ein Druckmittel der Zeitstellkammer zugeführt wird, in dem Kolben- oder Membranteil angeordnet.
Bei einer anderen Ausführungsform kann Druck mittel durch eine Öffnung in einer die Zeitstell- kammer begrenzenden Wandung von einer äusseren Leitung zugeführt werden, die zu einer Relais- oder Verteilerventilvorrichtung führt, die zwischen der gemeinsamen Zufuhrquelle und der Ventilvorrichtung angeordnet ist.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfin dung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 ist ein Schnitt durch die Ventilvorrichtung der Bremseinrichtung, während Fig. 2 eine schematische Darstellung ihrer Lage in der Druckluftbremseinrichtung für Eisenbahnloko motiven ist.
Das Gehäuse der Ventilvorrichtung ist in zwei Teile 1 und 2 unterteilt. Der obere Teil 1 besteht aus einem Körper mit einer Ausbuchtung 3, die eine Kammer 4 umgrenzt; der untere Teil 2 besteht aus einem Block 6, in welchem eine Anzahl Strö mungswege vorgesehen sind.
Eine ringförmige, bewegliche Membran 6, die aus Kautschuk oder einem anderen biegsamen Mate rial hergestellt ist, wird rings um ihren äusseren Umfang zwischen Rändern 7 und 8 des oberen bzw. des unteren Teiles erfasst.
Zwei Platten 9 und 10 haben etwa gleichen Durchmesser; die eine Platte, die unterhalb der Membran angeordnet ist, weist einen in der Mitte angeordneten, in ihr befestigten oder einstöckig mit ihr ausgebildeten hohlen Schaft 11 auf, der durch eine mittlere Öffnung 12 in der Membran vorragt; die andere, oberhalb der Membran angeordnete Platte hat eine der Öffnung in der Membran ähnliche und sich mit dieser deckende Bohrung, durch welche der hohle Schaft ebenfalls vorragt, und eine Mutter 13, die auf den Schaft aufgeschraubt ist, verbindet die beiden Platten fest mit der Membran und bildet auf diese Weise eine Membran-Nachlaufeinheit.
Eine leichte Druckfeder 14, die zwischen einem Flansch 15 in der Zeitstellkammer und der Membran- Nachlaufeinheit angeordnet ist, bewirkt einen dauern den Abwärtsdruck auf diese Einheit und veranlasst sie, zwei konzentrisch angeordnete Zweigwege 16a und 16b eines ersten oder Hauptströmungsweges 16 abzusperren, durch welchen hindurch die Haupt zufuhr von Druckluft den beiden Bremszylindern zugeleitet wird, die in Fig. 1 nicht enthalten, jedoch in Fig.2 bei 17a und 17b schematisch dargestellt sind.
Ein zweiter Strömungsweg 18, der bei dieser Ausführungsform mit dem ersten oder Hauptströ- mungsweg zu den Bremszylindern in Verbindung steht, wird durch das hohle Innere des Schaftes 11 geschaffen und ermöglicht, dass der Zeitstellkammer 4 durch eine Drossel 18a in dem Schaft Druckluft zugeführt wird.
Ein dauernd offener, jedoch verengter Strömungs weg, der vorstehend als dritter Strömungsweg be zeichnet wurde, ist jedem Zylinder zugeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Zylinder verwen det, und die ihnen zugeordneten Strömungswege sind bei 19a und 19b dargestellt. Während der Anfangs stufen eines Bremsanlegevorganges können diese Strömungswege mit den Zweigwegen 16a und 16b des Hauptströmungsweges beim Zuführen von Druck luft zu den Zylindern 17a und 17b über Leitungen 20a und 20b und biegsame Schläuche 21a und 21b, wie in Fig. 2 dargestellt ist, zusammenarbeiten.
Ein Relaisventil 22 (Fig. 2) ist mit der Ventil vorrichtung der Fig. 1 (die in Fig. 2 mit 23 bezeichnet ist) und mit einer gemeinsamen Druckmittelquelle ,sowie mit einem Vorratsbehälter 24 verbunden, der von üblicher Ausführung ist und durch den Druck in der Steuerleitung geregelt wird, die von dem Fah- rerbremsventil oder einer anderen Regeleinrichtung kommt.
Es kann Vorkehrung dafür getroffen werden, dass die Luft zum Beschicken der Zeitstellkammer 4 über die Drossel 18a von dieser Steuerleitung anstatt von dem Hauptströmungsweg 16 zugeführt wird; ein Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass in der Zeitstellkammer ein konstanter Druck aufgebaut wird, unabhängig von einem sich verändernden Druck in der Hauptspeiseleitung zu den Zylindern zufolge Ausfalls eines Zylinders oder eines bieg samen Schlauches.
Es kann erwünscht sein, verhältnismässig grosse Drosseln 25a und 25b in den Zweigwegen des Hauptströmungsweges zu den Bremszylindern an zuordnen, um zu gewährleisten, dass während der anfänglichen Periode des Bremsanlegevorganges eine bestimmte Druckhöhe in dem Hauptströmungsweg 16 und unter der Membran vorhanden ist, selbst wenn ein Zylinder oder ein Schlauch versagt haben sollte.
Die Ventilvorrichtung arbeitet wie folgt: Druck luft aus dem Vorratsbehälter 24 wird in die Ventil vorrichtung 23 eingelassen, wo sie auf die ver schiedenen Strömungswege verteilt wird; da der Strömungsweg 16 nicht verengt ist, nimmt er die grössere Menge an Druckluft auf. Während ein ab gemessener Luftstrom durch die verengte Leitung 18 hindurch in die Kammer 4 entweicht, wird die weitaus grössere Menge der Luft unterhalb des Mem- branträgers eingefangen und erzeugt einen Druck, der diese Membran entgegen der Wirkung der Druck feder 14 nach oben bewegt, wodurch die Haupt strömungszweigwege 16a und 16b freigegeben wer den, um einen praktisch freien Strom von Druck luft zu den Bremszylindern zu gestatten.
Während Druck in den Bremszylindern aufgebaut wird, tritt eine ähnliche Wirkung in der Kammer 4 ein, deren Volumen kleiner als das der Bremszylinder zusammen ist derart, dass zu dem Zeitpunkt, zu dem der Druck in den Zylindern sich bis zur Höhe des Speisedrucks aufgebaut hat, der Druck in der Kam mer 4 die gleiche Höhe erreicht hat. Dieses gleich zeitige Erreichen der Druckhöhen kann bei gegebe nem Volumen der Kammer 4 durch Auswahl der Drossel 18a in dem verengten Strömungsweg 18 erfolgen.
Wenn dieser Zustand hergestellt ist, herrscht der gleiche Luftdruck an beiden Seiten der Membran, und es verbleibt zufolge des Vorhandenseins der Druckfeder 14 eine resultierende Kraft, um die Mem bran abwärts in eine Stellung zu bewegen, in welcher sie die Zweigwege 16a und 16b des Hauptströmungs- weges abschliesst. Danach kann eine Verbindung zwischen den Bremszylindern und der Druckluft zufuhr nur über die verengten Strömungswege 19a und 19b aufrechterhalten werden.
Der Durchlauf durch diese verengten Strömungswege ist vorbe stimmt, um mit der Druckmittelzufuhrquelle in sol cher Weise zusammenzuarbeiten, dass diese imstande sein würde, in dem Bremszylinder auf der einen Seite einen ausreichenden Druck aufrechtzuerhalten, falls der Bremszylinder oder ein biegsamer Schlauch auf der anderen Seite ausfallen sollte.
Obwohl die Strömungswege 19a und 19b ganz wegfallen könnten, wird es jedoch vorgezogen, sie beizubehalten, um zu gewährleisten, dass falls die Membran nicht befriedigend arbeiten sollte, die Bremsen angelegt werden können, wenn auch viel langsamer.
Wenn von der oben erwähnten Möglichkeit des Verzichts auf die Strömungswege 19a und 19b Ge brauch gemacht werden sollte, kann ein unverzöger- tes Be- bzw. Entlüften der Bremszylinder durch das Einschalten von Rückschlagventilen in unmittel bar zwischen der Hauptspeiseleitung und den Brems zylindern vorgesehenen Durchgängen bewirkt wer- den. Diese Durchgänge und Rückschlagventile kön nen zweckmässig ebenfalls benutzt werden, während die Strömungswege 19a und 19b beibehalten werden, um das Be- bzw.
Entlüften der Bremszylinder zu beschleunigen, und damit eine schnellere Bremsfrei gabe zu bewirken, falls dieses erwünscht sein sollte.