DE1159234B

DE1159234B - Valve device for generating linear pressure drops

Info

Publication number: DE1159234B
Application number: DEK39354A
Authority: DE
Inventors: Erich Falke
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1959-12-05
Filing date: 1959-12-05
Publication date: 1963-12-12
Also published as: GB946122A; CH381728A

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

K39354Xn/47gK39354Xn / 47g

ANMELDETAG; 5. DEZEMBER 1959REGISTRATION DAY; DECEMBER 5, 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 12. DEZEMBER 1963NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF EDITORIAL: DECEMBER 12, 1963

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zur Erzeugung von linear verlaufenden Druckabsenkungen in Druckmittelsystemen, insbesondere für Führerbremsventile von Schienenfahrzeugen, mit einer Entlüftungsdüse, die einer aus dem Druckmittelsystem aufladbaren Steuerkammer zugeordnet ist und deren veränderlicher Durchströmungsquerschnitt von einem Kolben gesteuert ist, der in Richtung einer Verkleinerung des Durchströmungsquerschnittes vom Druck in der Steuerkammer und in entgegengesetzter Wirkungsrichtung von einer Feder belastet ist. The invention relates to a valve device for generating linear pressure drops in pressure medium systems, especially for driver's brake valves of rail vehicles, with a vent nozzle, which is assigned to a control chamber that can be charged from the pressure medium system and whose variable flow cross-section is controlled by a piston, which is in the direction of a reduction of the flow cross-section is loaded by the pressure in the control chamber and in the opposite direction of action by a spring.

Die bekannten Bauarten von Führerbremsventilen weisen am sogenannten Zeitbehälter, der vermittels seines Drackverhaltens nach Hochdruckfüllstößen die Niederdruckfüllperiode steuert, zum Zwecke des Rückführens überladener Bremsen auf den vorgeschriebenen Regeldruck einfache Entlüftungsdüsen auf, welche die erforderliche Druckabsenkung des Zeitbehälters ermöglichen.The known types of driver brake valves have the so-called time container, which mediates controls its pressure behavior after high pressure puffs the low pressure filling period, for the purpose of Returning overloaded brakes to the prescribed control pressure using simple ventilation nozzles which allow the required pressure reduction of the time container.

Allgemein trägt die nach jedem Füllstoß sich selbsttätig einstellende Niederdruckfüllperiode sehr wesentlich zur Verkürzung der Bremslösezeiten bei. Dabei strömt Druckluft mit erhöhtem Regeldruck über große Querschnitte in die Hauptluftleitung. Während der Niederdruckfüllperiode soE der erhöhte Druck in der Hauptluftleitung selbsttätig so langsam auf den Regeldruck abgesenkt werden, daß die Bremsen gelöst bleiben. Hier muß sich bei den bekannten Bauarten die Tatsache nachteilig auswirken, daß die Druckabsenkung ähnlich einer Exponentialkurve verläuft, d. h., daß über die Düse mit fallendem Zeitbehälterdruck eine abnehmende Druckluftmenge ins Freie entweicht. Der Druck im Zeitbehälter sinkt also nicht pro Zeiteinheit um gleiche, sondern um mit der Zeit abnehmende Werte. Da die stärkste Druckabsenkung im Zeitbehälter noch geringer sein muß als die AnspreehenTpfindlichkeit der Bremsen, ergibt sich eine von Seiten der Bremsen gesehen unnötig lange Niederdruckfüllperiode. In general, the low-pressure filling period, which automatically sets itself after each filling surge, is very important to shorten the brake release times. Compressed air flows over large ones with increased control pressure Cross-sections in the main air duct. During the low pressure filling period soE the increased pressure in the The main air line is automatically lowered to the control pressure so slowly that the brakes are released stay. Here, the fact that the pressure drop must have a disadvantageous effect in the known types is similar to an exponential curve, i.e. that is, across the nozzle as the time tank pressure falls a decreasing amount of compressed air escapes into the open air. The pressure in the time container does not decrease per unit of time by the same, but by values that decrease over time. Because the strongest pressure drop in the time container must be even lower than the response sensitivity the brakes, the result is an unnecessarily long low-pressure filling period from the point of view of the brakes.

Zur Vermeidung eines Einsetzens der Niederdruckfüllperiode mit einem zu hohen Anfangsdruck ist es bekannt, den Zeitbehälter mit einem den Druck in diesem begrenzenden Sicherheitsventil auszustatten.It is to avoid the onset of the low-pressure filling period with an initial pressure that is too high known to equip the time container with a pressure limiting safety valve in this.

Es sind bereits Ventileinrichtungen zur Erzeugung von linear verlaufenden Druckabsenkungen als Entlüftungsventile bei Eisenbahndruckluftbremsen bekannt. Eine Bauart dieser Ventileinrichtungen weist ein Absperrventil auf, das den Luftdurchtritt aus dem zu entlüftenden Raum in eine ständig über eine Düse entlüftete Kammer überwacht und das von einem in Schließrichtung vom Druck der Kammer und andererseits federbelasteten Kolben gesteuert ist. Das Ab-There are already valve devices for generating linear pressure reductions as vent valves known from railway air brakes. One type of this valve device has a shut-off valve, which the air passage from the room to be ventilated into a constant via a nozzle The vented chamber is monitored by one in the closing direction of the pressure of the chamber and the other spring-loaded piston is controlled. The Ab-

Ventileinrichtung zur Erzeugung von linear verlaufenden DruckabsenkungenValve device for generating linear pressure drops

Anmelder:Applicant:

Knorr-Bremse G. m. b. H., München 13, Moosacher Str. 80Knorr-Bremse G. m. B. H., Munich 13, Moosacher Str. 80

Erich Falke, München, ist als Erfinder genannt wordenErich Falke, Munich, has been named as the inventor

Sperrventil dieser Ventileinrichtung ist als gewöhnliches, nicht entlastetes Ventil ausgebildet. Der Druck im zu entlüftenden Raum belastet daher das Absperrventil und führt, sobald er einen gewissen Wert überschreitet, zu dessen fehlerhaftem Arbeiten. Sobald der Druck im zu entlüftenden Raum eine untere Grenze unterschreitet, ist das Absperrventil ständig geöffnet, und die die Kammer ständig entlüftende Düse wirkt in bezug auf den Raum als normale Entlüftungsdüse mit allen deren Mängeln.The shut-off valve of this valve device is designed as a conventional, non-relieved valve. The pressure The shut-off valve in the room to be ventilated is therefore loaded and, as soon as it exceeds a certain value, to its faulty work. As soon as the pressure in the room to be vented has reached a lower limit falls below, the shut-off valve is constantly open and the nozzle that is constantly venting the chamber acts as a normal vent nozzle with all its shortcomings in terms of space.

Bei einer anderen Bauart der einer linear verlaufenden Druckabsenkung dienenden Ventileinrichtungen beaufschlagt der Druck im zu entlüftenden Raum einen Kolben entgegen der Kraft einer einstellbaien Feder, und der genannte Kolben steuert den freien Durchgangsquerschnitt einer dem Raum zugeordneten Entlüftungsdüse entsprechend seiner jeweiligen Hubstellung. Diese Ventileinrichtungen sind jedoch infolge ihres Aufbaues nur innerhalb eines verhältnismäßig geringen Druckbereiches im zu entlüftenden Raum voll funktionsfähig.In another type of valve device serving for a linear pressure reduction the pressure in the space to be vented acts on a piston against the force of an adjustable rod Spring, and said piston controls the free passage cross-section of a space assigned Ventilation nozzle according to its respective stroke position. These valve devices are however, due to their structure, only within a relatively low pressure range in the area to be vented Room fully functional.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Ventileinrichtung der eingangs angegebenen Art, welche eine linear verlaufende Druckabsenkung bis zum Erreichen sehr niedriger Drücke gewährleistet und welche zugleich eine Sicherheitseinrichtung enthält, welche durch Beschränken des möglichen Aufladedruckes des zu entlüftenden Druckmittelsystems stets ein einwandfreies Arbeiten der Ventileinrichtung gewährleistet.The object of the invention is to create a valve device of the type indicated at the outset Type that ensures a linear pressure drop until very low pressures are reached and which at the same time contains a safety device, which by limiting the possible Charging pressure of the pressure medium system to be vented, the valve device always works properly guaranteed.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein in an sich bekannter Weise den Druck innerhalb des die Druckabsenkung erfahrenden Druckmittelsystems begrenzendes Sicherheitsventil vorgesehen ist und daß der die Entlüftungsdüse beeinflussende Kolben ein zwischen das Druckmittel-This object is achieved according to the invention in that a pressure in a manner known per se safety valve limiting the pressure medium system that experiences the pressure drop is provided and that the piston influencing the vent nozzle is a between the pressure medium

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system und die Steuerkammer eingeschaltetes, sich in Verstellrichtung einer Vergrößerung der Entlüftungsdüse öffnendes, an sich bekanntes Füllventil steuert.. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.system and the control chamber switched on, in Adjustment direction of an enlargement of the venting nozzle, which is known per se, controls the filling valve. An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically in the drawing.

An ein über ein Absperrglied 1 und eine Düse 3-füllbares, durch einen Behälter dargestelltes Druckmittelsystem 5 ist der Raum 7 einer Entlüftungs-Ventüeinrichtung 9 angeschlossen. Der Raum 7 ist durch eine Zwischenwand 11 von einer Steuerkammer 13 abgetrennt, die andererseits von einem Kolben 15 begrenzt ist. Die Zwischenwand 11 ist mittels einer im Raum 7 von einem Ventilsitz 17 umgebenen Bohrung 19 durchbrochen, in welche in der Zwischenwand 11 liegende, ins Freie führende Entlüftungsbohrangen 21 einmünden. Der Kolben 15 trägt eine die Bohrung 19 mit geringem Spiel durchragende Kolbenstange 23, deren freies Ende im Raum 7 zu einem dem Ventilsitz 17 zugeordneten Verschlußglied 25 gestaltet ist. Die Kolbenstange 23 und der Kolben 15 sind von einer Axialbohrung 27 durchdrungen, deren kolbenseitiges Ende vermittels eines am Kolben 15 befestigten Ventilsitzes 29 und einer über eine Feder 31 gegen das Ventilgehäuse abgestützten Verschlußplatte 33 gegen einen von Außenluft beaufschlagten Raum 35 abgeschlossen ist. Die Kolbenstange 23 trägt an ihrem Außenumfang in der Steuerkammer 13 kurz vor der Zwischenwand 11 eine Ringnut 37, welche nur bei außergewöhnlich weit geöffnetem Füllventil 17, 25 die Entlüftungsbohrungen 21 über einen großen Durchströmungsquerschnitt mit der Steuerkammer 13 verbindet.To a fillable via a shut-off element 1 and a nozzle 3, The pressure medium system 5 represented by a container is the space 7 of a venting device 9 connected. The space 7 is through a partition 11 of a control chamber 13 separated, which on the other hand is limited by a piston 15. The intermediate wall 11 is by means of a in the space 7 surrounded by a valve seat 17 hole 19 broken into which in the partition 11 open vent bores 21 leading into the open. The piston 15 carries a die Bore 19 with little play protruding piston rod 23, the free end in space 7 to one the valve seat 17 associated closure member 25 is designed. The piston rod 23 and the piston 15 are penetrated by an axial bore 27, the piston-side end of which by means of an on the piston 15 attached valve seat 29 and a locking plate supported by a spring 31 against the valve housing 33 is closed off from a space 35 acted upon by outside air. The piston rod 23 carries on its outer circumference in the control chamber 13 just before the partition 11 an annular groove 37, which only when the filling valve 17, 25 is unusually wide open, the vent holes 21 via a large flow cross-section with the control chamber 13 connects.

Beim Auffüllen des vorher entlüfteten Luftbehälters durch Öffnungen des Absperrgliedes 1 strömt Druckluft über die Düse 3 in den Luftbehälter, in den Raum 7 und anfänglich auch über das durch die Feder 31 weit geöffnete Füllventil 17,25 in die Steuerkammer 13 ein. Mit Erreichen einer gewissen niedrigen Druckhöhe in der Steuerkammer 13 bewegt sich der Kolben 15 entgegen der Federkraft nach links, und das Füllventil 17, 25 schließt sich so weit, daß zwischen Luftzufuhr in die Steuerkammer 13 und Entlüftung über den Spalt zwischen Kolbenstange 23 und Bohrung 19 sowie die Entlüftungsbohrungen 21 Gleichgewicht erzielt wird, d. h., daß der Druck in der Steuerkammer 13 seine erreichte Höhe gleichmäßig beibehält. Erst nach Erreichen einer weit über diesem Druck liegenden Druckhöhe im Luftbehälter öffnet sich das bis dahin geschlossene Sicherheitsventil 29, 33 und verhindert durch sein Abblasen eine weitere Drucksteigerung im Luftbehälter. Beim Absperren der Druckluftzufuhr zum Luftbehälter durch Schließen des Absperrgliedes 1 schließt sich nach einer geringen Druckabsenkung in ersterem auch das Sicherheitsventil 33, 29, und die Entlüftung des Luftbehälters erfolgt nur mehr über die Steuerkammer 13. Da der Kolben 15 im Zusammenwirken mit der Feder 31 und dem Füllventil 17, 25 in der Steuerkammer 13 einen konstanten Druck auf rechterhält und deren Entlüftung daher über die Drosselung zwischen Kolbenstange 23 und Bohrung 19 sowie die Entlüftungsbohrungen 21 gleichbleibende Werte beibehält, erfolgt die Entlüftung des Luftbehälters durch Nachspeisen von Druckluft in die Steuerkammer 13 derart, daß sich eine zur Zeit linear abhängige Druckabsenkung ergibt. Sobald im Luftbehälter ein dem Regeldruck in der Steuerkammer gleicher Druck erreicht ist und damit die Luftnachspeisung in diese mangelhaft wird, bewegt sich nach einer geringfügigen Druckabsenkung in der Steuerkammer 13 der Kolben 15 unter der Kraft der Feder nach rechts, so daß sich das Füllventil 17, 25 weit . öffnet und die Ringnut 37 eine großquerschnittige, ungedrosselte Verbindung zwischen Steuerkammer 13 und den Entlüftungsbohrungen 21 schafft. Die Druckluft strömt nunmehr also aus dem Luftbehälter 5 über die Steuerkammer 13 durch eine ungedrosselte Verbindung zu den Entlüftungsbohrungen, d. h., die durch die abnehmende Druckdifferenz an sich bedingte Entlüftungsverzögerung wird durch Verminderung der Strömungswiderstände im Entlüftungsweg weitgehend kompensiert, und die Druckabsenkung im Luftbehälter erfolgt weiterhin nahezu linear. Mit Erreichen der völligen Entlüftung des Luftbehälters wird der Ausgangszustand der Ventileinrichtung wiederhergestellt. When filling the previously vented air tank Compressed air flows through openings of the shut-off element 1 via the nozzle 3 into the air tank, into the Space 7 and initially also via the filling valve 17.25, which is opened wide by the spring 31, into the control chamber 13 a. When a certain low pressure level is reached in the control chamber 13, it moves the piston 15 against the spring force to the left, and the filling valve 17, 25 closes so far that between air supply into the control chamber 13 and ventilation via the gap between piston rod 23 and Bore 19 and the vent holes 21 balance is achieved, d. i.e. that the pressure in the Control chamber 13 maintains its reached height evenly. Only after reaching well above this The safety valve 29, which has been closed until then, opens. 33 and prevents a further increase in pressure in the air tank by blowing it off. When closing the Compressed air supply to the air tank by closing the shut-off member 1 closes after a slight Pressure reduction in the former also takes place in the safety valve 33, 29, and the air reservoir is vented only via the control chamber 13. Since the piston 15 in cooperation with the spring 31 and the filling valve 17, 25 in the control chamber 13 maintains a constant pressure and ventilates it therefore via the throttling between piston rod 23 and bore 19 as well as the ventilation bores 21 maintains constant values, the air reservoir is vented by adding compressed air into the control chamber 13 in such a way that there is a pressure drop that is linearly dependent at the time. As soon as im Air reservoir a pressure equal to the control pressure in the control chamber has been reached and thus the air supply becomes insufficient in this, moves after a slight pressure drop in the control chamber 13 of the piston 15 under the force of the spring to the right, so that the filling valve 17, 25 is wide . opens and the annular groove 37 forms a large cross-sectional, unthrottled connection between the control chamber 13 and the vent holes 21 creates. The compressed air now flows over from the air tank 5 the control chamber 13 through an unthrottled connection to the vent holes, d. h., the Due to the decreasing pressure difference, the bleeding delay caused by the decrease the flow resistances in the ventilation path largely compensated, and the pressure drop in the Air reservoir continues to be almost linear. When the air tank is completely vented, the initial state of the valve device is restored.

Claims

PATENT CLAIMS:

1.Valve device for generating linear pressure drops in hydraulic systems, in particular for driver brake valves of rail vehicles, with a vent nozzle which is assigned to a control chamber that can be charged from the hydraulic system and whose variable flow cross-section is controlled by a piston which is directed towards a reduction in the flow cross-section from the pressure is loaded by a spring in the control chamber and in the opposite direction of action, characterized in that a safety valve limiting the pressure within the pressure medium system (5) experiencing the pressure reduction is provided in a manner known per se and that the piston (15) influencing the venting nozzle is provided between the pressure medium system (5) and the control chamber (13) which are switched on and open in the adjustment direction of an enlargement of the venting nozzle and are known per se filling valve (17, 25) controls.

2. Valve device according to claim 1, characterized in that the piston (15) on the one hand a control chamber (13) projecting through, at its end to a closure member (25) of the Filling valve (19,25) designed piston rod (23) carries and on the other hand has a valve seat (29), which one of the pressure of the pressure medium system (5) acted upon, the piston rod (23) and the piston (15) penetrating axial bore (27) surrounds and which together with a the closing plate (33) loaded by the spring (31) forms the safety valve (29, 33).

3. Valve device according to claims 1 and 2, characterized in that the nozzle with variable flow cross-section from a housing bore (19) with radially opening into this Ventilation bores (21) and the housing bore (19) penetrating different Outer diameter having parts of the piston rod (23) consists.

Considered publications: German Patent Specifications No. 609 560, 973 852.

1 sheet of drawings