CH619655A5

CH619655A5 - Electropneumatic air brake for rail vehicles

Info

Publication number: CH619655A5
Application number: CH892777A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Gruenert; Bernd Goritz
Original assignee: Knorr Bremse Gmbh
Priority date: 1976-08-20
Filing date: 1977-07-19
Publication date: 1980-10-15
Also published as: SU677645A3; HU173615B; FR2362033A1; FR2362033B1; DE2637506A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektropneumatische Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge, mit einem die Druckluftbeaufschlagung eines Bremszylinders überwachenden, pneumatischen Dreidrucksteuerventil, welches zumindest eine erste in eine Druckluftspeiseleitung eingeordnete Bremsdüse und zumindest eine in eine Verbindung von einer Auslassleitung zur Atmosphäre eingeordnete erste Lösedüse aufweist, und mit einem eine Drucküberwachung in der Auslassleitung bewirkenden, elektrischen Steuergerät, umfassend ein Haltemagnetventil und ein als Wechselventil ausgebildetes Bremsmagnetventil zum Abtrennen der Auslassleitung von der ersten Lösedüse und Verbinden der Auslassleitung mit einer zur Atmosphäre führenden zweiten Lösedüse oder einer an eine Druckluftquelle angeschlossenen zweiten Bremsdüse, wobei die ersten Brems- und Lösedüsen für längere Füll- und Entleerzeiten des Bremszylinders bemessen sind als die zweiten Füll- und Lösedüsen.

Bei einer bekannten elektropneumatischen Druckluftbremse der vorstehend genannten Art entsprechend der DT-AS 1 229 130 ist das Halte- bzw. Lösemagnetventil mit zwei auf unterschiedliche Erregungsstärken dieses Magnetventils ansprechenden Ankern versehen, deren einer ein Abtrennen der Auslassleitung und deren anderer das Öffnen der zweiten Lösedüse überwacht. Es hat sich jedoch gezeigt, dass in der Praxis Lösemagnetventile, welche neben ihrer unerregten Schaltstellung zwei unterschiedliche, unterschiedlichen Erregungsstärken entsprechende Schaltstellungen aufweisen, nicht verwendbar sind, da es bei angemessenem Aufwand nicht mit der erforderlichen Sicherheit möglich ist, alle in einem Zugverband anzusteuernden Lösemagnetventile stets zuverlässig mit der gewünschten Erregungsstärke zu erregen; es besteht vielmehr die Gefahr, dass aufgrund unterschiedlicher Erregungsstärken und/oder Toleranzabweichungen der Lösemagnetventile in einem Zugverband Magnetventile vorhanden sein können, welche sich nicht in die der vorgegebenen En e-gungsstärke entsprechende Schaltstellung einstellen. Diese bekannte Druckluftbremse k onnte sich daher in der Praxis nicht durchsetzen.

Mit der DT-PS i 299 307 ist eine elektropneumatische Druckluftbremse bekanntgeworden, bei welcher das als Zwischenflansch zwischen einem Dreidrucksteuerventil und einem die ersten Brems- und Lösedüsen aufweisenden Zugart-Umstellgerät ausgebildete elektrische Steuergerät ein Halte-und ein Bremsmagnetventil umfasst, welche beide als einfache Absperr-Magnetventile ausgebildet sind. Bei dieser bekannten Druckluftbremse ist zwar eine zweite Bremsdüse zum beschleunigten Füllen des Bremszylinders während elektrisch gesteuerten Bremsvorgängen vorgesehen, es ist jedoch nicht möglich, eine zweite Lösedüse zum beschleunigten Entleeren des Bremszylinders beim elektrisch gesteuerten Lösen anzuordnen, vielmehr muss die Druckluft aus dem Bremszylinder auch beim elektrisch gesteuerten Lösen über die vom Zugart-Umstellgerät jeweils freigegebene erste Lösedüse zur Atmosphäre abgelassen werden. Sowohl beim pneumatisch gesteuerten wie beim elektrisch gesteuerten Lösen erfolgt die Entleerung des Bremszylinders also über die gleichen ersten Lösedüsen und erfordert somit gleiche Zeitspannen. Es ist jedoch wünschenswert, dass das elektrisch gesteuerte Lösen beschleunigt gegenüber dem pneumatisch gesteuerten Lösen erfolgt, d.h. dass beim elektrisch gesteuerten Lösen der Bremszylinder rascher als beim pneumatisch gesteuerten Lösen entleert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektropneumatische Druckluftbremse der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass sie bei einfachem, billigem Aufbau die Mängel der bekannten elektropneumatischen Druckluftbremsen vermeidet, dass sie also nur die Schallstellungen «erregt» und «unerregt» benötigte Halte- und Bremsmagnetventile erfordert, dabei jedoch beim elektrisch gesteuerten Bremsen und Lösen ein gegenüber der pneumatischen Steuerung be-' schleunigtes Belüften und Entleeren des Bremszylinders ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass ein kolbengesteuertes Wechselventil vorgesehen ist, an dessen wechselweise mit einem ersten oder einem Ausgang verbindbaren Eingang die Auslassleitung angeschlossen ist, dessen bei fehlender Druckbeaufschlagung seines Steuerkolbens mit dem Eingang verbundener erster Ausgang an die erste Lösedüse und dessen zweiter Ausgang mit einem Beaufschlagungsraum für den Steuerkolben verbunden sowie vom Haltemagnetventil überwacht an eine Kammer anschliessbar ist, welche mittels des Bremsmagnetventils wechselweise entweder über die zweite Bremsdüse mit der Druckluftquelle oder über die zweite Lösedüse mit der Atmosphäre verbunden ist.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann es zweckmässig sein, wenn der Steuerkolben auf seiner dem Beaufschlagungsraum abgewandten Seite von einer Feder belastet und mit einem Steuerschieber zum wechselweisen Anschluss der beiden Ausgänge an den Eingang verbunden ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung ausgebildeten elektropneumatischen Druckluftbremse schematisch dargestellt.

Von einer Hauptluftleitung 1 führt eine Zweigleitung 2 in eine Leitungskammer 3 eines Dreidrucksteuerventils 4 sowie über je ein Rückschlagventil 5 bzw. 6 und je eine Düse 7 bzw. 8 zu einem Vorratsluftbehälter 9 und zu einer Steuerkammer 10. Die Leitungskammer 3 und die Steuerkammer 10 sind

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durch einen Kolben 11 voneinander getrennt, welcher mit einem Ventilrohr 12 verbunden ist, das abgedichtet in eine Auslasskammer 13 ragt, dort geöffnet ist, weiter abgedichtet eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Kammer 14 durchragt, einen die Kammer 14 von einer Kammer 15 trennenden Kolben 16 trägt und in der Kammer 15 vor einer Doppelventildichtung 17 endet. In der mit einem Bremszylinder .18 direkt oder über ein nicht dargestelltes Relaisventil verbundenen Kammer 15 befindet sich eine den Kolben 16 belastende Druckfeder 19. Die federbelastete Doppeldichtplatte 17 bildet zusammen mit einem gehäusefesten Ventilsitz 20 ein Einlassventil 17,20 von einem Raum 21 in die Kammer 15. An den Vorratsluftbehälter 9 ist ein Höchstdruckbegrenzer22 bekannter Bauart, beispielsweise entsprechend der DT-OS 2 423 430, angeschlossen, dessen Ausgang mit einer Leitung 23 verbunden ist, an welche über eine erste Bremsdüse 24 der Raum 21 angeschlossen ist.

Das elektrische Steuergerät umfasst ein kolbengesteuertes Wechselventil 25 mit einem Eingangsanschluss 26, der über eine als Auslassleitung bezeichnete Rohrleitung 27 mit der Auslasskammer 13 in Verbindung steht. Das Wechselventil 25 weist einen Steuerkolben 27a auf, der einerseits vom Druck in einem Beaufschlagungsraum 28 entgegen der Kraft einer Feder 29 belastet ist und andererseits einen Steuerschieber 30 trägt, der den Eingangsanschluss 26 wechselweise mit einem von zwei Ausgängen 31 bzw. 32 verbindet. Von dem bei drucklosem Beaufschlagungsraum 28 mit dem Eingangsanschluss 26 verbundenen Ausgang 31 führt eine Rohrleitung 33 über eine erste Lösedüse 34 zur Atmosphäre. Der andere Ausgang 32 ist ständig mit dem Beaufschlagungsraum 28 und über eine Rohrleitung 35 sowie ein als einfaches Absperrmagnetventil ausgebildetes Haltemagnetventil 36 mit einer Kammer 37 verbunden. Die Kammer 37 ist mittels eines als Wechselventil ausgebildeten Bremsmagnetventils 38 wechselweise über eine zweite Bremsdüse 39 an die zum Höchstdruckbe-grenzer 22 füll rende Rohrleitung 23 anschliessbar oder über eine zweite Lösedüse 40 mit der Atmosphäre verbindbar. Die Spule des Halte- und Bremsmagnetventils 36 und 38 sind einerseits geerdet und andererseits über entgegengesetzt gepolte Dioden 41 bzw. 42 an ein Steuerkabel 43 angeschlossen. Das Halte- und das Bremsmagnetventil 36 und 38, die Kammer 37, die zweiten Brems- und Lösedüsen 39 und 40 sowie die Leitung35 gehören ebenfalls dem elektrischen Steuergerät an.

Bei betriebsbereiter, gelöster Bremse sind die Hauptluftleitung 1, die Leitungskammer 3, die Steuerkammer 10 und der Vorratsluftbehälter 9 mit Regeldruckhöhe von beispielsweise 5 bar aufgeladen. In der Rohrleitung 23 und dem Raum 21 herrscht je nach Ausbildung des Höchstdruckbegrenzers 22 ebenfalls Regeldruckhöhe oder der dem Bremszylinder 18 maximal zuzuführende Druck von beispielsweise 3,8 bar. Die Ventilstange 12 ist von der Doppelventildichtung 17 abgesenkt und der Bremszylinder 18 über die Kammer 15 und die Auslasskammer 13 somit mit der Auslassleitung 27 verbunden. Das Brems- und das Haltemagnetventil 38 und 36 sind unerregt und befinden sich in ihren dargestellten Schaltstellungen, in welcher die Leitung 35 mit der Kammer 37 verbunden und über die zweite Lösedüse 40 in die Atmosphäre entlüftet ist. Das Wechselventil 25 befindet sich daher ebenfalls in der dargestellten Schaltstellung und die Ausgangsleitung 27 ist über die Leitung 33 und die erste Lösedüse 34 mit der Atmosphäre verbunden.

Zum pneumatisch gesteuerten Bremsen wird der Druck in der Hauptluftleitung 1 abgesenkt, der in der Steuerkammer 10 sodann überwiegende Druck hebt das Kolbensystem 11, 16 an, das Ventilrohr 12 legt sich gegen die Doppelventildichtung 17 und hebt diese vom Ventilsitz 20 ab. Daraufhin kann Druckluft durch die erste Bremsdüse 24 überwacht in den nunmehr von der Atmosphäre abgetrennten Bremszylinder 18 einströmen, bis in der Kammer 15 ein das Kolbensystem 11, 16 bis zum Aufsetzen der Doppel ventildichtung 17 auf den Ventilsitz 20 absenkender Druck aufgebaut ist. Zu Beginn der Drucklufteinströmung in den Bremszylinder 18 wird dabei gegebenenfalls der Druck in der Rohrleitung 23 abgesenkt, der Höchst-druckbegrenzer 22 tritt in Tätigkeit und speist in die Rohrleitung 23 jedenfalls nur noch eine dem Höchstdruck für den Bremszylinder 18 entsprechende Druckhöhe ein.

Beim pneumatischen Bremsenlösen spielen sich entsprechend umgekehrte, bekannte Vorgänge ab, wobei im wesentlichen das Ventilrohr 12 von der Doppelventildichtung 17 abgesenkt und der Bremszylinder 18 über die Auslassleitung 27 sowie die erste Lösedüse 34 in die Atmosphäre entleert wird.

Die erste Bremsdüse 24 sowie die erste Lösedüse 34 sind auf die für pneumatische Bremssteuerungen vorgeschriebenen, relativ langen Füll- und Entleerzeiten des Bremszylinders 18 abgestimmt.

Zum elektrisch gesteuerten Bremsen wird an das Steuerkabel 43 derart Spannung angelegt, dass über die Diode 42 das Bremsmagnetventil 38 erregt wird, während das Haltemagnetventil 36 über die Diode 41 entregt bleibt. Aus der Rohrleitung 23 strömt sodann Druckluft durch die zweite Bremsdüse 39 überwacht in den Raum 37 und durch die Leitung 35 in den Beaufschlagungsraum 28 sowie den Ausgang 32 ein. Zu Beginn dieser Druckluftentnahme aus der Rohrleitung 23 wird der in dieser gegebenenfalls herrschende Regeldruck auf die maximal den Bremszylinder 18 zuzuführende Druckhöhe herabgesetzt und derHöchstdruckbegrenzer22 tritt in Tätigkeit.

Es ist festzustellen, dass in der Rohrleitung 23 ab Bremsbeginn sowohl bei pneumatischer wie bei elektrischer Bremssteuerung jedenfalls der maximale Bremszylinder-Beaufschlagungsdruck ansteht.

Durch Druckbeaufschlagen des Beaufschlagungsraumes 28 wird beim elektrisch gesteuerten Bremsvorgang sodann der Steuerschieber 30 umgeschaltet, so dass die erste Lösedüse 34 von der Auslassleitung 27 abgetrennt und diese mit dem Ausgang 32, also über die zweite Bremsdüse 39 mit der Leitung 23 verbunden wird. Druckluft strömt nunmehr von der Rohrleitung 35 durch die Auslassleitung 27, die Auslasskammer 13, das Ventilrohr 12 und die Kammer 15 in den Bremszylinder 18 ein. Zum Halten einer bestimmten Bremsstufe wird der Stromfluss in dem Steuerkabel 43 umgekehrt, so dass das Haltemagnetventil 36 erregt wird und das Bremsmagnetventil 38 abfällt, Damit wird die Rohrleitung 35 von der Kammer 37 abgetrennt, welche ihrerseits von der Rohrleitung 23 abgetrennt und über die zweite Lösedüse 40 mit der Atmosphäre verbunden wird. Der Beaufschlagungsraum 28 bleibt über den Steuerschieber 30 mit der Auslassleitung 27 und dem Bremszylinder 18 verbunden und somit mit der augenblicklichen im Bremszylinder 18 herrschenden Druckhöhe beaufschlagt, so dass er seine Schaltstellung beibehält und die erste Lösedüse 34 weiterhin von der Auslassleitung 27 absperrt. Der Bremszylinder 18 ist somit abgesperrt und behält seine augenblickliche Beaufschlagungsdruckhöhe bei.

Zum Verstärken der Bremsstufe wird der Stromfluss durch das Steuerkabel 43 wiederum umgekehrt, wodurch sich durch Entregen des Haltemagnetventils 36 und Erregen des Bremsmagnetventils 38 die Verbindung von der Rohrleitung 23 durch die Kammer 37 zur Rohrleitung 35, der Auslassleitung 27 und zum Bremszylinder 18 wiederherstellt und in den Bremszylinder 18 erneut Druckluft, überwacht durch die zweite Bremsdüse 39, eingespeist wird. Die Drucklufteinspeisung in den Bremszylinder 18 kann bis zur maximalen, durch den Höchstdruckbegrenzer 22 bestimmten Druckhöhe erfolgen.

Zum elektrisch gesteuerten Lösen der Bremse wird die Stromführung des Steuerkabels 43 unterbrochen, so dass das Haltemagnetventil 36 und auch das Bremsmagnetventil 38 in

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ihre unerregten, dargestellten Schaltstellungen gelangen. Aus dem Bremszylinder 18 strömt sodann Druckluft durch die Kammer 15, das Ventilrohr 12, die Auslassleitung 27, den Steuerschieber 30, die Leitung 35 und das Haltemagnetventil 36 zur Kammer 37, von welcher sie durch das Bremsmagnetventil 38 und die zweite Lösedüse 40 zur Atmosphäre abströmt. Aus dem Bremszylinder 18 strömt somit Druckluft durch die zweite Lösedüse 40 überwacht zur Atmosphäre ab. Der Beaufschlagungsraum 28 bleibt dabei beaufschlagt, bis der Druck im Bremszylinder 18 und damit auch im Beaufschlagungsraum 28 auf einen sehr niedrigen W ert abgesenkt ist. Dann erst vermag die Feder 29 den Steuerkolben 27a gegen die restliche Druckbelastung durch den Beaufschlagungsraum 28 anzuheben und den Steuerschieber 30 in die dargestellte Schaltstellung zurückzuführen, in welcher die Auslassleitung 27 über den Eingangsanschluss 26 mit dem Ausgang 31 und die Leitung 33 sowie die erste Lösedüse 34 mit der Atmosphäre verbunden ist, während die Leitung 35 abgeschlossen ist. Die restliche Entleerung des Bremszylinders 18 während der letzten Lösephase erfolgt somit über die erste Lösedüse 34. Der Beaufschlagungsraum 28 entleert sich währenddessen über die Leitung 35 und die Kammer 37 durch die zweite Lösedüse 40 zur Atmosphäre.

Der elektrisch gesteuerte Lösevorgang ist vor Erreichen der vorstehend erwähnten letzten Lösephase durch Erregen des Haltemagnetventils 36 jederzeit unterbrechbar; das Haltemagnetventil 36 sperrt dabei die Auslassleitung 27 und die Leitung 35 von der Kammer 37 und damit der zweiten Lösedüse 40 ab.

5 Die zweite Bremsdüse 39 sowie die zweite Lösedüse 40 sind auf die relativ kurzen, im Eisenbahnwesen zugelassenen Füll- und Entleerzeiten des Bremszylinders 18 bei elektrisch gesteuerten Bremsvorgängen abgestimmt; sie erlauben somit eine wesentlich raschere Drucksteuerung für den Bremszylin-10 der 18 als die ersten Brems- und Lösedüsen 24 und 34.

Selbstverständlich kann die Druckluftbremse mit üblichen weiteren, nicht dargestellten Zusatzgeräten ausgestattet sein; so kann es zweckmässig sein, einen Mindestdruckbegrenzer vorzusehen, der in der aus der bereits erwähnten DT-OS 15 2 423 430 bekannten Weise mit dem Höchstdruckbegrenzer 22 zusammenarbeiten kann, oder es kann ein Zugart-Umstellge-rät entsprechend der DT-PS 1 299 307 vorgesehen sein, mit welchem der ersten Bremsdüse 24 und der ersten Lösedüse 34 weitere Düsen parallel schaltbar sind, so dass die Druckluftfül-20 lung und -entleerung des Bremszylinders 18 während pneumatisch gesteuerten Bremsvorgängen in für die jeweilige Zugart vorgeschriebenen Zeitspannen erfolgen kann. Weiterhin ist es möglich, das Halte- und das Bremsmagnetventil 36 bzw. 38 über getrennte Kabel zu erregen, so dass die Dioden 41 und 42 25 entfallen.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

619 655 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektropneumatische Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge, mit einem die Druckluftbeaufschlagung eines Bremszylinders überwachenden, pneumatischen Dreidrucksteuerventil, welches zumindest eine erste in eine Druckluftspeiseleitung eingeordnete Bremsdüse und zumindest eine in eine Verbindung von einer Auslassleitung zur Atmosphäre eingeordnete erste Lösedüse aufweist, und mit einem eine Drucküberwachung in der Auslassleitung bewirkenden, elektrischen Steuergerät, umfassend ein Haltemagnetventil und ein als Wechselventil ausgebildetes Bremsmagnetventil zum Abtrennen der Auslassleitung von der ersten Lösedüse und Verbinden der Auslassleitung mit einer zur Atmosphäre führenden zweiten Lösedüse oder einer an eine Druckluftquelle angeschlossenen zweiten Bremsdüse, wobei die ersten Bremsund Lösedüsen für längere Füll- und Entleerzeiten des Bremszylinders bemessen sind als die zweiten Füll- und Lösedüsen, dadurch gekennzeichnet, dass ein kolbengesteuertes Wechselventil (25) vorgesehen ist, an dessen wechselweise mit einem ersten oder einem zweiten Ausgang (31 oder 32) verbindbaren Eingang (26) die Auslassleitung (27) angeschlossen ist, dessen bei fehlender Druckbeaufschlagung seines S teuerkolbens (27a) mit dem Eingang (26) verbundener erster Ausgang (31) an die erste Lösedüse (34) und dessen zweiter Ausgang (32) mit einem Beaufschlagungsraum (28) für den Steuerkolben (27a) verbunden sowie vom Haltemagnetventil (36) überwacht an eine Kammer (37) anschliessbar ist, welche mittels des Bremsmagnetventils (38) wechselweise entweder über die zweite Bremsdüse (39) mit der Druckluftquelle (9) oder über die zweite Lösedüse (40) mit der Atmosphäre verbunden ist.

2. Elektropneumatische Druckluftbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (27a) auf seiner dem Beaufschlagungsraum (28) abgewandten Seite von einer Feder (29) belastet und mit einem Steuerschieber (30) zum wechselweisen Anschluss der beiden Ausgänge (31 oder 32) an den Eingang (26) verbunden ist.