DE10354248B4 - Verfahren und Bremseinrichtung zur Begrenzung des Vorratsdrucks für eine einen Bremsdruck für wenigstens einen druckmittelbetätigten Bremszylinder eines Schienenfahrzeugs aussteuernde Steuerventilanordnung mittels eines Druckbegrenzungsventils - Google Patents

Verfahren und Bremseinrichtung zur Begrenzung des Vorratsdrucks für eine einen Bremsdruck für wenigstens einen druckmittelbetätigten Bremszylinder eines Schienenfahrzeugs aussteuernde Steuerventilanordnung mittels eines Druckbegrenzungsventils Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Begrenzung des Vorratsdrucks (R) für eine einen Bremsdruck (C) für wenigstens einen druckmittelbetätigten Bremszylinder (BZ) eines Schienenfahrzeugs aussteuernde Steuerventilanordnung (4) mittels eines Druckbegrenzungsventils (2), wobei der Vorratsdruck (R) nur dann begrenzt wird, wenn der Bremsdruck (C) einen oberen Grenzwert (Cmax) erreicht oder überschreitet und ansonsten keine Begrenzung des Vorratsdrucks (R) stattfindet, wobei an wenigstens einem ein Ventil (24) betätigenden Kolben (26) des Druckbegrenzungsventils (2) der Bremsdruck (C) gegen eine vorgegebene Last derart ausgewogen wird, dass wenn der Bremsdruck (C) kleiner als der obere Grenzwert (Cmax) ist, der Kolben (26) eine Position einnimmt, in welcher das Druckbegrenzungsventil (2) den Vorratsdruck (R) durch das geöffnete Ventil (24) unbegrenzt durchsteuert und falls der Bremsdruck (C) den oberen Grenzwert (Cmax) erreicht oder überschreitet, der Kolben (26) eine Position einnimmt, in welcher das Druckbegrenzungsventil (2) den Vorratsdruck (R) durch Schließen des Ventils (24) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Last durch einen von...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Bremseinrichtung zur Begrenzung des Vorratsdrucks für eine einen Bremsdruck für wenigstens einen druckmittelbetätigten Bremszylinder eines Schienenfahrzeugs aussteuernde Steuerventilanordnung mittels eines Druckbegrenzungsventils gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und 2.
  • Da die mechanische Belastbarkeit von Schienenfahrzeugbremsanlagen begrenzt ist und auch ein Blockieren der Räder durch einen zu hohen Bremsdruck vermieden werden soll, muß der von der Steuerventilanordnung ausgesteuerte Bremsdruck auf einen maximalen Wert begrenzt werden. Aus dem Stand der Technik sind lastabhängige Druckbegrenzungsventile bekannt, welche den Vorsteuerdruck der Steuerventilanordnung begrenzen, in Abhängigkeit dessen der Bremsdruck erzeugt wird, so dass hierdurch auch eine Begrenzung des Bremsdrucks gegeben ist. Da sich die Druckbegrenzung auf den Vorsteuerkreis der Steuerventilanordnung beschränkt, wird diese stets mit dem vollen Vorratsdruck beaufschlagt. Folglich ergeben sich kurze Belüftungszeiten in den der Steuerventilanordnung nachgeschalteten Bremszylindern, was sich günstig auf eine Gleitschutzfunktion auswirkt, da die Druckaufbau- und Druckabbauzeiten relativ kurz sind. Falls jedoch ein Defekt in der Steuerventilanordnung auftritt, kann der volle Vorratsdruck in die Bremszylinder gelangen und die Bremsmechanik zerstören.
  • Aus der gattungsbildenden DE 1 021 878 B ist ein Verfahren zur Begrenzung des Vorratsdrucks für eine einen Bremsdruck für wenigstens einen druckmittelbetätigten Bremszylinder eines Schienenfahrzeugs aussteuernde Steuerventilanordnung mittels eines Druckbegrenzungsventils bekannt, wobei der Vorratsdruck nur dann begrenzt wird, wenn der Bremsdruck einen oberen Grenzwert erreicht oder überschreitet und ansonsten keine Begrenzung des Vorratsdrucks stattfindet, wobei an wenigstens einem ein Ventil betätigenden Kolben des Druckbegrenzungsventils der Bremsdruck gegen eine vorgegebene Last derart ausgewogen wird, dass wenn der Bremsdruck kleiner als der obere Grenzwert ist, der Kolben eine Position einnimmt, in welcher das Druckbegrenzungsventil den Vorratsdruck durch das geöffnete Ventil unbegrenzt durchsteuert und falls der Bremsdruck den oberen Grenzwert erreicht oder überschreitet, der Kolben eine Position einnimmt, in welcher das Druckbegrenzungsventil den Vorratsdruck durch Schließen des Ventils begrenzt.
  • Zur Ausführung des Verfahrens wird eine Bremseinrichtung vorgeschlagen, mit wenigstens einem Druckbegrenzungsventil, beinhaltend wenigstens einen ein Ventil betätigenden Kolben, wobei das Ventil abhängig von der Stellung des Kolbens eine Verbindung zwischen einem Vorratsdruck-Eingang und einem Vorratsdruck-Ausgang schafft oder diese sperrt und wobei der Kolben an seiner einen Kolbenseite durch eine vorgegebene Last und an seiner anderen Kolbenseite durch den Bremsdruck belastet ist. Die vorgegebene Last wird bei der Schrift durch eine Feder gebildet, welche den Kolben stets mit einer konstanten Kraft belastet.
  • Die DE 1 104 550 B offenbart eine einlösige Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge mit einem Zweidrucksteuerventil, auf dessen Kolben einerseits der Druck in der Hauptluftleitung und andererseits der Druck in einem die Vorratsluft für den Bremszylinder enthaltenden Vorratsluftbehälter wirkt, sowie mit einem Zusatzluftbehälter, welcher bei Schnellbremsungen zwecks Druckerhöhung im Bremszylinder nach Einleiten des Druckausgleichs zwischen Vorratsluftbehälter und Bremszylinder diesen beiden zugeschaltet wird. Zusätzlich sind Überwachungsmittel vorgesehen, welche bei einer Schnellbremsung einen Druckausgleich zwischen dem Vorratsluftbehälter und dem Bremszylinder herbeiführen, diesen dann unterbrechen und dabei den Bremszylinder zur weiteren Druckerhöhung nur mit dem Zusatzzylinder verbinden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Bremseinrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, dass weitere, für den Bremsvorgangs wesentliche Größen in die Begrenzung des Vorratsdrucks eingehen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1 und Anspruch 2 gelöst.
  • Vorteile der Erfindung
  • Weil erfindungsgemäß der Vorratsdruck nur dann begrenzt wird, wenn der Bremsdruck einen vorbestimmten oberen Grenzwert erreicht oder überschreitet und ansonsten keine Begrenzung des Vorratsdrucks stattfindet, weist die Bremsanlage bis zum Erreichen des zulässigen Bremshöchstdrucks eine hohe Dynamik auf, d.h. die Druckaufbau- und die Druckabbauzeiten sind sehr kurz. Diese Eigenschaft ist insbesondere bei Bremsanlagen von Schienenfahrzeugen von Vorteil, welche mit einer Gleitschutzfunktion ausgestattet sind, bei welcher in kurzen Zeitabständen Druckänderungen stattfinden. Nur falls der Bremsdruck den oberen Grenzwert oder einen zulässigen Bremshöchstdruck überschreitet, wird er durch das Druckbegrenzungsventil begrenzt. Folglich wird in jedem Fall eine zu hohe Beanspruchung der Bremsmechanik vermieden.
  • Das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil zur Ausführung dieses Verfahrens beinhaltet wenigstens einen ein Ventil des Druckbegrenzungsventils betätigenden Kolben, wobei das Ventil abhängig von der Stellung des Kolbens eine Verbindung zwischen einem Vorratsdruck-Eingang und einem Vorratsdruck-Ausgang schafft oder diese sperrt. Der Vorratsdruck-Ausgang des Druckbegrenzungsventils steht dann mit einem Vorratsdruck-Eingang der Steuerventilanordnung in Verbindung, welche beispielsweise ein Relaisventil beinhaltet, das aus dem Vorratsdruck abhängig von einem Vorsteuerdruck den Bremsdruck ableitet. Weiterhin wird auch der Vorsteuerdruck des Relaisventils aus dem vom Druckbegrenzungsventil eventuell begrenzten Vorratsdruck abgeleitet.
  • Der Kolben ist an seiner einen Kolbenseite durch die vorgegebene Last und an seiner anderen Kolbenseite durch den Bremsdruck belastet. Dann wird an dem Kolben des Druckbegrenzungsventils der Bremsdruck gegen die vorgegebene Last derart ausgewogen, dass falls der Bremsdruck kleiner als der obere Grenzwert ist, der Kolben eine Position einnimmt, in welcher das Ventil den Vorratsdruck-Eingang mit dem Vorratsdruck-Ausgang verbindet und folglich den Vorratsdruck unbegrenzt durchsteuert. Falls der Bremsdruck den oberen Grenzwert jedoch erreicht oder überschreitet, nimmt der Kolben eine Position ein, in welcher das Ventil den Vorratsdruck-Eingang gegen den Vorratsdruck-Ausgang sperrt und folglich der für die Steuerventileinrichtung vorgesehene Vorratsdruck begrenzt wird.
  • Die vorgegebene Last wird durch einen Lastdruck gebildet, welcher von der Beladung des Schienenfahrzeugs abhängt. Dann hängt der obere Grenzwert des Vorratsdrucks bzw. des von diesem abgeleiteten Bremsdrucks vom Lastdruck ab. Hierdurch ist eine beladungsabhängige Begrenzung des Vorratsdrucks gegeben, d.h. bei niedriger Beladung wird der Vorratsdruck auf niedrigere Werte begrenzt als bei hoher Beladung. Durch das Auswiegen des Lastdrucks gegen den Bremsdruck an dem das Ventil betätigenden Kolben ergibt sich bei höherer Last automatisch auch ein höherer oberer Grenzwert für den Bremsdruck und bei niedrigerer Last ein niedrigerer oberer Grenzwert für den Bremsdruck, ab welchem das Druckbegrenzungsventil schließt, ohne dass hierzu weitere Maßnahmen notwendig wären.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den Ansprüchen 1 und 2 angegebenen Erfindung möglich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Druckbegrenzungsventil in Axialrichtung aneinander gereiht folgende Kammern auf:
    • a) eine erste, durch die eine Kolbenseite und einen Gehäusedeckel des Druckbegrenzungsventils begrenzte Kammer aufweist, welche unter Lastdruck steht,
    • b) eine zweite, durch die andere Kolbenseite und eine feste Schottwand begrenzte Kammer, welche unter Bremsdruck steht,
    • c) eine dritte, durch die Schottwand und das Ventil begrenzte Kammer aufweist, welche mit dem Vorratsdruck-Eingang in Verbindung steht,
    • d) eine vierte, durch das Ventil und einen Gehäuseboden des Druckbegrenzungsventils begrenzte Kammer, welche mit dem Vorratsdruck-Ausgang in Verbindung steht, wobei
    • e) eine mit einem Ventilglied des Ventils zusammenwirkende Kolbenstange des Kolbens sich durch eine Durchgangsöffnung der Schottwand dichtend hindurch bis zum Ventil er streckt.
  • Die Kammern können dann koaxial aneinander gereiht werden, wodurch sich eine äußerst kompakte Bauweise ergibt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die dritte, durch die Schottwand und das Ventil begrenzte Kammer mit dem Vorratsdruck-Ausgang und die vierte, durch das Ventil und den Gehäuseboden des Druckbegrenzungsventils begrenzte Kammer mit dem Vorratsdruck-Eingang in Verbindung stehen, wobei das Ventil ein Doppelsitzventil ist, welches vom Kolben zur Entlüftung der dritten Kammer betätigbar ist. Bei zu hohen Bremsdrücken kann dann die unter Vorratsdruck stehende dritte Kammer entlüftet werden. Durch diese Maßnahme kann der Vorratsdruck nicht nur begrenzt, sondern auch gezielt reduziert werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann der Kolben in Öffnungsrichtung des Ventils federbelastet sein. Durch geeignete Wahl der Federrate wird dann ein Mindestvorratsdruck für die dem Druckbegrenzungsventil nachgeordnete Steuerventilanordnung gewährleistet, um bei einem Lastdruckverlust infolge eines Lecks weiterhin einen Druck auf den Kolben in Ventilöffnungsrichtung ausüben und damit ein völliges Sperren des Vorratsdrucks durch das Druckbegrenzungsventil verhindern zu können.
  • Die genaue Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird am besten anhand der nun folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen deutlich.
  • Zeichnungen
  • In der Zeichnung zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Bremseinrichtung eines Schienenfahrzeugs mit einem Druckbegrenzungsventil gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
  • 2 ein Druck-Zeitdiagramm der Bremseinrichtung von 1;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Druckbegrenzungsventils gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • 4 eine schematische Darstellung eines Druckbegrenzungsventils gemäß einer weiteren Ausführungsform.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Ein Schienenfahrzeug, beispielsweise eine Lokomotive, weist eine in 1 schematisch dargestellte elektro-pneumatische Bremseinrichtung 1 auf, welche ein Druckbegrenzungsventil 2 und eine Steuerventilanordnung 4 für einen Bremszylinder BZ aufweist. Die Steuerventilanordnung 4 beinhaltend ein Backup-Ventil 6, ein Belüftungsventil 8, ein Entlüftungsventil 10 sowie ein Relaisventil 12. Das Backup-Ventil 6, das Belüftungsventil 8 und das Entlüftungsventil 10 sind vorzugsweise jeweils als elektromagnetische 2/2 Schaltventile ausgebildet.
  • Das Druckbegrenzungsventil 2 ist vorzugsweise ein lastabhängiges Druckbegrenzungsventil und hat einen Vorratsdruck-Eingang 14, welcher mit einem Druckvorrat in Verbindung steht, in welchem Druckmittel unter einem Druck R von ca. 10-13 105 Pa gespeichert ist, einen Lastdruck-Anschluß 18, in welchen ein von der Last des Schienenfahrzeugs abhängiger Druck T eingespeist wird, einen Vorratsdruck-Ausgang 20, über welchen wahlweise ein begrenzter Vorratsdruck, der im folgenden mit R* bezeichnet wird, in die Steuerventilanordnung 4 eingesteuert wird, sowie einen Bremsdruck-Anschluß 22, durch welchen ein von dem Relaisventil 12 ausgesteuerter Bremsdruck C zum Druckbegrenzungsventil 2 rückgeführt wird. Weiterhin weist das Druckbegrenzungsventil 2 wenigstens einen ein Ventil 24 betätigenden Kolben 26 auf, wobei das Ventil 24 abhängig von der Stellung des Kolbens 26 eine Verbindung zwischen dem Vorratsdruck-Eingang 14 und dem Vorratsdruck-Ausgang 20 schafft oder diese sperrt. Der Kolben 26 ist an seiner einen Kolbenseite 28 durch den Lastdruck T und an seiner anderen Kolbenseite 30 durch den Bremsdruck C belastet. Weiterhin weist das Druckbegrenzungsventil 2 in Axialrichtung aneinander gereiht folgende koaxiale Kammern auf:
    • a) eine erste, durch die eine Kolbenseite 28 und einen Gehäusedeckel 32 des Druckbegrenzungsventils 2 begrenzte Kammer 34, welche mit dem Lastdruck-Anschluß 18 in Verbindung und unter Lastdruck T steht,
    • b) eine zweite, durch die andere Kolbenseite 30 und eine am Gehäusemantel 36 festgelegte Schottwand 38 begrenzte Kammer 40, welche mit dem Bremsdruck-Anschluß 22 in Verbindung und unter Bremsdruck C steht,
    • c) eine dritte, durch die Schottwand 38 und das Ventil 24 begrenzte Kammer 42, welche mit dem Vorratsdruck-Eingang 14 in Verbindung und unter Vorratsdruck R steht,
    • d) eine vierte, durch das Ventil 24 und einen Gehäuseboden 44 des Druckbegrenzungsventils 2 begrenzte Kammer 46, wobei
    • e) eine mit einem Ventilglied 48 des Ventils 24 zusammenwirkende Kolbenstange 50 des Kolbens 26 sich durch eine Durchgangsöffnung 52 der Schottwand 38 dichtend hindurch bis zum Ventil 24 erstreckt.
  • Das Ventilglied 48 ist in Schließrichtung des Ventils 24 beispielsweise durch eine Schraubenfeder 54 federbelastet, welche das Ventilglied 48 gegen einen Ventilsitz 56 drängt. In Schließposition des Ventils 24 ist dann der Vorratsdruck-Eingang 14 gegen den Vorratsdruck-Ausgang 20 gesperrt. Weiterhin ist der das Ventil 24 über die Kolbenstange 50 betätigende Kolben 26 durch den Bremsdruck C in Schließrichtung des Ventils 24 belastet.
  • Der Vorratsdruck-Ausgang 20 des Druckbegrenzungsventils 2 steht mit einem Vorratsdruck-Eingang 58 des Belüftungsventils 8 und mit einem Vorratsdruck-Eingang 60 des Relaisventils 12 in Verbindung. Das Entlüftungsventil 10 verbindet je nach Schaltstellung einen Druckanschluß 62 mit einem Entlüftungsanschluß 64 oder sperrt diese Verbindung. Der Druckanschluß 62 des Entlüftungsventils sowie die Druckausgänge 66, 68 des Backup-Ventils 6 und des Belüftungsventils 8 sind an einen Steueranschluß 70 des Relaisventils 12 angeschlossen. An einem Druckeingang 72 des Backup-Ventils 6 steht ein abhängig von einem Bremsanforderungssignal erzeugter Steuerdruck CV an. Ein Druckausgang 74 des Relaisventils 12 steht mit dem Bremszylinder BZ sowie über eine pneumatische Leitung 76 mit dem Bremsdruck-Anschluß 22 des Druckbegrenzungsventils 2 in Verbindung. Drucksensoren 78, 80, 82 messen jeweils den Druck an den Druckeingängen 72, 58 des Backup-Ventils 6 und des Belüftungsventils 8 sowie am Druckausgang 74 des Relaisventils 12.
  • Das lastabhängige Druckbegrenzungsventil 2 dient zur Begrenzung des Vorratsdrucks R für die Steuerventilanordnung 4, wobei der Vorratsdruck R nur dann begrenzt wird, wenn der Bremsdruck C einen vorbestimmten oberen Grenzwert Cmax erreicht oder überschreitet. In anderen Fällen soll keine Begrenzung des Vorratsdrucks R stattfinden.
  • Vor diesem Hintergrund ist die Funktionsweise der Bremseinrichtung 1 wie folgt:
    Bei intakter elektro-pneumatischer Bremseinrichtung 1 ist das Backup-Ventil 6 geschlossen, so dass der an ihm anstehende, auf ein Bremsanforderungssignal hin erzeugte Vorsteuerdruck CV nicht an das Relaisventil 12 weitergeleitet werden kann. Vielmehr wird der Vorsteuerdruck für das Relaisventil 12 aus dem Vorratsdruck R* gebildet, welchen das Druckbegrenzungsventil 2 lastabhängig aussteuert. In einer Anfangsphase wird der Vorratsdruck R durch das geöffnete Ventil 24 des Druckbegrenzungsventils 2 zum Druckeingang 58 des Belüftungsventils 8 durchgesteuert, welches durch eine nicht gezeigte Steuereinrichtung für einen bestimmten Zeitraum geöffnet wird, um aus dem Vorratsdruck R* einen Vorsteuerdruck CV für das Relaisventil 12 zu modulieren. Der Aufbau des Bremsdrucks C am Bremszylinder BZ benötigt einen gewissen Zeitraum t0, wie aus dem Druck-Zeit-Diagramm von 2 hervorgeht.
  • Abhängig von diesem Vorsteuerdruck CV steuert das Relaisventil 12 einen Bremsdruck C aus, welcher im Bremszylinder BZ eine bestimmte Bremskraft oder Bremslösekraft auslöst. Andererseits wird der Bremsdruck C über die pneumatische Leitung 76 in das Druckbegrenzungsventil 2 rückgeführt und dort an dem Kolben 26 gegen den Lastdruck T derart ausgewogen, dass, wenn der aktuelle Bremsdruck C kleiner als der obere Grenzwert Cmax ist, der Kolben 26 eine Position einnimmt, in welcher das Ventil 24 geöffnet bleibt und das Druckbegrenzungsventil 2 folglich den Vorratsdruck R unbegrenzt zum Druckeingang 58 des Belüftungsventils bzw. zum Vorratsdruck-Anschluß 60 des Relaisventils durchsteuert. In diesem Fall gilt: R* = R, falls C < Cmax
  • Falls der Bremsdruck C den oberen Grenzwert Cmax jedoch bereits erreicht oder überschritten hat, nimmt der Kolben 26 eine Position ein, in welcher das Ventil 24 schließt und folglich das Druckbegrenzungsventil 2 den Vorratsdruck R vorzugsweise auf den maximalen Bremsdruck Cmax begrenzt: R* = Cmax, falls C > Cmax
  • Dieser Zusammenhang ist im Druck-Zeit-Diagramm von 2 dargestellt. Die dick gestrichelte Linie veranschaulicht dabei die sprunghafte Reduzierung des Vorratsdrucks R auf den Wert Cmax. Da an dem das Ventil 24 betätigenden Kolben 26 neben dem Bremsdruck C auch der Lastdruck T anliegt, ist der obere Grenzwert Cmax des Bremsdrucks abhängig vom Lastdruck T. Dies bedeutet, dass sich bei höherer Last T automatisch auch ein höherer oberer Grenzwert Cmax für den Bremsdruck und bei niedrigerer Last T ein niedrigerer oberer Grenzwert Cmax für den Bremsdruck ergibt, ab welchem das Ventil 24 schließt.
  • Weil demzufolge der Vorratsdruck R nur dann begrenzt wird, wenn der Bremsdruck C den oberen Grenzwert Cmax erreicht oder überschreitet und ansonsten keine Begrenzung des Vorratsdrucks R stattfindet, weist die Bremseinrichtung 1 eine hohe Dynamik auf, d.h. die Druckaufbau- und die Druckabbauzeiten sind sehr kurz.
  • Bei einem Fehler in der elektro-pneumatischen Bremseinrichtung 1, beispielsweise aufgrund von Leckagen, kann kein oder kein ausreichender Vorsteuerdruck CV für die Steuerventilanordnung 4 und folglich auch kein oder kein ausreichender Bremsdruck C erzeugt werden. Dies wird durch den dem Druckeingang 58 des Belüftungsventils 8 zugeordneten Drucksensor 80 und/oder vom Drucksensor 82 erfasst und an die Steuereinrichtung gemeldet, welche daraufhin das bisher geschlossene Backup-Ventil 6 öffnet, wodurch der an ihm anstehende Vorsteuerdruck CV ersatzweise an den Steueranschluß 70 des Relaisventils 12 durchgeschaltet wird.
  • Bei den weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung nach den 3 und 4 sind die gegenüber dem vorhergehenden Beispiel gleichbleibenden und gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Unterschied zu diesem ist bei dem lastabhängigen Druckbegrenzungsventil 2 von 3 der Kolben 26 in Öffnungsrichtung des Ventils 24 beispielsweise durch eine Schraubenfeder 84 federbelastet. Hierdurch wird der Kolben, wenn er sich in einer oberen Stellung befindet, durch die Federkraft FF in Öffnungsrichtung des Ventils 24 gedrängt. Durch geeignete Wahl der Federrate der Schraubenfeder 84 kann ein Mindestvorratsdruck für die dem Druckbegrenzungsventil 2 nachgeordnete Steuerventilanordnung 4 gewährleistet werden, um bei einem Lastdruckverlust infolge eines Lecks weiterhin einen Druck auf den Kolben 26 in Ventilöffnungsrichtung ausüben und damit ein völliges Sperren des Vorratsdrucks R durch das Ventil 24 des Druckbegrenzungsventils 2 verhindern zu können. Der obere Grenzwert Cmax für den Bremsdruck, ab welchem der Vorratsdruck R begrenzt wird, ist bei dieser Ausführungsform daher nicht nur vom Lastdruck T, sondern auch von der auf den Kolben 26 ausgeübten Federkraft FF der Schraubenfeder 84 abhängig.
  • Basierend auf der Ausführungsform von 3 mit federbelastetem Kolben 26 kann gemäß der Ausführungsform von 4 die dritte, durch die Schottwand 38 und das Ventil 24 begrenzte Kammer 42 mit dem Vorratsdruck-Ausgang 20 und die vierte, durch das Ventil 24 und den Gehäuseboden 44 des Druckbegrenzungsventils 2 begrenzte Kammer 46 mit dem Vorratsdruck-Eingang 14 in Verbindung stehen, wobei das Ventil 24 ein Doppelsitzventil ist, welches vom Kolben 26 zur Entlüftung der vierten Kammer 46 betätigbar ist. Bei zu hohen Bremsdrücken kann dann die unter dem für die nachgeordnete Steuerventilanordnung 4 vorgesehenen Vorratsdruck R* stehende dritte Kammer 46 über eine Entlüftung 86 entlüftet werden, wenn die Kolbenstange 50 infolge eines hohen Bremsdrucks C in der zweiten Kammer 40 von dem mit einer Durchgangsbohrung versehenen Ventilglied 48 abhebt. Durch diese Maßnahme wird eine Überlastung der Bremsmechanik besonders wirksam verhindert.
  • Das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil 2 ist nicht auf eine lastabhängiges Druckbegrenzungsventil beschränkt. Vielmehr kann der auf die eine Kolbenseite 28 wirkende Lastdruck durch eine konstante Kraft, beispielsweise durch eine Federkraft ersetzt werden, so dass die Erfindung auch für nicht lastabhängige Druckbegrenzungsventile anwendbar ist.
  • 1
    Bremseinrichtung
    2
    Druckbegrenzungsventil
    4
    Steuerventilanordnung
    6
    Backup-Ventil
    8
    Belüftungsventil
    10
    Entlüftungsventil
    12
    Relaisventil
    14
    Vorratsdruck-Eingang
    16
    Druckvorrat
    18
    Lastdruck-Anschluß
    20
    Vorratsdruck-Ausgang
    22
    Bremsdruck-Anschluß
    24
    Ventil
    26
    Kolben
    28
    eine Kolbenseite
    30
    andere Kolbenseite
    32
    Gehäusedeckel
    34
    erste Kammer
    36
    Gehäusemantel
    38
    Schottwand
    40
    zweite Kammer
    42
    dritte Kammer
    44
    Gehäuseboden
    46
    vierte Kammer
    48
    Ventilglied
    50
    Kolbenstange
    52
    Durchgangsöffnung
    54
    Schraubenfeder
    56
    Ventilsitz
    58
    Vorratsdruck-Eingang
    60
    Vorratsdruck-Eingang
    62
    Druckanschluß
    64
    Entlüftungsanschluß
    66
    Druckausgang
    68
    Druckausgang
    70
    Steueranschluß
    72
    Druckeingang
    74
    Druckausgang
    76
    Leitung
    78
    Drucksensor
    80
    Drucksensor
    82
    Drucksensor
    84
    Schraubenfeder
    86
    Entlüftung

Claims (8)

  1. Verfahren zur Begrenzung des Vorratsdrucks (R) für eine einen Bremsdruck (C) für wenigstens einen druckmittelbetätigten Bremszylinder (BZ) eines Schienenfahrzeugs aussteuernde Steuerventilanordnung (4) mittels eines Druckbegrenzungsventils (2), wobei der Vorratsdruck (R) nur dann begrenzt wird, wenn der Bremsdruck (C) einen oberen Grenzwert (Cmax) erreicht oder überschreitet und ansonsten keine Begrenzung des Vorratsdrucks (R) stattfindet, wobei an wenigstens einem ein Ventil (24) betätigenden Kolben (26) des Druckbegrenzungsventils (2) der Bremsdruck (C) gegen eine vorgegebene Last derart ausgewogen wird, dass wenn der Bremsdruck (C) kleiner als der obere Grenzwert (Cmax) ist, der Kolben (26) eine Position einnimmt, in welcher das Druckbegrenzungsventil (2) den Vorratsdruck (R) durch das geöffnete Ventil (24) unbegrenzt durchsteuert und falls der Bremsdruck (C) den oberen Grenzwert (Cmax) erreicht oder überschreitet, der Kolben (26) eine Position einnimmt, in welcher das Druckbegrenzungsventil (2) den Vorratsdruck (R) durch Schließen des Ventils (24) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Last durch einen von der Beladung des Schienenfahrzeugs abhängigen Lastdruck (T) gebildet wird von dem der obere Grenzwert (Cmax) abhängt.
  2. Bremseinrichtung (1) zur Begrenzung des Vorratsdrucks (R) für eine einen Bremsdruck (C) für wenigstens einen druckmittelbetätigten Bremszylinder (BZ) eines Schienenfahrzeugs aussteuernde Steuerventilanordnung (4) mittels eines Druckbegrenzungsventils (2) beinhaltend wenigstens einen ein Ventil (24) betätigenden Kolben (26), wobei das Ventil (24) abhängig von der Stellung des Kolbens (26) eine Verbindung zwischen einem Vorratsdruck-Eingang (14) und einem Vorratsdruck-Ausgang (20) schafft oder diese sperrt und wobei der Kolben (26) an seiner einen Kolbenseite (28) durch eine vorgegebene Last und an seiner anderen Kolbenseite (30) durch den Bremsdruck (C) belastet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Last durch einen von der Beladung des Schienenfahrzeugs abhängigen Lastdruck (T) gebildet wird.
  3. Bremseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (2) in Axialrichtung aneinander gereiht folgende Kammern aufweist: a) eine erste, durch die eine Kolbenseite (28) und einen Gehäusedeckel (32) des Druckbegrenzungsventils (2) begrenzte Kammer (34), welche unter Lastdruck (T) steht, b) eine zweite, durch die andere Kolbenseite (30) und eine feste Schottwand (38) begrenzte Kammer (40), welche unter Bremsdruck (C) steht, wobei c) eine mit einem Ventilglied (48) des Ventils (24) zusammenwirkende Kolbenstange (50) des Kolbens (26) sich durch eine Durchgangsöffnung (52) der Schottwand (38) dichtend hindurch bis zum Ventil (24) erstreckt.
  4. Bremseinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch d) eine dritte, durch die Schottwand (38) und das Ventil (24) begrenzte Kammer (42), welche mit dem Vorratsdruck-Eingang (14) in Verbindung steht, sowie durch e) eine vierte, durch das Ventil (24) und einen Gehäuseboden (44) des Druckbegrenzungsventils (2) begrenzte Kammer (46), welche mit dem Vorratsdruck-Ausgang (20) in Verbindung steht.
  5. Bremseinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch d) eine dritte, durch die Schottwand (38) und das Ventil (24) begrenzte Kammer (42), welche mit dem Vorratsdruck-Ausgang (20) in Verbindung steht, sowie durch e) eine vierte, durch das Ventil (24) und einen Gehäuseboden (44) des Druckbegrenzungsventils (2) begrenzte Kammer (46), welche mit dem Vorratsdruck-Eingang (14) in Verbindung steht, wobei f) das Ventil (24) ein Doppelsitzventil ist, welches vom Kolben (26) auch zur Entlüftung der dritten Kammer (42) betätigbar ist.
  6. Bremseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (26) in Öffnungsrichtung des Ventils (24) federbelastet ist.
  7. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsdruck-Ausgang (20) des Druckbegrenzungsventils (2) mit einem Vorratsdruck-Eingang (58; 60) der Steuerventilanordnung (4) in Verbindung steht.
  8. Bremseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventilanordnung (4) wenigstens ein Relaisventil (12) beinhaltet, welches den Bremsdruck (C) aus dem Vorratsdruck (R) ableitet.
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