DE1605264C3 - Druckluftbremsanlage für Schienenfahrzeuge mit einem Druckübersetzer, einem Gleitschutzregler und einem fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckluftbremsanlage für Schienenfahrzeuge mit einem in die Verbindungsleitung von einem Bremssteuerventil zu einem von einem Gleitschutzregler überwachten Bremszylinder eingeschalteten Druckübersetzer, wobei der Druckübersetzer zumindest zwei Kolben aufweist, die eine den Bremsdruck regelnde Ventileinrichtung steuern und deren in der Richtung einer Erhöhung des Bremsdruckes wirkende Kolbenflächen vom Druck des Bremssteuerventils beaufschlagt sind und wobei die entgegengesetzt wirkende Kolbenfläche des einen Kolbens vom Bremszylinderdruck und die ebenfalls entgegengesetzt wirkende Kolbenfläche des anderen Kolbens vom Druck in einer Kammer belastet ist, die über ein als Knickventil dienendes Doppelventil mit ständig den Bremsdruck führenden Zylinderräumen oder einer mit ihrem von der Kraft einer Feder unterstützten Druck einen das Doppelventil steuernden Schaltkolben entgegen dem vom Doppelventil überwachten Druck beaufschlagenden Schaltkammer verbindbar ist, wobei die Schaltkammer an einen fahrgeschwindigkeitsabhängigen,· bei hoher Fahrgeschwindigkeit eine Entlüftung zur. Atmosphäre freigebenden Regler angeschlossen ist.

Es sind bereits Druckübersetzer bekannt, die die oben beschriebenen Merkmale haben und in Druckluftbremsanlagen für Schienenfahrzeuge zum Einbau kommen. Sie weisen jedoch den im folgenden beschriebenen Nachteil auf.

Bei Beginn einer Schnell- oder Vollbremsung verschiebt der vom Bremssteuerventil eingesteuerte Druck die Kolben des Doppelkolbensystems in Öffnungsrichtung der Ventileinrichtung, wodurch der Hilfsluftbehälter Druckluft in den Bremszylinder einspeisen kann. Dieser Druck, der eine Kolbenfläche des einen Kolbens beaufschlagt, wirkt mit einem annähernd konstanten Steuerdruck zusammen, der in einer Kammer eine Kolbenseite des anderen Kolbens beaufschlagt, wodurch die Ventileinrichtung in Schließrichtung bewegt wird und sich eine Abschlußstellung und ein entsprechender Bremszylinderdruck einsteuert.
Tritt während des Bremsvorganges ein Gleiten eines Rades ein, so trennt der Gleitschutzregler den Bremszylinder vom Druckübersetzer und entlüftet den Bremszylinder in die Atmosphäre. Bei Wiedereinsetzen der Bremsung wird das Auslaßventil des Bremszylinders wieder geschlossen und derselbe mit dem Druckübersetzer verbunden. Die aus dem Bremszylinder ausgeströmte Druckluft wird aus dem Druckübersetzer nachgespeist, wobei aber das Nachspeisen von Seiten des Hilfsluftbehälters im Verhältnis zum Füllen des Bremszylinders langsamer vonstatten geht, so daß der im Druckübersetzer herrschende Bremszylinderdruck rasch absinkt. Dies hat zur Folge, daß das Doppelkolbensystem, da der Druck vom Bremssteuerventil in gleicher Höhe wirkt und der entgegengesetzt wirkende Bremszylinderdruck rasch absinkt, eine rasche Verschiebewegung in die Stellung für maximales Nachströmen der Hilfsluftbehälterluft ausführt. Durch diese Bewegung wird die Kammer mit dem Steuerdruck verkleinert und die enthaltene Druckluft komprimiert. Der dadurch entstehende Druckstoß überwindet die Kraft der Druckfeder unter dem Schaltkolben in der Schaltkammer des Knickventils und drückt einen Teil der Druckluft durch das dadurch freigegebene Ventilrohr in die durch den fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regler entlüftete Schaltkammer. Nach Füllen des Bremszylinders und Wiederansteigen des Bremszylinderdrukkes im Druckübersetzer werden die Kolben des Doppelkolbensystems wieder nach links verschoben. Die über das Ventilrohr des Schaltkolbens entwichene Druckluft senkt den Steuerdruck in der den einen Kolben beaufschlagenden Kammer, wodurch die auf die Kolbenflächen wirkende Kraft geringer wird, das Doppelkolbensystem langer auf der rechten Seite

verharrt, die Ventileinrichtimg die Verbindung vom Hilfsluftbehälter zum Bremszylinder langer offen hält und somit ein höherer Bremszylinderdruck eingespeist wird. Dies bedeutet, daß der Bremsdruck nach jedem Ansprechen des Gleitschutzreglers steigt und die Bremskräfte zu hoch werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Druckübersetzer mit eingangs beschriebenem Aufbau zu schaffen, der den Nachteil des oben angeführten vermeidet.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist dadurch gelöst worden, daß in die Verbindung zwischen der Schaltkammer und dem fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regler eine Querschnittsverengung eingeschaltet ist.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.

Ein Bremssteuerventil 1 ist mit Druckluft von einem nicht dargestellten Führerbremsventil über eine Leitung 2 steuerbar. Das Bremsventil 1 ist einerseits über eine Leitung 3 mit einem Druckübersetzer 4 und andererseits über eine Leitung 5 mit einem Hilfsluftbehälter 6 verbunden. Vom Hilfsluftbehälter 6 mündet eine Leitung 7 in einen Ringraum 8 des Druckübersetzers 4 und eine weitere gabelt sich in zwei Zweigleitungen 9 und 10, von denen die Zweigleitung 9 zu einem Gleitschutzregler 11 und die Zweigleitung 10 zu einem geschwindigkeitsabhängigen Regler 12, der über eine Leitung 13 am Druckübersetzer 4 angeschlossen ist, führt. Ein Bremszylinder 14 ist über eine Leitung 15, in welcher ein Auslaßventil 16 in die Atmosphäre eingeordnet und über eine Leitung 17 mit dem Gleitschutzregler 11 verbunden ist, an den Druckübersetzer 4 angeschlossen. Die Leitung3 vom Steuerventill mit einer Drossel 18 gabelt sich im Druckübersetzer 4 und führt in einen Zylinderraum 19, der durch einen Membrankolben 20 von einer Kammer 21 getrennt ist, und in einen Zylinderraum 22, der ebenfalls durch einen Membrankolben 23 von einem Zylinderraum 24 getrennt ist. Der Membrankolben 20 trägt eine kurze Kolbenstange 25, die mit einer abgedichtet aus dem Zylinderraum 22 in die Kammer 21 ragenden Kolbenstange 26 des anderen Membrankolbens 23, der im Durchmesser annähernd halb so groß wie der Membrankolben 20 ist, durch eine nur in einer Richtung zur Wirkung kommende Anschlagkupplung 27 verbunden ist. Der rechte Membrankolben 23 trägt an einer Verlängerung 28 der Kolbenstange 26 eine Dichtplatte 29, die eine durch einen Ventilsitz 31 und einen Dichtkolben 30 und den Ventilsitz 32 eines Ventilrohres 33 als doppelt wirkendes Ventil arbeitende Ventileinrichtung 34 steuert. Und zwar ist diese Ventileinrichtung 34 zwischen dem mit dem Hilfsluftbehälter 6 verbundenen Ringraum 8 und einer Kammer 35 eingeschaltet, die über das Auslaßventil 16 mit dem Bremszylinder 14, dem Zylinderraum 24 und einer Kammer 36 verbunden ist. Das durch eine Feder 30' nach links gedrückte Ventilrohr 33 verbindet entweder durch Abheben des Dichtkolbens 30 vom ringförmigen Dichtsitz 31 den Hilfsluftbehälter 6 mit der Kammer 35, dem Zylinderraum 24, dem Bremszylinder 14 und der Kammer 36, wobei das den Auslaß 32 tragende Ventilrohr 33 durch die Dichtplatte 29 geschlossen ist, oder sie entlüftet die Kammer 35, den Bremszylinder 14, den Zylinderraum 24 und die Kammer 36 über das Ventilrohr 33 in die Atmosphäre.

Der linke Membrankolben 22 ist auf seiner linken Kolbenseite in Abheberichtung des Dichtkolbens 30 vom Dichtsitz 31 vom Druck des Bremssteuerventils 1 und auf der Gegenseite vom Druck des Bremszylinders 14 beaufschlagt.

Die Kammer 36 weist einen um eine Bohrung 37 angeordneten Dichtsitz 38 auf, auf den eine Dichtplatte 39 durch eine Feder 40 gedrückt ist. Durch die Bohrung 37 ragt mit großem Spiel ein Ventilrohr 41 eines Schaltkolbens 42, der sich in einer Schaltkammer 43 befindet und durch eine Feder 44 dichtend an der in der Kammer 36 befindlichen, durch die Feder ■ 40 auf den Dichtsitz 38 gedrückten Dichtplatte 39 anliegt und durch einen Anschlag 45 in seinem Hubweg nach oben begrenzt wird. Der zwischen dem Schaltkolben 42 und der Bohrung 37 liegende Ringraum 46 steht mit der Kammer 21 in Verbindung.

Die Kammer 36, der Ringraum 46 und die Schaltkammer 43 bilden mit dem Schaltkolbensystem 42, 41, 39 ein Knickventil für den Druckübersetzer 4.

In die Schaltkammer 43 mündet die Leitung 13, an der einerseits der geschwindigkeitsabhängige Regler 12 und andererseits Anzeigeeinrichtungen 48 angeschlossen sind. An der Einmündung der Leitung 13 ist eine Querschnittsverengung 47 vorgesehen.

Die Leitung 13 führt zum geschwindigkeitsabhängigen Regler 12, welcher bei niedriger Fahrgeschwindigkeit Druck aus dem Hilfsluftbehälter 6 in die Schaltkammer 43 einspeist und bei hoher Fahrgeschwindigkeit die Schaltkammer 43 über die Leitung 13 in die Atmosphäre entlüftet.

In Fahrtstellung liegen in der Druckluftbremsanlage folgende Verhältnisse vor:

Vom Bremssteuerventil 1 ist kein Druck im Zylinderraum 19 und im Zylinderraum 22 aufgebaut. Die Membrankolben 20 und 23 des Doppelkolbensystems befinden sich in ihrer linken Endstellung. Der Dichtkolben 30 der Ventileinrichtung 34 wird durch die Feder 30' auf den Dichtsitz 31 gedrückt und trennt den Hilfsluftbehälter 6 vom Zylinderraum 35. Die Kammer 21 ist über das von der Dichtplatte 39 und dem Dichtsitz 38 gebildete, geöffnete Ventil, die Kammer 36 und den geöffneten Auslaß 32 des Ventilrohres 33 in die Atmosphäre entlüftet.

Bei einer Voll- oder Betriebsbremsung bei hoher Geschwindigkeit, bei der kein Gleiten eines Rades auftritt, liegen in der Druckluftbremsanlage folgende Verhältnisse vor:

Vom Bremssteuerventil 1 wird ein der Abbremsung entsprechender Druck in den Zylinderraum 19 und den Zylinderraum 22 eingespeist. Dadurch werden die Membrankolben 20 und 23 des Doppelkolbensystems in der das Ventilrohr 33 mit dem Dichtkolben 30 vom Dichtsitz 31 abhebenden Richtung bewegt, wobei vom Hilfsluftbehälter 6 die Kammer 35, der Bremszylinder 14, die Kammer 36 und die rechte Kolbenfläche des Membrankolbens 23 druckbeaufschlagt werden. Durch den von der Feder 44 nach oben gedrückten Schaltkolben 42 ist die Dichtplatte 39 von ihrem Dichtsitz 38 abgehoben, wodurch die Bohrung 37 frei ist und sich der Druck in den Ringraum 46 und die Kammer 21 fortpflanzen kann. Dieser Druck baut sich bis zu einer Höhe auf, die durch das Zusammenwirken der Kräfte der Federn 40 und 44 und der durch den Druck auf der Fläche des Schaltkolbens 42 wirkenden Kraft festge-

legt wird. Der in der Kammer 21 herrschende Druck bleibt im weiteren von Druckänderungen seitens des Bremssteuerventils 1 und des Bremszylinders 14 unbeeinflußt und auf gleicher Höhe, da das Ventil 38, 39 geschlossen ist.

Die Kraft des auf der rechten Kolbenseite des Membrankolbens 23 wirkenden Bremszylinderdrukkes addiert sich zu der Kraft, die durch die Wirkung des Druckes in der Kammer 21 auf die rechte Kolbenseite des Membrankolbens 20 entsteht. Dadurch verschieben sich nach Einstellen eines Gleichgewichtszustandes zwischen den wirkenden Druckkräften auf den Membrankolben 20 und 23 und der Kraft der Feder 30' und Erreichen des eingesteuerten hohen Bremszylinderdruckes die Membrankolben 20 und 23 so lange nach links, bis eine Abschlußstellung des Ventilrohres 33 erreicht ist.

Schaltet bei Verringern der Fahrgeschwindigkeit während eines Bremsvorganges der geschwindigkeitsabhängige Regler 12, so speist er Druck aus dem Hilfsluftbehälter 6 in die Schaltkammer 43 des Knickventils ein. Dieser Druck verschiebt den Schaltkolben 42 unter Abheben der Dichtplatte 39 vom Ventilsitz 38 nach oben, so daß Druck aus der Kammer 36 in die Kammer 21 nachgespeist wird. Durch den erhöhten Druck in der Kammer 21 werden die Membrankolben 20 und 23 nach links verschoben, wodurch der Bremszylinderdruck durch Öffnen des Auslasses 32 des Veiitilrohres 33 gesenkt wird bzw. wird bei niedriger Fahrgeschwindigkeit zu Bremsbeginn der Hilfsluftbehälter 6 früher vom Bremszylinder 14 abgetrennt und dadurch der Bremszylinderdruck niedriger gehalten.

Wird während einer starken Einbremsung der Gleitschutzregler 11 durch Gleiten eines Rades zum Anspringen gebracht, so sperrt er den Bremszylinder 14 vom Druckübersetzer 4 ab und entlüftet den Bremszylinder 14 über das Auslaßventil 16 in die Atmosphäre. Der vom Bremssteuerventil 1 eingesteuerte Druck bleibt dabei in den Zylinderräumen 19 und 21 erhalten, ebenso der Druck im Ringraum 46, in der Kammer 36, im Zylinderraum 24 und im Zylinderraum 35.

Verbindet der Gleitschutzregler 11 bei Wiedereintreten einer Rollbewegung des vorher gleitenden Rades den Bremszylinder 14 mit dem Druckübersetzer 4, so entsteht durch das rasche Nachströmen der Druckluft aus dem Druckübersetzer 4 in den Bremszylinder 14 ein momentaner Druckabfall in den Zylinderräumen 24 und 35. Durch den aufrechtgehaltenen, die Kolbenflächen der Membrankolben 20 und 23 des Doppelkolbensystems in Abheberichtung des Dichtkolbens 30 vom Dichtsitz 31 beaufschlagenden Druck werden die Membrankolben 20 und 23 bei obenerwähntem schnellem Druckabfall rasch nach rechts gedrückt, bis die Ventileinrichtung 34 den maximalen Durchströmquerschnitt freigibt. Dadurch wird das Volumen der Kammer 21 verkleinert und die darin enthaltene Druckluft komprimiert. Der dadurch entstehende Druckstoß drückt bei hoher Fahrgeschwindigkeit und druckloser Schaltkammer 43 den Schaltkolben 2 nach unten, so daß die Kraft der Feder 44 überwunden wird und das Ventilrohr 41 von der Dichtplatte 39 abgezogen wird. Durch die offene Verbindung zwischen Ringraum 46 und Schaltkammer 43 strömt Druckluft in die Schaltkammer 43. Da die Schaltkammer 43 durch die Querschnittsverengung 47 gegen die Leitung 13 abgeschirmt ist, baut die Druckluft in der Schaltkammer 43 Druck auf, welcher einerseits ein Mehrabströmen aus der Kammer 21 verhindert und andererseits den Schaltkolben 42 bis zum Abschluß des Ventils 38, 39 und des Ventils 39, 41 verschiebt. Sind die Membrankolben 20 und 23 nach Aufbau des Bremszylinderdruckes nach links in eine Abschlußstellung zurückgekehrt, so sinkt der Druck im Ringraum 46 ab. Der in der Schaltkammer 43 wirkende Staudruck schiebt den Schaltkolben 42 unter Öffnen des Ventils 38, 39 kurzzeitig nach oben, bis die aus der Kammer 36 in die Kammer 21 strömende Druckluft in der Kammer 21 den Steuerdruck auf Solldruckhöhe gebracht hat. Dadurch bleibt der Druck in der Kammer 21 nunmehr annähernd auf Solldruckhöhe.

Nach Beenden des Bremsvorganges werden die Räume des Druckübersetzers 4 wieder in die Atmosphäre entlüftet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Druckluftbremsanlage für Schienenfahrzeuge mit einem in die Verbindungsleitung von einem Bremssteuerventil zu einem von einem Gleitschutzregler überwachten Bremszylinder eingeschalteten Druckübersetzer, wobei der Druckübersetzer zumindest zwei Kolben aufweist, die eine den Bremsdruck regelnde Ventileinrichtung steuern und deren in der Richtung einer Erhöhung des Bremsdruckes wirkende Kolbenflächen vom Druck des Bremssteuerventils beaufschlagt sind und wobei die entgegengesetzt wirkende Kolbenfläche des einen Kolbens vom Bremszylinderdruck und die ebenfalls entgegengesetzt wirkende Kolbenfläche des anderen Kolbens vom Druck in einer Kammer belastet ist, die über ein als Knickventil dienendes Doppelventil mit ständig den Bremsdruck führenden Zylinderräumen oder einer mit ihrem von der Kraft einer Feder unterstützten Druck einen das Doppelventil steuernden Schaltkolben entgegen dem vom Doppelventil überwachten Druck beaufschlagenden Schaltkammer verbindbar ist, wobei die Schaltkammer an einen fahrgeschwindigkeitsabhängigen, bei hoher Fahrgeschwindigkeit eine Entlüftung zur Atmosphäre freigebenden Regler angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung zwischen der Schaltkammer (43) und dem fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regler (12) eine Querschnittsverengung (47) eingeschaltet ist.

2. Druckluftbremsanlage für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Querschnittsverengung (47) unmittelbar an der Schaltkammer (43) befindet.

3. Druckluftbremsanlage für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1 mit an der Schaltkammer angeschlossenen Anzeigeeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen zu den Anzeigeeinrichtungen (48) an der Einmündung in die Schaltkammer (43) eine Querschnittsverengung aufweisen.

4. Druckluftbremsanlage für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkammer (43) nur einen Leitungsanschluß mit Querschnittsverengung (47) aufweist, der sich nach der Querschnittsverengung (47) in Verbindungsleitungen zum fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regler (12) und zu den Anzeigeeinrichtungen (48) gabelt.