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Einlösige Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge Die Erfindung bezieht
sich auf eine einlösigeDruckluftbremse 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 Vorratsduftbehälter
wirkt, sowie mit einem Zusatzluftbehälter, welcher bei Schnellbremsungen zwecks
Druckerhöhung im Bremszylinder nach Einleiten des Druckausgleichs zwischen Vorratsluftbehälter
und Bremszylinder diesen beiden zugeschaltet wird.
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Es sind bereits derartig ausgerüstete Bremsanlagen bekanntgeworden,
welche besondere Ventileinrichtungen aufweisen, die dazu dienen, bei Schnellbremsungen
dem Vorratsluftbehälter einen Zusatzluftbehälter zuzuschalten, so daß sich zwischen
diesen Behältern und dem Bremszylinder ein .erhöhter Ausgleichsdruck und damit ein
erhöhter Bremszylinderdruck einstellt.
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Nach einer solchen Bremsung bereitete jedoch das Lösen der Bremsen
insbesondere bei langen Zügen Schwierigkeiten, da der erhöhte Ausgleichsdruck auch
auf den Steuerkolben des Zweidrucksteuerventils einwirkt, so daß erst bei einem
Ansteigen des Leitungsdrucks über den Ausgleichsdruck ein Lösen erfolgen kann. Um
diese Schwierigkeit zu beheben, ist bereits ein Einrichtung bekanntgeworden, bei
welcher zur Löseerleichterung zu Beginn des Lösens Druckluft aus dem Bremszylinder
und aus den Vorratsbehältern in die Hauptluftleitung überströmt, bis beide gleichen
Druck erreicht haben; erst anschließend wird der Bremszylinder ins Freie entlüftet.
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Diese Einrichtungen bedürfen jedoch einer umfangreichen und komplizierten
Ventileinrichtung mit einer genauen Einregelung derselben auf die jeweils vorliegenden
Druckverhältnisse. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber einfach
aufgebaute und betriebssicher arbeitende Vorrichtung zur Löseerleichterung bei mit
den eingangs erwähnten Einrichtungen ausgestatteten Druckluftbremsen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß besondere Überwachungsmittel
vorgesehen sind, welche bei einer Schnellbremsung zuerst den üblichen Druckausgleich
zwischen dem Vorratsluftbehälter und dem Bremszylinder zunächst herbeiführen, diesen
dann unterbrechen und dabei den Bremszylinder zur weiteren Druckerhöhung nur mit
dem Zusatzluftbehälter verbinden. Durch die Einschaltung der Überwachungsmittel
wird also erreicht, daß das Lösen der Bremsen auch nach Schnellbremsungen im wesentlichen
nur gegen einen sich zwischen Bremszylinder und Vorratsluftbehälter einstellenden
Ausgleichsdruck, auf den eine nachträgliche Druckerhöhung im Bremszylinder mittels
des Zusatzluftbehälters keinen Einfluß nimmt, erfolgen muß.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung erfahren die Überwachungsmittel gemäß
der Erfindung weiterhin dadurch, daß zur Überwachung der Zuschaltung des Zusatzluftbehälters
in dessen eine Drosselstelle aufweisende Bremszylinderspeiseleitung, die von derjenigen
des Vorratsluftbehälters mittels eines in dieser angeordneten Rückschlagventils
abgetrennt ist, ein von einem einerseits vom Leitungsdruck und andererseits zumindest
in Ruhestellung vom Druck des Vorratsluftbehälters beaufschlagten Kolben überwachtes
Absperrventil eingeschaltet ist.
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Zur weiteren Ausbildung wird erfindungsgemäß noch vorgeschlagen, den
das Absperrventil betätigenden Kolben zusätzlich mit einer Schnellbremsbeschleunigungseinrichtung
zu kombinieren und in die Bremszylinderspeiseleitung ein an sich bekanntes, den
Bremszylinderhöchstdruck überwachendes Ventil einzuschalten.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer
Darstellung gezeigt.
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In einem Zweidrucksteuerventil 1 ist eine Membran 3 untergebracht,
die eine mit der Hauptluftleitung 5 ständig in Verbindung stehende Steuerkammer
7 von einer über eine Fülldose 9 und ein Rückschlagventil 11 ebenfalls aus der Hauptluftleitung
5 beaufschlagten Kammer 13 trennt. Eine mit der Membran 3 verbundene, mit einer
Längsbohrung 15 versehene Kolbenstange 17 führt abgedichtet durch eine über eine
Entlüftungsdüse 19 mit Außenluft beaufschlagte Kammer 21, in welcher sie eine Querbohrung
23 aufweist, und endet mit einem Ventilsitz 25 in einer Ventilkammer 27, die über
eine Leitung 29 mit dem Bremszylinder 31 in Verbindung steht. Dem Ventilsitz 25
ist eine sich über eine Feder 35 am Gehäuse abstützende Doppelventilplatte 33 zugeordnet,
deren
zweite Dichtfläche zusammen mit einem an einer die Ventilkammer
27 von einer Vorkammer 37 trennenden Zwischenwand 39 befestigten Ventilsitz 41 ein
Einlaßventil 33, 41 bildet. Eine die Membran 3 belastende Feder 43 hebt im Ruhezustand.
des Steuerventils den Ventilsitz 25 von der Ventilplatte 33 ab. Die Kammer 13 des
Steuerventils 1 ist über eine Leitung 45 mit dem Vorratsluftbehälter 47 verbunden,
von dem eine Leitung 49 über ein Rückschlagventil 51 und einen weiteren Leitungszweig
53 zu dem Zusatz- i luftbehälter 55 führt. Über ein weiteres Rückschlagventil 57
und eine Leitung 59 ist der Vorratsluftbehälter 47 mit einem Ventilraum 61 eines
an sich bekannten Bremszylinder - Höchstdruckbegrenzers 63 verbunden, der einen
von einem Absperrventil 65, 67 i überwachten Durchlaß zu einem über eine Leitung
69 mit der Kammer 37 des Steuerventils verbundenen Raum 71 aufweist. Das Absperrventil
65, 67 wird von einem einerseits mittels einer Feder 73 belasteten, andererseits
über eine Leitung 75 mit dem Druck des Bremszylinders 31 beaufschlagten Kolben 77
gesteuert. Zur Vervollständigung der Bremsanlage ist noch ein Schnellbremsbeschleuniger
79 vorgesehen, der aus einer mittels einer Feder 81 belasteten Membran 83 besteht,
die einerseits im Raum 87 durch den Druck in der Hauptluftleitung 5 über eine Zweigleitung
84 sowie einen Ventilraum 85 und andererseits im Raum 89 über eine Angleichventileinrichtung
durch den Druck des Vorratsluftbehälters 47 beaufschlagt wird. Die Angleichventileinrichtung
besteht aus einem von der :Membran 83 gesteuerten Einlaßventil 91 und einem zentrisch
in diesem angeordneten, mit einer Auslaßdüse 93 ausgestatteten Auslaßventil 95.
Die Membran 83 ist mit einem Stößel 97 ausgerüstet, der -abgedichtet in eine über
eine Drosselbohrung 99 mit Außenluft be- ; aufschlagte Abzapfkammer 101 ragt und
dort vor einem den Ventilraum 85 von der Abzapfkammer 101 trennenden Ventil
103 endigt. Die Ventilplatte des Ventils 103 ist mit einem weiteren Stößel
105 ausgerüstet, der abgedichtet in eine über eine Drossel 107 vom Zusatzluftbehälter
55 beaufschlagten Raum 109 ragt und dort ein die Leitung 59 von diesem trennendes
Absperrventil 111 überwacht. In der Hauptluftleitung 5 ist zwischen der Einmündung
der Zweigleitung 84 und der Steuerkammer 7 des Zweidrucksteuerventils 1 noch eine
Drosselstelle 113 vorgesehen.
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Die Wirkungsweise der in ihrem Aufbau vorstehend beschriebenen Anlage
ist folgende: Bei der in der Zeichnung dargestellten Lösestellung der Druckluftbremse,
wenn Druck von Regelhöhe in der Hauptluftleitung 5 und in der Steuerkammer 7 herrscht,
befindet sich trotz der Beaufschlagung der Kammer 13 über die Düse 9 und das Rückschlagventil
11 die Membran 3 infolge der auf sie einwirkenden Federkraft 43 in ihrer unteren
Endlage; der Bremszylinder 31 ist über das Ventil 25, 33 und die Lösedüse 19 in
die Außenluft entlüftet. Im Vorratsluftbehälter 47 herrscht Regeldruck, der sich
über die Leitung 49 und das geöffnete Ventil 91 auch in die Kolbenkammer 89 des
Schnellbremsbeschleunigers 79 fortpflanzt, dessen Membran 83 infolge der Federkraft
81 ebenfalls ihre untere Endlage einnimmt. Das Auslaßventil 95 ist hierbei ebenso
wie die Ventile 103 und 111 geschlossen. Über das Rücksch.lagventil 51 wird der
Zusatzluftbehälter 55 und über das Rückschlagventil 57 und das infolge der Federkraft
73 geöffnete Ventil 65, 67 auch die Vorkammer 37 mit Regeldruck aufgeladen.
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Bei einer eine normale Bremsung bezweckenden mäßigen Druckabsenkung
in der Hauptluftleitung 5 hebt sich die Membran 3 an, schließt das Ventil 25, 33
und öffnet das Ventil 33, 41, so daß Druckluft aus dem Vorratsluftbehälter 47 über
das Rückschlagventil 57 und die Vorkammer 37 in den Bremszylinder 31 einströmt.
Das Rückschlagventil 11 verhindert dabei ein Abströmen von Druckluft in die Hauptluftleitung
5. Die Membran 83 des Schnellbremsbeschleunigers 79 hebt sich während der Druckabsenkung
in der Hauptluftleitung 5 etwas an, schließt das Ventil 91 und öffnet das Ventil
95, so daß Druckluft aus dem Kolbenraum 89 über die Auslaßdüse 93 bis zum
Wiederherstellen der Druckgleichheit zu beiden Seiten der Membran 83 ausströmt,
woraufhin sich das Auslaßventi195 wieder schließt. Das Ventil 103 bleibt
infolge der nur mäßigen Druckabsenkungsgeschwindigkeit in der Kolbenkammer 87 und
der daher auch nur geringen Hubbewegung der Membran 83 geschlossen. Nach einer gewissen
Füllung des Bremszylinders 31 mit Druckluft und einer entsprechenden Druckabsenkung
im Vorratsluftbehälter 47 und der Kammer 13 senkt sich die Membran 3 wieder ab,
und das Ventil 33, 41 schließt sich; es ist eine Abschlußstellung erreicht. Bei
weiterem Einbremsen wiederholen sich diese Vorgänge, bis völliger Druckausgleich
zwischen dem Vorratsluftbehälter 47 und dem Bremszylinder 31 erfolgt. Die Feder
73 des Höchstdruckbegrenzers 63 ist so stark, daß sich bei dieser Beaufschlagung
des Kolbens 77 über die Leitung 75 derselbe noch nicht anheben kann.
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Wird zum Lösen der Bremsen wieder Druck von Regelhöhe in die Hauptluftleitung
eingesteuert, so senkt sich die Membran 3 in die dargestellte Lage, das Ventil 33,
41 schließt sich, und der Bremszylinder 31 wird über das sich öffnende Ventil
33, 25 entlüftet. Gleichzeitig senkt sich auch die Membran 83 unter Öffnung
des Ventils 91 in ihre untere Endlage ab. Über das Rückschlagventil 11 erfolgt anschließend
eine durch die Düse 9 gedrosselte Wiederaufladung des Vörratsluftbehälters 47 und
der Kolbenkammern 13 sowie 89.
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Bei einer Schnellbremsung entsprechenden rascher Druckabsenkung in
der Hauptluftleitung 5 arbeitet das Steuerventil 1, wie vorstehend beschrieben.
Die Membran 83 des Schnellbremsbeschleunigers 79 jedoch gelangt unter Schließung
des Ventils 91 und Öffnung des Ventils 95 in ihre obere Endstellung, wobei auch
die Ventile 103 und 111 aufgestoßen werden. Über das Ventil 103 wird Druckluft aus
der Hauptluftleitung 5 rasch in die Entlüftungskammer 101 abgezapft und von dort
langsam ins Freie entlüftet; die Drosselstelle 113 dient einem gedrosselten Einwirken
dieser Druckluftabzapfung auf das Steuerventil 1. Aus dem Vorratsluftbehälter 47
erfolgt eine rasche, ungedrosselte Beaufschlagung des Bremszylinders 31 bis zum
Druckausgleich zwischen beiden, aus dem Zusatzluftbehälter 55 gleichzeitig eine
durch die Düse 107 gedrosselte Beaufschlagung desselben, und zwar über den durch
das Rückächlaggventil 57 bedingten Abschaltpunkt des Vorratsluftbehälters 47 hinaus,
bis im Bremszylinder 31 ein derartig hoher Druck herrscht, daß sich der Kolben 77
des Höchstdruckbegrenzers 63 entgegen der Federkraft 73 anhebt und das Ventil 65,
67 schließt. Hierdurch wird bei Schnellbremsungen eine gleichbleibende, hubunabhängige
Beaufschlagung des Bremszylinders 31 erzielt. Nach einer der Beaufschlagung des
Bremszylinders 31 genügend Zeitraum überlassenden, durch die Entlüftungsdüse 93
gedrosselten Entlüftung der Kolbenkammer 89 des Schnellbremsbeschleunigers 79 kehrt
c) derselbe infolge der Kraft der Feder 81 unter Abschluß
der Ventile
111 und 103 in seine Abschlußstellung zurück.
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Im Bremszylinder 31 tritt also während einer Schnellbremsung ein gegenüber
dem Vorratsluftbehälter erhöhter Druck auf; das Lösen der Bremsen muß jedoch nur
gegen den auch in der Kammer 13 herrschenden niedrigeren Druck erfolgen und geht
daher leicht vonstatten. Der Funktionsablauf ist hierbei derselbe, wie bereits beschrieben:
Nach Einsteuerung einer Druckerhöhung in die Hauptluftleitung 5 begeben sich das
Steuerventil l und auch der Schnellbremsbeschleuniger in ihre dargestellte Ruhelage,
der Bremszylinder 5 und die dem Kolben 77 zugeordnete Kolbenkammer des Höchstdruckbegrenzers
63 werden entlüftet, und das Ventil 65, 67 öffnet sich wieder. Über die bei
Füllstößen Schutz gegen Überladungen bietende Düse 9 und das Rückschlag-ventil 11
füllen sich die Kolbenkammern 13 und 89 sowie der Vorratsluftbehälter 47 und über
das weitere Rückschlagventil 51 auch der Zusatzluftbehälter 55 mit Druckluft auf.