DE102013109373B4

DE102013109373B4 - Steuerventilanordnung einer Druckluftbremse für ein Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE102013109373B4
Application number: DE102013109373.6A
Authority: DE
Inventors: Christian KRAUTH
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2016-09-01
Anticipated expiration: 2033-08-30
Also published as: WO2015028496A3; DE102013109373A1; WO2015028496A2

Abstract

Steuerventilanordnung für ein Schienenfahrzeug, umfassend ein Steuerventil (1) zur Generierung eines Vorsteuerdrucks (Cv) nach Maßgabe eines Hauptluftleitungsdrucks (HL), ein zwischen Steuerventil (1) und Schienenfahrzeug angeordnetes und die gesamte Steuerventilanordnung tragendes Trägerelement (2), ein erstes Lastbremsventil (3) zur Generierung eines lastabhängigen Bremszylinderdrucks (C) nach Maßgabe eines Steuerdrucks (T) und des Vorsteuerdrucks (Cv), wobei zwischen dem Steuerventil (1) und dem ersten Lastbremsventil (3) ein Vorsteuervolumen (4) zur Erzeugung eines Druckverlaufs für mindestens ein Lastbremsventil (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Lastbremsventil (5) an dem ersten Lastbremsventil (3) angeordnet ist, wobei das Steuerventil (1), das Vorsteuervolumen (4) und die beiden Lastbremsventile (3, 5) axial in einer Reihe angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerventilanordnung für ein Schienenfahrzeug, umfassend ein Steuerventil zur Generierung eines Vorsteuerdrucks nach Maßgabe eines Hauptluftleitungsdrucks, ein zwischen Steuerventil und Schienenfahrzeug angeordnetes und die gesamte Steuerventilanordnung tragendes Trägerelement, ein erstes Lastbremsventil zur Generierung eines lastabhängigen Bremszylinderdrucks nach Maßgabe eines Steuerdrucks und des Vorsteuerdrucks, wobei zwischen dem Steuerventil und dem ersten Lastbremsventil ein Vorsteuervolumen zur Erzeugung eines Druckverlaufs für mindestens ein Lastbremsventil angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Druckluftbremse mit einer solchen Steuerventilanordnung.
Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung ist der Schienenfahrzeugbau. Schienenfahrzeuge haben meist eine selbsttätige automatische Druckluftbremse, bei der die Absenkung des Druckes in einer Hauptluftleitung, ausgehend von einem Regelbetriebsdruck, die Ausbildung eines Bremszylinderdrucks hervorruft. Die Übertragungsfunktion vom sinkenden Druck in der Hauptluftleitung zum steigenden Bremszylinderdruck und umgekehrt wird von Steuerventilen ausgeführt. Daneben haben Steuerventile weitere Funktionen, die mit der Füllung, dem Abschluss und der Entlüftung von Volumen mit gespeicherter Druckluft, mit der Einstellung bestimmter statischer Kennlinien des Bremszylinderdrucks und mit der Beschleunigung der Übertragung von als Druckhöhe kodierten Signalen in der Hauptluftleitung zusammenhängen. Ferner kommen Funktionen hinzu die auch bei schneller und starker Änderung des Drucks in der Hauptluftleitung eine nur allmähliche Änderung des Drucks in den Bremszylindern sichern, um die Längskräfte innerhalb des Zuges zu begrenzen.
Aus der DE 1 092 949 A1 geht eine Steuerventilanordnung hervor, deren Steuerventil an einem Ventilträger angeflanscht ist, der wiederum unterhalb des Wagens eines Schienenfahrzeugs am Fahrzeugrahmen lösbar befestigt ist. Am Ventilträger sind auch die Rohranschlüsse für die Druckluftleitungen angeordnet, welche zum Steuerventil gehen und von diesem aus dem Bremszylinder verlaufen. An dem Ventilträger lassen sich mehrere Druckluftaggregate anbauen. Die Ausführung als Gussteil ermöglicht es, die Druckluftleitungen und erforderlichen Verzweigungen zwischen Druckluftaggregate und Rohranschlüsse in den Ventilträger zu integrieren und ihnen erforderlichenfalls ein genau definiertes Volumen zu geben. Die Anbaugeräte sind dank des Ventilträgers mit dem Anflanschen bereits voll pneumatisch angeschlossen. Weil das aufwendige Lösen einzelner Rohranschlüsse dank Ventilträger entfallen kann, und die Rohranschlüsse damit in unveränderter Lage bleiben können, gestaltet sich An- und Abbau von Geräten, insbesondere eines Steuerventils, vor allem bei Wartungsarbeiten äußerst einfach und zeitsparend. Der Ventilträger umfasst neben als Druckkammer ausgebildeten zusätzlichen Volumina auch einen Absatzraum für Kondensat, welches über ein unteres Ablassventil abführbar ist.
Ventilträger sind derart ausgeführt, dass je nach Verwendungszweck ein oder mehrere Geräte an sie angebaut werden können. In der Regel weist eine Steuerventilanordnung mit nur einem Lastbremsventil einen Ventilträger auf, der zwischen dem Steuerventil und dem Schienenfahrzeug angeordnet ist. Mit anderen Worten, ist das Steuerventil über den Ventilträger mit dem Schienenfahrzeug verbunden. Ein Vorsteuervolumen ist in einem Gehäuse des Lastbremsventils integriert. Ferner sind auch Steuerventilanordnungen mit zwei Lastbremsventilen bekannt. Diese weisen einen Träger auf, an dem sowohl die beiden Lastbremsventile mit jeweils darin integrierten Vorsteuervolumen als auch das Steuerventil selbst befestigt sind. Somit sind die Lastbremsventile und das Steuerventil über den Ventilträger miteinander verbunden und am Schienenfahrzeug befestigt. Eine derartige Steuerventilanordnung beansprucht jedoch einen größeren Bauraum und ist aufgrund des relativ großen Ventilträgers im Vergleich zur Steuerventilanordnung mit nur einem Lastbremsventil komplexer und teurer in der Herstellung.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftdruckbremse bzw. eine Steuerventilanordnung mit zwei Lastbremsventilen dahingehend zu optimieren, dass sie gegenüber dem Stand der Technik sowohl kompaktbauender als auch günstiger in der Herstellung ist.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Steuerventilanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen und Anspruch 7 gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an. In Anspruch 8 ist eine die Steuerventilanordnung umfassende Druckluftbremse angegeben.
Erfindungsgemäß ist ein zweites Lastbremsventil an dem ersten Lastbremsventil angeordnet, wobei das Steuerventil, das Vorsteuervolumen und die beiden Lastbremsventile axial in einer Reihe angeordnet sind. Das Trägerelement ist ausschließlich am Steuerventil angeordnet und befestigt dieses lösbar am Schienenfahrzeug. Dadurch, dass das zweite Lastbremsventil an dem ersten Lastbremsventil angeordnet ist entfällt die Nutzung eines komplexen Trägerelements, der sowohl die beiden Lastbremsventile als auch das Steuerventil aufnimmt. Somit kann das Trägerelement kompaktbauender ausgeführt werden, so dass nicht nur Material und Gewicht eingespart werden, sondern auch die Kosten und die Herstellungszeit reduziert werden. Ferner bietet eine axiale Reihenanordnung des Steuerventils und der beiden Lastbremsventile eine kompakte Bauweise der Steuerventilanordnung.
Eine Ausführungsform schließt die technische Lehre ein, dass das erste Lastbremsventil, sowie das zweite Lastbremsventil und das Steuerventil jeweils ein eigenes Gehäuse aufweisen, wobei die Gehäuse aneinander geflanscht sind. Bei einem Defekt eines der Lastbremsventile oder einem Defekt des Steuerventils kann somit auf einfache Weise das defekte Bauteil demontiert und ersetzt werden. Vorzugsweise sind die Gehäuse durch eine Schraubverbindung aneinander geflanscht.
Des Weiteren bevorzugt verläuft mindestens eine Druckluftleitung des zweiten Lastbremsventils durch das Gehäuse des ersten Lastbremsventils hindurch. Insbesondere verlaufen vier Druckluftleitungen des zweiten Lastbremsventils durch das Gehäuse des ersten Lastbremsventils hindurch, die jeweils einen Steuerdruck, einen Bremszylinderdruck, einen Versorgungsdruck, und einen Vorsteuerdruck aufweisen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Vorsteuervolumen in dem Gehäuse des Steuerventils integriert. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Vorsteuervolumen in dem Gehäuse des ersten Lastbremsventils integriert. Es ist jedoch auch denkbar, das Vorsteuervolumen als ein separates, zwischen dem Steuerventil und dem ersten Lastbremsventil angeordnetes Strangpressprofil auszubilden. Dieses weist mehrere Kanäle für die jeweiligen Druckluftleitungen auf und zusätzlich einen Raum für das Vorsteuervolumen. Dabei nimmt der Raum für das Vorsteuervolumen einen Großteil des zur Verfügung stehenden Raums im Inneren des Strangpressprofils ein.
Erfindungsgemäß ist im Sinne einer nebengeordneten Lösung ein zweites Lastbremsventil an ein separates, zwischen dem Steuerventil und dem ersten Lastbremsventil angeordnetes, das Vorsteuervolumen umfassendes Strangpressprofil angeordnet. Mit anderen Worten sind beide Lastbremsventile an dem Strangpressprofil, welches mit dem Steuerventil verbunden ist, angeordnet. Neben dem Vorsteuervolumen umfasst das Strangpressprofil auch Kanäle zur Durchführung unterschiedlicher Druckluftleitungen vom Steuerventil zu dem jeweiligen Lastbremsventil.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
1 eine erste schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung, und
2 eine zweite schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Gemäß 1 weist die Steuerventilanordnung ein Steuerventil 1 sowie ein erstes und ein zweites Lastbremsventil 3, 5 auf. Dabei ist das zweite Lastbremsventil 5 an dem ersten Lastbremsventil 3 angeflanscht und zusammen mit einem zwischen Steuerventil 1 und ersten Lastbremsventil 3 angeordneten Strangpressprofil 11, welches ein Vorsteuervolumen 4 für die beiden Lastbremsventile 3, 5 umfasst, in einer Reihe ausgebildet. Die beiden Lastbremsventile 3, 5 und das Steuerventil 1 weisen jeweils ein eigenes Gehäuse 6, 7, 8 auf. Die gesamte Steuerventilanordnung ist über einen ausschließlich am Gehäuse 8 des Steuerventils 1 angeordnetem Trägerelement 2 mit einem – hier nicht dargestellten – Wagen eines Schienenfahrzeugs verbunden.
Nach Maßgabe eines Hauptluftleitungsdrucks HL generiert eine im Steuerventil 1 integrierte Steuereinheit 11 einen Vorsteuerdruck Cv für die beiden Lastbremsventile 3, 5. Der Hauptluftleitungsdruck HL bzw. der Vorsteuerdruck Cv sowie der Versorgungsdruck R, der Bremszylinderdruck C und der Steuerdruck T verlaufen durch jeweilige Druckluftleitungen 9a bis 9f durch das Steuerventil 1, dem Strangpressprofil 10 und dem ersten Lastbremsventil 3 bis zum zweiten Lastbremsventil 5. Somit weist das Strangpressprofil 10 sechs Kanäle für die jeweiligen Druckluftleitungen 9a bis 9f und eine demgegenüber große Aussparung für das Vorsteuervolumen 4 auf.
Gemäß 2 ist das zweite Lastbremsventil 5 an das separate, zwischen dem Steuerventil 1 und dem ersten Lastbremsventil 3 angeordnete Strangpressprofil 10, welches das Vorsteuervolumen 4 umfasst, angeordnet. Zur Vereinfachung ist in dieser Figur der Verlauf der Druckluftleitungen 9a bis 9f nicht abgebildet. Da die beiden Lastbremsventile 3, 5 direkt an dem Strangpressprofil 10 angeordnet sind, entfällt eine Durchführung der Druckluftleitungen 9a bis 9f des zweiten Lastbremsventils 5 durch das Gehäuse 6 des ersten Lastbremsventils 3.
Es ist beispielsweise auch möglich, das Vorsteuervolumen 4 in dem Gehäuse 8 des Steuerventils 1 zu integrieren. Ferner ist es aber auch denkbar das Vorsteuervolumen 4 in dem Gehäuse 6 des ersten Lastbremsventils 3 zu integrieren.
Bezugszeichenliste

1: Steuerventil
2: Trägerelement
3: erstes Lastbremsventil
4: Vorsteuervolumen
5: zweites Lastbremsventil
6: Gehäuse
7: Gehäuse
8: Gehäuse
9a–f: Druckluftleitung
10: Strangpressprofil
11: Steuereinheit
HL: Hauptluftleitungsdruck
Cv: Vorsteuerdruck
R: Versorgungsdruck
C: Bremszylinderdruck
T: Steuerdruck

Claims

Steuerventilanordnung für ein Schienenfahrzeug, umfassend ein Steuerventil (1) zur Generierung eines Vorsteuerdrucks (Cv) nach Maßgabe eines Hauptluftleitungsdrucks (HL), ein zwischen Steuerventil (1) und Schienenfahrzeug angeordnetes und die gesamte Steuerventilanordnung tragendes Trägerelement (2), ein erstes Lastbremsventil (3) zur Generierung eines lastabhängigen Bremszylinderdrucks (C) nach Maßgabe eines Steuerdrucks (T) und des Vorsteuerdrucks (Cv), wobei zwischen dem Steuerventil (1) und dem ersten Lastbremsventil (3) ein Vorsteuervolumen (4) zur Erzeugung eines Druckverlaufs für mindestens ein Lastbremsventil (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Lastbremsventil (5) an dem ersten Lastbremsventil (3) angeordnet ist, wobei das Steuerventil (1), das Vorsteuervolumen (4) und die beiden Lastbremsventile (3, 5) axial in einer Reihe angeordnet sind.
Steuerventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lastbremsventil (3), sowie das zweite Lastbremsventil (5) und das Steuerventil (1) jeweils ein eigenes Gehäuse (6, 7, 8) aufweisen, wobei die Gehäuse (6, 7, 8) aneinander geflanscht sind.
Steuerventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Druckluftleitung (9) des zweiten Lastbremsventils (5) durch das Gehäuse (6) des ersten Lastbremsventils (3) hindurch verläuft.
Steuerventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuervolumen (4) in dem Gehäuse (8) des Steuerventils (1) integriert ist.
Steuerventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuervolumen (4) in dem Gehäuse (6) des ersten Lastbremsventils (3) integriert ist.
Steuerventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuervolumen (4) als ein separates, zwischen dem Steuerventil (1) und dem ersten Lastbremsventil (3) angeordnetes Strangpressprofil (10) ausgebildet ist.
Steuerventilanordnung für ein Schienenfahrzeug, umfassend ein Steuerventil (1) zur Generierung eines Vorsteuerdrucks (Cv) nach Maßgabe eines Hauptluftleitungsdrucks (HL), ein zwischen Steuerventil (1) und Schienenfahrzeug angeordnetes und die gesamte Steuerventilanordnung tragendes Trägerelement (2), ein erstes Lastbremsventil (3) zur Generierung eines lastabhängigen Bremszylinderdrucks (C) nach Maßgabe eines Steuerdrucks (T) und des Vorsteuerdrucks (Cv), wobei zwischen dem Steuerventil (1) und dem ersten Lastbremsventil (3) ein Vorsteuervolumen (4) zur Erzeugung eines Druckverlaufs für mindestens ein Lastbremsventil (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Lastbremsventil (5) an ein separates, zwischen dem Steuerventil (1) und dem ersten Lastbremsventil (3) angeordnetes, das Vorsteuervolumen (4) umfassendes Strangpressprofil (10) angeordnet ist.
Druckluftbremse für ein Schienenfahrzeug mit mindestens zwei Bremszylindern, umfassend mindestens eine Steuerventilanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7.