DE1680380A1 - Vakuum-Druckluftventil fuer Bremseinrichtungen von Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

• Vakuum-Druckluftventil für Bremseinrichtungen von Schienenfahrzeugen. Die Erfindung betrifft ein VD-Ventil für pneumatische Bremseinrichtungen von Schienenfahrzeugen, welches vom Druckverhalten in einer Vakuumbremsleitung gesteuert mittels eines kolbenbetätigten Ein- und Auslassventiles den Druck in einer der Druckluftbremse zugehörenden Hauptluftleitung steuert.
• Es ist bereits ein VD-Ventil der genannten Art bekanntl welches das Druckverhalten in einer Hauptluftleitung einer Druckluftbremse durch ein von zwei Kolben gpsteuertes Ein- und Auslassventil steuert. Diese zwei koaxial und hintereinander geschalteten Kolben, wobei der dem Ein- und Auslassventil näher liegende Kolben du-roh einen über ein Führerbremsventil einsteuerbaren Vorsteuerdruck entgegen dem in der Hauptluftleitung herrschenden Druck belastet und der andere Kolben in Öffnungsrichtung'des-Einlassventiles vom in der Vakuumbremsleitung herrschenden Regelvakuum und in der'dazu entgegengesetzten- Richtung vom Unterdruck in der Va-kuum-Bremsleitung beauf scl .---lagt wird , sind in Öffnungsrichtung des Einlassventiles durch eine Anschlagkupplung miteinander k-oppelbar. Dieses-bekannte VD-Ventil ist jedoch mit dem Nachteil' behaftetg dass es nicht eri7iö"Glie.14t9 Vakuumbremsen be-Iiebiger Art, d.h. Trieb'Lalirzeugeid-"- Vakuum-Bremsen unterschiedlicher Reg tellungen (z.B. 16 #elvplcuumeins Zoll Hg. oder 21 Zoll Hg), mit Druckluft.brensen Zu kombinieren, welche zum lösen der Bremsen einen stets gleichbleibenden lösedruck benötigen.Die gesante Einrichtung -n. uss stets auf die Höhe des Regelvakuums , i--iit welchem die Vakuumbremse betrieben wird, abgestimmt seing um in die Hauptluftleitung der--Druckluftbre.n2e den richtigen Lösedrud." einsteuern zu können. Eine Umstellung der bekannten Einrichtung von einer Reirrelvakuum-Einstellung auf eine andere Höhe des Re"elvakuur.is ist nicht möglich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein VD-Ventil der eingangz genannten Art zu schaffen, das den vorstehend beoQhriebenen Nachteil vermeidet, das also bei verschiedenen Regelvakuumeinstellungen der Vakuunbremse in die Hauptluftlei.tung der Druckluf tbremseinrichtung stets den gleichen Lösedruck einsteuert.

  Diese- 'Aufgabe wircl- wach der Erfindung- dadurch gelb-st.t

  d'er Fürs das: Ein und Auslassventil

  in- Öffnungreichtung- cles A-u#-las.s.venti-les- vom Druck in der

  HauptluftleitunIg und., in entgregengesetzter; Iti.ir-ku#ngsvi-ch,-'t,.ung

  Zum öffnen des Einla.,.,Dsve-zitile.s-. von einem. Vorst,exilerdruck

  belastüt. ist.. 1""e.'Lcher rilittels# Vgll##il-iigini#rdhtung,-eii--b-ei ge--

  lösten Brensen un"ibli--*ligiG-f von der- Höhe des Regelvakuuns

  in Vtil--Liun-bre-vl-#itu-nr auf eine berti-,mte DruaIchöhe. einge

  re,-elt und -während dura-Ii: Lufteinlasa in. die- Va#-.gumbreriis-

  leitung bewirkten BreT-z-,un,##en promortional zum Druch-a-n-

  stieg> in der Val,-ui;tz.-brenrle.i--tungr abgesenkt -.-Jird:.-

  Die weitere vorteilhafte- Ausg :,estaeltung der Erfindung r,0,--iie

  ihrer Einzelheiten ist aus-den Unteransnrüchen zu er-

  sehen.

  In der Zeichnung ist ein: VD-V-ciitil nach der Erfindung, in-

  Scilematischer Darstellung geZeigt.,

  Von einem Hauptluftbehniter 1 fii-,irt eine sich gabelnde

  Leitung 2 einerseits direkt zu einem Ptelaisventil 3 und-

  andererseits Über einen Druckregler 4 -"u'#,em Pxelai*sv-entil

  Das nelaisventil-5 Ist an eine Hauptluftleitung-5 einer

  nicht dargestell:ten Druckluftbremsanlage-angeschläsden,

  Eine Vakuumbre-maleitÜüg 6- führt mit ihrer # reil-,-idiäle-itung

  7 'einerseitEi.-zu,dem.Rela.isveiitil 3 und änderersed:ts über

  ein Rückschlagventil 8-zu dem Druckregler 4 und einern

  Cl>

  Yakuumbehälter 9. Zwischen dem Rückschlagventil 8 und dem Vakuumbehälter 9 ist indie Zweigleitun,9 7 der Druckregler 4.eingeordnet. Im oberen Teil des Druckreglers 4 befindet sich ein von einer Feder 10 belastetet Kolben 11 mit einer Kolbenetange 12, die in einer Bohrung 13 einer gehäusefesten Trennwand 14 geführt wird, Die Unterseite des Kolbens 11 arbeitet mit einem gehäusefesten Dichtsitz 15 zusammen und bildet mit diesem ein Einlassventil 11,15, welches in die Druckluftleitung 2 eingeordnet ist. Im unteren Teil des Druckreglers 4 befindet sich ein verstellbarer Anschlag 16, auf dem sich eine vorgespannte Federanordnung 18 abstützt, welche andererseits an einem weiteren Kolben 19 anliegt, Der Kolben 19 steht über ein hohles Kolbenrohr 20 mit einem weiteren Kolben 21 in starrer Verbindung. Der Kolben 21 weist eine Öffnung 17 auf, welche mit dem unteren Ende der Kolbenstange 12 des Kolbens 11 ein Auslasäventil 17,12 bildet, das bei Bewegung des Kolbens 21 in Öffnungsrichtung des Einlassventiles 11,15 geschlossen und bei eine r Bewegung des Kolbens 21 in der entgegengesetzten Richtung nach Aufliegen des Kolbens 11 auf dem Dichtsitz 15 geöffnet wird, Das Kolbens v stem 19,20,21 wird in Öffnungsrichtung des Einlassventiles 11,15 in seinem Hubweg von gehäusefesten Anschlägen 22 abgefangen. Ein zwischen dern Kolben 19 und dem verstellbaren Anschlag 16 befindlicher Zylinderraum 23 ist in die Zweigleitung 7 von der Vakuumbremsleitung 6 zwischen dem in Strömungsrichtung vom Vakuumbehälter 9 zur Vakuumbremslei.tung 6 öffnenden Rückschlagventil 8 und dem Vakuumbehälter 9 eingeordnet.*Der oberhalb des Kolbens 11 liegende Raum im Druckregler 4 ist um die Hubbewegung d es Kolbens 11 vom Druck in der Druckluftleitung 2 unabhängig zu machent durch eine Drosselbohrung 24 druc'kentl.stet. Durch eine Öffnung 25 in der Gehäugewand 14 wird die Oberfläche des Kolbens 21 mit dem im Raum 40 und 38 des Relaisventiles 3 herrschenden Bezugsdruck beaufschlagt, welcher bei geöffnetem Ventil 17,20 in die Atmosphäre abgebaut werdenkann. Zwischen Druckregler 3 und dem Vakuumbehälter 9 ist in der Zweigleitung 7 ein Auslöseventil 26 bekannter Art vorgesehen, Im Relaisventil 3 sind zwei koaxiale Kolbehsysteme angeordnet. Das obere Kolbensystem besteht aus drei koaxialen, hintereinander angeordneten Kolben 28o30,29 verschiedener Kolbenfläche, wobei der Kolben 28 grösster.Kolbenfläche der oberste und der Kolben 29 mittlerer Kolbenfläche der unterste Kolben ist. Der Kolben 30 mit der kleinsten.Kolbenfläche ist zwischen den beiden anderen Kolben angeordnet, Ein hohles Kolbenrohr 31, welches am unteren Ende einen Dichtsitz 32 aufweist, verbindet die drei Kolben 28.30,29 und steuert ein als Doppelventil ausgebildetes Ein-und Auslassventil 32,34 bzw. 33,34, das aus einem gehäusefesten Dichtsitz 33 sowie aus-einer mit diesem Dicht- Satz und. dem Dichtsitz 32 zusammcnarbeitenden Mchtplatte 34.9 die durch eine Druckfeder 35 belastet ist, gebildet wird. Der 29 ist in einen Zylinderraum 36 abr-.-dichtet verachieblich. An seiner Oberseite herrScht Atmosphärendruck, während an -einer Unterseite clas.vi#-n -: - E' g_; der Vakuumbra-nsl.e-' tung 6 über die - Zwe' -leiti-in-Lf-i 7 ab eleitete Vaktuun herrscht. Durch eine gehäusefeste ZwiseIzenviand 37-und den in dieser Ebene liegenden, verschieblich al).ged-ikühtet gelaGerten Kolbens 30 j.jird der Zylin-lerraim# -6 .q gegen!-iber einem- Zylinderraun 38, der über eine Drosselbohrung 30 mit einem Eaum 40 in Verbindung steht, abgeschlossen. Der Ratim 40 ist an die vor. Druckregler her" führende-Leitung 2 angeschlosse-n und über das Ein!.-ISS-ventil 33934 mit einem weiteren Raum 41 verbindbar, Der Raum 41'Ist nach unten durch-einen Kolben 42, der abgedichtet verschieblich im Raum 41 geführt istg abgeschloosJn und i"ann über das Ventil 32,34 in die A-L-,rposphäre entlüftet werden, Der Kolben 42 weist ein hohles Kolbenrohr 43 mit einer Verbindungsbohrung 44 und einen ringförm,igen Dichtsitz 45 auf, durch weiches einerseits der unterhalb des Kolbens 42 lie.gende Raum Iiit einem Zylinderraum 52 und der damit verbundenen Hauptluftleitung 5 in Verbindung steht und durch welchesandererseits ein Einlassventil 45,46 und ein Auslassventil

  46947 gesteuert wird Der Kolben 42 mit seine%.

  43 «

  Kolbenrohr und dem Dichtsitz 45 in Schliessrichtung des

  Auslasoventiles 47,46 von einer durch eine Feder 48 ,

  belasteten Ventilhülse 49, die auf 'dem D'Ichtsitz 46 aufsitzt9 belastet. Der Raum 52-.kann entweder über das Eiü-assventil 45.46- -mit einem an -die Druckluftleitung 2 angeschlossenen Raum 50 verbunden oder über d..s Auslassventil 46,47 und eine Entlüftungsdüse 51 in die Atmosphäre entlüftet werden. In drucklosem Zustand der EinTichtung wird durch die Kraft der Federeinrichtung 18 in Druckregler 4 über den Kolben 21 und die Kolbenstange-12 das Einlaseventil 11,15 geöffnet gehalten.-Die Einlass- und Auslassventile 33.34 und 32,34 und das Auslasoventil 4.6947 in Relaisventil 3 werden durch die Federn 35 bzw. 48 geschlossen gehalten. Wird nun zum Füllen bzw. lösen der Vakuumsbremseinrichtung des Triebfahrzzeuges und in der Folge der Druckluftbremseinrichtung des Zuges in der Val#:uumbrei-,zleitung 6 ein Vakuum aufgebaut, so pflanzt sich dieses über die Zweigleftung 7 einerseits in den Zylinderraum 36 unterhalb des Kolbens 28 uhd andererseits-über das Rückschlagventil 8 in den Zylinderraum 23 und weiter in den Vakuumbehälter 9 fort. Gleichzeitlg xvird von einer-nicht darcestellten Druckluftquelle über-den Hauptluftbehälterl in der Druckluftleitung 2 Druck aufgebaut, welcher einerseits über das geöffnete,Einlassventil 11,15 und-die Leitung 2 in den Raum 40 und über die Drosselbohrung 39 in den-Zylinderraum 38 des Helaisvdntiles- 3 gelangt und andererseits im Zylinderraum 50 Druck aufbautg welcher sich durch das geöffnete Einlassventil-45,46 auch in den Raum 52pdib Hauptluftleitung 5 und in-den unterhalb des Kolbens 42 liegenden Zylinderraum fortpflanzt. Durch das im Zylinderraum 23 herrschende Vakuum wird der Kolben l9 und somit über die Kolbenstange 20 auch der Kolben 21 entgegen der Kraft der einstellbaren Federanordnung 18 nach unten gezogen und das Einlassventil 11,15 durch die Kraft der Feder 10 mit dem nach unten gehenden Kolben 21 bei-Erreichen eines bestimmt= Bezugsdruckes im den Kolben 21 ebenfalls in Schließrich--tung des Einlassventils 11,15 belastenden Zylinderraum allmählich geschlossen. Nach Einsteuern eines von dem Vakuum im Zylinderraum 23 abhängigen Bezugsdruckes in den Zylinderräumen 40 un# 38 des Relaisventiles 3 kommt das Einlassventil 11,15 und das Auslassventil 17.,27 zu einer Abschlußstellung-. Auf den Kolben 28 wird durch das im Zylinderraum 36 herrschende Vakuum eine Kraftkomponente in Öffnungsrichtung des Einlassventiles 33,34 ausgeübt. Der im Zylinderraum 38 herrschende Bezugsdruck wirkt -auf die Differenzfläche aus der Fläche des Kolbens 29 und 'der Fläche des K--)Üens.30 derart, dass sich ebenfalls eine Kraftkomponente in Öffnungsrichtung des Einlassventiles 33,34 ergibt, Die Resultierende-der Kraftkomponenten bewirkt ein Öffnen des Einlassventiles 33,34, wodurch sich im'Raum 41 ein Vorsteue-rclruc-k- a-ufbatten kanng welcher auf den Kolben 42 in Öffnungsrichtung-des Einlassventiles 45,46 wirkt. Dadurch wird das Einlassventil 45,46 voll geöffnet und es kann sich in der Hauptluftleitung - 5 sowie im unterhalb des Kolbens 42 liegenden Raum ein Druck aufbauen, der dem lösedruck der Druckluftbremsenentspricht, wodurch über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung das Lösen der Druckluftbremsen im Zug eingeleitet wird. Die Einsteuerung des im Zylinderraum 41 herrschenden Vorsteuerdruckes erfolgt dabei derart, dass dieser Vorsteuer.-druck stets unabhängig von dem in der Vakuumbremsleitung 6 eingesteuerten Regelvakuum gleiche Höhe aufw.eist.
• D.h. 9 bei einem hohen Regelval,--uum im Zylinderraum 23 des Druckreglers 4 bzw. im Zylinderraum 36 des Helaisventiles 3 wird im Raum 40 und 38 des Relaisventileä ein geringer Bezugsdruck eingesteuert. Durch den geringeren Druck im Zylinderraum 38 wird die auf die Differenzfläche .zwischen Kolben 29 und 30 wirkende Kraftkomponente auch geringer. Aus der infolge des hohen Vakuums grossen Kraftkomponente von seiten des Kolbens 2ä und der kleineren Kraftkomponente der Differenzfläche der sich Kolben 29 und 30 ergib-tvals Resultierende die gleiche Kraft, wie sie bei einem geringeren Regelvakuum im Zylinderraum 23 bzw, im Zylinderraum 36 entsteht,

  da dabei der Druck im Raum 40 und 38 höher wird und die

  Druck

  aus dem'%*auf die Differenzfläche zwischen Kolben 29 und,30

  sich ergebende Kraftkomponente um den Betrag grösser wird, um den die vom Kolben 9-8 herrührende Kraftkomponente abnimmt. Der Vorsteuerdruck-im Zylinderraum, 41.wirkt auf die Unterseite des Kolbens 29 in Schließrichtung des Einlassventiles 33.34, wodurch dieses in--eine Ab.#schlußstellung gelangt. Der unterhalb des Kolbens 42 herrschende Druck bewirkt nach Erreichen der Lösedruckhöhe ein Verschieben des Kolbens,42 in eine Abschlußstellung des Einlassventiles 459469 d.h. das Einlassventil 45,46 wird geschlossen und der Raum 50 vom Raum 52 abgetrennt. Bei.Leckverlusten in der Hauptluftleitung 5 oder im Zylinderraum 52 wird der Kolben 42 vom Vorsteuerdrück wieder nach unten gedrückt, das Einlassventil 45,46 geöffnet und aus dem Zy" linderraum 50-Druck nachgespeist.
• Bei einem Bremsvorgang wird die Vakuumbremsleitung 6 belüftet und dadurch däs Vakuum abgebaut. Das Rückschlagventil 8 schliesst sich bei der Belüftung, sodass das Regelvakuum. im Zylinderraum 23 und im Vakuumbehälter 9 aufrecht erhalten und das Einlassventil 11"15 geschlossen bleibt. Durch das abnehmende Vakuum im 'L7jyl#,inderraum 36 wird die in Öffnungsrichtung des Einlassventiles 34,33 gerichtete Kraftkomponente des Kolbens 28 geringer"-soda-ss die Belastung durch den auf die Kolbenfläche des Kolbens 29 wirhenden Druck so gros.s wird, dass das Kolbe-asystem 28,219,30 mit dem Kolbenrohr 31 in Öffnungsrichtung des Auslassventiles 33,34 verschoben wird und der Zylinderraum 4,1 durch das Kolbenrohr 31 teilweise in die Atmosphäre entlüftet wird. Beildiesem Druckabfall wird der Kolben 42 durch den-unter ihm herrschenden Druck in Öffnungsrichtung des AuslassVentilos 46,47 verschoben, sodass die Hauptluftleitung 5, der Zylinderraum 52 und der unterhalb des 1'.olbens 42 liegende Raum ilber die Entlüftungsbohrung 51 entsprechend dem Druckabbau im Zylinderraum 41 in die Atmosphäre entlüftet werden. Es tritt somit ein durch die Druckabsenkung in der Hauptluftleitung eingeleitetes Bremsen des Zuges auf. Die Stärke der Abbremsung der Vakuumbremsen und der Druckluftbremsen ist dabei abhängig von der Stärke der Belüftung der Vakuumbremsleitung 6. Sollen die nun angelegten Bremsen des Zuges und des Triebfahrzeuges wieder gelöst werden-, so wird in der. Vakuumbremsleitung 6 wieder das Regelvakuum. eingesteuert, wodurch einerseits ein Lözen der Vakuumbremsen des Triebfahrzeuges und andererseits über den Kolben 28 ein öffnen des Einlassventiles 33,34 bewirkt wird, bis nach einem Druckaufbau im Zylinderraum 41 und ein-dementsprechend. zeitweises, vom Kolben,.42 gesteuertes Öffnen des Einlassventils 45,47 ein Einsteu-ern eines Lösedruckes aus der Druckluftleitung 2 in die HauPtluftleitung 5 und somit ein neuerliches Lösen der Druckluftbremsen erzielt ist. Um 'bei einem abgestellten Triebfahrzeug eine völlige Belüftung des Vakuumbremssystemes bewerkstelligen zu können, musgnach Belüften der Vakuumbremsleitung 6 eine Belüftung des Zylinderraumes 23 und des Vakuumbehälters 9 durch einen Zug von Hand an dem Auslöseventil 26 vorgenommen werden.

Claims (1)

1. P a t o ii t:a ii s p r ü c h e #TD-Ven-lu-il für Pneunatische Brernseinrichtungen von SchienenfAhrzeugen welches vom Druckverhalteii in einer Val--u-umbrom,sleitzin,c ##esteuerL.Imittels eine.a kolbenbetäti.-ten Ein- und Ausizistventils den Druck in einer der Druckluftbremse Zugehörenden Hauptluftleitung steuert, dadurch gekennzeiel-inetg-dass.der Be- tätigungskolben-(42) für das-Ein- und.Auslassventil (45,46,47) in Öffnungsriähtung des Auslassventiles (46.47) vom Druck in der Rauptluftleitung.(5) und in entgegengesetzter 1,11irkungirichtung zum Öffnen des FUnlasoventiles von einen Vorsteuerdruck belastet istt welcher mittels Ventileinrichtungern bei--e- lösten Bremsen unabhängig von der Höhe des Res#el- vakuums in der Vakuumbremsleitung (6) auf eine be- .5ere--elt und v#i'-i.hren--1 dur ch Lufi,- stimmte Druckhöhe ein.r einlaso in die Vakuumbremsleitung (6) bewirkten Bremsungen proportional zum Druckanstieg --in der Vakuumbremsleitung abgesenkt #I.II-rd.- 2, VD-Ventil nach Ans.pruch 1, dadurch -gekennzeichnet, dass -die Ventileinrichtungen einen Druckregler (4) und ein -Helaisventil (3) umfasseng wobei der aus einer Druckluftquelle mit Druckluft versorgte Druckregler (4) von der Höhe des Regelvakuums in der Vakuumbremsleitung (6) gesteuert die Druckhöhe eines Bezugsdruckes proportional zur absoluten Druckhöhe des Regelvakuumseinregelt und das vom Bezugsdruck gespeistel den Vorsteuerdruck überwachende Relaisventil(3) ein Ein- und Auslassventil (32.33.34) aufweist, welches von einem Kolbensystem(28,29,30) betätigt ist,-das in Öffnungsrichtung des Einlassventils Z33,34) wirkend vom Vakuum in der Vakuumbremsleitung (6) und dem Bezugsdruck und entgegengesetzt da-zu in Öffnungsrichtung den Auslassventiles (32934) vom Vorsteuerdruck belastet ist. 3* ID-Ventil nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, dass das Helaisventil (3) drei koaxiale, durch ein das Auslassventil (32934) steuerndes Kolbenrohr (31) verbundene -Kolben (28,29, 30) mit verschieden grossen Beaufschlagungsflächen aufweist, von denen der Kolben (28) mit der grössten Beauf_ schlagÜngsfläche vom Vakuum der Vakuumbremsleitung (6) und der,Kolben(29) mit der nächstkleineren Beaufschlagungsflabehe vom Bezugsdruck in Öffnungsrichtung des Einlassventiles (33.34) belastet ist und der Kolben (30) mit der kleinsten Beaufschlagungsfläche vom Bezugsdruck sowie der Kolben (29) mit der mittleren Beaufschlagungsfläche vom Vorsteuerdruck in Öffnungsrichtung.des Auslassventils (32,34) 'belastet ist. VD-Ventil nach Anspruzh 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler (4) ein druckentlastetes Einlassventil (11.15) zum Einsteuern des Bezugsdrückes in das Relaisventil (3) besitzte wobei das Einlassventil (11915) von einem in Schließrichtung vomBezugsdruck und dem Regel= valtlium und in entgegengesetzter Wirkungsrichtung von einer einstellbaren Federanordnung (18) belasteten Kolbensystem (19920e21) gesteuert ist. VD-Ventil nach Anspruch 4e dadurch gekennzeichnet, dass ein in seinem Vakuum durch einen Vakuumbehälter (9) vergrösserter,vom Kolbensystem des Druckreglers (4) -begrenzter und mit Regelvakuum gefüllter Zylinderraum (23) über ein in-dieser Strömungsrichtung öffnendes Rückschlagventil (8) mit der Vakuuinbremeleitung (6) verbunden ist.