DE1530251C - Druckregler fur Vakuum Schienen fahrzeugbremsen - Google Patents

Description

2. Druckregler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Zylinderräume (14 und 16) miteinander verbindende Düse (17) im Arbeitskolben (4) angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft einen Druckregler für selbsttätige Vakuum-Schienenfahrzeugbremsen, mit einem einen Einlaß atmosphärischer Luft in eine zu einer Vakuumpumpe führende Rohrleitung überwachenden Einlaßventil, das von einem vom Vakuum in der genannten Rohrleitung und der Kraft einer Feder entgegen dem atmosphärischen Druck belasteten Steuerkolben unter Mitwirkung einer Vorsteuereinrichtung gesteuert ist.

Für den Betrieb selbsttätiger Vakuuin-Schienenfahrzeugbremsen ist es erforderlich, ein Vakuum einer bestimmten Regelhöhe bereit zu halten. Da das von Vakuumpumpen erzeugbare Vakuum in seiner Höhe von der Saugbelastung der Vakuumpumpe abhängt, ist es erforderlich, an die Verbindungsleitung von den Vakuumpumpen zu den Vakuum-Bremsorganen Druckregler anzuschließen. Für diesen Zweck sind~b'ereits Druckregler ohne Vorsteuereinrichtung bekannt. Der Steuerkolben betätigt bei diesen Druckreglern unmittelbar das Einlaßventil,

ίο das im geöffneten Zustand einen sehr großen, der' Saugleistung der Vakuumpumpe entsprechenden Durchströmungsquerschnitt freigeben muß. und das daher einen großen Öffnungshub besitzt. Das Vakuum wird bei diesen Druckreglern durch den Einlaß atmosphärischer Luft in die von den Bremsorganen zur Vakuumpumpe führende Rohrleitung geregelt.

Die bekannten Druckregler der beschriebenen Art sind mit dem Mangel behaftet, daß für den großen Öffnungshub des Einlaßventils der Steuerkolben ebenfalls einen großen Hubweg zurücklegen muß, wobei die Vorspannung der den Steuerkolben belastenden Feder sich entsprechend ändert. Hieraus ergibt sich, daß der Druckreglerbereits bei einem noch weit { unterhalb des Regelvakuums liegenden Vakuum beginnt, das Einlaßventil zu öffnen, bei Erreichen des Regelvakuums das Einlaßventil bereits zum Teil geöffnet hat und erst bei einer weiten Überschreitung * des Regelvakuums das Einlaßventil vollständig öffnet. Der Druckregler kann also nur innerhalb eines weiten Vakuumbereiches seine Regelfunktion erfüllen; dies wirkt sich auf den . Betrieb der Vakuum-Schienenfahrzeugbremsen sehr ungünstig aus. Außerdem läßt die teilweise öffnung des Einlaßventils beim Erreichen des Regelvakuums eine nur schlechte Ausnutzung der Saugleistung der Vakuumpumpe zu, das bedeutet einen unnötigen Energieverlust.

Für. Druckluftanlagen sind Druckregler bekannt,

- weiche eine Vorsteuereinrichtung zum Steuern der Druckluftbeaufschlagung eines ein Auslaßventil betätigenden Arbeitskolben aufweisen. Der Vorsteuereinrichtung gehört dabei ein in Öffnungsrichtung eines Vorsteuerventils vom Druck in einem über ein Rückschlagventil gegen das Auslaßventil abgesicherten Vorratsbehälter entgegen der Kraft einer Regelfeder (

belasteter Steuerkolben zu. Das nur einen kleinen öff-

nungshub benötigende Vorsteuerventil ist in einer Verbindung vom Vorratsluftbehälter zu einem ständig über eine Düse mit der Atmosphäre verbundenen, durch den Arbeitskolben von einem in seinem Druck durch das Auslaßventil überwachten Raum abgetrennten Zylinderraum eingeordnet, und der Arbeitskolben ist über eine Anschlagkupplung mit dem Auslaßventil gekoppelt. Eine unter Beachten der umgekehrten Druckverhältnisse für Vakuumbetrieb entsprechend diesen Druckluft-Druckreglern ausgebildeter Vakuumregler würde jedoch zum Schwingen bzw. Flattern und Untersteuern neigen und somit einen verschleißbehafteten, lärmenden Betrieb und ein nur schlechtes Regelergebnis zeigen.

Weiterhin ist es bei Druckreglern ohne Vorsteuerung zum Vermeiden von Über- bzw. Untersteuerungen prinzipiell bekannt, dem Meßdruck räumlich entfernt vom Regelventil aus einer in ihrem Druck zu regelnde Rohrleitung abzugreifen.

Der Erfindung liegt gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen Druckregler der eingangs angeführten Art zu schaffen, der das Regelvakuum in der die Bremsor-

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gane mit der Vakuumpumpe verbindenden Rohrlei- sind. Unterhalb des Steuerkolbens 3 befinden sich im tung sehr genau konstant hält, der eine günstige Aus- Gehäuse 2 ein Steuerraum 5, der mit einem Rohrannutzung der Saugleistung der Vakuumpumpe ermög- schluß 6 in Verbindung steht und eine den Steuerkollicht und der keinen unnötigen Energieverlust be- ben 3 belastende, durch eine Einstellschraube 7 in ihwirkt. Weiterhin soll der Vakuumregler einen ruhigen 5 rer Vorspannung einstellbare Feder 8 aufnimmt. Die und verschleißarmen Betrieb aufweisen. Oberseite des Steuerkolbens 3 begrenzt einen über Diese Aufgabe ist nach der Erfindung durch die Bohrungen 9 mit der Atmosphäre verbundenen Raum Kombination der an sich bekannten Merkmale gelöst 10. Der Steuerkolben 3 trägt eine Dichtplatte 11, die worden, zusammen mit einem an einer den Raum 10 begren-

lo zenden Gehäusewand 12 angeordneten Ventilsitz 13

a) daß der Steuerkolben als Bestandteil der Vor- ein Vorsteuerventil 11, 13 bildet. Der Ventilsitz 13 steuereinrichtung mittels eines von ihm über- umgibt die Mündung einer die Gehäusewand 12 wachten Vorsteuerventils mit im Vergleich durchsetzenden, in einen Zylinderraum 14 führenden zum Einlaßventil kleinem Öffnungshub die Be- Bohrung 15. Der Zylinderraum 14 wird von der Unaufschlagung eines zweiten, das Einlaßventil 15 terseite des Arbeitskolbens 4 begrenzt. Oberhalb des betätigenden Arbeitskolbens steuert, wobei das Arbeitskolbens 4 befindet sich ein Zylinderraum 16. Vorsteuerventil in eine Verbindung von der At- Die Zylinderräume 14 und 16 sind durch eine den mosphäre zu einem den Arbeitskolben mit sei- Arbeitskolben 4 durchsetzende Düse 17 miteinander nem Druck einerseits belastenden Zylinder- verbunden. Der Zylinderraum 16 ist durch eine Geraum eingeschaltet ist, 20 häusewand 18 von einem Raum 19 abgetrennt, der

b) daß der genannte Zylinderraum über eine Düse mit einem Rohranschluß 20 großen Durchmessers in mit einem mit seinem Druck den Arbeitskolben Verbindung steht. Die Gehäusewand 18 ist von einer andererseits belastenden Zylinderraum verbun- Düse 21 durchbrochen. Der Arbeitskolben 4 trägt den ist, eine Kolbenstange 22, die abgedichtet verschieblich in

c) daß der zweitgenannte Zylinderraum über eine ^a5 den Raum 19 ragt und mit einem diesen begrenzenden Düse mit der Rohrleitung verbunden ist und Ventilteller 23 großen Durchmessers endet. Dem

JN j η j τ-· ι η .-ι ·· Tt. i_ j j -tr Ventilteller 23 ist em gehausefester Ventilsitz 24 zu-

d) daß das Emlaßventü raumlich nahe des der Va- _d ^ _{welcQem er} ^ _{den Lufteinlaß aus}

kuumpumpe zugewandten Endes der Rohrlei- ^ _{über ße öff n 25} ^ _der Atmosphäre tung angeordnet ist und sich zwischen beiden ₃₀ verbundenen Raum 26 in den Raum 19 überwaShenein nur kurzer Leitungsteil befindet, wobei der _{des Eimaßventil 23 M bildet Zur Entlastung des} durch den Steuerkolben begrenzte, mit der _{Ventiltellers 23 befindet sich oberhalb desse}i_be_{n ein} Rohrleitung verbundene Steuerraum über eine _{vom Raum u ab trennter Raum 27 der über eine} Steuerleitung an einen von der Vakuumpumpe _{den Ventilteller} J_{3 durchsetzen}de Bohrung 28 mit raumlich entfernten Abschnitt der Rohrleitung _{35 dem Rauffl 19} ^ _{Verbindung steht Im Rau} ^S _{m 27 be}_ angeschlossen ist. _findet ^ _{eine schwache; den} Ventilteller 23 gegen Ein die Kombination dieser Merkmale aufweisen- . den Ventilsitz 24 drückende Feder 29.
der Druckregler vermag die der Erfindung zugrunde Der Druckregler 1 befindet sich räumlich nahe der liegende Aufgabe optimal zu lösen. Während das Teil- Vakuumpumpe 30 (F i g. 2), die über eine Rohrleitung merkmal a) prinzipiell für ein exaktes Einhalten des 4° 31 großen Querschnittes mit einem der Va-Regelvakuums und ein Vermeiden eines Energiever- kuumbremse des Schienenfahrzeuges zugehörenden lustes durch vorzeitiges, teilweises öffnen des Einlaß- Führerbremsventil 32 in Verbindung steht. Vom Fühventils erforderlich ist, gewährleisten die Teilmerkma- rerbremsventil 32 führt eine Vakuumzugleitung 33 zu Ieb) und c) ein verzögertes Schließen des Einlaßven- den übrigen, nicht dargestellten Organen, der Vatils nach einem Schließen des Vorsteuerventils, so daß 45 kuumbremse. Der Rohranschluß 20 des Druckreg— sich ein ruhiger, keine Untersteuerungen aufweisender lers 3 ist über eine kurze Rohrleitung 34 großen Betrieb des Druckreglers ergibt. Das Teilmerkmal c) Querschnittes nahe des der Vakuumpumpe 30 zugegewährleistet darüber hinaus, daß der Arbeitskolben wandten Endes an die Rohrleitung 31 angeschlossen, beim öffnen des Einlaßventils durch die einströmende Vom Rohranschluß 6 führt eine Steuerleitung 35' geDruckluft nicht sofort wieder in seine das Einlaßventil 50 ringen Querschnittes zu einem nahe beim Führerschließende Lage zurückgedrückt wird, wodurch ein bremsventil 32 liegenden Abschnitt der Röhrlei-Flattern des Druckreglers vermieden wird. Das Teil- tung 31.

merkmal d) schließlich unterstützt das untersteue- In F i g. 1 ist der Druckregler in seiner Ruhestel-

rungsfreie Arbeiten des Druckreglers. lung dargestellt, die er bis kurz vor Erreichen des Re-

Nach einem weiteren Merkmal gemäß der Erfin- 55 gelvakuums in der Rohrleitung 31 beibehält. Im Steu-

dung kann eine vorteilhafte Ausgestaltung des Druck- erraum 5 und in den Zylinderräumen 14 und 16 sowie

reglers erreicht werden, wenn die die beiden Zylinder- den Räumen 19 und 27 herrscht dabei Vakuum zu-

räume miteinander verbindende Düse im Arbeitskol- mindest annähernd gleicher Höhe. Die Feder 8 hält

ben angeordnet ist. das Vorsteuerventil 11, 13 und die Feder 29 das Ein-

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung 60 laßventil 23, 24 geschlossen.

dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es Bei Erreichen des Regelvakuums in der Rohrlei-

zeigt tung 31 drückt der atmosphärische Druck im Zylin-

F i g. 1 den Aufbau eines Druckreglers und derraum 10 den Steuerkolben 3 etwas abwärts, so daß

F i g. 2 die Einordnung des Druckreglers in die Va- das Vorsteuerventil 11, 13 etwas geöffnet wird und

kuumanlage eines Schienenfahrzeuges. 65 eine geringe Luftmenge in den Zylinderraum 14 ein-

Der Druckregler 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in wel- läßt. Über die Düse 17 entsteht vom Zylinderraum 14

chem gleichachsig zueinander ein Steuerkolben 3 und zum Zylinderraum 16 ein Druckgefälle, das den ein Arbeitskolben 4 gleichen Durchmessers gelagert Arbeitskolben 4 etwas anhebt und über die Kolben-

stange 22 das Einlaßventil 23, 24 geringfügig öffnet. In den Raum 19 und die Rohrleitung 31 strömt also eine geringe Menge atmosphänsche Luft ein.

Sobald in der Rohrleitung 31 ein das Regelvakuum übersteigendes Vakuum entsteht, drückt der im Raum 10 herrschende Atmosphärendruck den Steuerkolben 3 entgegen der Kraft der Feder 8 um einen geringen, zur völligen Öffnung des Vorsteuerventils 11, 13 ausreichenden Hubweg abwärts. Aus dem Raum 10 dringt atmosphärische Luft durch die Bohrung 15 in den Zylinderraum 14 ein, so daß in diesem das Vakuum wenigstens teilweise zerstört wird. Der ansteigende Druck im Zylinderraum 14 hebt den Arbeitskolben 4 an, über die Kolbenstange 22 wird das Einlaßventil 23,24 geöffnet, und atmosphänsche Luft aus dem Raum 26 strömt über einen großen Querschnitt in den Raum 19 und damit die Rohrleitung 31 ein. Das in der Rohrleitung 31 herrschende Vakuum wird durch die einströmende atmosphänsche Luft teilweise bis zum Erreichen des Regelvakuums zerstört. Beim Erreichen des Regelvakuums in der Rohrleitung 31 und damit dem Steuerraum 5 stellt sich der vorstehend geschilderte, gedrosselte Lufteinlaß ein.

Beim Unterschreiten des Regelvakuums in der Rohrleitung 31 schließt die Feder 8 das Vorsteuerventil 11, 13 durch Anheben des Steuerkolbens 3. Die in den Zylinderräumen 14 und 16 herrschenden Drücke gleichen sich über die Düse 17 aneinander und über die Düse 21 an das im Raum 19 herrschende Vakuum

ίο an. Die Feder 29 schließt dabei das Einlaßventil 23,24.

Der Druckregler 1 vermag das Regelvakuum in der Rohrleitung 31 sehr genau einzuhalten, da sich sein Einlaßventil 23, 24 bei einer nur geringfügigen Überschreitung des Regelvakuums in der Rohrleitung 31 bereits weit öffnet. Da bei Regelvakuum in der Rohrleitung 31 das Einlaßventil 23, 24 noch nahezu geschlossen ist, steht hierbei fast die volle Saugleistung der Vakuumpumpe 30 für die Va-

ao kuumbremsanlage zur Verfügung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Druckregler für selbsttätige Vakuum-Schienenfahrzeugbremsen, mit einem einen Einlaß atmosphärischer Luft in eine zu einer Vakuumpumpe führende Rohrleitung, überwachenden Einlaßventil, das von einem vom Vakuum in der genannten Rohrleitung und der "Kraft einer Feder entgegen dem atmosphärischen Druck belasteten Steuerkolben unter Mitwirkung einer Vorsteuereinrichtung gesteuert ist, gekennzeichnet durch die an sich bekannten Merkmale,

a) daß der Steuerkolben (3) als Bestandteil der Vorsteuereinrichtung mittels eines von ihm überwachten Vorsteuerventils (U, 13) mit im Vergleich zum Einlaßventil (23, 24) kleinem Öffnungshub die Beaufschlagung eines zweiten, das Einlaßventil betätigenden Arbeitskolbens (4) steuert, wobei das Vorsteuerventil in eine Verbindung von der Atmosphäre zu einem den Arbeitskolben

(4) mit seinem Druck einerseits belastenden Zylinderraum (14) eingeschaltet ist,

b) daß der genannte Zylinderraum (14) über eine Düse (17) mit einem mit seinem Druck den Arbeitskolben (4) andererseits belastenden Zylinderraum (16) verbunden ist,

c) daß der zweitgenannte Zylinderraum (16) über eine Düse (21) mit der Rohrleitung (31) verbunden ist und

d) daß das Einlaßventil (23, 24) räumlich nahe des der Vakuumpumpe (30) zugewandten Endes der Rohrleitung (31) angeordnet ist und sich zwischen beiden ein nur kurzer Leitungsteil (34) befindet, wobei der durch den Steuerkolben (3) begrenzte, mit der Rohrleitung (31) verbundene Steuerraum

(5) über eine Steuerleitung (35) an einen von der Vakuumpumpe räumlich entfernten Abschnitt der Rohrleitung (31) angeschlossen ist.