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Steuerventileinrichtung für Druckluftbremsen, insbesondere von Schienenfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Steuerventileinrichtung für Druckluftbremsen, insbesondere
von Schienenfahrzeugen, die mit einem die Verbindung eines Vorratsbehälters mit
einer Druckkammer überwachenden Einlaßventil versehen ist, dessen von einer Schließfeder
belasteter Ventilkörper unterhalb eines vorbestimmten Druckes in der Druckkammer
durch Verschieben mittels eines Stößels über einen Mitnehmer und eine sich an diesem
abstützende Hilfsfeder von seinem Sitz abhebbar ist, während das Ventil beim Verschieben
des Stößels oberhalb des vorbestimmten Druckes unter dem Einfiuß des Druckes in
der Druckkammer entgegen der Kraft der Hilfsfeder geschlossen gehalten wird.
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Bei bekannten Steuerventileinrichtungen dieser Art ist der als Kolben
ausgebildete Mitnehmer zusammen mit der Hilfsfeder in einer Aussparung des Stößels
untergebracht. übersteigt während einer Bremsung der Druck in der Druckkammer den
vorbestimmten Wert, so drückt dieser Druck den Mitnehmer gegen die Kraft der Hilfsfeder
in die Aussparung hinein, so daß die Schließfeder den Ventilkörper auf seinen Sitz
pressen und damit einen weiteren Druckanstieg in der Druckkammer verhindern kann.
Diese Anordnung ist in mehrfacher Hinsicht mangelhaft, insbesondere wegen der Unzugänglichkeit
der im Stößel vorgesehenen, den Mitnehmer und die Hilfsfeder aufnehmenden Aussparung.
Zur Einstellung der Kraft der Hilfsfeder, von welcher der vorbestimmte Wert des
Druckes in der Druckkammer abhängt, ist ein Ausbau des Stößels aus dem Gehäuse des
Steuerventils notwendig, was bei den meisten Steuerventilen ziemlich umständlich
ist. Ferner erfordert die Ausbildung des Mitnehmers als Kolben, der den Druck in
der Druckkammer gegen die Außenluft hin abdichtet, große Genauigkeit in der Fertigung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerventileinrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, in der die erwähnten Nachteile vermieden
werden.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druck in
der Druckkammer den Ventilkörper in die Schließfeder unterstützendem Sinn belastet
und daß der Mitnehmer am Ventilkörper gegen die Kraft der sich gegen den Körper
abstützenden Hilfsfeder verschiebbar geführt ist. Infolge der Belastung des Ventilkörpers
mit dem in der Druckkammer herrschenden Druck hat der Mitnehmer keine Dichtungsfunktion
zu überwachen; es ergibt sich daher eine konstruktive einfache Führung des Mitnehmers
am Ventilkörper.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wirkt der Ventilkörper des Einlaßventils
mit einem ringförmigen Sitz zusammen und weist eine innere Aussparung auf, in der
der Mitnehmer untergebracht ist. Dies ermöglicht eine Anordnung, bei welcher die
ebenfalls in der Aussparung untergebrachte Hilfsfeder leicht zugänglich ist, da
der Ventilkörper in einem Gehäuseteil angeordnet sein kann, der an dem die Druckkammer
und den Stößel aufnehmenden Gehäuse abnehmbar befestigt werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist nachstehend an Hand
der Zeichnung beschrieben, in der eine Steuerventileinrichtung für die Bremsen von
Schienenfahrzeugen im Schnitt und einige zur Einrichtung gehörende Teile dargestellt
sind. Die Steuerventileinrichtung ist an eine Hauptluftleitung 11, einen Steuerluftbehälter
12, einen Vorratsluftbehälter 13 und einem Bremszylinder 14 angeschlossen. Die Einrichtungen
sind im Brernslösezustand dargestellt. Im Unterteil 8 des Gehäuses der Steuerventileinrichtung
ist eine Trennwand 15 vorgesehen, die eine dichtende Führung für einen Stößel
16 aufnimmt. An dessen unterem Ende ist ein Membranteller 17 befestigt, der
-an seinem äußeren Umfang eine elastisch nachgiebige Membran 18 trägt. Ihr äußerer
Rand ist im Gehäuse 8 eingespannt. Der Teller 17 und die Membran 18 trennen
eine obere, an die Hauptluftleitung 1 angeschlossene Kammer 19 von einer unteren,
an den Steuerluftbehälter 12 angeschlossenen Kammer 21.
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Der Stößel 16 bildet am oberen Ende einen Rohrstutzen 22, dessen oberes,
offenes Ende einem Mitnehmer
23 gegenübersteht, während
dessen unteres, ebenfalls offenes Ende, in das eine Lösebohrung 24
eingesetzt
ist, in eine mit der Außenluft verbundene Kammer 25 mündet. Diese Kammer wird nach
oben von einer einerseits im Gehäuse 8 eingespannten und andererseits auf einem
Membranteller 26 aufliegenden Membran 27 abgeschlossen und begrenzt damit eine weitere
Kammer 28, die mit dem Bremszylinder 14 verbunden ist.
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Auf den unteren Gehäuseteil 8 ist mittels Schrauben 29 ein oberer
Gehäuseteil 9 aufgeschraubt. Im Innern desselben ist ein das Einlaßventil bildender
Körper 31 verschiebbar geführt. Dieser ist am unteren Ende mit einem Flansch
34 versehen, in dessen untere Endfläche ein Dichtungsring 32 eingesetzt
ist, der einem gehäusefesten Sitz 33 gegenübersteht. Eine sich an einer Rippe 35
des Gehäuseteils 9 abstützende Schließfeder 36 liegt auf dem Flansch 34 auf und
preßt den Ventilkörper 31 normalerweise auf den Sitz 33. In einer von der Rippe
35 und dem Gehäuseteil 9 gebildeten Aussparung ist ein Dichtungsring 37 untergebracht,
dessen Innenfläche am Ventilkörper 31 dichtend anliegt. Im Innern des Ventilkörpers
ist mittels einer Bohrung 38 der Mitnehmer 23 axial verschiebbar gehalten,
wobei ihn eine Feder 39 gegen Anschläge 41 an der Innenwand des Körpers 31 drückt.
Nach oben geht der Körper 31 in ein Rohr 43 mit einer Bohrung
42 über. Das Rohr 43 wird in einer eine Dichtung aufnehmenden Rippe
44 des Gehäuseteils 9 geführt. Am oberen Ende des Rohres 43 ist eine
Membran 45 befestigt, deren äußerer Rand in der Wandung des Gehäuseteils
9 eingespannt ist. Die Membran 45 schließt nach oben eine Kammer 46
ab, die über die Bohrung 42 mit dem Innenraum 56 des Körpers 31 und
über eine Öffnung 47 im unteren Gehäuseteil 8 mit der Kammer
28 in unmittelbarer Verbindung steht. Zwischen der Membran 45 und
der Rippe 44 befindet sich eine mit der Atmosphäre verbundene Kammer 48.
Die Bohrung 42 steht über eine Querbohrung 49 mit einer zwischen der
Rippe 44 und dem Körper 31 befindlichen Kammer 51 in Verbindung. Der Dichtungsring
37 dichtet diese letztere gegenüber einer unteren, mit dem Vorratsluftbehälter
13 verbundenen Kammer 52 ab. Die beiden Behälter 12 und 13 sind über mit
Rückschlagventilen 53 versehene Zweigleitungen 54 bzw. 55 an die Hauptluftleitung
11 angeschlossen.
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Die Arbeitsweise der Steuerventileinrichtung bei Bremsungen ist wie
folgt: In der dargestellten Lösestellung herrscht zwischen den Drücken in den Kammern
19 und 21 Gleichgewicht, da sowohl die Hauptluftleitung 11 als auch der Steuerluftbehälter
12 auf den Betriebsdruck aufgefüllt sind. Die Feder 36 drückt den Körper
31 auf den Sitz 33, während die Feder 39 den Ventilkörper
23 gegen die Anschläge 41 drückt. Jeder im Bremszylinder 14 etwa noch
vorhandenne Restdruck belastet die Membran 27 und hält damit den Stößel
22
vom Ventilkörper 23 entfernt. Da die Kammer 28 somit über die Öffnung
47, das Innere des Stößels 22
und die Lösebohrung 24 mit der Außenluft
verbunden ist, entleert sie sich vollständig.
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Beim Anbremsen durch eine geringfügige Drucksenkung in der Hauptluftleitung
11 bleibt der Betriebsdruck in der Kammer 21 infolge des Rückschlagventils 53 in
der Zweigleitung 54 bestehen, während er in der Leitungskammer 19 fällt. Der in
dieser Weise zwischen den beiden Kammern 19 und 21 entstehende Druckunterschied
hebt den Stößel 16, 22 an, wobei dieser am Ventilkörper 23 anliegt und die Druckkammer
28 von der Außenluft abtrennt. Da die Feder 39 stärker ausgelegt ist als die Feder
36, wirkt der Ventilkörper 23 als Mitnehmer für den Körper 31 und hebt diesen von
seinem Sitz 33 ab. Damit ist das Einlaßventil der Steuerventileinrichtung geöffnet,
so daß Druckluft aus dem auf den Betriebsdruck aufgefüllten Vorratsluftbehälter
13 über die Kammer 52, die Öffnung 47 und die Kammer 28 in den Bremszylinder 14
strömt. Dieser Füllvorgang dauert so lange an, bis der in der Kammer 28 vorhandene
Druck genügt, um die Membran 27 und mit ihr den Stößel 22 und die Membran 17 nach
unten in die Abschlußstellung zu bringen in der zwar der Stößel 22 noch am Mitnehmer
23 anliegt das Einlaßventil 31 aber auf seinen Sitz 33 gepreßt wird. In dieser Stellung
kann sich der Bremszylinder 14 weder über die Bohrung 24 nach der Außenluft
entleeren, noch kann er vom Vorratsluftbehälter 13 weiter aufgefüllt werden.
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Der im Bremszylinder 14 und in der Kammer 28
herrschende
Druck überträgt sich über die Öffnung 47 auf das Innere 56 des Körpers 31. Gleichzeitig
gelangt aber auch Druckluft über die Bohrungen 42 und 49 in die Kammern 46 und 51.
Der sich in letzterer aufbauende Druck dient lediglich zur Entlastung des Ventilkörpers
31, indem dieser Druck dem im Inneren des Körpers 31 vorhandenen Druck entgegenwirkt.
Dagegen wird der Ventilkörper 31 durch den in der Kammer 46 wirkenden Druck und
die Schließfeder 36 entgegen der Wirkung der Hilfsfeder 39 nach unten gedrückt.
Die Stärken beider Federn und die Fläche des durch die Membran 45 und das Rohr 43
gebildeten Betätigungsorgans sind in solcher Weise aufeinander abgestimmt, daß der
einer Vollbremsung entsprechende Druck im Bremszylinder genügt, um das Einlaßventil
31 unter Zusammendrücken der Hilfsfeder 39 auf seinen Sitz 33 zu drücken und damit
jede weitere Zufuhr von Druckluft zum Bremszylinder 14 zu unterbinden. Findet in
der Hauptluftleitung 11 eine Absenkung des Druckes unter den einer Vollbremsung
entsprechenden Wert statt, indem beispielsweise dieser Druck bis auf den Atmosphärendruck
vermindert wird, so werden der Stößel 22 und der Mitnehmer 23 zwar angehoben, der
das Einlaßventil bildende Ventilkörper 31 bleibt aber auf seinen Sitz 33 gepreßt
und begrenzt damit den Höchstdruck in der Kammer 28 und im Bremszylinder 14 auf
den genannten, einer Vollbremsung entsprechenden Wert. Da dieser Wert dem Unterschied
.der Kräfte der beiden Federn 36 und 39 verhältnisgleich ist, kann durch Verändern
der Stärke der einen oder anderen Feder .der gewünschte Höchstdruck in einfachster
Weise eingestellt werden.