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Rohr- bzw. Schlauchbruchsicherungsventil Die Erfindung bezieht sich
auf ein Rohr- bzw. Schlauchbruchsicherungsventil für Druckluftanlagen, insbesondere
für Bremsanlagen, mit einem Gehäuse mit einer zentralen Bohrung, die durch einen
in ihr verschiebbaren Kolben in zwei, je mit einem Verbraucher oder einer Verbrauchergruppe
in Verbindung stehende Verbraucherkammern unterteilt wird, wobei der Kolben bei
gleichen Drücken in den Verbraucherkammern durch Druckfedern od. dgl. in seiner
Mittelstellung festgehalten, die Verbindung der gemeinsamen Druckluftzuleitung über
Steuerdrosseln zu den Verbraucherkammern freigibt und in jeder seiner Endlagen den
Durchgang von der Druckluftzuleitung zu einer der beiden Verbraucherkammern sperrt.
Solche Ventile sind seit längerem von ihrer Verwendung, z. B. bei Verschublokomotiven,
her bekannt.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, entspricht folgendem
Sachverhalt: Beim Einbremsen einer Lokomotive und gleichzeitigem Schlauchriß in
einer der beiden Bremszylinderleitungen muß die beschädigte Zylinderleitung abgesperrt
werden, damit der zweite Bremszylinder oder die zweite Bremszylindergruppe weiterhin
funktionsfähig bleibt.
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Diese Funktionsbedingung muß auch dann noch erfüllt werden, wenn die
Lokomotive mit zwei Bremsbetätigungseinrichtungen versehen ist, die sehr unterschiedliche
Füllzeiten für die Bremszylinder ergeben. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn die
Lokomotive sowohl mit der direkten als auch mit der indirekten, automatischen Bremse
ausgestattet ist. Erstere besitzt kurze, letztere längere Füllzeiten für die Bremszylinder.
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Ferner muß die Funktion auch dann noch gegeben sein, wenn beträchtliche
Unterschiede im Kolbenhub der zu beiden Seiten des Ventils angeordneten Bremszylinder
auftreten.
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Zur Sicherstellung der Funktion müssen wegen der oben geschilderten
sehr unterschiedlichen Betriebsverhältnisse, die zu beiden Seiten des Schaltkolbens
angeordneten Steuerdrosseln klein bemessen werden, so daß in ihnen bei Anwendung
der direkten Bremse die Schallgeschwindigkeit erreicht wird. Es strömt dann, trotz
ungleichen Kolbenhubs, in jeden Bremszylinder die gleiche Luftmenge ein, so daß
dann beim Kolbenvorgang der Zylinder erhebliche Druckunterschiede zwischen den beiden
Verbraucherkammern auftreten, die das Rohrbruchsicherungsventil ungewollt zum Anspringen
bringen.
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Die naheliegende Gegenmaßnahme, nämlich die beiden Verbraucherkammern
über eine Drossel, z. B. im Kolben, zu verbinden und so die Empfindlichkeit des
Rohrbruchsicherungsventils zu verringern, führt gleichzeitig zu einer Herabsetzung
der für den Fall, daß bei bereits gerissener Leitung über die automatische Bremse
eingebremst wird, dringend benötigten Empfindlichkeit.
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Die Aufgabe, die sich daraus ergibt, wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß eine einerseits über eine Drossel mit der Druckluftzuleitung und andererseits
über analog zu den Steuerdrosseln durch den Kolben überwachte Angleichdrosseln mit
den beiden Verbraucherkammern in Verbindung stehende Angleichungskammer vorgesehen
ist, wobei durch entsprechende Bemessung der zur Angleichungskammer führenden Drossel
und der Angleichdrosseln während eines Druckanstieges in der Druckluftzuleitung
zwischen der Angleichungskammer und den Verbraucherkammern ein Druckgefälle erzeugt
wird, das bei nicht in Sperrstellung befindlichem Kolben eine vermehrte Zufuhr von
Druckluft zur Verbraucherkammer niedrigeren Druckes bis zur Angleichung der Drücke
in beiden Verbraucherkammern bewirkt.
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Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben.
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Das Gehäuse 1, welches auf einem Rohrträger 2,
der einen
Anschluß 3 für die Druckluftzuleitung und die Anschlüsse 4, 4' für
die Verbraucher besitzt, angeflanscht ist, weist eine zentrale Bohrung 5 auf, die
der Kolben 6, mittels der Führungsbolzen 7, 7' verschiebbar gelagert, in die beiden
Verbraucherkammern 8, 8' teilt, die mit den Anschlüssen 4, 4'
verbunden
sind. Die Druckfedern 9, 9' stützen sich einerseits auf den Deckeln 10, 10', andererseits
auf den mit Durchbrüchen versehenen Federtellern 11, 11' ab, die sich bei Mittelstellung
des Kolbens 6 ihrerseits am Gehäuse 1 abstützen. Wird der Kolben 6 durch pneumatische
Kräfte aus seiner Mittelstellung heraus verschoben, so kommt der Führungsbolzen
7 bzw. 7' mit seinem Absatz auf den Federteller 11 bzw. 11' zur Anlage, so daß sich
dieser vom Gehäuse abhebt und die Feder 9 bzw. 9' auf den Kolben im Sinne einer
Rückstellung einwirkt. Die im Gehäuse 1 vorgesehenen Sitzflächen 12, 12' bilden
mit den zugehörigen, am Kolben 6 angeordneten Ringflächen 13, 13' Ventile, die die
Druckluftzuleitung vom Anschluß 3 über die Steuerdrosseln 14, 14' von den Verbraucherkammern
8, 8' und den Anschlüssen 4, 4' fallweise trennen.
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Die Angleichungskammer 15 wird über die Drossel 16 mit der Druckluftzuleitung,
über die Angleichdrosseln 17, 17' und die als Rückschlagventil wirkenden Dichtelemente
18, 18' mit - den Verbraucherkammern 8, 8' verbunden.
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Die Steuerdrosseln 14, 14' sind so ausgelegt, daß die für Schnellbremsungen
mit der direkten Bremse vorgeschriebenen Bremszylinderfülizeiten gerade erreicht
werden.
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Die Angleichdrosseln 17, 17' sind so bemessen, daß bei den zulässigen
Kolbenhubunterschieden die von dem Bremszylinder mit dem größeren Kolbenhub benötigte
größere Luftmenge _ auf Grund des unterschiedlichen Druckgefälles zwischen der Angleichungskammer
15 und den beiden Verbraucherkammern 8; 8' in die mit diesem verbundene Verbraucherkammer
gelangen kann. Die- Drossel 16
schließlich ist so auf die Angleichdrosseln
17, 17' abgestimmt, daß bei Schnellbremsungen mit der direkten Bremse und annähernd
gleichen Kolbenhüben der Bremszylinder der Druck in - der Angleichungskammer
15 nur um einige zehntel Atmosphären höher als in den Verbraucherkammern
ist.
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Bei gelöster Bremse ist das -ganze Ventil drucklos. Der Kolben 6 wird
durch die- Druckfedern 9, 9' über die Federteller 11, 11' in seine Mittelstellung
zurückgeschoben bzw. in ihr festgehalten. -Wird unter Voraussetzung gleicher Bremszylinderhübe
über die Druckluftzuleitung eingebremst, d. h. am Anschluß 3 schlagartig Druck aufgebaut,
so strömt Druckluft über die Steuerdrosseln 14, 14'
direkt und über die Drossel
16, die Angleichungskammer 15 und die Angleichungsdrosseln
17, 17'
indirekt in die Verbraucherkammern 8, 8' und zu den mit diesen verbundenen
Anschlüssen 4, 4'. Wegen der völligen Symmetrie treten keine den Kolben 6 aus seiner
Mittellage heraus verschiebenden Kräfte auf.
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Beim Lösen, d. h. beim Entlüften der Druckluftzuleitung, sinkt der
Druck am Anschluß 3, so daß die Druckluft von den Verbrauchern kommend über die
Anschlüsse 4, 4'; -die Verbraucherkammern 8, 8' und die Steuerdrosseln 14, 14' zum
Anschluß 3 zurückfließt. Wegen der als Rückschlagventil wirkenden Dichtelemente
18, 18' kann die Druckluft aus den Verbraucherkammern 8, 8' nicht in die Angleichungskammer
15 zurückströmen. Wegen der völligen Symmetrie verharrt auch bei diesem Vorgang
der Kolben in seiner Mittelstellung.
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Wird angenommen, daß am Anschluß 4 ein Bremszylinder mit einem größeren
Kolbenhub als am Anschluß 4' angeschlossen ist, und wird bei gelöster Bremse eine
Schnellbremsung eingeleitet, so baut sich in der Verbraucherkammer 8 wegen der Gleichheit
der Steuerdrosseln 14, 14' und der Angleichdrosseln 17, 17' untereinander der Druck
langsamer auf als in der Verbraucherkammer 8'; d. h., der Druck in der Verbraucherkammer
8' ist zu einem bestimmten Zeitpunkt höher als der in der Verbraucherkammer
B.
Da der Druck in der Angleichungskammer 15, wie oben beschrieben, bei gleichen
Kolbenhüben der Bremszylinder nur um wenige zehntel Atmosphären höher als der Druck
in den Verbraucherkammern 8 und 8' ist, stellt sich im vorliegenden Falle in 15
ein Druck ein, der praktisch dem in der Verbraucherkammer 8' gleicht und um mehrere
zehntel Atmosphären höher als der in der Verbraucherkammer 8 ist. Ein Großteil der
durch die Drossel 16 eintretenden Druckluft strömt daher über die Angleicherdrossel
17 in die Verbraucherkammer B.
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Diese zusätzliche Luftmenge reicht auf Grund der Dimensionierung der
genannten Drosseln aus, um bei dem zulässigen Kolbenhubunterschied der Bremszylinder
ein weiteres Ansteigen der Druckdifferenz zwischen den beiden Verbraucherkammern
8, 8' und damit ein Ansprechen des Rohrbruchsicherungsventils zu vermeiden.
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Ist jedoch der in der vom -Anschluß 4 zum Bremszylinder führenden
Leitung führende Schlauch gerissen, so wird trotz dieser zusätzlichen Luftmenge
die Druckdifferenz zwischen den beiden Verbraucherkammern über etwa 0,5 at anwachsen,
wodurch der Kolben 6 entgegen der Kraft der Druckfeder 9 aus seiner Mittellage heraus
verschoben und mit seiner Ringfläche 13 an die Sitzfläche 12 angepreßt und damit
die Verbraucherkammer 8 von jeder weiteren Druckluftzufuhr abgesperrt wird. Ein
Vorteil vorliegender Konstruktion liegt darin, daß bei Beaufschlagung der Zuführungsleitung
mit relativ niedrigem Druck die über die Angleichungskammer 15 nachströmende,
zum Angleichen dienende Luftmenge progressiv abnimmt und damit das Ventil empfindlicher
wird.
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Tritt ein Schlauchbruch nach Beendigung einer Bremsung z. B. in der
vom Anschluß 4 wegführenden Leitung auf, so strömt Druckluft aus der Zuflußleitung
über die Steuerdrossel 14 und über die Drossel 16, die Angleichungskammer 15 und
die Angleichdrosse117 nach. Dadurch sinkt der Druck in der Zuführungsleitung, so
daß Druckluft, vom Anschluß 4' kommend, über die Steuerdrossel 14', nicht aber über
das Dichtelement 18', rückströmt.
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Da für das Ansprechen des Kolbens 6 die Druckdifferenz zwischen den
beiden Verbraucherkammern 8 und 8' maßgeblich ist, diese aber gegeneinander durch
die nunmehr in Reihe geschalteten und damit stärker wirksamen Steuerdrosseln 14,
14', bzw. parallel dazu auch 14', 16 und 17' getrennt sind, reagiert das Rohrbruchsicherungsventil,
wie erwünscht, besonders empfindlich.