-
Steuerventil für Druckluftbremsen, insbesondere von Schienenfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf Druckluftbremseinrichtungen, insbesondere für Schienenfahrzeuge,
bei denen das Anlegen und Lösen der Bremsen in Abhängigkeit von der Minderung bzw.
Wiederherstellung des Luftdruckes in einer Hauptleitung gegenüber einem gegebenen
Druck in einem Steuerbehälter erfolgt.
-
Zu diesen Einrichtungen gehört ein Beschleunigungsventil an. jedem
einzelnen gebremsten Wagen, das bei einer leichten Senkung des Hauptleitungsdruckes,
beispielsweise um 0,05 kg/cm2, gegenüber dem Hilfsbehälterdruck in eine Schnellwirkungsstellung
umsteuert, in der die Hauptleitung örtlich nach einem vorher entlüfteten Übertragungsbehälter
angezapft wird.
-
Es ist bereits vorgeschlagen worden, ein die Drucksenkung sicherndes
Zwischenventil vorzusehen, das sich beim Umsteuern des Beschleunigungsventils in
die Schnellwirkungsstellung in seiner Normalstellung befindet, in der der Übertragungsbehälter
über eine Drossel mit dem Bremszylinder verbunden ist, so daß der Hauptleitungsdruck
nach dem anfänglichen Auffüllen des Übertragungsbehälters durch Abströmen von Druckluft
in den Bremszylinder nach Maßgabe des Durchströmquerschnitts dieser Drossel weiterhin
bis auf einen bestimmten Wert unter den Steuerbehälterdruck, beispielsweise um 0,04
kg/cm2, vermindert wird, was einem bestimmten Mindestdruck entspricht, wobei das
»tote« Hauptleitungsvolumen auf mehreren ungebremsten Wagen zwischen dem betrachteten
und dem im Zugverband nächstfolgenden gebremsten Wagen ohne Einfluß bleibt. Nach
Absinken des Hauptleitungsdruckes auf diesen bestimmten Wert steuert dieses Zwischenventil:
in eine Absperrstellung um, in der die sogenannte fortgesetzte Schnellwirkung abgeschlossen
wird. Während des Lösens der Bremsen nimmt das Zwischenventil eine zwischen der
Normalstellung und der Abschlußstellung liegende Zwischenstellung ein, sobald der
Hauptleitungsdruck bis auf einen bestimmten Wert unter den Steuerbehälterdruck wiederhergestellt
ist. Eine Erklärung für diese Vorgänge wird in der folgenden Beschreibung gebracht.
In der Zwischenstellung des Ventils ist der Übertragungsbehälter wieder mit dem
Bremszylinder verbunden, der dadurch praktisch drucklos wird.
-
Befindet sich das Beschleunigungsventil beim Umsteuern des Zwischenventils
in seine Zwischenstellung aus irgendeinem Grunde in seiner Schnellwirkungsstellung,
wie es beispielsweise dann der Fall ist, wenn der Hilfsluftbehälterdruck den Hauptleitungsdruck
in ausreichendem Maße übersteigt, so wird die Hauptleitung über die erwähnte Drossel
mit dem praktisch drucklosen Bremszylinder verbunden und dadurch schnellwirkend
entlüftet, was ein unerwünschtes Anlegen der Bremsen mit dem Mindestdruck nach sich
ziehen kann. Bei den bekannten Einrichtungen besteht die Möglichkeit, daß dieses
unerwünschte Ereignis unter den im folgenden beschriebenen Umständen eintreten kann.
-
Gegenstand der Erfindung ist eine Bremseinrichtung mit den beschriebenen
Merkmalen; die neuartige Mittel zum Verhindern einer unerwünschten schnellwirkenden
Senkung des Hauptleitungsdruckes während des Lösens der Bremsen aufweist.
-
Die Erfindung geht aus von einem Steuerventil für Druckluftbremsen
mit einem Ventil, das in der Lösestellung die schnellwirkende Drucksenkung in der
Hauptleitung ermöglicht, in einer nach Senken des Hauptleitungsdruckes auf einen
bestimmten Wert eingenommenen Abschlußstellung dagegen unterbricht. Bei Steuerventilen
dieser Gattung besteht die Erfindung in einem Sperrglied, das nach Druckbeaufschlagung
einer in urigebremstem Zustand druckfreien Kammer eine der Druckbeaufschlagung proportionale
Kraft auf das die Drucksenkung sichernde Ventil entgegen dessen Bewegungsrichtung
aus der Abschlußin die Normalstellung (Lösestellung) ausübt, und zwar bis zum Ansteigen
des Hauptleitungsdruckes über den genannten bestimmten Wert unter dem Regeldruck,
wobei der Kammer Druckluft aus dem Bremszylinder über das in seiner Abschlußstellung
befindliche, die Drucksenkung sichernde Ventil zugeführt wird.
Ein
weiteres Erfindungsmerkmal ist es, daß das die Drucksenkung sichernde Ventil in
der Lösestellung die Kammer des Zwischenventils zur Atmosphäre entlüftet.
-
Die neue Druckluftbremseinrichtung enthält demnach ein die Drucksenkung
sicherndes Ventil und ein Zwischenventil mit einem einerseits vom Luftdruck in einer
Kammer und andererseits von einer Feder beaufschlagten beweglichen Kolbenglied,
wobei die erwähnte Kammer über das in seiner Normalstellung befindliche, die Drucksenkung
sichernde Ventil zur Atmosphäre entlüftet und über dasselbe Ventil in dessen Abschluß-
und Zwischenstellung und den dazwischenliegenden Stellungen mit dem Bremszylinder
verbunden wird. Das Zwischenventil wirkt mittels einer Druckspindel auf das die
Drucksenkung sichernde Ventil und hält dieses in seiner Abschlußstellung, bis der
Bremszylinderdruck in der erwähnten Kammer auf einen Wert gesunken ist, bei dem
der Hauptleitungsdruck den Hilfsbehälterdruck wieder in ausreichendem Maße übersteigt,
worauf das Beschleunigungsventil sich aus seiner Schnellwirkungsstellung noch vor
dem Umsteuern des die Drucksenkung sichernden Ventils in seine Zwischenstellung
zurückbewegt. Durch diese Vorkehrungen werden die beschriebenen Nachteile vermieden.
-
Die neue Bremseinrichtung enthält weiterhin vorzugsweise ein Rückschlagventil,
welches Druckluft aus der erwähnten Kammer in den Bremszylinder überströmen läßt,
dagegen den Strömungsweg in umgekehrter Richtung absperrt, wodurch gewährleistet
wird, daß der Druck in dieser Kammer während des Lösens der Bremsen im gleichen
Maße wie der Bremszylinderdruck sinkt.
-
Ein weiteres Erfindungsmerkmal ist ein Füllventil mit einer Steuerkammer,
die über das in der Lösestellung befindliche, die Drucksenkung sichernde Ventil
mit dem für die schnellwirkende Druckminderung in der Hauptleitung vorgesehenen
Strömungsweg und über das in der Abschlußstellung befindliche Ventil mit einer anderen
Druckluftquelle, beispielsweise dem Hilfsbehälter, verbunden ist.
-
Schließlich ist es ein Erfindungsmerkmal, daß das die Drucksenkung
sichernde Ventil eine Zwischenstellung aufweist, in welcher der für die schnellwirkende
Druckminderung in der Hauptleitung vorgesehene Strömungsweg durch erneute Verbindung
des Übertragungsbehälters mit dem Bremszylinder wiederhergestellt wird, während
die Steuerkammer des Füllventils mit der Druckluftquelle (Hilfsbehälter) verbunden
bleibt und dadurch das Umsteuern des Füllventils in die Füllstellung verhindert
und während außerdem die Kammer des Zwischenventils weiterhin mit dem Bremszylinder
verbunden bleibt.
-
Die in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Bremseinrichtung
enthält die übliche, durch den ganzen Zug geführte Hauptleitung 1, deren Druck in
an sich bekannter Weise mittels des nicht gezeichneten Führerbremsventils auf der
Lokomotive verändert werden kann.
-
Jeder einzelne gebremste Wagen ist mit einem Bremssteuerventil 2 ausgerüstet,
das auf eine wählbare Drucksenkung in der Hauptleitung 1 gegenüber dem Druck in
einem Steuerbehälter 3 anspricht und Druckluft aus einem Hilfsluftbehälter 4 in
einen Bremszylinder 5 überströmen läßt, so daß in diesem ein der Drucksenkung in
der Hauptleitung proportionaler Druck aufgebaut wird und die Bremsen des betreffenden
Wagens entsprechend stark angezogen werden. Weiterhin spricht das Ventil 2 auf Steigerungen
des Druckes in der Hauptleitung 1 gegenüber dem Druck im Steuerbehälter 3 in der
Weise an, daß es Druckluft aus dem Bremszylinder 5 proportional zu der Drucksteigerung
ausströmen läßt und nach dem Entlüften des Bremszylinders den Hilfsbehälter 4 und
den Steuerbehälter 3 an die Hauptleitung anschließt, so daß ein Ausgleich der Drücke
in diesen beiden Behältern mit dem Hauptleitungsrohr in an sich bekannter Weise
herbeigeführt wird.
-
Das Bremssteuerventil 2 enthält einen zur Aufnahme der Anschlüsse
von der Hauptleitung 1, dem Steuerbehälter 3, dem Hilfsluftbehälter 4 und dem Bremszylinder
5 bestimmten Rohrträger 6, an dessen einer Dichtfläche ein geteiltes Gehäuse 7 angebracht
ist. In den einzelnen Teilen des Gehäuses 7 und teilweise von diesen gebildet befinden
sich ein Hauptsteuerventil 8, ein Füllabsperrventil 9, ein Füllventil 10, ein Beschleunigungsventil
11, ein Bremszylindermindestdruckventil12, ein Steuerbehälter-Füllrückschlagventil
13, eine kombinierte Steuerbehälter-Füll-und Ableitungsdrossel 14, ein Hilfsbehälter-Füllrückschlagventil
15, ein Hilfsbehälter-Überladungsrückschlagventil 16, ein Umstellventil 17 und ein
die schnellwirkende Drucksenkung sicherndes Ventil 18.
-
Das Hauptsteuerventil 8 kann zwei mit Abstand voneinander koaxial
angeordnete biegsame Ringmembranen 19, 20 enthalten, die kraftschlüssig miteinander
gekoppelt sind und einen zusammenhängenden Membranensatz bilden. Am äußeren Umfang
sind sie zwischen Teilen des Gehäuses 7 und am inneren Umfang zwischen Membranscheiben
21, 22 eingespannt.
-
Auf die in der Zeichnung untere Fläche der Membran 19 wirkt der Druck
in einer über eine Bohrung 24 ständig mit dem Steuerbehälter 3 verbundenen Kammer
23, auf die obere Fläche dagegen der Druck in einer über eine Beruhigungsdrossel
26 mit einer Bohrung 27 in Verbindung stehenden Kammer 25.
-
Gleichachsig zu den Membranen 19, 20 ist ein Stößel 28 angeordnet.
Er liegt mit einem Ende in einer Ausnehmung 29 der Membranscheiben 21 und ragt durch
die Kammer 25 und eine Trennwand 30 in in eine mit der Atmosphäre verbundene Kammer
31; wo er sich an die in der Zeichnung untere Seite der Membranscheiben 22 anlegt.
Mittels eines Dichtgliedes ist der Stößel in einer Bohrung der Trennwand 30 dichtend
geführt. Der Kammer 31 gegenüber auf der anderen Seite der Membran befindet sich
eine Kammer 32, die über die übliche Beruhigungsdrossel 33, eine Bohrung 34, eine
Drossel 35 und eine Bohrung 36 ständig mit dem Bremszylinder 5 verbunden ist. Ein
vorzugsweise in einem Stück mit einer der Membranscheiben 22 hergestellter Kolbenschieber
37 ist in der Kammer 32 dichtend und gleitend beweglich in einer zu der Kammer 32
ausgerichteten Gehäusebohrung 38 geführt. An seinem freien Ende ist der Schieber
37 mit kleinerem Durchmesser ausgeführt; wodurch er in Verbindung mit der Bohrung
38 eine Ringkammer 39 bildet. Eine Axialbohrung 40 ist von diesem Ende aus in das
Schieberinnere vorgebracht und steht über Radialbohrungen in ständiger Verbindung
mit einer am Schieber vorgesehenen ringförmigen Einschnürung 41.
-
Bei entlüftetem Bremszylinder befindet sich der Membransatz unter
der Wirkung einer Feder 42 in der Kammer 32 in der gezeichneten Stellung, in der
die Membranscheiben 21 an der üblichen gefesselten Feder 43 in der Kammer 23 anliegen,
ohne diese jedoch anzudrücken. Der Schieber 37 nimmt dabei eine Bremslösestellung
ein und verbindet die Bohrung 27 über eine breite Ringnut 44 mit einer über den
üblichen
Absperrhahn 46 und Luftfilter 47 an die Hauptleitung 1
angeschlossenen Bohrung 45. Der Absperrhahn 46 dient dazu, das Bremssteuerventil
2 gegebenenfalls von der Hauptleitung 1 abzusperren. Weiterhin überdeckt die Ringnut
41 in der Lösestellung des Schiebers 37 zwei mit Drosseln 50, 51 versehene Bremszylinderbohrungen
48, 49, wodurch der Bremszylinder 5 über Bohrung 34, Kammer 39, Bohrung 40, Ringnut
41 und die beiden Lösebohrungen 48, 49 zur Atmosphäre entlüftet wird. Weiterhin
ist das freie Ende des Schiebers 37 in der Lösestellung außer Eingriff mit einem
Hubventil 52 zwischen der Kammer 39 und einer über eine Bohrung 54 ständig an den
Hilfsbehälter 4 angeschlossenen Kammer 53. Unter der Wirkung des Hilfsbehälterdruckes
und einer vorgespannten Feder 56 in der Kammer 53 wird das Ventil 52 auf seinen
ringförmigen Sitz 55 gedrückt und die Verbindung zwischen den beiden Kammern dadurch
unterbrochen.
-
Wird der in der Kammer 25 herrschende Hauptleitungsdruck über die
Schiebernut 44 und Bohrung 27 um mindestens 0,21 kg/cm2 - je nach Vorspannung der
Feder 42 - unter den Steuerbehälterdruck in der Kammer 23 gesenkt, so bewegen sich
die Membranen nach oben und nehmen dabei den Schieber 37 in eine Bremsstellung mit.
In dieser Stellung des Schiebers bleibt die Bohrung 27 weiterhin über die Ringnut
44 mit der Hauptleitungsbohrung 45 verbunden, während das freie Schieberende auf
das Hubventil 52 aufsitzt und dieses gegen die Spannung der Feder 56 öffnet, worauf
Druckluft aus dem Hilfsbehälter 4 über Bohrung 54, Kammer 53, Kammer 39 und Bohrung
34 in den Bremszylinder 5 einströmt. Das freie Schieberende legt sich dabei dichtend
gegen das federbelastete Ventil 52 und verhindert dadurch ein Abströmen von Druckluft
über Bohrung 40, Ringnut 41 und Lösebohrung 48 zur Atmosphäre.
-
Sobald der Bremszylinderdruck in der Kammer 31 einen der Hauptleitungsdrucksenkung
in der Kammer 25 verhältnisgleichen Wert erreicht, überwiegen die in den Kammern
31, 25 herrschenden Drücke im Verein mit der Spannung der Feder 42 den entgegenwirkenden
Steuerbehälterdruck in der Kammer 23, so daß die Membranen in Richtung nach der
Kammer 23 ausweichen und den Schieber 37 in eine zwischen der Brems- und der Lösestellung
befindliche Abschlußstellung mitnehmen. In dieser Schieberstellung ist das Ventil
52 geschlossen, während das freie Schieberende noch dichtend auf dem Ventil
aufliegt, und folglich sind sowohl die Hilfsbehälterbohrung 54 als auch die Bremszylinder-Drosselbohrungen
48, 49 von der zum Bremszylinder 5 führenden Bohrung 34 abgesperrt und die in den
Bremszylinder eingesteuerte Druckluft unter dem gewünschten Druck abgeschlossen.
-
Das Füllabsperrventil 9 enthält eine biegsame Membran 57, die am Umfang
zwischen Teilen des Gehäuses eingespannt und einerseits von dem Druck in einer über
die Bohrung 24 ständig mit dem Steuerbehälter 3 in Verbindung stehenden Kammer 58
und andererseits in entgegengesetzter Richtung von einer über die übliche Membranscheibe
61 wirksamen Stellfeder 59 in einer zur Atmosphäre entlüfteten Kammer 60 beaufschlagt
ist. Ein vorzugsweise in einem Stück mit der Membranscheibe 61 hergestellter Rundschieber
62 befindet sich in der Kammer 60 und wird an seinem freien Ende gleitend und dichtend
in einer zur Kammer 60 ausgerichteten Gehäusebohrung 63 geführt. Ist der Druck im
Steuerbehälter 3 und damit in der Membrankammer 58 beispielsweise beim erstmaligen
Auffüllen der Bremseinrichtung unter einem bestimmten Wert, beispielsweise 4,8 kg/cm2,
so hält die Feder 59 den Schieber 62 in der gezeichneten Einschalt- oder Normalstellung.
In dieser Stellung verbindet eine Bohrung 64 im Schieber 62 eine Bohrung 65 mit
einer über die Drossel 14 ständig mit der Bohrung 27 in Verbindung stehenden Bohrung
66. Durch Vermittlung des Füllventils 10 kann die Bohrung 66 bei einem im folgenden
beschriebenen bestimmten Betriebszustand mit dem Steuerbehälter 3 verbunden werden.
Über eine Steuerbehälter-Schnellfülldrossel 67 steht die Bohrung 65 ständig mit
einer Kammer 68 auf einer Seite eines vorzugsweise scheibenförmigen Rückschlagventils
69 des Steuerbehälter-Rückschlagventils 13 in Verbindung. Das Ventil 69 ist durch
eine Feder 70 in der Kammer 68 gegen die Wirkung des Hauptleitungsdruckes in einer
an die Bohrung 45 angeschlossenen Kammer 71 in Schließrichtung belastet und verhindert
damit ein Zurückströmen von Druckluft aus dem Steuerbehälter 3 über die Bohrungen
66, 65 in die Hauptleitung 1, während es dagegen eine Strömung in umgekehrter Richtung
zuläßt. Übersteigt der Steuerbehälterdruck in der Kammer 58 des Füllabsperrventils
9 den mit 4,8 kg/cm2 angenommenen Wert, so sucht die Membran 57 gegen die Spannung
der Feder 59 auszuweichen, wobei sie den Schieber 62 in eine Abschlußstellung mitnimmt,
in der die Bohrungen 65, 66 gegeneinander abgesperrt sind und dadurch das schnelle
Auffüllen des Steuerbehälters 3 über diese beiden Bohrungen unterbrochen ist. Das
weitere Füllen des Steuerbehälters erfolgt dann gedrosselt über das Füllventil 10,
wie im folgenden beschrieben wird.
-
Das Füllventil 10 enthält eine biegsame Membran 72, die an ihrem äußeren
Umfang in dem Gehäuse 7 eingespannt und einerseits von dem Druck in einer Kammer
73 und andererseits von der Spannung einer Feder 74 in einer mit der Atmosphäre
verbundenen Kammer 75 beaufschlagt ist. Die als Widerlager für die Feder 74 dienende
Membranscheibe 76 setzt sich nach einer bevorzugten Ausführungsform in einen Rundschieber
77 fort, der über die Kammer 75 hinaus verlängert und dichtend in einer zu der Kammer
75 ausgerichteten Gehäusebohrung 78 geführt ist. Ist kein Druck in der Kammer 73
vorhanden, dann hält die Feder 74 den Schieber 77 in der gezeichneten Füll-Stellung,
in der er über eine breite Ringnut 79 die Bohrung 66 mit der Bohrung 24 und über
eine weitere breite Ringnut 80 eine Bohrung 81 mit der zum Hilfsbehälter führenden
Bohrung 54 verbindet. Die Bohrung 81 steht dabei über die übliche Hilfsbehälter-Langsamfülldrossel
82 mit der Bohrung 27 in ständiger Verbindung. Sobald Druckluft in die Kammer 73
einströmt, sucht die Membran 72 gegen die Spannung der leichten Feder 74 auszuweichen,
wobei sie den Schieber 77 in seine Abschlußstellung mitnimmt. In dieser Schieberstellung
sind die Ringnuten 79, 80 so weit verschoben, daß sie die Verbindungen zwischen
den Bohrungen 24, 66 und 81, 54 unterbrechen, wodurch ein Ausgleich der Drücke im
Steuerbehälter 3 und im Hilfsbehälter 4 mit dem Hauptleitungsdruck verhindert wird.
-
Das Beschleunigungsventil 11 enthält eine biegsame Ringmembran 83,
die am Außenrand in dem Gehäuse 7 und am Innenrand zwischen zwei Membranscheiben
84 eingespannt ist und auf der einen Seite von dem Druck in einer über die Bohrung
54 ständig mit dem Hilfsbehälter 4 verbundenen Kammer 85 und auf der anderen Seite
von dem Druck in einer über die Bohrung 45 ständig mit der Hauptleitung 1 verbundenen
Kammer
86 beaufschlagt wird. Ein vorzugsweise mit einer der beiden Membranscheiben 84 in
einem Stück hergestellter Rundschieber 87 ragt durch die Kammer 86, so daß er dichtend
und gleitend beweglich in einer zu der Kammer ausgerichteten Gehäusebohrung 88 geführt
wird. Wenn im wesentlichen Druckgleichheit auf beiden Seiten der Membran 83 besteht,
hält eine Feder 89 in der Kammer 86 den Schieber 87 in der gezeichneten Normalstellung,
in der eine breite Ringnut 90 im Schieber sich außer Überdeckung mit einer Bohrung
91 befindet. Wird jedoch der Hauptleitungsdruck in der Kammer 86 etwas, beispielsweise
um 0,05 kg/cm2 unter den Hilfsbehälterdruck in der Kammer 85 gesenkt, so sucht die
Membran gegen die Spannung der Feder 89 sich durchzubiegen, wobei sie den Schieber
87 in eine Schnellwirkungsstellung umsteuert, in der die Bohrung 9.0 die Kammer
86 mit der Bohrung 91 verbindet, so daß Druckluft aus der Hauptleitung 1 über Bohrung
45, Kammer 86, Schiebernut 90 und Bohrung 91 in den Übertragungsbehälter 92 einströmt
und dadurch eine schnelle örtliche Drucksenkung in der Hauptleitung hervorruft.
Ein Teil der in die Bohrung 91 überströmenden Druckluft fließt dabei über weiter
unten beschriebene Verbindungen auch in die Kammer 73 des Füllventils 10 und in
den Bremszylinder 5.
-
Das Bremszylinder-Mindestdruckventil 12 enthält eine biegsame Membran
93, die an ihrem äußeren Umfang in dem Gehäuse 7 eingespannt und auf der einen Seite
von dem Druck in einer über eine Bohrung 95, die übliche Pralldrossel 96 und die
Bohrung 36 ständig mit dem Bremszylinder 5 verbundenen Kammer 94 und auf der anderen
Seite von einer Stellfeder 97 in einer druckfreien Kammer 98 beaufschlagt ist, Mit
der zugehörigen Membranscheibe 99 hängt ein koaxial zu der Membran 93 angeordneter
Stößel 100 zusammen, der dichtend und gleitend beweglich in einer durchgehenden
Bohrung in einer Trennwand 101 zwischen der Kammer 94 und einer über die Bohrung
36 in ungedrosselter Verbindung mit dem Bremszylinder 5 stehenden Kammer 102 geführt
ist. Zur Steuerung des Durchganges zwischen der Kammer 102 und der ständig an die
Bohrung 34 angeschlossenen Kammer 103 ist ein Hubventil 104 vorgesehen, das durch
eine Feder 105 in der Kammer 103 in Schließrichtung belastet ist. Befindet sich
der Bremszylinderdruck in der Kammer 94 unterhalb eines bestimmten Wertes, beispielsweise
von 0,63 kg/cm2, so hält die Feder 97 die Membran 93 in ihrer gezeichneten Normalstellung,
in der die Membranscheibe 99 das Ventil 104 mittels des Stößels 100 gegen die Wirkung
der Feder 105 von seinem Sitz abhebt, so daß der Durchgang zwischen den Kammern
102, 103 geöffnet ist und Druckluft aus dem Hilfsbehälter 4 schnell unter Umgehung
der Bremsdrossel 35 über Bohrung 34, Kammer 103, Ventil 104, Kammer 102 und Bohrung
36 in den Bremszylinder 5 überströmen kann, so daß das Spiel aus dem Bremsgestänge
genommen und gegebenenfalls, wie es in einigen europäischen Staaten gewünscht wird,
die Bremsen mit einem bestimmten Mindestdruck angelegt werden. Übersteigt der in
der Kammer 94 wirksame Bremszylinderdruck jedoch den festgesetzten Wert, so weicht
die Membran 93 gegen die Feder 97 aus, so daß das Ventil 104 unter der Wirkung der
Feder 105 schließt und weiteres Einströmen von Druckluft aus dem Hilfsbehälter 4
in den Bremszylinder 5 nur noch gedrosselt über die Bremsdrossel 35 stattfindet.
-
Das Hilfsbehälter-Füllrückschlagventil 15 enthält nach einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung ein Tellerventil 106, das auf einer Seite dem Druck
in einer ständig an die Bohrung 27 angeschlossenen Kammer 107 und auf der anderen
Seite dem Druck in einer ständig an die Bohrung 54 angeschlossenen Kammer 108 unterliegt.
Eine Feder 109 in der Kammer 108 belastet das Ventil 106 in Richtung nach seiner
gezeichneten Schließstellung, in der das Zurückströmen von Druckluft aus der Bohrung
54 in die Bohrung 27 verhindert, ein Strömen in umgekehrter Richtung dagegen möglich
ist. Vorzugsweise ist die Feder 109 derart bemessen, daß sie das Auffüllen des Hilfsbehälters
4 aus der Hauptleitung 1 normalerweise und bei mindestens 0,12 kg/cm2 Druckgefälle
zum Hilfsbehälter ermöglicht. Die Hauptleitung 1 steht außer bei einem nicht mit
der Erfindung zusammenhängenden Betriebszustand über die Bohrung 45 und die Ringnut
44 im Hauptsteuerschieber 37 mit der Bohrung 27 in Verbindung.
-
Das Hilfsbehälter-Überladungsrückschlagventil 16 enthält vorzugsweise
ein Tellerventil 110, das auf seiner in der Zeichnung unteren Seite dem Druck in
einer ständig an die Bohrung 81 angeschlossenen Kammer 111 und auf der Gegenseite
dem Druck in einer über eine Bohrung 113 und die übliche Hilfsbehälter-Überladungsrückströmdrossel
114 ständig an die Hauptleitung 45 angeschlossenen Kammer 112 unterliegt. Das Ventil
110 schließt durch Aufsitzen auf einen die Kammer 111 einfassenden ringförmigen
Sitz, wenn der Hauptleitungsdruck in der Kammer 112 den Druck in der über die Ringnut
80 in dem in der Füllstellung befindlichen Schieber 77 des Füllventils 10 mit der
Hilfsbehälterbohrung 54 verbundenen Bohrung 81 überwiegt.
-
Das Umstellventil 17 enthält den nicht gezeichneten üblichen Schieber,
der von Hand durch Betätigen eines Handhebels 115 in eine Güterzug-Stellung gelegt
werden kann, in der die Bohrungen 48; 49, 34 mit den zugehörigen Drosseln 50, 51,
35, wie in der Zeichnung dargestellt, verbunden sind und die Bremseinrichtung, damit
für Güterzugbetrieb eingerichtet ist. In einer durch die strichpunktierte Linie
116 angedeuteten Personenzug-Stellung des Handhebels 115 dagegen ist die Bohrung
48 mit der Drossel 50 und außerdem parallel dazu mit einer Drossel 117, die Bohrung
49 mit der Drossel 51 und außerdem parallel dazu mit einer Drossel 118 und die Bohrung
34 mit der Drossel 35 und außerdem parallel dazu mit einer Drossel 119 verbunden,
wobei die zusätzlichen Drosseln zur Verstärkung des Druckluftstromes dienen und
damit die beispielsweise von der UIC in Europa vorgeschriebenen Bremslösebedingungen
erfüllen.
-
In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Bremseinrichtung in der
Stellung für Güterzugbetrieb dargestellt, wobei ein Übertragungsbehälter 121 durch
eine Verschlußschraube 120 von der Schnellwirkungsbohrung 91 abgesperrt ist. Für
den Personenzugbetrieb wird diese Verschlußschraube entfernt, so daß dann der Übertragungsbehälter
92 um das Volumen des Behälters 121 vergrößert wird.
-
Das die schnellwirkende Druckminderung sichernde Ventil 18 enthält
eine ringförmige biegsame Membran 122, die an ihrem Außenumfang in dem Gehäuse 7
und am Innenumfang zwischen den l@Iembranscheib 123 eingespannt ist und auf einer
Seite von dem Druck in einer über die Bohrung 24 ständig an den Steuerbehälter 3
angeschlossenen Kammer 124, auf der anderen Seite dagegen von dem Druck in einer
über die Bohrung 27 und den Hauptsteuerschieber 37. außer unter einer nicht mit
der Erfindung zusamzxlhängenden Bedingung an die Hauptleitungsbohrung
45
angeschlossenen Kammer 125 beaufschlagt wird. Mit einer der Membranscheiben 123
hängt koaxial dazu ein vorzugsweise in einem Stück mit dieser hergestellter Rundschieber
126 zusammen, der durch die Kammer 125 in eine ausgerichtete Gehäusebohrung 127
ragt, wo er dichtend und gleitend beweglich geführt wird. Vor dem Stirnende des
Schiebers 126 bildet die Bohrung 127 eine ständig an die Schnellwirkungsbohrung
91 angeschlossene Kammer 128. Eine Feder 129 in der Kammer 125 wirkt mittels einer
der Membranscheiben 123 auf die Membran 122 und sucht den Schieber 126 in seine
durch Anstoßen der oberen Membranscheibe 123 an die Trennwand der Kammer 124 definierte
gezeichnete Normalstellung zu bewegen. Der Schieber nimmt diese Stellung ein, wenn
der Steuerbehälterdruck in der Kammer 124 praktisch gleich dem Hauptleitungsdruck
in der Kammer 125 ist.
-
In der Normalstellung des Schiebers 126 ist die Mündung einer zur
Kammer 73 des Füllventils 10 führenden Bohrung 130 in der Kammer 128 freigegeben,
während gleichzeitig eine breite Ringnut 131 im unteren Teil des Schiebers die Mündung
der Hilfsbehälterbohrung 54 überdeckt, ohne dabei jedoch die Bohrung 130 mit einzuschließen.
Über eine Drosselbohrung 137 und die Bohrung 34 steht die Kammer 128 und
damit der Übertragungsbehälter 92 mit dem Bremszylinder 5 in Verbindung. Die erwähnte
Drosselverbindung besteht dabei zum Teil aus einer in den Schieber 126 von seiner
Stirnfläche aus eingebrachten Längsbohrung 132 mit einer Drosseldüse 133, die in
eine breite Ringnut 134 am Umfang des Schiebers zwischen der Ringnut 131 und der
Membran 122 ausläuft.
-
Der Schieber 126 kann weiterhin noch eine durch Anstoßen der zylindermantelförmig
abgebogenen Kante der einen Membranscheibe 123 an die Trennwand der Kammer 125 fixierte
Schnellwirkungs-Abschlußstellung einnehmen. In dieser Stellung verbindet die Ringnut
131 die Hilfsbehälterbohrung 54 mit der Bohrung 130 und dadurch mit der Füllventilkammer
73, so daß der Schieber 77 des Füllventils 10 unter der Wirkung des Hilfsbehälterdruckes
in seiner Abschlußstellung gehalten wird. Die Ringnut 134 des Schiebers 126 befindet
sich dabei außer Überdeckung mit der Bohrung 34 und läßt keine Druckluft aus dem
Übertragungsbehälter 92 in den Bremszylinder 5 überströmen.
-
Bei auf den normalen Betriebsdruck aufgefüllter Hauptleitung 1 befindet
sich der Schieber 37 unter der Wirkung des Hauptleitungsdruckes in der Kammer 25
und der Feder 42 in der Kammer 32 des Hauptsteuerventils 8 entgegen der Wirkung
des Steuerbehälterdruckes in der Kammer 23 in seiner Lösestellung, in der der Bremszylinder
5 über Bohrung 34, Schieberbohrung 40, Ringnut 41 und die Lösebohrungen 48, 49 zur
Atmosphäre entlüftet ist. Infolge des Fehlens des Bremszylinderdruckes ist das Ventil
104 im Mindestdruckventil 12 geöffnet. Das Beschleunigungsventil 11 befindet sich
in seiner Normalstellung, da die Wirkung des Hauptleitungsdruckes und der Feder
89 in der Kammer 86 auf die Membran 83 den entgegenstehenden Hilfsbehälterdruck
in der Kammer 85 überwiegt, so daß die Hauptleitungsbohrung 45 vom Übertragungsbehälter
92 abgesperrt ist.
-
Weiterhin befindet sich bei normalem Betriebsdruck in der Hauptleitung
der Schieber 126 des die Drucksenkung sichernden Ventils 18 in seiner Normalstellung,
da der Hauptleitungsdruck zusammen mit der Spannung der Feder 129 in der Kammer
125 den entgegenwirkenden Steuerbehälterdruck in der Kammer 124 auf die Membran
122 überwiegt: Die Kammer 73 des Füllventils 10 und der Übertragungsbehälter 92
stehen daher über die Ringnut 134 im Schieber 126 und die Bohrung 34 mit dem entlüfteten
Bremszylinder 5 in Verbindung. Infolge des Fehlens einer Druckwirkung in der Kammer
73 nimmt der Schieber 77 des Füllventils 10 unter der Wirkung der Feder 74 seine
Füllstellung ein, so daß die Hauptleitung 1 über die beschriebenen Strömungswege
mit dem Steuerbehälter 3 und Hilfsbehälter 4 verbunden und der Ausgleich der Drücke
ermöglicht wird. Der Schieber 62 des Füllabsperrventils 9 bleibt dagegen in seiner
Abschlußstellung, in der er die Verbindung zwischen den Bohrungen 65, 66 unterbricht,
da der Steuerbehälterdruck in der Kammer 58 die Spannung der auf die Membran 57
einwirkenden Feder 59 überwiegt. Die zum Teil durch die Bohrung 65, die Schieberbohrung
64 und die Bohrung 66 gebildete Steuerbehälter-Schnellfüllverbindung ist damit unterbrochen.
-
Im Hinblick auf die Verwendung der Bremseinrichtung für einen im Güterverkehr
laufenden Wagen ist der Handhebel 115 des Umstellventils 17 in die gezeichnete Güterzugstellung
umgelegt worden.
-
Bis auf den in der Abschlußstellung befindlichen Schieber 62 des Füllabsperrventils
9 befinden sich sämtliche Teile der soweit beschriebenen Bremseinrichtung in den
gezeichneten Stellungen.
-
Um die Bremsen im Zuge mit der geringstmöglichen Bremskraft anzulegen,
wird durch Umstellen des automatischen Führerbremsventils der Druck in der Hauptleitung
an der Lokomotive so weit gesenkt, daß eine als Beispiel angenommene Drucksenkung
von 0;5 kg/cm2 in der Hauptleitung an dem der Lokomotive zunächst gekuppelten gebremsten
Wagen bewirkt und darauf das Führerbremsventil in die Abschlußstellung zurückgedreht
wird, um weiteres Absinken des Hauptleitungsdruckes an der Lokomotive zu verhindern.
-
Die Senkung des Hauptleitungsdruckes setzt sich in die Bohrung 45
und die Kammer 86 im Beschleunigungsventil 11 an dem ersten gebremsten Wagen hinter
der Lokomotive fort und läßt die Membran 83 sich nach oben durchbiegen, so daß der
Schieber 87 in seine Schnellwirkungsstellung umsteuert und Druckluft aus der Hauptleitungsbohrung
45 praktisch ungedrosselt über die Nut 90 und die Bohrung 91 in den Übertragungsbehälter
92 einströmt und dadurch eine schnelle örtliche Druckminderung in der Hauptleitung
bewirkt. Gleichzeitig strömt Druckluft aus der Bohrung 45 auch über eine Abzweigung
der Bohrung 91, die Kammer 128 und die Bohrung 130 in die Kammer 73 des Füllventils
10 und bewegt den Schieber 77 unverzüglich in seine Abschlußstellung, in der er
die Verbindung zwischen der Hauptleitung einerseits und der Steuerbehälterbohrung
24 und der Hilfsbehälterbohrttng 54 andererseits unterbricht, so daß ein unerwünschtes
Zurückströmen von Druckluft aus den Behältern 3, 4 in die Hauptleitung verhindert
ist. Nach dem Auffüllen des Übertragungsbehälters 92 strömt Druckluft aus der Hauptleitung
an dem betreffendenWagen und an dem nächsten ungebremsten Wagen weiterhin über Bohrung
91, Drossel 133, Schieberbohrung 132, Ringnut 134 und Bohrung 34 in den Bremszylinder
5, wobei der als »fortgesetzte Schnellwirkung« bezeichnete Druckanstieg im Bremszylinder
von der Durchflußleistung der Drossel 133
abhängt.
Im Verlauf
der beschriebenen Minderung des Hauptleitungsdruckes sinkt auch der Druck in der
Kammer 25 des Hauptsteuerventils 8 und in der Kammer 125 des die Drucksenkung sichernden
Ventils 18 entsprechend, da die Hauptleitungsbohrung 45 über die Ringnut 44 im Schieber
37 des Hauptsteuerventils mit der Bohrung 27 in Verbindung steht, von der wiederum
zwei Bohrungen nach den Kammern 25, 125 abgehen.
-
Nach Absinken des Hauptleitungsdruckes in der Kammer 25 des Hauptsteuerventils
8 um einen wählbaren, in erster Linie von der Vorspannung der Stellfeder 42 abhängigen
Betrag, beispielsweise von 0,21 kg/cm2, überwiegt der Steuerbehälterdruck in der
Kammer 23 die vereinigten Wirkungen des Hauptleitungsdruckes in der Kammer 25, der
Feder 42 in der Kammer 32 und der Schließfeder 56 des Ventils 52 und bewegt die
Membranen mit dem Schieber 37 in die Bremsstellung, in der das Ventil 52 geöffnet,
die Schieberbohrung 40 durch das Ventil 52 abgeschlossen ist, die Bohrungen 45,
27 aber weiterhin über die Ringnut 44 miteinander verbunden sind. Druckluft aus
dem Hilfsbehälter 4 fließt über Bohrung 54, Kammer 53, das geöffnete Ventil 52,
Bohrung 34, Kammer 103 und Ventil 104 im Mindestdruckventil 12, Kammer 102 und Bohrung
36 parallel zu der Bremsdrossel 35 praktisch urigedrosselt zum Bremszylinder
5, bis das Ventil 104 nach dem Ansprechen des Mindestdruckventils 12 nach Erreichen
des angenommenen Bremszylinderdruckes von 0,63 kg/cm2 schließt, worauf das weitere
Einströmen in den Bremszylinder 5 gedrosselt nach Maßgabe der Bremsdrossel 35 erfolgt.
-
Das Sinken des Hauptleitungsdruckes in der Bohrung 45 wirkt sich auf
die beschriebene Weise in entsprechendem Maße auch in der Kammer 125 des die Drucksenkung
sichernden Ventils 18 aus. Dem Steuerbehälterdruck in der Kammer 124 auf die Membran
122 wirken der Hauptleitungsdruck in der Kammer 125, der Bremszylinderdruck auf
die Stirnfläche des Schiebers 126 in der Kammer 128 und die Spannung der Stellfeder
129 in der Kammer 125 entgegen. Die Feder 129 ist dabei so bemessen, daß der Schieber
126 nach dem Einsetzen der Schnellwirkung erst dann in seine Abschlußstellung umsteuert,
wenn der Hauptleitungsdruck um einen wählbaren Betrag, beispielsweise 0,42 kg/cm2
unter den Steuerbehälterdruck entsprechend der zur Erzeugung eines für die angenommene
Mindestbremskraft erforderlichen Bremszylinderdruckes von 0,63 kg/cm2 gesunken ist.
In der Abschlußstellung des Schiebers 126 ist die Ringnut 134 von der Bohrung 34
abgezogen und die fortgesetzte Schnellwirkung beendet, während die Ringnut 131 die
Hilfsbehälterbohrung 54 mit der Füllventilkammer 73 verbindet, so daß der Schieber
77 des Füllventils 10 unter der Wirkung des Hilfsbehälterdruckes in seiner Abschlußstellung
verharrt.
-
Da von dem in der Abschlußstellung befindlichen Führerbremsventil
auf der Lokomotive Druckluft weder in die Hauptleitung eingespeist noch aus der
Hauptleitung ausgelassen wird, findet keine weitere Senkung des Druckes in der Hauptleitung
1 und damit in der Kammer 25 des Hauptsteuerventils 8 an dem betreffenden gebremsten
Wagen statt. Da weiterhin das Hauptsteuerventil 8 den Bremszylinderdruck proportional
zu der Senkung des Hauptleitungsdruckes auf die beschriebene Weise einsteuert, werden
die Membranen im Hauptsteuerventil unter den geschilderten Umständen sich durchbiegen
und den Schieber in die Abschlußstellung bewegen, sobald der Bremszylinderdruck
den der im Verlauf der fortgesetzten Schnellwirkung herbeigeführten angenommenen
Senkung des Hauptleitungsdruckes von 0,42 kg/cm2 unter den Steuerbehälterdruck entsprechenden
angenommenen Wert von 0,63 kg/cm2 erreicht hat. Als Beispiel sei hierfür angeführt,
daß dieser Zusammenhang zwischen Bremszylinder- und Hauptleitungsdruck sich ergibt,
wenn die Feder 42 so gewählt wird, daß sie eine einem Hauptleitungsdruck von 0,21
kg/cm2 gleichwertige Kraft auf die Membran 20 ausübt und bei einer wirksamen Fläche
der Membran 19 von etwa dem Dreifachen der Membran 20.
-
Infolge der schnellwirkenden Senkung des Haupt-Leitungsdruckes durch
Ansprechen des Beschleunigungsventils 11 an dem der Lokomotive zunächst gekuppelten
Wagen sinkt auch der Druck in der Haupt-Leitung an dem im Zugverband folgenden gebremsten
Wagen unverzüglich um mindestens den zum Ansprechen des Beschleunigungsventils 11
an diesem Wagen erforderlichen angenommenen Wert von 0,5 kg/cm2 usf. durch den ganzen
Zug, wobei an jedem einzelnen gebremsten Wagen die Schnellwirkurig nach dem einleitenden
Auffüllen des Übertragungsbehälters 92 noch fortgesetzt wird, bis der Hauptleitungsdruck
um den angenommenen Wert von 0,42 kg/cm2 unter den Steuerbehälterdruck gesunken
ist.
-
Während der Dauer der fortgesetzten Schnellwirkeng wird Druckluft
örtlich aus der Haupt-Leitung 1 an dem betreffenden gebremsten Wagen und den benachbarten
ungebremsten Güterwagen abgezapft und dem Bremszylinder 5 des betreffenden Wagens
zugeführt. Die Bremszylinder der einzelnen Wagen sind zwar anfänglich über den Hauptsteuerschieber
37; die Bremszylinderlösebohrungen 48, 49 und die der Güterzugstellung entsprechenden
Drosseln 50, 51 zur Atmosphäre entlüftet, doch ist die Durchflußleistung dieser
Drosseln mit Absicht so beschränkt; daß sich ein nahezu gleichförmiges Lösen der
Bremsen im ganzen Zuge ergibt und ein unerwünschtes Auflaufen der Wagen damit verhindert
wird. Da die Summe der Querschnitte der Drosseln 50, 51 kleiner ist als der Querschnitt
der Drossel 133, baut sich trotz des anfänglich in der Bremslösestellung befindlichen
Schiebers 37 des Hauptsteuerventils B ein Druck im Bremszylinder 5 auf. Nach Absinken
des Haupt-Leitungsdruckes um den angenommenen Betrag von 0,21 kg/cm2 unter den Steuerbehälterdruck
und dadurch bewirktem Umsteuern des Schiebers 37 in die Bremsstellung, in der der
Bremszylinder 5 von der Atmosphäre abgesperrt und mit dem Hilfsbehälter 4 verbunden
ist, strömt Druckluft aus der Hauptleitung an dem betreffenden gebremsten und ebenso
an den benachbarten urigebremsten Wagen weiterhin über die Drossel 133 in den Bremszylinder
ein, bis nach Absinken des Hauptleitungsdruckes um den angenommenen Wert von 0,43
kg/cm2 der Schieber 126 des Beschleunigungsventils 18 sich in seine Abschlußstellung
zurückbewegt.
-
Wird anschließend zum Lösen der mit der gewünschten Mindestbremskraft
angezogenen Bremsen Druckluft über das Führerbremsventil in die Hauptleitung an
der Lokomotive eingespeist, so strömt Druckluft aus der mit der Hauptleitung an
dem betreffenden Wagen verbundenen Bohrung 45 über die Ringnut 44 im Hauptsteuerschieber
37 und die Bohrung 27 in die Membrankammer 25 des Hauptsteuerventils 8, so daß der
Schieber 37 sich in die Bremslösestellung bewegt und den Bremszylinder 5 entlüftet.
Gleichzeitig
strömt Druckluft in die Kammer 125 des die Druckminderung sichernden Ventils 18,
in der sich dadurch ein entsprechender Druck aufbaut.
-
Sobald der Hauptleitungsdruck in der Kammer 125 auf einen bestimmten
Wert von mindestens 0,42 kg/cm2 unter den in der Kammer 124 herrschenden Steuerbehälterdruck
gestiegen ist, bewegt sich die Membran 122 unter der Wirkung des Hauptleitungsdruckes
in der Kammer 125 zusammen mit dem Druck in der Kammer 128 und der Spannung der
Feder 129 gegen den Steuerbehälterdruck in Richtung nach der Kammer 124 und nimmt
dabei den Schieber 126 in die sogenannte Zwischenstellung mit, in der der obere
Teil der Ringnut 134 die Bohrung 34 überdeckt und die Ringnut 131 die Hilfsbehälterbohrung
54 weiterhin noch mit der Bohrung 130 und damit der Füllventilkammer 73 verbindet.
Sobald der Schieber 126 diese Stellung eingenommen hat, wird Druckluft aus dem Übertragungsbehälter
92 und der Kammer 128 in den fast entlüfteten Bremszylinder 5 eingelassen über die
obern beschriebene Verbindung, die die Drossel 133 und das nun geöffnete Mindestdruckventil
104, 12 enthält. Infolge Fortfalls der bisher auf den Schieber 126 durch den Druck
in der Kammer 128 ausgeübten Zusatzkraft verharrt der Schieber 126 nach dem Entlüften
der Kammer 128 vorübergehend in seiner Zwischenstellung, bis der Kraftverlust durch
Ansteigen des Druckes in Kammer 125 wieder ausgeglichen ist, worauf die Membran
122 sich nach oben durchbiegt und den Schieber in seine Normalstellung mitnimmt,
in der die Ringnut 134 den Übertragungsbehälter 92 weiterhin noch mit dem jetzt
entlüfteten Bremszylinder 5 verbindet, während die Füllventilkammer 73 von der Hilfsbehälterbohrung
54 abgesperrt und über die Kammer 128 und die Schiebernut 134 mit dem entlüfteten
Bremszylinder verbunden wird, so daß der Schieber 77 des Füllventils 10 in seine
Füllstellung umsteuert, in der die Hauptleitung wieder, wie oben beschrieben, an
die Steuerbehälterbohrung 24 und die Hilfsbehälterbohrung 54 angeschlossen wird.
-
Kurz zusammengefaßt, spielen sich beim Anlegen der Bremsen mit der
Mindestbremskraft folgende Vorgänge ab: Druckluft wird schnellwirkend aus der Hauptleitung
1 abgezapft und dem Bremszylinder 5 des betreffenden Wagens zugeführt, so daß in
diesem sich ein Druck aufbaut, der seinerseits die zum Anlegen der Bremsen aus dem
Hilfsbehälter 4 zu entnehmende Druckluftmenge einschränkt und folglich den Hilfsbehälter
weniger erschöpft. Die bisher beschriebene Anordnung ist nicht Gegenstand der Erfindung.
-
Diese Einrichtung hat zwar unter den meisten Betriebsbedingungen sehr
zufriedenstellend gearbeitet. Es besteht jedoch unter den eingangs getroffenen Voraussetzungen
- d. h. wenn eine Drucksenkung von 0,5 kg/cm2 in der Hauptleitung an der Lokomotive
vorgenommen und der Hauptleitungsdruck durch Schnellwirkung nicht nur an dem betreffenden
gebremsten, sondern auch an den nächsten ungebremsten Wagen um den zum Anlegen der
Bremsen eines eine größere Zahl ungebremster Wagen mitführenden Zuges mit dem der
Mindestbremskraft entsprechenden Betrag von 0,42 kg/cm2 gesenkt werden soll - die
Möglichkeit, daß der Hilfsbehälterdruck und damit der Druck in der Kammer 85 des
Beschleunigungsventils 11 etwas höher als der Hauptleitungsdruck und damit auch
höher als der Druck in der Kammer 86 des Beschleunigungsventils ist. Dies tritt
am ehesten noch ein, wenn, wie beispielsweise in Frankreich,, ein Hilfsbehälter
üblicher Größe verwendet und der Bremszylinderkolbenhub verkürzt wird; um damit
einer nicht mit der Erfindung zusammenhängenden Schwierigkeit zu begegnen. Überwiegt
der Hilfsbehälterdruck aus diesem oder einem anderen Grunde den Hauptleitungsdruck
etwas, so wird sich der Schieber 87 des Beschleunigungsventils 11 beim Umsteuern
des Schiebers 126 des die Druckminderung sichernden Ventils in die Zwischenstellung
während des Lösevorganges noch in der Schnellwirkungsstellung befinden, so daß auch
die Hauptleitung zu diesem Zeitpunkt über Bohrung 45, Ringnut 90 des Schiebers 87,
Bohrung 91, Drossel 133, Ringnut 134 des Schiebers 126 und Bohrung 34 mit dem Bremszylinder
5 in Verbindung steht. An Stelle einer beabsichtigten Entlüftung des Übertragungsbehälters
92 kommt es in diesem Falle daher zu einem örtlichen Ausströmen von Druckluft aus
der Hauptleitung in den praktisch entlüfteten Bremszylinder 5 so lange, bis der
Hauptleitungsdruck auf den angenommenen Betrag von 0,42 kg/cm2 unter den Steuerbehälterdruck
gesunken ist und der Schieber 126 des die Drucksenkung sichernden Ventils nach Erreichung
des gewählten Mindestbremsdruckes in seine Abschlußstellung umsteuert. Um diese
unerwünschte Bremsung aufzuheben, ist der Druck in der Hauptleitung an der Lokomotive
so weit zu senken, daß die Bremsen stärker anlegen, so daß der Hilfsbehälterdruck
unter den Hauptleitungsdruck sinkt und das Beschleunigungsventil 11 in die Normalstellung
umsteuert, worauf die Hauptleitung wieder aufgefüllt werden kann; um die Bremsen
zu lösen.
-
Es besteht daher der Wunsch nach einer verbesserten Bremseinrichtung,
bei der ein Umsteuern des Schiebers 126 in dem die Druckminderung sichernden Ventil
in seine Zwischenstellung auf jeden Fall verhindert wird, bis der Hauptleitungsdruck
während des Lösevorganges auf einem Wert gesteigert ist, bei dem der Schieber 87
des Beschleunigungsventils sich bereits wieder in seiner Normalstellung befindet.
-
. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß das die Druckminderung sichernde
Ventil 18 derart abgeändiert, daß die Ringnut 134 in der Normalstellung des . Sehiebers
126 zwei parallel zueinander angeordnete, in die Bohrung 127 mündende und ständig
mit der Bohrung 34 verbundene Bohrungen 135; 136 überdeckt, wobei eine breite Ringnut
138 im Umfang des Schiebers zwischen der Ringnut 134 und der Membran
122
eine zu einer Kammer 141 eines Zwischenventils 142 führende Bohrung 140
vorzugsweise mit einer Entlüftungsbohrung 139 verbindet.
-
In der Abschlußstellung des Schiebers 126 befindet sich die Ringnut
134 außer Überdeckung mit den beiden Bohrungen 135, 136, während die Ringnut 138
die Bohrung 140 von der Entlüftungsbohrung 139 absperrt und sie statt dessen mit
den Bohrungen 135, 136 und damit mit dem Bremszylinder 5 verbindet, so daß Druckluft
aus dem Bremszylinder in die Kammer 141 des Zwischenventils 142 einströmen kann.
-
In der Zwischenstellung des Schiebers 126 sperrt die Ringnut 138 die
Bohrung 140 von der Entlüftungsbohrung 139 ab und verbindet sie dagegen mit der
Bohrung 136, so daß die Kammer 141 weiterhin in Verbindung mit dem Bremszylinder
5 bleibt.
-
Das Zwischenventil 142 kann beispielsweise eine biegsame Membran 143
enthalten., dtie koaxial zu der Membran 122 und dem Schieber 126 des die Druckminderung
sichernden
Ventils 18 ausgerichtet und an ihrem Umfange in dem Gehäuse 7 eingespannt ist. Auf
der einen Seite wird sie von dem Druck in der Kammer 141 und auf der anderen Seite
von einer diesem Druck über eine gleichachsig zu ihr angeordnete Membranscheibe
145 entgegenwirkenden Feder 144 in einer ständig zur Atmosphäre entlüfteten Kammer
146 beaufschlagt. Ein zylindrischer Stößel 147 ist dichtend und gleitend beweglich
in einer Bohrung in der Trennwand 148 zwischen den Kammern 146, 124 gleichachsig
zu den Membranen 122, 143 der Ventile 18 bzw. 142 geführt.
-
Die Feder 144 sucht die Membran 143 in die gezeichnete Normalstellung
zu bewegen, in der die Membran an einem in der Abschlußwand der Kammer 141 gebildeten
Anschlag anliegt. In dieser Stellung der Membran 143 übt die Membranscheibe 145
keine Druckkraft auf den Stößel 147 aus. Sobald jedoch nach Umsteuern des Schiebers
126 in die Abschlußstellung Druckluft aus dem Bremszylinder 5 in die Kammer 141
einströmt, weicht die Membran 143 sofort gegen den Widerstand der Feder 129 bis
zum Anliegen der Membranscheibe 145 an einem Anschlag an der Abschlußwand der Kammer
146 in die Haltestellung aus, wobei der Stößel 147 unter der Wirkung des in der
Kammer 141 herrschenden Bremszylinderdruckes sich gegen die Membranscheiben 123
der Membran 122 legt und dadurch ein Umsteuern des Schiebers 126 aus der Abschluß-
in die Zwischenstellung verhindert.
-
Weiterhin enthält die Bremseinrichtung nach der Erfindung ein Zwischenrückschlagventil
149, das beispielsweise aus einem auf der in der Zeichnung unteren Seite von dem
Druck in einer über eine Bohrung 152 ständig mit der Kammer 141 verbundenen Kammer
151 und auf der oberen Seite von dem Druck in einer über die Bohrung 34 ständig
mit dem Bremszylinder 5 verbundenen Kammer 153 beaufschlagten Hubventil 150 bestehen
kann. Eine vorgespannte Feder 154 in die Kammer 153 sucht das Ventil 150 auf seinen
in Form eines die Kammer 151 umschließenden Ringes ausgeführten Sitz 155 zu drücken.
Daher sinkt der Druck in der Kammer 141 gleich schnell wie der Bremszylinderdruck
und auch auf praktisch den gleichen Wert wie dieser, während ein Einströmen von
Druckluft in die Kammer 141 außer über die Ringnut 138 im Schieber 126 nicht möglich
ist.
-
Bei vollständig gelösten Bremsen befinden sich die Membran 143 und
der Schieber 126 der Bremseinrichtung in ihren gezeichneten Normalstellungen, wobei
die Kammer 141 im Zwischenventil über die Schiebernut 138 zur Atmosphäre entlüftet
und außerdem die Kammer 73 im Füllventil und der Übertragungsbehälter 92 mit dem
gleichfalls entlüfteten Bremszylinder 5 verbunden sind.
-
Es sei angenommen, daß unmittelbar auf den mit der erfindungsgemäßen
Bremseinrichtung ausgerüsteten Güterwagen bis zu fünfzehn ungebremste Wagen im Zugverband
folgen, und weiterhin, daß - wie es beispielsweise in Frankreich der Fall ist -
ein Hilfsbehälter üblicher Größe verwendet wird, während das Bremsgestänge so ausgelegt
ist, daß die Bremsen bereits nach einem wesentlich kleineren als dem normalen Hub
des Bremszylinderkolbens anlegen.
-
Auf eine leichte Drucksenkung in der Hauptleitung an der Lokomotive
zur Einleitung einer mit der Mindestbremskraft zur Wirkung kommenden Bremsung spricht
die erfindungsgemäße Bremseinrichtung auf genau die gleiche Weise, wie oben beschrieben,
an und ruft eine örtliche schnellwirkende Minderung des Hauptleitungsdruckes durch
Überleiten von Druckluft aus der Hauptleitung in den Übertragungsbehälter 92 hervor.
Da der Schieber 126 des die Druckminderung sichernden Ventils 18 sich in der Normalstellung
befindet, in der die Zwischenkammer 141 über die Ringnut 138 entlüftet und der Übertragungsbehälter
92 mit dem Bremszylinder 5 verbunden ist, wird der Hauptleitungsdruck anschließend
noch weiter durch Abströmen von Hauptleitungsluft in den Bremszylinder nach Maßgabe
der Drossel 133 vermindert, bis der in der Kammer 125 herrschende Hauptleitungsdruck
auf den angenommenen Wert von 0,42 kg/cm2 unter den Steuerbehälterdruck in der Kammer
124 gesunken ist, worauf die Membran 122 nach unten ausweicht und den Schieber 126
über die Zwischenstellung in die Abschlußstellung bewegt. Im Verlauf der Abwärtsbewegung
des Schiebers 126 kann Druckluft aus dem Bremszylinder 5 über die Ringnut 138 in
die Zwischenkammer 141 einströmen, wodurch die Schieberbewegung gegebenenfalls gegen
größere Reibungswiderstände unterstützt wird; jedoch übt der Stößel 147 auf keinen
Fall eine Druckluft auf den Schieber 126 aus, bevor dieser nicht seine Zwischenstellung
erreicht. Außerdem verhindert das Rückschlagventil 150 ein Strömen von Druckluft
aus dem Bremszylinder über die Bohrung 152 in die Kammer 141, wodurch eine vorzeitige
sonst mögliche Bewegung des Schiebers 126 aus der Normal- in die Zwischenstellung
ausgeschlossen ist.
-
In der Abschlußstellung des Schiebers 126 ist die fortgesetzte schnellwirkende
Entlüftung der Haupt-Leitung beendet. Die Füllventilkammer 73 bleibt weiterhin über
die Ringnut 131 'mit Druckluft aus er Hilfsbehälterbohrung 54 beaufschlagt, und
die Zwischenkammer 141 bleibt über die Ringnut 134 und die Bohrungen 136; 135 mit
dem Bremszylinder 5 verbunden, so daß der die Membran 143 beaufschlagende Bremszylinderdruck
über den Stößel 147 auf den Schieber 126 zur Wirkung kommt.
-
Bei einer mit der Mindestbremskraft auf diese Weise ausgeführten Bremsung
beträgt der Bremszylinderdruck und damit auch der Druck in der Kammer 141, wie oben
angenommen, 0,63 kg/cm2 entsprechend der um den angenommenen Wert von 0,42 kg/cm2
durch fortgesetzte Schnellwirkung hervorgerufenen Drucksenkung in der Hauptleitung.
Dabei ist der Hilfsbehälterdruck aus den oben beschriebenen Gründen höher als der
Hauptleitungsdruck, und folglich befindet sich das Beschleunigungsventil 11 in der
Schnellwirkungsstellung.
-
Wird jetzt zum Lösen der Bremsen der Druck in der Hauptleitung an
der Lokomotive erhöht, so wirkt sich diese Drucksteigerung auch an dem nächstfolgenden
Wagen in der Beschleunigungsventilkammer 86 und über die Schiebernut 44 im Hauptsteuerventil
8 und die Bohrung 27 in der Kammer 125 des die Drucksenkung sichernden Ventils 18
und weiterhin in der Kammer 25 des Hauptsteuerventils aus, so daß der Hauptsteuerschieber
37 sofort in die Lösestellung umsteuert und Druckluft aus dem Bremszylinder 5 über
das geöffnete Ventil 104 im Mindestdruckv^ntil 12, die Schieberbohrungen 40, die
Ringnut 41 im Hauptsteuerschieber und die Lösebohrungen 4'3, 49 zur Atmosphäre abströmen
läßt. Da der Bremszylinderdruck in der Kammer 141 auf der Membran 143 über den Stößel
147 dem Hauptleitungsdruck in der Kammer 125 entgegenwirkt und nach dem Umsteuern
des Hauptsteuerventils 8 proportional zur Drucksteigerung in der Hauptleitung absinkt,
wird
ein Umsteuern des Schiebers 126 in die Zwischenstellung durch
das Zwischenventil 142 so lange verzögert, bis die Summe des abnehmenden Bremszylinderdruckes
in der Kammer 141 und des Steuerbehälterdruckes in der Kammer 124 auf der Membran
122 durch den zunehmenden Hauptleitungsdruck in der Kammer 125 zusammen mit dem
Druck in der Kammer 128 und der Spannung der Stellfeder 129 überwunden wird. Die
Fläche der Membran 143 ist dabei im Verhältnis zur Fläche der Membran 122 derart
bemessen, daß der Schieber 126 nach Absinken des Bremszylinderdruckes auf einen
wählbaren Wert, beispielsweise von etwa 0,12 kg/cm2, in seine Zwischenstellung umsteuert,
zu welchem Zeitpunkt der Hauptleitungsdruck in der Kammer 125 auf etwa 0,21 kg/cm2
unter den Steuerbehälterdruck in der Kammer 124 angestiegen ist, d. h. auf etwa
0,21 kg/cm2 unter den normalen Betriebsdruck in der Hauptleitung.
-
Wie praktische Versuche erwiesen haben, steigt der Hauptleitungsdruck
selbst unter den angenommenen extremen Betriebsbedingungen noch vor dem Umsteuern
des Schiebers 126 in die Zwischenstellung so weit an, daß er im Verein mit der Spannung
der Feder 89 in der Kammer 86 des Beschleunigungsventils 11 den entgegenwirkenden
Druck in der Kammer 85 auf die Membran 83 überwiegt und den Schieber 87 in seine
Normalstellung bewegt. Mit anderen Worten: Das Zwischenventil 142 verzögert zusammen
mit dem die Druckminderung sichernden Ventil 18 das Umsteuern des Schiebers 126
in die Zwischenstellung so lange, bis der Schieber 87 im Beschleunigungsventil unter
der Wirkung des ansteigenden Hauptleitungsdruckes in seine Normalstellung umgesteuert
hat. Es wird dadurch die Möglichkeit einer unerwünschten schnellwirkenden Drucksenkung
in der Hauptleitung nach dem Umsteuern des Schiebers 126 in die Zwischenstellung
ausgeschaltet. Sobald der Schieber 126 seine Zwischenstellung erreicht, strömt die
in dem Übertragungsbehälter 92 und in der Schieberkammer 128 eingeschlossene Druckluft
über die Drossel 133 in den praktisch entlüfteten Bremszylinder 5 über. Da auch
die Kammer 141 des Zwischenventils über die Schiebernut 138 und die Bohrung 136
mit dem Bremszylinder 5 in Verbindung steht, wird die Wirkung des Schiebers 126
durch das Zurückströmen eines Teiles dieser Druckluft in die Kammer 141 gewissermaßen
»abgefedert«, indem die aus dem Übertragungsbehälter 92 und der Schiebernut 128
abströmende Druckluft nach Maßgabe der Entlüftung des Bremszylinders 5 über die
Lösedrosseln 50, 51 gedrosselt und dadurch ein momentanes Ansteigen des Bremszylinderdruckes
verhindert wird. Dieses wünschenswerte Ergebnis konnte durch praktische Versuche
auch nachgewiesen werden.
-
Mit dem Abströmen der Druckluft aus dem Bremszylinder 5 über die Lösedrosseln
50, 51 sinkt entsprechend auch der Druck in dem Übertragungsbehälter 92, der Ventilkammer
128 und der Kammer 141 im Zwischenventil. Nach Absinken des Druckes in dem Bremszylinder
5, dem Übertragungsbehälter 92 und den Kammern 128 und 141 auf praktisch Atmosphärendruck
bewegt die Feder 144 die Membran 143 in ihre Normalstellung zurück, wodurch der
durch den Stößel 147 ausgeübte Druck aufgehoben wird und die Membran 122 sich so
weit durchbiegen kann, daß sie den Schieber 126 in seine Normalstellung mitschleppt.
Der Hauptleitungsdruck bewegt sich zu diesem Zeitpunkt um 0,14 kg/cm2 unter dem
Steuerbehälterdruck. In der Normalstellung des Schiebers 126 ist die Zwischenkammer
141 über die Ringnut 138 mit der Entlüftungsbohrung verbunden; der
Übertragungsbehälter 92 und die Kammer 128 sind dagegen über die Ringnut 134 mit
den beiden zum Bremszylinder führenden Bohrungen 136, 135 verbunden, so daß Druckluft
aus der Füllventilkammer 73 über die entlüftete Kammer 128 zur Atmosphäre abströmt
und der Schieber 77 des Füllventils in die Füllstellung umsteuert, in der die Drücke
in der Hauptleitung 1 und den Behältern 3, 4 sich über die oben beschriebenen Verbindungswege
ausgleichen.
-
Während einer Bremsung bewirkt das Ventil 18 also, daß der Hauptleitungsdruck
um mindestens einen mit 0,42 kg/cm2 angenommenen wählbaren Wert, wie er für die
Einleitung einer mit der Mindestbremskraft wirkenden Bremsung erforderlich ist,
unter den Steuerbehälterdruck gesenkt wird. Während des Lösevorganges verzögert
das Zwischenventil 142 das Umsteuern des Schiebers 126 in die Zwischenstellung so
lange, bis der Bremszylinderdruck auf einen Wert gesunken ist, bei dem der Hauptleitungsdruck
bereits wieder auf eine zum vorherigen Zurückbewegen des Schiebers 87 im Beschleunigungsventil
11 ausreichende Höhe wieder hergestellt ist, wodurch die Möglichkeit eines unerwünschten
Abströmens von Hauptleitungsluft in den Bremszylinder 5 ausgeschlossen ist. Nach
dem Umsteuern des Schiebers 126 in die Zwischenstellung und daraus folgender Entlüftung
des Übertragungsbehälters 92 befindet sich das Bremssteuerventil 2 in dem Zustand,
in dem es eine schnellwirkende Entlüftung der Hauptleitung herbeiführen würde, wenn
anschließend der Hauptleitungsdruck auf der Lokomotive bis auf den der Ansprechstufe
des Beschleunigungsventils 11 entsprechenden Druck gesenkt würde.
-
Innerhalb der Grenzen von 0,42 und 0,21 kg/cm2 unter. dem Steuerbehälterdruck
läßt sich also der Hauptleitungsdruck erniedrigen, ohne damit eine schnellwirkende
Entlüftung der Hauptleitung herbeizuführen und ohne daß der Schieber 77 des Füllventils
in die Füllstellung umsteuert, wodurch entsprechende Erniedrigungen der Bremskraft
bis zum vollständigen Lösen der Bremsen bewirkt werden. Mit anderen Worten: Die
Bremsen können zu einem niedrigeren als dem dem gewählten Ausmaß der Mindestbremskraft
entsprechenden Maße angezogen und gelöst werden. Dies ist erwünscht, um die Bremsen
nur ganz wenig angezogen halten zu können, beispielsweise beim Befahren längerer
Teilstrecken mit schwachem Gefälle. Das Hauptsteuerventil 8 bewirkt dabei einen
der Senkung des Hauptleitungsdruckes unter den Steuerbehälterdruck entsprechenden
Druckaufbau im Bremszylinder 5.