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Beschleuniger für Druckluftbremsen an Schienenfahrzeugen Die Erfindung
betrifft einen Beschleuniger zum Erhöhen der Durchschlagsgeschwindigkeit von Druckänderungsimpulsen
in Steuerleitungen von Druckluftbremsen an Schienenfahrzeugen, bestehend aus einem
in der Steuerleitung liegenden und von in diese eingeleiteten Druckänderungen steuerbaren,
elektrischen Schalter und einem räumlich getrennt hiervon den Druck in der Steuerleitung
überwachenden, von dem Schalter betätigbaren elektropneumatischen Ventil.
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Ein bekannter derartiger Beschleuniger weist nahe der Stirnseiten
eines Fahrzeuges an eine dieses durchsetzende Bremssteuerleitung angeschlossene,
sich bei plötzlicherDruckabsenkung in derBremsateuerleitung schließende und als
Membranschalter ausgebildete, elektrische Schalter auf, deren jeder den Stromfluß
von einer Stromquelle zu zumindest einem nahe der entgegengesetzten Stirnseite des
Fahrzeuges angeordneten, als Magnetventil ausgebildeten elektropneumatischen Ventil
überwacht. In Vereinfachung des Beschleunigers ist es auchbekannt, daß jeder elektrische
Schalter den Stromfluß durch zwei nahe beider Stirnseiten des Fahrzeuges angeordnete
Magnetventile überwacht. Die Magnetventile verbinden bei ihrer Erregung eine zuvor
mit der Atmosphäre verbundene Beschleunigungskammer mit der Bremssteuerleitung,
so daß aus letzterer eine bestimmte Druckluftmenge abgezapft wird. Um den Beschleuniger
in der gewünschten Weise wirksam zu gestalten, ist es erforderlich, die Ventile
der Magnetventile mit großen Durchgangsquerschnitten zu versehen. Hieraus folgt,
daß die Magnetventile sehr groß gewählt werden müssen und einen dementsprechend
hohen, den Anwendungsbereich des Beschleunigers stark einengenden Stromverbrauch
aufweisen. Außerdem müssen die elektrischen Leitungen und die Kontakte der elektrischen
Schalter den hohen Stromstärken angepaßt sein, so daß der Beschleuniger zu seiner
Herstellung einen großen Aufwand erfordert.
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Bei ebenfalls bekannten Beschleunigern der eingangs genannten Art
sind besondere Maßnahmen getroffen worden, um den Stromverbrauch des als Magnetventil
ausgebildeten elektropneumatischen Ventils nach Möglichkeit gering halten und dem
Elektromagneten des Magnetventils günstige Abmessungen geben zu können. Trotzdem
ist die Stromaufnahme dieses Magnetventils immer noch derart hoch, daß als Schalter
ein nur mit Verzögerung schaltender Hochstromschalter besonderer Konstruktion sowie
zusätzlich ein Sicherheitsschalter zur alsbaldigen Abschaltung des Magnetventils
nach seiner Erregung vorgesehen sein müssen. Die Spule des Magnetventils weist dabei
eine erhebliche Selbstinduktion auf, so daß nach dem Schließen des den sie durchsetzenden
Stromfluß überwachenden Schalters noch einige Zeit vergeht, bis derStromfluß seineNormalstärke
erreicht und das Magnetventil schaltet.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Beschleuniger
der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der betriebssicher arbeitet, die Wagenbatterie
nur gering belastet, eine sehr hohe Übertragungsgeschwindigkeit aufweist und verhältnismäßig
einfach im Aufbau ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Erhöhen
der Reaktionsgeschwindigkeit des Beschleunigers dessen elektrische Bauteile Elemente
mit geringer Selbstinduktion sind.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es besonders vorteilhaft,
wenn zwischen dem als Schwachstromschalter ausgebildeten pneumatisch steuerbaren
Schalter und dem elektropneumatischen Ventil ein mit geringer Selbstinduktion behafteter
Stromverstärker, vorzugsweise ein Transistorverstärker, eingeschaltet ist und wenn
des weiteren das elektropneumatische Ventil eine den Erregerstrom aufnehmende, in
einem Permanentmagneten eingebettete und ein Doppelventil betätigende Tauchspule
aufweist. Durch diese Maßnahmen wird die gestellte Aufgabe der Erfindung besonders
günstig gelöst.
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Die weiteren erfindungsgemäßen Merkmale sind in der Beschreibung und
der Zeichnung ausführlich dargelegt und können den Unteransprüchen entnommen werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Von einer sich in Längsrichtung durch ein Schienenfahrzeug erstreckenden
Steuerleitung 1 für eine nicht dargestellte Druckluftbremseinrichtung zweigt an
einer
möglichst nahe dem vorderen Ende des Fahrzeuges liegenden Stelle eine kurze Leitung
3 ab; die in eine Kammer 5 eines pneumatisch steuerbaren elektrischen Schalters
7 führt. Die Kammer 5 ist mittels einer von einer Düse 9 durchbrochenen Membrane
11 von einem Raum 13, dessen Volumen durch einen Luftbehälter 15 vergrößert ist,
abgetrennt. Die Membrane 11 ist mit einer Stange 17 verbunden, die einen zweipoligen,
elektrischen Schalter steuert. Räumlich getrennt vom Anschluß der Leitung 3 an der
Steuerleitung 1, vorzugsweise nahe dem rückwärtigen Ende des Fahrzeuges, führt von
dieser eine Zweigleitung 23 in einen Ventilraum 25 eines elektropeumatischen Ventils
27. Im Ventilraum 25 befinden sich zwei Dichtplatten 29 und 31, die einander gegenüberstehen
und sich mittels einer Feder 33 gegenseitig gegen gehäusefeste Ventilsitze 35 und
37 andrücken. Das als Einlaßventil ausgebildete Ventil29, 35 überwacht eine Verbindung
des Ventilraumes 25 mit einem Raum 39 und das als Auslaßventil ausgebildete Ventil
31, 37 eine Verbindung des Ventilraumes 25 mit einem Raum 41. Ein Stößel 43 durchsetzt
abgedichtet und längsverschiebheh die Dichtplatten 29 und 31. Auf Seiten der Ventilsitze
35 und 37 trägt der Stößel 43 den Dichtplatten 29 und 31 zugeordnete Anschläge 45
und 47. Der Stößel 43 ist mit dem Träger 49 einer Tauchspule 51, die in einem Permanentmagneten
53 beweglich eingebettet ist, verbunden. Vom Raum 39 führt eine Rohrleitung 55 in
einen Luftbehälter 57 und über eine Düse 59 zu einer sich durch das Fahrzeug erstreckenden,
ständigDruckluft führendenFüllleitung 61. Der Raum 41 steht mit einem über eine
Düse 63 ständig entlüfteten Luftbehälter 65 in Verbindung. Die Tauchspule 51 ist
mittels elektrischer Leitungen 67 mit dem Ausgang eines von einer Gleichstromquelle
69, vorzugsweise der Fahrzeugbatterie, gespeisten Transistorverstärkers 71 verbunden.
Die beiden Pole 19 und 21 des elektrischen Schalters 7 sind mit den Polen der Gleichstromquelle
69 verbunden. In der durch die Eigenspannung der Membrane 11 festgelegten Mittelstellung
schließen diese Pole 29 und 31 keine Kontakte. Bei einer Auslenkung der Membrane
11 durch einen Überdruck in der Kammer 5 schließen sie Schaltkontakte 73, 75 und
bei einer entgegengesetzten Auslenkung Schaltkontakte 75, 77. Die Schaltkontakte
73, 75 und 77 stehen über elektrische Leitungen 79 mit dem Eingang des Transistorverstärkers
71 in Verbindung. Der Transistorverstärker71 speist beimSchließen derSchaltkontakte
73, 75 in die Leitungen 67 einen starken Strom in einer Flußrichtung
und beim Schließen der Schaltkontakte 75, 77 in entgegengesetzter Flußriohtung ein.
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Die Wirkungsweise des Beschleunigers ist folgende: In der Ruhestellung
herrscht in der Steuerleitung 1, der Kammer 5 und dem Raum 13 ein bestimmter Druck.
DieMembranell befindet sich in ihrerMittelstellung, und sämtliche Schaltkontakte
73, 75 und 77 sind geöffnet. Die elektrischen Leitungen 67 sind dabei stromlos.
Die Ventile 29, 35 und 31, 37 sind geschlossen, und die Tauchspule 51 wird über
die Anschläge 45 und 47 in einer Mittellage gehalten. Im Ventilraum 25 herrscht
der Druck der Steuerleitung 1, der Behälter 57 ist mit Druckluft aufgeladen, und
der Behälter 65 ist entlüftet.
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Bei einer am Vorderende des Fahrzeuges, in der Zeichnung auf der linken
Seite, in die Steuerleitung 1 eingesteuerten Druckabsenkung hebt sich sofort die
Membrane 11 unter dem im Raum 13 herrschenden Druck an, so daß sich die Schaltkontakte
75, 77 schließen. Über den Transistorverstärker 71 wird in die Leitungen 67 ein
Strom in einer bestimmten Flußrichtung eingespeist, der dieTäuchspule51 erregt und
sie aus demPermanentmagneten53 heraushebt. Diese Wirkung setzt dabei infolge der
günstigen, mit niedriger Selbstinduktion behafteten Wicklungsverhältnisse bei einer
Tauchspule sehr rasch ein. Dabei wird das Auslaßventil 31, 37 durch den Anschlag
45 aufgestoßen, und Druckluft strömt nahe dem Ende der Steuerleitung 1, in der Zeichnung
rechts, aus dieser durch den Ventilraum 25 in den Behälter 65 aus. Der Beschleuniger
bewirkt also fast im Augenblick des Einleitens einer Druckabsenkung in die Steuerleitung
1 deren durch die Größe des Behälters 65 bemessene Entlüftung nahe dem rückwärtigen
Ende des Fahrzeuges, so daß sich eine sehr hohe Durchschlagsgeschwindigkeit für
die Druckabsenkung ergibt.
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NachBeendigen derDruckabsenkung in derSteuerleitung 1 gleicht sich
der Druck zwischen dem Raum 13 und der Kammer 5 über die Düse 9 aus, und die Membrane
11 sowie die Pole 19 und 21 kehren in ihre Mittellage zurück. Damit wird über den
Transistorverstärker 71 auch der Stromfluß in den Leitungen 67 unterbrochen, und
die Feder 33 schließt das Auslaßventil 31, 37 wieder. Der Luftbehälter 65 entlüftet
sich nunmehr über die Düse 63 auf Atmosphärendruck. Der Beschleuniger ist sodann.
wieder betriebsbereit.
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Bei einer in die Steuerleitung 1 eingeleiteten Drucksteigerung spielen
sich entsprechende Vorgänge ab. Die Membrane 11 senkt sich unter dem auf ihr in
der Kammer 5 lastenden Überdruck ab, und die Pole 19 und 21 schließen die Schaltkontakte
73, 75, wodurch ein gegenüber der Druckabsenkung umgekehrter Stromfluß in den Leitungen
67 bewirkt wird. Die Tauchspule 51 taucht daher tiefer in den Permanentmagneten
53 ein und öffnet das Einlaßventil 29, 35, so daß aus dem Luftbehälter 57 rasch
Druckluft in den Ventilraum 25 und damit in die Steuerleitung 1 einströmt. Es ergibt
sich also auch hierbei eine hoheÜbertragungsgeschwindigkeit für dieDruckänderung.
Die in die Steuerleitung 1 dabei eingespeiste Druckluftmenge hängt von der Größe
des Luftbehälters 57 und dem in diesem herrschenden Überdruck ab. Bei Beendigung
des Druckanstieges in der Steuerleitung 1 gleicht sich der Druck in den Räumen 5
und 13 aus, und der Beschleuniger kehrt in seine Ausgangslage zurück. Nach Wiederauffüllen
des Luftbehälters 57 über die Düse 59 ist der Beschleuniger wieder betriebsbereit.
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Die Düse 9 dient neben dem Zurückführen des Beschleunigers in seine
Ruhestellung nach einem Anspringen auch als Empfindlichkeitsdüse. Bei einer langsamen,
durch eventuelle Undichtigkeiten bedingten Druckänderung in der Steuerleitung 1
gleicht sich der Druck der Kammern 5 und 13 ständig über die Düse 9 aus, so daß
der Beschleuniger hierbei in erwünschter Weise in Ruhe verbleibt.