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Uberwachungseinrichtung für Schnellbremsbeschleuniger von Druckluftbremsanlagen
für Schienenfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für Schnellbremsbeschleuniger
von Druckluft-Bremsanlagen mit Bremszylindermindestdruckventilen für Schienenfahrzeuge,
bei welchen bis zum Anlegen der Bremsen zunächst ein rascher, von einem bestimmten
Bremszylindermindestdruck an jedoch ein verlangsamter Druckanstieg in den Bremszylinder
eingesteuert wird.
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Durch das möglichst rasche Aufbauen eines Mindestdruckes im Bremszylinder
wird ein sicheres und rasches Anlegen der Bremsklötze gegen Gestänge- und Federwiderstände
erreicht. Eine Voraussetzung für diesen raschen Druckaufbau bildet die Tätigkeit
des Betriebsbremsbeschleunigers, welcher die zur Bremsung erforderliche Druckverringerung
in der Hauptluftleitung intensiviert. Diese rasche Druckabsenkung birgt-die Gefahr
in sich, daß der ebenfalls zur Bremseinrichtung gehörende Schnellbremsbeschleuniger
auch bei einer Betriebsbremsung ungewollt anspringt.
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Um diese Gefahr zu vermeiden, ist es bekannt, den Druckanstieg in
der vom Betriebsbrem-sb.eschleuniger mit Druckluft aus der Hauptluftleitung zu füllenden
Kammer auszunutzen, um die Betriebsbereitschaft des Schnellbremsbeschleunigers herzustellen.
Hierdurch wird zwar eine gewisse Verzögerung des Erreichens der Ansprechfähigkeit
des Schnellbremsbeschleunigers erhalten; dies ist jedoch an die Verwendung einer
verhältnismäßig umfangreichen Steuereinrichtung gebunden. Außerdem ist die Verzögerung
in der Ansp.rechfähigkeit des Schnellbremsbeschleunigers von sich während der Füllung
der Kammer infolge der Luftströmung abspielenden thermodynamischen Vorgängen abhängig,
so daß der Zeitpunkt des Erreichens der Ansprechfähigkeit nicht exakt vorbestimmbar
ist. Die thermodynamischen Vorgänge bewirken auch einen bei einzelnen Bremsungen
unterschiedlichen Absolutwert des jeweils vom Betriebsbremsbeschleuniger in die
Kammer eingesteuerten Höchstdruckes, so daß, um den Schnellbremsbeschleuniger immer
und mit Sicherheit betriebsfähig zu bekommen, der ihn in Betriebsbereitschaft versetzende
Druck in der genannten Kammer um einen Sicherheitsabstand unterhalb des in diese
einsteuerbaren Höchstdruckes liegen muß. Die Folge hiervon ist, daß während einer
allerdings. nur kurzen Zeitspanne der Betriebsbremsbeschleuniger noch in Betrieb
und der Schnellbremsbeschleuniger schon betriebsbereit ist.
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Eine andere bekannte Überwachungseinrichtung, bei welcher eine über
einen Betriebsbremsbeschleuniger mit Druckluft zu füllende Aufnahmekammer eine Entlüftungsdüse
aufweist und der Schnellbremsbeschleuniger durch das Verhältnis der Druckabsenkungsgeschwindigkeiten
von Steuerbehälter und Hauptluftleitung gesteuert wird, zeigt ebenfalls die bereits
erwähnten Nachteile. Hierzu kommt in diesem Falle noch ein schwieriges Abstimmen
der Entlüftungsdüse, deren Durchströmungsquerschnitt insbesondere durch Vereisung
infolge der Entspannung der sie durchströmenden Druckluft unkontrollierbar veränderlich
ist.
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Eine weitere bekannte Ausführungsart einer überwachungseinrichtung
weist ein vom Bremszylinderdruck gegen eine Federkraft zu steuerndes Ventil auf,
das die Betriebsbereitschaft des Schnellbremsbeschleunigers überwacht. Um eine gewisse
Stabilität im Funktionsablauf dieser Steuereinrichtung zu erzielen, ist es jedoch
erforderlich, den Beginn der Ansprechfähigkeit des Schnellbremsbeschleunigers um
einen Sicherheitsabstand verzögert nach der Einsteuerung des Mindestdruckes in den
Bremszylinder zu legen. Der Betriebsbremsbeschleuniger schließt zwar bei dieser
Ausführungsart in jedem Falle vor Erreichen des Bremszylindermindestdruckes, doch
stellt bei Schnellbremsungen der erwähnte Sicherheitsabstand eine unnötige Zeitverzögerung
dar..
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der
Nachteile der bekannten Einrichtungen eine billig zu erstellende, betriebssicher
arbeitende Überwachungseinrichtung für einen Schnellbremsbeschleuniger zu schaffen.
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Dies geschieht unter Ausnutzung des während der Anzapfung der Hauptluftleitung
durch den Betriebsbremsbeschleuniger sich aufbauenden Brern:szylindermindestdruckes
erfindungsgemäß dadurch, daß mit dem Dremszylindermindestdruckventil gekoppelte
Mittel
vorgesehen sind, die während einer Bremsung bei Erreichen
des Bremszylindermindestdruckes eine bis dahin gesperrte Betätigungseinrichtung
des Schnellbremsbeschleunigers freigeben. Hierdurch erhält der Schnellbremsbeschleuniger
während Bremsungen seine Betriebsfähigkeit ohne unnötige Zeitverzögerung mit Sicherheit
erst nach Schließen des Betriebsbremsbeschleunigers.
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Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Überwachungseinrichtung
ein mit dem Mindestdruckventil gemeinsam zu betätigendes Absperrventil ist, welches
eine Steuerleitung zum Betätigungskolben des Schnell-e, überwacht, und wenn
des weiteren dieses Absperrventil in Reihe mit einem vom Steuerventil bei Schnellbremsungen
betätigten Ventil in die von einer Druckluftquelle zum Schnellbremsbeschleuniger
führende Steuerleitung eingeschaltet ist.
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Durch diese Anordnung erzielt man des weiteren den Vorteil gegenüber
bisher bekannter Überwachungseinrichtungen, daß das Steuerventil nur eine zum Schnellbremsventil
führende Betätigungsleitung überwachen muß und daher kleine Kanalquerschnitte aufweisen
kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer
Ansicht dargestellt.
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Von einer Hauptluftleitung 1 führt eine Zweigleitung 3 in eine Kolbenkammer
7 eines Steuerventils 5, die durch einen Kolben 9 gegen eine Steuerkammer 11 abgetrennt
ist. Mit dem Kolben 9 ist ein Schieber 13 verbunden, der eine zu einem Mindestdruckventil
15 führende Leitung 17 mittels seiner Dichtfläche 19 absperren und mit einer ins
Freie führenden Entlüftungsleitung 21 oder mit der Steuerkammer 11 verbinden kann.
Ein mit einer Drosselstelle versehener Kanal 12 verbindet in der Lösestellung des
Steuerventils die Kolbenkammer 7 mit der Steuerkammer 11. Von letzterer führt eine
Leitung 23 zu einem Bremsluftbehälter 25 und weiter zu einem Ventilraum 27 eines
mit dem Steuerventil verbundenen Schnellbremsventils, das aus einer mittels einer
Feder 29 auf einen am Gehäuse befestigten, einen weiteren Ventilraum 31 abtrennenden
Ventilsitz 33 gepreßten Doppelventilplatte 35 besteht, welcher ein an einem durch
eine Trennwand 37 abgedichtet in eine Entlüftungskammer 39 führenden Rohr 41 befestigter
Ventilsitz gegenübersteht. Das Rohr 41 ist mit einem Stößel 43 verbunden, der abgedichtet
in die Kolbenkammer 7 ragt, dort in einigem Abstand vor dem Kolben 9 endigt und
sich über einen Federteller 45 und eine Feder 49 gegen das Gehäuse des Steuerventils
abstützt.
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Die Leitung 17 endigt in einer Ventilkammer 51 des Mindestdruckventils
15, die mittels einer von einer Düse 53 durchbrochenen und einen Ventilsitz 55 tragenden
Zwischenwand 63 von einer über eine Leitung 57 mit einem Bremszylinder 59 verbundenen
Kammer 61 getrennt ist. Dem Ventilsitz 55 ist eine Dichtplatte 65 zugeordnet, die
über einen abgedichtet durch eine Trennwand 67 in eine mit Außenluft beaufschlagte
Federkammer 69 führenden Stößel 71 mit einem einerseits von der Feder 73 und andererseits
durch die Leitung 75 mit dem im Bremszylinder herrschenden Druck beaufschlagten
Kolben 77 verbunden ist. Ein weiterer Stößel 79 verbindet den Kolben 77 durch eine
dichtende Trennwand 81 hindurch mit einer sich in einer über eine Leitung 83 mit
dem Ventilraum 31 verbundenen Kammer 85 befindlichen Ventileinrichtung 87, 89, die
eine Verbindung zu einem von einer Trennwand 91 abgetrennten Ventilraum 93 überwacht.
Eine Leitung 95 verbindet den Ventilraum 93 mit einer Kolbenkammer 97 des Schnellbremsbeschleunigers
99, die durch einen andererseits von der freien Atmosphäre und der Kraft einer Feder
103 beaufschlagten Kolben 101 begrenzt wird. Am Kolben 101 ist eine mit einer Längsbohrung
versehene hohle Kolbenstange 105 befestigt, deren kolbenseitiges Ende mit einer
Querbohrung 107 versehen ist und deren anderes Ende einen Ventilsitz 109 trägt,
dem eine sich über eine Feder 111 am Gehäuse abstützende Doppelventilplatte 113
zugeordnet ist. Die andere Dichtfläche der Doppelventilplatte 113 bildet zusammen
mit einem an einer Zwischenwand 115 befestigten Ventilsitz 117 ein den Durchlaß
von einer mit der Hauptluftleitung über eine Zweigleitung 119 verbundenen Ventilkammer
121 zu einer mit einem Behälter 123 in Druckausgleich stehenden Kammer 125 überwachendes
Ventil.
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Bei gelöster Bremse steht die Hauptluftleitung 1 über die Zweigleitung
3, die Kolbenkammer 7, über den Kanal 12 an dem seine unterste Lage einnehmenden
Kolben 9 vorbei mit der Steuerkammer 11 und dem Behälter 25 in Verbindung. Das Schnellbremsventil
33, 35 ist geschlossen, so daß über die Leitung 23 und den Ventilraum 27 keine Druckluft
in den mittels des Rohres 41 entlüfteten Raum 31 gelangen kann. Der Bremszylinder
59 ist über das geöffnete Ventil 55, 65, die Leitung 17, den Schieber 13 und die
Entlüftungsleitung 21 mit der freien Atmosphäre verbunden. Das Ventil 87; 89 sperrt
den Durchlaß von der Ventilkammer 85 zum Raum 93, und der Behälter 123 ist bei geschlossenem
Ventil 113, 117 und geöffnetem Ventil 113, 109 über die Längsbohrung der Kolbenstange
105 entlüftet.
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Wird zu Beginn einer Betriebsbremsung der Dck in der Hauptluftleitung
1 abgesenkt, so bewegt sich der Kolben 9 des Steuerventils 5 entweder bis zum Anschlag
an den Stößel 43 oder auch, je nach der Wirksamkeit des nicht gezeigten Betriebsbremsbeschleunigers,
darüber hinaus, wobei unter Zusammenpressen der Feder 49 das Entlüftungsventil 41,
35 geschlossen und das Einlaßventil 33, 35 geöffnet wird, so daß Druckluft aus dem
Bremsluftbehälter 25 in die Kammer 31 und über die Leitung 83 in .den - Ventilraum
85 einströmt. Zugleich wird in beiden Fällen der Schieber 13 in der Zeichnung aufwärts
bewegt, wodurch die Schieberfläche 19 die Entlüftungsleitung 21 absperrt und den
Bremszylinder 59 über die Steuerkammer 11 mit dem Bremsluftbehälter 25 verbindet,
so daß aus diesem Druckluft über das geöffnete Mindestdruckventil 55, 65, d. h.
über einen großen Querschnitt, in den Bremszylinder 59 einströmt. Bei Erreichen
einer der Kraft der Feder 73 entsprechenden Druckhöhe im Bremszylinder 59 schließt
sich infolge der Beaufschlagung des Kolbens 77 das Ventil 55, 65, wonach der weitere
Druckanstieg im Bremszylinder nur mehr über die Düse 53 gedrosselt erfolgt. Zugleich
öffnet sich das bisher geschlossene Absperrventil 87,
89; da jedoch selbst
bei anfälligem Öffnen des Ventils 35 dieses bei Betriebsbremsung unter der Wirkung
der Feder 49 inzwischen wieder in seine in der Abbildung dargestellte Ausgangsstellung
zurückgekehrt ist, verbleibt der Schnellbremsbeschleuniger 99 in Ruhe.
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Bei einer Schnellbremsung mit entsprechend rascher und anhaltender
Druckabsenkung in der Kolbenkammer 7 hebt sich der Kolben 9 unter Schließen des
Entlüftungsventils 35, 41 und Öffnen des Schnellbremsventils 33, 35 in seine obere
Endlage und verharrt in dieser. Der Bremszylinder 59 wird hierbei, wiederum wie
bereits dargestellt, anfänglich über den großen Querschnitt des geöffneten Mindestdruckventils
55, 65 gefüllt, bis sich dieses Ventil bei Erreichen
des Mindestbremszylinderdruckes
schließt und nunmehr der Querschnitt der Düse 53 den weiteren Füllungsverlauf überwacht.
Gleichzeitig hiermit öffnet sich das Absperrventil 87, 89, so daß aus dem Bremsluftbehälter
25 über die Leitung 23 und das offenbleibende Ventil 33, 35 Druckluft in die Kolbenkammer
97 des Schnellbremsbeschleunigers 99 eindringt. Hierdurch hebt sich entgegen der
Federkraft 103 der Kolben 101 an, schließt das Entlüftungsventil 109, 113 und öffnet
das Ventil 117, 113, so daß aus der Hauptluftleitung 1 über die Leitungen 3 und
119 Druckluft in den Behälter 123 abgezapft und so eine die Schnellbremsung unterstützende,
rasche Druckabsenkung derselben erzielt wird.
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Zum Lösen der Bremse wird über die Hauptluftleitung 1 in die Kolbenkammer
7 wieder Druckluft eingesteuert, so daß der Kolben 9 in seine untere Endlage gezwungen
wird und mittels des Schiebers 13 den Bremszylinder 59 entlüftet. Hierbei schließt
sich das Schnellbremsventil 33, 35 und öffnet sich das Auslaßventil 35, 41, so daß
aus der Kolbenkammer 97 des Schnellbremsbeschleunigers 99 die Druckluft über das
noch geöffnete Ventil 87, 89 ins Freie entweicht. Der Kolben 101 senkt sich unter
der Kraft der Feder 103, schließt dabei das Ventil 113, 117 und öffnet das Ventil
109, 113, so daß die Hauptluftleitung 1 vom Behälter 123 abgesperrt und dieser durch
die Bohrung der Kolbenstange 105 entlüftet wird. Der weitere Lösevorgang spielt
sich wie bereits vorstehend beschrieben ab.
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Die Erfindung ist in der Beschreibung im Zusammenwirken mit einem
Einfachsteuerventil erläutert; jedoch kann sie auch in Verbindung mit anderen Steuerventilen,
wie z. B. einem Dreidrucksteuerventil oder in der Kombination mit einem zusätzlichen
Betriebsbremsbeschleuniger, verwendet werden.