DD239166A1

DD239166A1 - THREE-PRESSURE VALVE WITH UNIT EFFECT FOR RAILWAY PRESSURE AIR BRAKES

Info

Publication number: DD239166A1
Application number: DD27831985A
Authority: DD
Inventors: Martin Heller
Original assignee: Verkehrswesen Hochschule
Priority date: 1985-07-05
Filing date: 1985-07-05
Publication date: 1986-09-17

Abstract

Um bei einem Dreidrucksteuerventil fuer Eisenbahndruckluftbremsen die Abstufung der Wirksamkeit in Abhaengigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und der Beladung bei Gueterwagen zu ermoeglichen und eine Einheitswirkung fuer verschiedene Bremszylindergroessen zu erzielen, sind der mit der Hauptluftleitung verbundenen Kammer des an sich bekannten Dreidruckventils fuer die Bremszylinderfuell- und -entleerungszeiten massgebliche Duesen vorgeschaltet und der durch den Bremszylinderdruck beaufschlagte Kolben des Dreidruckventils mit zwei oder mehreren topffoermig ineinandergesetzten Membranen ausgefuehrt. Von den durch diese Membranen gebildeten Raeumen wird der innere durch das Doppelsitzventil des Dreidruckventils be- und entlueftet, waehrend die aeusseren mit dem inneren und der Umgebung durch ein Umstellventil verbunden sind. Das Umstellventil enthaelt dabei ein zweites Doppelsitzventil zur Speisung und Entleerung der aeusseren Raeume, das ueber einen ersten Kolben von den Druecken in den genannten Raeumen, in Richtung der Entleerung zusaetzlich durch eine erste und zeitweise durch eine zweite Druckfeder gesteuert wird.In order to allow the gradation of effectiveness in a three-pressure control valve for railway air brakes depending on the driving speed and the loading of goods wagons and to achieve a unit effect for different brake cylinder sizes, connected to the main air line chamber of the known three-pressure valve for the Bremszylinderfuell- and -entleerungszeiten upstream Duesen and executed by the brake cylinder pressure piston of the three-pressure valve with two or more Topfffoermig nested membranes. Of the spaces formed by these membranes, the inner one is vented and deflated by the double-seat valve of the three-way valve, while the outer ones are connected to the inner and the surroundings by a diverter valve. The diverter valve contains a second double-seat valve for feeding and emptying the outer rooms, which is controlled by a first piston from the pressures in said rooms, in the direction of emptying additionally by a first and temporarily by a second compression spring.

Description

Doppelsitzventil enthält, welches zwischen zwei mit den beiden Kammern verbundenen Räumen liegt, die zweite Kammer aus der ersten bei geöffnetem Einlaßventil belüftet und bei geöffnetem Auslaßventil in die Umgebung entlüftet. Das Auslaßventil wird durch einen hohlen Ventilstößel gebildet, der in eine Entlüftungskammer mündet und an dem zwei Membranen befestigt sind. Die erste wird in Richtung Auslaß-Öffnung vom Druck aus der zweiten Kammer und einer Druckfeder und in Richtung Einlaß-Öffnung vom Druck in der ersten Kammer belastet. Die zweite Membran wird in Richtung Auslaß-Öffnung von einer Druckfeder und in Richtung Einlaß-Öffnung von einem Einstelldruck belastet und ist am Ventilstößel mit Spiel derart befestigt, daß sie diesen nur in Richtung Auslaß-Öffnung bewegen kann.Double seat valve contains, which is between two rooms connected to the two chambers, the second chamber from the first vented with the inlet valve open and vented with the exhaust valve open in the environment. The outlet valve is formed by a hollow valve stem which opens into a venting chamber and to which two membranes are attached. The first is loaded in the direction of the outlet opening by the pressure from the second chamber and a compression spring and in the direction of the inlet opening by the pressure in the first chamber. The second diaphragm is loaded in the direction of the outlet opening by a compression spring and in the direction of the inlet opening by a setting pressure and is attached to the valve tappet with play in such a way that it can move it only in the direction of the outlet opening.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel'näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail by an exemplary embodiment.

Die zugehörige Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung des pneumatischen Schaltplanes der erfindungsgemäßen Anordnung. Dargestellt sind das Dreidruckventil DDV, das Umstellventil UV und der Düsensatz DS mit dem Zugartwechsel GP. Das Dreidruckventil enthält eine Arbeitskammer 21, eine Leitungskammer 16, eine Entlüftungskammer 22, eineCH-Kammer 12 und eineCN-Kammer 11. Die Kammern werden durch den zwischen der Entlüftungs- und der Leitungskammer gasdicht geführten Stößel 23 durchzogen, dessen oberer Teil als Auslaßventil 5 ausgebildet ist, das in die Entlüftungskammer mündet. Die Entlüftungskammer ist ständig mit der Atmosphäre verbunden. Die CH-Kammer trägt ein Doppelsitzventil 3,4, 5, das aus dem Ventilkörper 3, dem Einlaßventil 4 und dem Auslaßventil 5 besteht. Die CH-Kammer wird von der CN-Kammer durch eine erste To pfm em bra η 1, die CN-Kammer von der Entlüftungskammer durch eine zweite Topfmembran 2 und die Leitungskammer von der Arbeitskammer durch eine dritte Membran 24getrennt. Die Membranen sind am Stößel 23 abgestützt. Eine Druckfeder 25 wirkt auf den Stößel in Richtung Auslaß-Öffnung, eine zweite 27 in Richtung Einlaß-Öffnung und eine dritte drückt den Ventilkörper 3 leicht gegen das Einlaßventil 4. Das Einlaßventil ist von einer Kammer 28 umgeben, die ebenso wie die CH- und die CN-Kammer mit dem nicht dargestellten Höchstdruckbegrenzer HDB verbunden ist. Weiterhin ist die CH-Kammer mit dem nicht dargestellten Bremszylinder C, die CH- und die CN-Kammer mit dem Umstellventil UV, die Arbeitskammer mit einem nicht dargestellten A-Überwacher AU und die Leitungskammer über den Düsensatz DS mit der Hauptluftleitung L, die beiden letzteren wiederum mit einem nicht dargestellten Leitungsüberwacher LÜ verbunden.The accompanying drawing shows a schematic representation of the pneumatic circuit diagram of the arrangement according to the invention. Shown are the three-pressure valve DDV, the changeover valve UV and the nozzle set DS with the Zugartwechsel GP. The three-pressure valve includes a working chamber 21, a conduit chamber 16, a venting chamber 22, a CH chamber 12 and a CN chamber 11. The chambers are penetrated by the plunger 23 gas-tightly guided between the venting and the conduit chamber, the upper part of which is formed as an outlet valve 5 is, which opens into the deaeration chamber. The deaeration chamber is constantly connected to the atmosphere. The CH chamber carries a double seat valve 3,4, 5, which consists of the valve body 3, the intake valve 4 and the exhaust valve 5. The CH-chamber is separated from the CN chamber by a first pot of fuel η 1, the CN chamber is separated from the deaeration chamber by a second pot membrane 2, and the conduit chamber is separated from the working chamber by a third membrane 24. The membranes are supported on the plunger 23. A compression spring 25 acts on the plunger in the direction of the outlet opening, a second 27 toward the inlet opening and a third pushes the valve body 3 slightly against the inlet valve 4. The inlet valve is surrounded by a chamber 28, as well as the CH and the CN chamber is connected to the high pressure limiter HDB, not shown. Furthermore, the CH chamber with the brake cylinder C, not shown, the CH and the CN chamber with the Umstellventil UV, the working chamber with an A-monitor AU, not shown, and the line chamber via the nozzle set DS with the main air line L, the two the latter in turn connected to a line monitor LÜ, not shown.

Der Düsensatz enthält die Lösedüsen für Bremsart I und Il 17 bzw. 19, die als Rückschlagventile ausgebildet sind und in Reihenschaltung dazu die Bremsdüsen für Bremsart I und Il 18 bzw. 19, wobei die Düsen für die Bremsarten parallel Zweige in der Verbindung von der Leitungskammer zur Hauptluftleitung darstellen und der Zweig für Bremsart I durch den Bremsartwechsel GP verschlossen werden kann.The nozzle set contains the release nozzles for brake type I and II 17 and 19, which are designed as check valves and in series with the brake nozzles for brake I and II 18 and 19, wherein the nozzles for the brake types parallel branches in the connection from the conduit chamber represent the main air line and the branch for brake I can be closed by the Bremsartwechsel GP.

Das Umstellventil enthält eine Einstellkammer 28, eine Entlüftungskammer 29, eine CH- und eine CN-Steuerkammer 30 und 31 und eine weitere mit der CH-Kammer des Dreidruckventils verbundene Kammer 32 in der genannten Reihenfolge. Die Einstellkammer 28 ist von der Entlüftungskammer 29 durch einen Membrankolben 33 getrennt, der auf der Seite der Entlüftungskammer 29 durch eine Druckfeder 14 belastet wird. Der Membrankolben 33 greift mit Spiel derart in einen hohlen Ventilstößel 34 ein, daß er diesen bei einem niedrigen Einstelldruck in Richtung der Einstellkammer zieht, bei hohem jedoch nicht berührt. Der hohe Einstelldruck entspricht dabei der Nierigabbremsung bei Hochleistungsbremsen bzw. der Stellung „leer" einer zweistufigen Lastabbremsung, der niedrige Einstelldruck der Hochabbremsung bzw. Stellung „beladen" und wird in bekannterWeise durch Achslagerbremsdruckregler bzw. zweistufige Wiegeventile oder durch Handumstelfung erzeugt. Für die Stellung „Personenzug" und „Güterzug" an Reisezugwagen wird die Einstellkammer durch einen nicht dargestellten Teil des Bremsartwechsels entlüftet. Der Ventilstößel wird durch die feste Trennwand von Entlüftungs- und CH-Steuerkammer gasdicht geführt, trägt einen Membrankolben 35 zwischen CH- und CN-Steuerkammer und endet mit dem Auslaßventil 9 in der CN-Steuerkammer. Der Membrankolben 35 wird in der CN-Steuerkammer 31 durch eine Druckfeder 13 belastet. Zwischen der CN-Steuerkammer und der Kammer 32 liegt das Doppelsitzventil 7, 8, 9. Die für Steuerventile üblichen Organe A-Überwacher, Höchstdruckbegrenzer und R-Füller entsprechen dem Stand der Technik. Der L-Überwacher ist ein Bremsbeschleuniger und arbeitet ebenfalls nach bekannten Wirkprinzipien. Die Wirkungsweise der Anordnung wird im Folgenden beschrieben: Bremsen:The diverter valve includes an adjustment chamber 28, a vent chamber 29, a CH and a CN control chambers 30 and 31, and another chamber 32 connected to the CH chamber of the three-way valve in the order named. The adjustment chamber 28 is separated from the venting chamber 29 by a diaphragm piston 33, which is loaded on the side of the venting chamber 29 by a compression spring 14. The diaphragm piston 33 engages with play in a hollow valve stem 34 that he pulls it at a low set pressure in the direction of the adjustment chamber, at high but not touched. The high setting pressure corresponds to the Nierigabbremsung in high-performance brakes or the position "empty" a two-stage Lastabbremsung, the low setting pressure of high braking or position "loaded" and is generated in a known way by Achslagerbremsdruckregler or two-stage weighing valves or by hand Umstung. For the "Passenger Train" and "Freight Train" position on passenger coaches, the adjustment chamber is vented by a part of the brake type change, not shown. The valve lifter is gas-tightly guided by the fixed partition wall of venting and CH control chamber, carries a diaphragm piston 35 between CH and CN control chamber and terminates with the outlet valve 9 in the CN control chamber. The diaphragm piston 35 is loaded in the CN control chamber 31 by a compression spring 13. Between the CN control chamber and the chamber 32 is the double seat valve 7, 8, 9. The usual for control valves organs A-supervisor, maximum pressure limiter and R-filler correspond to the prior art. The L-monitor is a brake accelerator and also works according to known principles of action. The operation of the arrangement is described below: Brakes:

In Fahrtstellung sind die Kammern 21,16,28 und die Hauptluftleitung L mit dem Regelbetriebsdruck gefüllt und die beweglichen Teile befinden sich in der dargestellten Lage. Zum Bremsen wird der Hauptluftleitungsdruck vom Führerbremsventil aus gesenkt. Der als Bremsbeschleuniger dienende L-Überwacher, der in bekannterWeise durch den Druck in der Hauptluftleitung und einer mit dieser über eine Düse verbundenen Steuerkammer, außerdem vom Druck CH der Kammer 12 gesteuert wird, beschleunigt die Druckabsenkung durch Abzapfung von Luft aus der Leitungskammer 16 und der Hauptluftleitung bei der ersten Bremsstufe und aus der Hauptluftleitung bei weiteren Bremsstufen und bei Schnellbremsung.In driving position, the chambers 21,16,28 and the main air line L are filled with the control operating pressure and the moving parts are in the position shown. For braking, the main air line pressure is lowered from the driver's brake valve. The L-monitor serving as a brake accelerator, which is controlled in a known manner by the pressure in the main air line and a control chamber connected thereto via a nozzle, in addition to the pressure CH of the chamber 12, accelerates the pressure reduction by bleeding air from the conduit chamber 16 and the Main air line at the first brake stage and from the main air line at further braking stages and during rapid braking.

Die erste Druckabsenkung in der Leitungskammer 16 durch den L-Überwacher bewirkt die sofortige Öffnung des Einlaßventils 4 und den unverzüglichen Aufbau des geforderten Ansprungdrucks in der CH-Kammer und im Bremszylinder C. Die weitere Druckabsenkung in der Leitungskammer 16 wird durch die Bremsdüsen 18 bzw. 20 verzögert, womit die Einheitswirkung garantiert ist. Bei geringem Einstelldruck Fin der Einstellkammer 28 ist das Auslaßventil 9 ständig geöffnet und die CN-Kammer 11 bleibt entlüftet. Bei hohem Einstelldruck bleibt die CN-Kammer entlüftet, bis der Druck am Membrankolben 35 die Kraft der Druckfeder 13 überwindet. Dadurch wird der unverminderte Ansprung des Bremszylinderdruckes auch bei Niedrigabbremsung bzw. Stellung „leer" garantiert. Bei weiterem Druckanstieg wird die CN-Kammer aus der CH-Kammer gefüllt, wobei der Druck CN stets um den durch die Druckfeder 13 bestimmten Wert (Knickpunktdruck) geringer als der Druck in der CH-Kammer bleibt, der gleichzeitig der Bremszylinderdruck ist. Infolge der Füllung der CN-Kammer ergibt sich jenseits des Knickpunktes eine Abflachung der im Übrigen linearen statischen Kennlinie. Der Anstieg des Bremszylinderdruckes wird in bekannterWeise durch Höchstdruckbegrenzer begrenzt, wobei zwei Höchstdruckbegrenzer mit Ansteuerung durch die Drücke CH bzw. CN in Reihe geschaltet sind.The first pressure reduction in the line chamber 16 through the L-monitor causes the immediate opening of the inlet valve 4 and the immediate construction of the required Ansprungdrucks in the CH chamber and the brake cylinder C. The further pressure reduction in the line chamber 16 is through the brake nozzles 18 and 20 delayed, whereby the unit effect is guaranteed. At low setting pressure Fin of the adjustment chamber 28, the outlet valve 9 is constantly open and the CN chamber 11 remains vented. At high set pressure, the CN chamber remains vented until the pressure on the diaphragm piston 35 overcomes the force of the compression spring 13. As a result of this, the unrestrained release of the brake cylinder pressure is guaranteed even at low braking or "empty." With further pressure increase, the CN chamber is filled from the CH chamber, whereby the pressure CN is always lower by the value determined by the compression spring 13 (break point pressure) As a result of the filling of the CN chamber, a flattening of the otherwise linear static characteristic results beyond the inflection point, the increase in the brake cylinder pressure being limited in a known way by maximum pressure limiters, two Maximum pressure limiter with control by the pressures CH or CN are connected in series.

Beim Lösen wird die Hauptluftleitung vom Führerbremsventil aus aufgefüllt. Die Geschwindigkeit der Auffüllung der Leitungskammer 16 und damit die Bremszylinderentleerungszeit wird durch die Lösedüsen 17 bzw. 19 bestimmt. Die Erhöhung des Drucks in der Leitungskammer bewirkt die Öffnung des Auslaßventils 5 und die Senkung des Bremszylinderdrucks CH. Der Druck CN wird über das sich ebenfalls öffnende Auslaßventil 9 des Umstellventils UV abgebaut und bleibt stets um den Knickpunktdruck geringer als der Druck CH. Der Druck CH erreicht den Umgebungsdruck bereits, wenn der Druck in der Leitungskammer noch um einen durch die Druckfeder 25 bestimmten Wert geringer als der Druck in der Arbeitskammer 21 ist.When loosening, the main air line is filled up by the driver's brake valve. The rate of filling of the line chamber 16 and thus the brake cylinder emptying time is determined by the release nozzles 17 and 19, respectively. The increase in the pressure in the conduit chamber causes the opening of the exhaust valve 5 and the lowering of the brake cylinder pressure CH. The pressure CN is reduced via the likewise opening outlet valve 9 of the Umstellventils UV and always remains lower by the break point pressure than the pressure CH. The pressure CH already reaches the ambient pressure when the pressure in the line chamber is still lower than the pressure in the working chamber 21 by a value determined by the compression spring 25.

Claims

1. A three-pressure control valve with unit effect for railway air brakes with a two-piston moving valve lifter for a double seat valve for ventilation of a brake cylinder associated with the first chamber, the pressure of the first piston as well as the pressure in a second, with the main air line in combination standing chamber the second piston against a reference pressure in a third chamber in the direction of the opening of the outlet valve acted upon, characterized in that the acted upon by the brake cylinder pressure piston with two cup-shaped nested membranes (1,2) is formed ~ wherein the resulting inner space ( 12) through the double seat valve (3,4,5) is aerated and directly with the brake cylinder (C) is in communication, and the outer, between the two membranes (1,2) lying space (11) has a closable connection to the inner space (12) and that with the main air line (L) In the chamber (16), the nozzles (17-20) which are decisive for the brake cylinder filling and emptying times are connected upstream.

2. Three-pressure control valve according to item 1, characterized in that the outer space (11) by a second, by a third piston (35) controlled double seat valve (7,8,9) in a Umstellventil (UV) from the inner space (12) vented into the environment, wherein the second double-seat valve (7,8,9) controlling third piston (35) in the direction of the opening of the exhaust valve (9) on the second double-seat valve (7,8,9) by a first compression spring ( 13), the pressure from the outer space (11) and by a second compression spring (14) via a play with the third attached fourth piston (33), on the other hand by a set pressure (F) is applied and at a certain value thereof against the force the second compression spring (14) is displaceable so that it has no connection to the third piston (35) due to the play and in the direction of the opening of the inlet valve (8) on the second double seat valve (7,8, 9) from the pressure in the inner chamber (12) is charged.

3. Three-pressure control valve according to item 1 or 1 and 2, characterized in that instead of said two more than two cup-shaped membranes are arranged, wherein the resulting further spaces each have a closable connection to the nearest inner space.

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Field of application of the invention

The three-pressure control valve is used for a continuous, indirectly acting, self-acting pneumatic brake on railway vehicles.

Characteristic of the known technical solutions

Control valves with three-pressure valves, e.g. by DD-PS 153964. To achieve independence of the Bremszylinderfüll- and emptying times of the volumes of the brake cylinder (unit action) andgrading the height of the brake cylinder pressures as a function of the vehicle mass or the driving speed in two stages associated with the known three-pressure control valves relay valves of various types. Disadvantages of this solution are the greatly increased effort for construction and maintenance of the control valves and their large mass. Also known are control valves according to a four-pressure principle, which achieve a multi-stage effectiveness without downstream relay valve and can be achieved by the principle also unitary effect. Disadvantage of these valves is their many parts, the large displacements of components in sliding seals, the large dispersion of the brake cylinder pressures and the extension of the Bremszylinderfüllzeiten with the desired unit effect.

Object of the invention

The object of the invention is to provide a rationally designed control valve for an indirectly acting air brake suitable for passenger train brakes, freight train brakes and high-performance brakes.

Explanation of the essence of the invention

The invention has the object to form a three-pressure control valve in such a design that achieves the independence of the Bremszylinderfüll- and emptying time of the brake cylinder volumes with little effort and the two-or multi-stage conversion of effectiveness allowed.

According to the invention the object is achieved by the associated with the main air line chamber of the known three-pressure valve for Bremszylinderfüll- and emptying times relevant nozzles are preceded by and acted upon by the brake cylinder pressure or -vorsteuerdruck piston of the three-pressure valve with two cup-shaped interlocked membranes. The membranes form two chambers above them, the second enclosing the first ring. The first chamber carries a three-pressure valve associated with the first double-seat valve, which, as is known, is controlled by a gas-tight guided through the chambers hollow valve tappet. The second chamber is connected to the first chamber and to the environment by a diverter valve, which is a diaphragm piston controlled second