DE2016006C3 - Elektropneumatische Bremseinrichtung für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektropneumatische

Bremseinrichtung für Schienenfahrzeuge, mit einem vom Druck in einer Hauptluftleitung gesteuerten, die Druckbeaufschlagung eines Bremszylinders aus einem Hilfsluftbehälter beeinflussenden Bremssteuerventil, welches eine mit dem Hilfsluftbehälter verbindbare Ventilkammer für die Aufnahme der dem Bremszylinder zuzuführenden Druckluft und eine mit der Atmosphäre verbindbare Entlüftungskammer zur Aufnahme der aus dem Bremszylinder zu entlassenden Druckluft aufweist, mit einer der Druckluftversorgung dienenden Fülleitung, mit einem Brems- und einem Lösemagnetventil, wobei die beiden Magnetventile in Abhängigkeit vom Druck in der Fülleitung umschaltbar die Druckbeaufschlagung des Bremszylinders entweder bei in Lösestellung verharrendem Bremssteuerventil direkt oder vermittels Steuerung des in der Hauptluftleitung herrschenden Druckes über das Bremssteuerventü indirekt zu steuern vermögen.

Elektropneumatische Bremsen werden digital durch Anlegen eines Spannungspotentials an ein Löse- oder ein Bremskabel elektrisch gesteuert. Bei direkt gesteuerten elektropneumatischen Bremsen überwachen das Brems- und das Lösemagnetventil unmittelbar die Druckbeaufschlagung des Bremszylinders, während das Bremssteuerventil während elektrisch gesteuerter Bremsvorgänge ständig in Lösestellung verharrt Das Bremsmagnetventil öffnet dabei während seiner Erregung eine Verbindung vom Hilfsluftbehälter zum Bremszylinder, während das Lösemagnetventil bei seiner Erregung eine Verbindung vom Bremszylinder zur Atmosphäre absperrt Hieraus ergibit sich, daß zum elektrisch gesteuerten Betätigen der direkten Bremse

•owohl das Brems- wie auch das Lösemagnetventi! rregt werden müssen. Zum Halten einer bestimmten Bremsstufe muß nur das Lösemagneiventil erregt werden und zum Lösen der Bremse sowie bei gelöster Bremse werden weder das Brems- noch das Lösema-

⁸"es ist bekannt, bei direkt wirkenden, elektropneumatischen Bremseinrichtungen die Verbindung vom Brems- und Lösemagnetventil zum Bremszylinder durch den Auslaßkanal des Bremssteuervenlils und gegebenenfalls noch über einen dem Bremssteuerventil nachgeschalteten Druckübersetzer zu führen.

Bei indirekt gesteuerten, elektropneumatischen Bremsen öffnet das Bremsmagnetventil bei seiner Erregung eine Verbindung von der Hauptluftleitung zur Atmosphäre, während das Lösemagnetventil bei seiner Frregung eine Verbindung von einem Hilfsluftbehälter bzw einer ständig Druckluft führenden Fülleitung zur Hauptluftleitung öffnet. Hieraus ergibt sich, daß zum elektrisch gesteuerten Betätigen der Bremsen nur das Bremsmagnetventil erregt werden muß, wobei es den in der Hauptluftleitung herrschenden Druck absenkt und somit das Bremssteuerventil veranlaßt, in den Bremszylinder Druckluft einzusteuern. Zum Halten einer bestimmten Bremsstufe sind weder das Brems- noch das Lösemagnetventil zu erregen. Zum Lösen muß das Lösemagnetventil erregt werden; es steuert dabei aus dem Hilfsluftbehälter bzw. der Fülleitung Druckluft in die Hauptluftleitung ein, erhöht den in dieser herrschenden Druck auf die Regeldruckhöhe und veranlaßt dadurch das Bremssteuerventil, den Bremszylinder wieder in die Atmosphäre zu entleeren, im gelösten Zustand der Bremse sind weder das Brems- noch das Lösemagnetventil erregt.

Es ergibt sich also, daß zum elektrischen Steuern einer direkten und einer indirekten elektropneumatischen Bremseinrichtung sich voneinander unterscheidende digitale Steuersignale erforderlich sind, daß also diese zwei Arten von Bremseinrichtungen nicht ohne weiteres miteinander gemeinsame betreibbar sind.

Um Schienenfahrzeuge sowohl in direkt wie in indirekt elektropneumatisch gesteuerte Züge einstellen zu können, wurde mit der DT-AS 12 75 570 bereits eine gemäß den eingangs angebenen Merkmalen umschaltbar ausgebildete Bremseinrichtung vorgeschlagen Diese Bremseinrichtung weist eine Umschalteinrichtung auf welche von einem vom Druck in der Fülleitung entgegen der Kraft einer Feder belasteten Kolben Besteuert ist. In ihrer einen, fehlendem Fülleitungsdruck entsprechenden Schaltstellung verbindet diese Umschalteinrichtung das Brems- und das Lösemagnetvent. pneumatisch über ein Doppelrückschlagventu parallel zum Bremssteuerventil mit dem Bremszylinder und schließt elektrisch das Bremsmagnetventil an das Lösekabel und das Lösemagnetventil an das Bremskabel an. In ihrem anderen Schaltzustand bei vorhandenem Druck in der Fülleitung verbindet die Umschalteinrichtung das Brems- und das Lösemagnetventil mit der Hauptluftleitung, während sie elektrisch das BremsmagnetVentil mit dem Bremskabel und ^s Losemagnetventil mit dem Lösekabel verbindet. Wahrend Umschaltvorgängen muß die Umschalteinrichtung also 'IeTeLr pneumatischen auch eine elektrische umschaltung des Brems- und des Lösemagnetven üs bewirken Die bekannte Bremseinrichtung beno igt sornU einen elektrischen Umschalter; elektrische U„v schalter bzw. Kontakteinrichtungen sind jedoch fur den rauhen Eisenbahnbetrieb infolge ihre Störanfälligkeit

schlecht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufabe zugrunde, eine elektropneumatische Bremseinrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, welche durch rein pneumatische Mittel zwischen direkter und indirekter elektropneumatischer Betätigung umstellbar ist, dabei soll die zu schaffende elektropneumatische Bremseinrichtung einen einfachen Aufbau aufweisen und die Möglichkeit einer Zusammenfassung der elektropneumatischen Steuerteile bieten, so daß bisher rein pneumatisch betriebene Druckluftbremsen durch einfaches Anfügen dieser elektropneumatischen Steuerteiie zu einer umschaltbar direkt oder indirekt betreibbaren elektropneumatischen Bremseinrichtung umgestaltet werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Bremsmagnetventil beä seiner Erregung ein in eine Verbindung von der Hauptluftleitung zu einem über ein Entlüftungsventil von der Atmosphäre abgetrennten Entlüftungsraum öffnendes erstes Ventilteil und ein eine Verbindung vom Hilfsluftbehälter zu einem Beaufschlagungsraum öffnendes, zweites Ventilteil umfaßt, daß das Entlüftungsventil von einem in dessen Schließrichtung vom Druck im Entlüftungsraum und andererseits vom Druck in der Fülleitung beaufschlagten Kolben gesteuert ist, daß der Beaufschlagungsraum über ein kolbengesteuertes Umschaltventil mit der Entlüftungskammer des Bremssteuerventils verbindbar ist, daß der Kolben des Umschaltventils in Öffnungsrichtung eines in die genannte Verbindung eingeordneten ersten Ventilteiles und in Schließrichtung eines zweiten, in eine Verbindung von der Entlüftungskammer zur Atmosphäre eingeordneten zweiten Ventilteiles von einer ständig wirksamen Kraft entgegen dem Druck in der Fülleitung belastet ist, und daß das Lösemagnetventil bei seiner Erregung ein in eine Verbindung vom Hilfsluftbehälter zur Hauptluftleitung eingeordnetes erstes Ventilteil öffnet und ein in eine zweite Verbindung von der Entlüftungskammer zur Atmosphäre eingeordnetes zweites Ventilteil schließt.

Um bei indirektem Betrieb eine besonders rasche Druckluftbeaufschlagung des Bremszylinders zu bewirken, kann es gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zweckmäßig sein, wenn der Beaufschlagungsraum über ein in dieser Strömungsrichtung öffnendes Rückschlagventil mit der Ventilkammer des Bremssteuerventils verbunden ist. Wenn in eine vom Hilfsluftbehälter zur Ventilkammer des Bremssteuerventils führende Verbindung ein Höchstdruckbegrenzer und gegebenenfalls umschaltbare Bremsdüsen in Serie eingeordnet sind, kann es für Bremseinrichtungen nach einem Merkmal gemäß der Erfindung zur besonders raschen Füllung des Bremszylinders sowohl im direkten wie im indirekten Betrieb bis zu einem bestimmten Höchstdruck besonders vorteilhaft sein, wenn die das zweite Ventilteil des Bremsmagnetventils aufweisende Verbindung von einem zwischen dem Höchstdruckbegrenzer und den Bremsdüsen liegenden Verbindungsabschnitt zum Beaufschlagungsraum führt und wenn das Rückschlagventil in eine Verbindung vom Beaufschlagungsraum zu einem ungedrosselt zur Ventilkammer führenden Verbindungsabschnitt eingeordnet ist

In weitere Ausgestaltung gemäß der Erfindung ergibt sich eine zweckmäßige, ir. Art eines Magnetventils mit Vorsteuerung arbeitende Ausbildung des Bremsmagnetventils dadurch, daß das zweite Ventilteil des Bremsmagnetventils als kolbengesteuertes Absperrventil ausgebildet ist, dessen Steuerkolben in öffnungsrich-

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lung vom Druck im ständig über eine Düse mit der Atmosphäre verbundenen Entlüftungsraum entgegen einer ständig wirksamen, geringen Schließkraft beaufschlagt ist. Für das zweite Ventilteil des Bremsmagnetventils ergibt sich dabei eine Servorbetätigung und das Bremsmagnetventil benötig zu seiner Erregung nur eine geringe elektrische Leistung.

Weiterhin kann es nach der Erfindung, falls das Bremssteuerventil mit gegebenenfalls umschaltbaren Lösedüsen versehen ist, zweckmäßig sein, wenn die Lösedüsen in der zweiten Verbindung von der Entlüftungskammer zur Atmosphäre dem zweiten Ventilteil des Lösemagnetventils nachgeordnet sind.

Wenn die umschaltbaren Brems- und Lösedüsen in einem an das Bremssteuerventil leicht abnehmbar angeflanschten Zugartumstellgerät angeordnet sind, ergibt sich bei einer derartigen Ausbildung gemäß einem weiteren Merkmal nach der Erfindung schließlich die Möglichkeit, das Brems- und das Lösemagnetventil, das Entlüftungsventil und das Umschaltventil zu einer in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten, in an sich bekannter Weise zwischen das Bremssteuerventil und das Zugartumstellgerät als Zwischenflansch anbringbaren Baueinheit zusammenzufassen. Mittels einer derartigen Baueinheit kann eine zuvor rein pneumatisch betriebene Bremse in einfachster Weise zu einer umschaltbar direkt oder indirekt elektropneumatisch betreibbaren Bremseinrichtung umgestaltet werden.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schemalisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher

erläutert.

Zur Druckluftversorgung und zur Steuerung der Bremseinrichtung sind eine Fülleitung 1, eine Hauptluftleitung 2, ein Lösekabel 3 und ein Bremskabel 4 vorgesehen. Die wesentlichen Einzelgeräte der Bremseinrichtung sind ein als Dreidruckventil ausgebildetes Bremssteuerventil 5 mit einem Höchstdruckbegrenzer 6 und einem Mindestdruckventil 7, ein Hilfsluftbehälter 8, ein Bremszylinder 9, ein Zugartumstellgerät 10 und eine elektropneumatische Baueinheit 11. Von der Hauptluftleitung 2 führt eine Zweigleitung 12 in eine Leitungskammer 13 des Bremssteuerventils 5, die durch einen Steuerkolben 14 von einer Steuerkammer 15 abgetrennt ist. Die Steuerkammer 15 ist über eine als Rückschlagventil 16 und Düse 17 dargestellte Überwacheinrichtung aus der Zweigleitung 12 füllbar. Der Steuerkolben 14 ist mit einem Ventilrohr 18 verbunden, welches einerseits ständig in eine Entlüftungskammer 19 mündet und andererseits in einem Raum 20 vor einer Doppelventildichtung 21 endet. Das Ventilrohr 18 trägt einen einerseits vom Druck im Raum 20 und andererseits vom Atmosphärendruck belasteten Kolben 22. Die federbelastete Doppelventildichtung 21 bildet zusammen mit der Mündung des Ventilrohres 18 ein Auslaßventil und zusammen mit einem gehäusefesten Ventilsitz ein eine Verbindung von einer Ventilkammer 24 zum Raum 20 überwachendes Einlaßventil 25. Eine Feder belastet den Kolben 22 in Öffnungsrichtung des Auslaßventils 23. Vom über je ein Rückschlagventil bzw. 28 aus der Fülleitung 1 bzw. der Hauptluftleitung füllbaren Hilfsluftbehälter 8 führt eine Rohrleitung 29 zu einem dem Höchstdruckbegrenzer 6 und dem Mindestdruckventil 7 gemeinsamen Raum 30. Der Höchstdruckbegrenzer 6 weist im Raum 30 ein in Öffnungsrichtung durch eine Feder 31 belastetes, die Verbindung des Raumes 30 zu einer Rohrleitung 32 überwachendes Ventil 33 auf. Die Ventilplatte des Ventils 33 ist von einem Ventilrohr 34 durchbrochen, welches andererseits in einem Raum 35 endet. Das Ventilrohr 34 trägt einen in Schließrichtung des Ventils 33 vom Druck im Raum 35 entgegen Atmosphärendruck beaufschlagten Kolben 36.

Das Mindestdruckventil 7 weist im Raum 30 ein von einer Feder 37 in Öffnungsrichtung belastetes Ventil 38 auf, welches die Verbindung des Raumes 30 mit einer Rohrleitung 39 überwacht. Das Ventil 38 ist über eine Kolbenstange von einem Kolben 40 gesteuert, welcher ίο in Schließrichtung des Ventils 38 vom Druck in einem Raum 41 entgegen Atmophärendruck belastet ist. Der Raum 20 des Bremssteuerventils 5 steht über eine Rohrleitung 42 mit dem Raum 41 und über eine Rohrleitung 43 mit dem Bremszylinder 9 in Verbindung. In die Rohrleitung 43 kann, wie strichpunktiert angedeutet, ein zur Druckluftversorgung über eine Rohrleitung 44 an die Rohrleitung 29 angeschlossenes Relaisventil oder Druckübersetzer 45 angeordnet sein. Die Rohrleitung 39 mündet in eine einerseits zur ίο Ventilkammer 24 des Bremssteuerventils 5 und andererseits zum Zugartumstellgerät 10 führende Rohrleitung 46 ein. Die ansonsten von der Atmosphäre abgetrennte Entlüftungskammer 19 des Bremssteuerventils 5 steht mit einer zum elektropneumatischen Steuergerät 11 führenden Rohrleitung 47 in Verbindung. Das elektropneumatische Steuergerät 11 ist über eine Zweigleitung 50 an die Fülleitung 1 und eine Zweigleitung 51 an die Hauptluftleitung 2 angeschlossen. Die Zweigleitung 50 mündet in einen Zylinderraum 52 eines dem elektropneumatischen Steuergerät zugehörenden Umschaltventils 53 und über einen Luftührungskanal 54 in einen Zylinderraum 55 eines ebenfalls dem elektropneumatischen Steuergerät 11 zugehörenden Entlüftungsventils 56 ein. Der Zylinderraum 52 des Umschaltventils 53 ist durch einen andererseits von einer Feder 57 und dem Atmosphärendruck belasteten Kolben 58 begrenzt. Der Kolben 58 ist von einem Ventilrohr 59 durchsetzt, welches in einem Raum 60 vor einer federbelasteten Doppelventildichtung 61 endet. Die sich in einem Raum 62 befindende Doppelventildichtung 61 bildet zusammen mit einem gehäusefesten Ventilsitz ein erstes, eine Verbindung der Räume 60 und 62 überwachendes Ventilteil 63 und zusammen mit der Mündung des Ventilrohres 59 ein eine Verbindung des Raumes 60 mit der Atmosphäre überwachendes, zweites Ventilteil 64. Die Rohrleitung 47 mündet in den Raum 60 ein. Im Entlüftungsventil 56 ist der Zylinderraum 55 durch einen Kolben 65 von einem Entlüftungsraum 66 getrennt. Der Kolben 65 ist über eine den Entlüftungsraum 66 durchragende Kolbenstange 67 mit einer in einem mit der Atmosphäre verbundenen Raum 68 angeordneten, in Schließrichtung federbelasteien Ventildichtung 69 verbunden. Die Ventildichtung 69 bildet zusammen mit einem gehäuse 55 festen Ventilsitz ein die Verbindung des Entlüftungsrau mes 66 mit dem Raum 68 überwachendes Ventil 70. Eir in der Trennwand zwischen dem Entlüftungsraum « und dem Raum 68 angeordnete Düse 71 überbrückt da: Ventil 70.

6o Das eleklropneumatische Steuergerät 11 ist weiterhii mit einem Bremsmagnetventil 72 versehen, dessci Spule 73 einerseits an das Bremskabel 4 un< andererseits an Masse angeschlossen ist. Bei seine Erregung öffnet das Bremsmagnetventil 72 ein erste 65 Ventilteil 74, welches in eine Verbindung von einen über die Zweigleitung 51 mit der Hauptleitung 2 ii Verbindung stehenden Raum 75 zum Enllüftungsraur 66 eingeordnet ist. Dem Bremsmagnetventil 72 gehör

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:in zweites Ventilteil 76 zu, welches in eine Verbindung iwischen einem Raum 77 und einem Raum 78 eingeordnet ist. Die Ventildichtung 79 des zweiten Ventiliertes 76 ist über eine Kolbenstange 80 mit einem Kolben 81 verbunden, welcher in Öffnungsrichtung des zweiten Ventilteiles 76 vom Druck im Entlüftungsraum 66 entgegen dem Atmosphärendruck und der Kraft einer Feder 82 belastet ist. Der Raum 77 ist über eine Rohrleitung 83 an die Rohrleitung 32 angeschlossen und der Raum 78 steht über eine Düse 84 mit dem Raum 62 des Umschaltventils 53 und über ein in dieser Strömungsrichtung öffnendes Rückschlagventil 85 und eine Rohrleitung 46 in Verbindung.

Schließlich enthält das elektropneumatische Steuergerät 11 noch ein Lösemagnetventil 87, dessen Spule 88 einerseits an das Lösekabel 3 und andererseits an Masse angeschlossen ist. Bei seiner Erregung öffnet das Lösemagnetventil 87 ein erstes Ventilteil 89, welches in eine Verbindung vom Raum 75 zu einem über eine Düse 90 mit der Rohrleitung 29 in Verbindung stehenden Raum 91 öffnet und ein zweites, in eine Verbindung vom Raum 60 des Umschaltventils 53 zu einem Raum 92 eingeordnetes Ventilteil 93 schließt Vom Raum 92 führt eine Rohrleitung 94 zum Zugartumstellgerät 10.

Im Zugartumstellgerät 10 sind die Rohrleitungen 46 und 32 ständig über eine Bremsdüse 95 miteinander verbunden und die Rohrleitung 94 ist ständig über eine Lösedüse % an die Atmosphäre angeschlossen. Im weiteren weist das Zugartumstellgerät 10 zwei durch Drehen einer Betätigungswelle 97 bemeinsam von Hand entgegen Federbelastungen betätigbare Stößelventile 98 und 99 auf. Das Stößelventil 98 ist in eine über eine zweite Bremsdüse 100 parallel zur Bremsdüse 95 geführte Verbindung von der Rohrleitung 46 zur Rohrleitung 32 eingeordnet. Das Stößelventil 99 überwacht eine zur Lösedüse % parallele Verbindung von der Rohrleitung 94 über eine zweite Lösedüse 101 zur Atmosphäre.

Bei zu direktem elektropneumatischen Betrieb bereiter, gelöster Bremseinrichtung ist die Hauptluftleitung 2 mit Luft von Regeldruckhöhe aufgeladen. Das Löse- und das Bremskabel 2 bzw. 4 sind spannungslos. Aus der Hauptluftleitung 2 sind die Leitungskammer 13, über das Rückschlagventil 28 der Hilfluftbehälter 8 und über das Rückschlagventil 16 und Düse 17 die Steuerkammer 15 mit Luft von Regeldruckhöhe beaufschlagt. Über die Rohrleitung 29 ist der Raum 30 und über das geöffnete Ventil 38 des Mindestdruckventils 7 sowie die Rohrleitung 39 die Ventilkammer 24 mit Luft gleichen Drucks beaufschlagt. Im Raum 35 des Höchstdruckbcgrenzers 6 herrscht ebenfalls Regeldruckhöhe; über den Kolben 36 wird das Ventil 33 entgegen der Kraft der Feder il geschlossen gehalten. Die Feder 26 hält bei geschlossenem Ventil 25 das Ventil 23 des Bremssleuerventils 5 geöffnet, so daß der Bremszylinder 9 und der Raum 41 zusammen mit dem Raum 20 über das Ventiirohr 18 mit der Entlüftungskammer 19 und der Rohrleitung 47 in Verbindung stehen. Im elektropneumatischen Steuergerät 11 ist die Rohrleitung 47 über den Raum 60, das geöffnete zweite Ventiltcil 93 des Lösemagnetvcntils 87 und den Raum 92 mit der Rohrleitung 94 verbunden, welche im Zugartumsteligerät 10 über die Lösedüse 96 und bei geöffnetem Stößelvcntil 99 parallel hierzu über die Lösedüse 101 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die Zylinderräume 52 und 55 des elektropneumatischen Steuergerätes 11 sind drucklos; die Räume 78 und 62 sind daher über das geöffnete Ventil 63 durch die bereits angegebenen Verbindungen ebenfalls drucklos. Der Raum 75 ist aus der Hauptluftleitung 2 und der Raum 91 über die Lösedüse 90 aus dem Hilfsluftbehälter 8 mit Luft in Regeldruckhöhe gefüllt. Die Ventilteile 74 des Bremsmagnetventils 72 und 89 des Lösemagnetventils 87 sind geschlossen. Die Federbelastung der Ventildichtung 69 hält das Ventil 70 geschlossen und im über die Düse 71 mit der Atmosphäre verbundenen Entlüftungsraum 66 herrscht Atmosphärendruck. Die Feder 72 hält das zweite Ventilteil 76 des Bremsmagnetventils 72 geschlossen und damit den über die Bremsdüse 95 und bei geöffneten Stößelventil 98 parallel hierzu über die Bremsdüse 100 aus der Rohrleitung 46 durch die Rohrleitung 32 und 83 mit Luft von Regeldruckhöhe gefüllten Raum 77 vom Raum 78 abgetrennt. Das Rückschlagventil 85 und das Ventilteil 64 sind geschlossen.

Zum pneumatisch gesteuerten Bremsen wird der in der Hauptluftleitung 2 herrschende Druck abgesenkt Das Löse- und das Bremkabel 3 und 4 bleiben dabei spannungslos. Die durch die Hauptluftleitung 2 in die Leitungskammer 13 des Bremssteuerventils 5 eingesteuerte Druckabsenkung ermöglicht dem in der Steuerkammer 15 verbleibenden Regeldruck, den Steuerkolben 14 mit dem Ventilrohr 18 zu verschieben und dabei nach Schließen des Ventilteiles 23 das Ventilteil 25 zu öffnen. Aus der Ventilkammer 24 strömt dann Druckluft durch das geöffnete Ventilteil 25 in den Raum 20 und durch die Rohrleitungen 42 und 43 in den Raum 41 sowie den Bremszylinder 9 ein. Sobald im Raum 41 ein bestimmter Mindestdruck erreicht ist, schließt der Kolben 40 entgegen der Kraft der Feder 37 das Ventil 38 und die unmittelbare Verbindung vom Hilfsluftbehälter 8 über den Raum 30 und die Rohrleitung 39 zur Ventilkammer 34 wird unterbrochen. Der bis dahin in der Ventilkammer 24 anstehende, volle Regeldruck bewirkt bis zum Errreichen dieses Mindestdruckes im Raum 41 ein sehr rasches Einschießen von Druckluft in den Bremszylinder 9, so daß in diesen sehr rasch die Mindestdruckhöhe erreicht wird. Nach dem Schließen des Ventils 38 sinkt durch weiteres Einströmen von Druckluft in den Bremszylinder 9 der in der Ventilkammer herrschende Druck rasch bis zu einem bestimmten Höchstdruck ab. Dieser Höchstdruck stellt sich über die Rohrleitung 46 und die Bremsdüsen 95 und 100 sowie die Rohrleitung 32 und durch das Ventilrohr 34 auch im Raum 35 des Höchstdruckbegrenzers 6 ein. Bei Erreichen dieses Höchstdruckes im Raum 35 vermag die Feder 31 das Ventil 33 entgegen der Druckluftbeaufschlagung des Kolbens 36 zu öffnen, so daß aus dem Hilfsluftbehälter 8 über die Rohrleitung 2S und dem Raum 30 sowie das Ventil 33 derart Drucklufi in die Rohrleitung 32 eingespeist wird, daß in dei Rohrleitung 32 der erwähnte Höchstdruck nich unterschritten wird. Sollte in der Rohrleitung 32 de Höchstdruck geringfügig überschritten werden, s( bewirkt diese auch in den Raum 35 gelangend' Drucksteigerung über den Kolben 36 ein Schließen de Ventils 33 und damit ein Absperren der Druckluftnach speisung in die Rohrleitung 32. Über die Bremsdüsen 9 und 100 wird die weitere Drucklufteinspeisung in de flremszylinder 9 nach dem Schließen des Ventils 38 de 'vlindesldruckventils 7 in der für pneumatische Brem; einrichtungen üblichen Weise entsprechend den Einste iungen G, P oder R verzögert Bei Teilbremsunge vermag der in den Raum 20 eingesteuerte Druck di Ventilrohr 18 mit dem Steuerkolben 14 bei Erreiche einer bestimmten, unter dem Höchstdruck liegende

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Druckhöhe im Bremszylinder 9 bis zum Schließen des Einlaßventils 25 zurückzudrücken. Bei Vollbremsung dagegen bleibt das Einlaßventil 25 ungeöffnet und der vom Höchstdruckbegrenzer 6 in der geschilderten Weise begrenzte Höchstdruck gelangt in den Bremszylinder 9.

Zum pneumatischen Lösen wird in die Hauptluftleitung 2 wieder Luft von Regeldruckhöhe eingespeist. Der Steuerkolben 14 wird durch die ansteigende Druckbeaufschlagung der Leitungskammer 13 und die Belastung des Kolbens 22 in die dargestellte Lage zurückgedrückt, in welcher über das Ventilrohr 18 das Ventilteil 23 geöffnet ist. Aus dem Bremszylinder 9 und dem Raum 41 sowie dem Raum 20 strömt die Druckluft dann durch das Ventilrohr 18 in die Entlüftungskammer 19 und aus dieser durch die Rohrleitung 47, den Raum 60, das zweite Ventilteil 93 des Lösemagnetventils 87, den Raum 92 und die Rohrleitung 94 über die Lösedüsen 96 und 101 zur Atmosphäre ab. Über das Rückschlag ventil 28 wird sodann die aus dem Hilfsluftbehälter 8 zuvor zur Füllung des Bremszylinders 9 entnommene Druckluft wieder nachgefüllt.

Durch nur teilweise Druckabsenkung bzw. Drucksteigerung in der Hauptluftleitung 2 können beliebige Brems- und Lösestufen eingestellt werden. Das elektropneumatische Steuergerät U bleibt während allen diesen Vorgängen in Ruhe. Durch Drehen der Umstellwelle 97 des Zugartumstellgerätes 10 von der dargestellten Stellung »f?« auf die angedeutete Stellung »G, P« können die Stößelventile 98 und 99 geschlossen und damit die Bremsdüse 100 und die Lösedüse 101 außer Wirkung gebracht werden. Die Brems- und Lösevorgänge verlaufen dann zeitlich gestreckter, wie es für lange Züge erforderlich sein kann.

Zum elektrisch gesteuerten, direkten Bremsen ist, ausgehend von wie vorstehend beschrieben gelöster, aufgeladener Bremseinrichtung, das Löse- und das Bremskabel 3 und 4 an ein Spannungspotential anzulegen. Das Brems- und das Lösemagnetventil 72 bzw. 87 werden dabei erregt. Das Bremsmagnetventil 72 öffnet das Ventilteil 74 und aus dem Raum 75 strömt Druckluft in den Entlüftungsraum 66 ein Der Druckanstieg im Raum 66 hält über den Kolben 65 bei drucklosem Zylinderraum 55 das Ventil 70 geschlossen und öffnet über den Kolben 81 entgegen der Kraft der Feder 82 das zweite Ventilteil 76 des Bremsmagnetventils 72 Aus der Rohrleitung 32 strömt dann Druckluft durch die Rohrleitung 83, den Raum 77, das Ventilteil 76, den Raum 78, die Düse 84, den Raum 62, das geöffnete Ventilteil 63, den Raum 60 und die Rohrleitung 47 in die Entlüftungskammer 19 des Bremssteuerventils 5 ein. Infolge der Erregung des Lösemagnetventiles 87 ist dessen zweites Ventiltei! 93 geschlossen und verhindert ein Abströmen von Druckluft aus dem Raum 60 durch die Lösedüsen 96 und 101 zur Atmosphäre. Zugleich ist das Ventilteil 89 des Lösemagnetventils 87 geöffnet und verbindet den Raum 75 mit dem Raum 91 und über die Lösedüse 90 und die Rohrleitung 29 mit dem Hilfsluftbehälter 8. Die Druckluftabzapfung aus dem Raum 75 in den Entlüftungsraum 66 kann infolge der Verbindung des Hilfsluftbehälters 8 mit dem Raum 75 praktisch keine Druckabsenkung im Raum 75 bewirken, welche sich über die Zweigleitung 51 auf die Hauptluftlcitung 2 fortsetzen und über diese ein ungewolltes Anspringen des Bremssteuerventils 5 bewirken könnte. Aus der Entlüftungskammer 19 des Bremssteuerventils 5 gelangt die vom elektropneumatischen Steuergerät 11 eingesteuerte Druckluft durch das Ventilrohr 18 und das geöffnete Veiitilteil 23 in den Raum 20 und von diesem über die Rohrleitung 42 und 43 zum Bremszylinder 9. Bei Erreichen eines Mindestdrukkes im Raum 41 schließt zwar das Ventil 38 des Mindestdruckventils 7, doch bleibt dies ohne weitere Auswirkung. Der Höchstbegrenzer 6 dagegen hält nach einer durch die Druckluftentnahme in der Rohrleitung 32 aufgetretenen Druckabsenkung von der Regeldruckhöhe auf den Höchstdruck diesen Höchstdruck in der

ίο bereits beschriebenen Weise durch entsprechendes öffnen und Schließen seines Ventils 33 konstant aufrecht. In den Bremszylinder 9 kann somit nur der eine Überbremsung des Fahrzeuges ausschließende, vom Höchstdruckbegrenzer 6 bestimmte Höchstdruck eingesteuert werden. Die Druckanstiegsgeschvindigkeit im Bremszylinder 9 wird während dieser Bremssteuerung nicht durch die Bremsdüsen 95 und 100, sondern durch die Düse 84 bestimmt; im Vergleich zu rein pneumatisch gesteuerten Bremsungen kann sie wegen der gleichmäßigen Bremssteuervorgänge in einem ganzen Zug wesentlich größer sein. Das geöffnete Ventilteil 89 des Lösemagnetventils 87 erlaubt während diesen Vorgängen ein ständiges, rasches Aufladen bzw. Nachfüllen des Hilfsluftbehälters 8 aus der über eine nicht dargestellte Führerbremsventileinrichtung hierbei ständig auf Regeldruckhöhe gehaltenen Hauptluftleitung 2. Die Belastung des Kolbens 22 durch den im Raum 20 herrschenden Druck hält das Bremssteuerventil 5 sicher, auch bei Autreten eventueller Drucksenkungsstöße in der Hauptluftleitung 2, in der dargestellten Schaltstellung, in welcher das Ventiltteil 23 geöffnet ist.

Sobald die gewünschte Bremsstufe bzw. Druckbeaufschlagung des Bremszylinders 9 erreicht ist, wird das Bremskabel 4 von dem Spannungspotential abgetrennt

und die Erregung des Bremsmagrietventils 72 damit unterbrochen. Das Ventilteil 74 des Bremsmagnetventiles 72 schließt sich und unterbricht die Drucklufteinspeisung aus dem Raum 75 in den Entlüftungsraum 66. Der Entlüftungsraum 66 entleert sich daher infolge seines

kleinen Volumens rasch über die Düse 71 und den Raum 68 in die Atmosphäre und wird drucklos. Die Feder 82 drückt den Kolben 81 in dessen Ausgangslage zurück und schließt dabei das Ventilteil 76 des Bremsmagnetventils 72. Damit wird die Drucklufteinspeisung aus der

Rohrleitung 32 in den Beaufschlagungsraum 78 und damit den Bremszylinder 9 unterbrochen. Zum Halten der eingesteuerten Bremsstufe bleibt das Lösemagnetventil 87 erregt und dessen zweites Ventilteil 93 geschlossen. Durch nochmaliges Erregen des Brems

magnetventils 72 kann, ausgehend von einer Teilbrem sung, die Bremsstärke gesteigert werden, bis be Erreichen des vom Höchstdruckbegrenzer 6 bestimm ten Druckes im Bremszylinder 9 die maximal« Bremsung erreicht ist.

Zum elektrisch gesteuerten, direkten Lösen wird da Lösekabcl 3 vom Spannungspotential abgetrennt um die Erregung des Lösemagnetventils 87 unterbrochsr Das Ventiltcil 89 des Lösemagnetventils 87 schießt sie dabei und unterbricht die unmittelbare Verbindung de Hauptluftleitung 2 mit dem Hilfshftbehälter 8. Zugleic öffnet sich das zweite Ventilteil 93 des Lösemagnetver tils 87 und aus dem Bremszylinder 9 verma;g Drucklu durch das Ventilrohr 18 des Bremssteuerventils 5, di Rohrleitung 47, den Raum 60, das zweite Ventilteil 9

den Raum 92, die Rohrleitung 94 und die LÖsedüsen ί und 101 zur Atmosphäre zu entweichen. Durch erneuti Erregen des Lösemagnetventils 87 kann der Lösevo gang unterbrochen werden. Mit Erreichen von Atnv

sphärendruck im Bremszylinder 9 ist die Bremseinrichtung wieder voll gelöst.

Zum Umschalten der Bremseinrichtung auf elektrisch indirekt gesteuerten sowie auf pneumatischen Zweileitungsbetrieb wird die Fülleitung 1 mit Druckluft von zumindest Regeldruckhöhe gefüllt. Der Hilfsluftbehälter 8 wird dann über das Rückschlagventil 27 aus der Fülleitung 1 mit Druckluft beaufschlagt, während die Hauptluftleitung 2 von der Druckluftversorgung der Bremseinrichtung entlastet wird und nur noch mittels Änderungen des in ihr herrschenden Druckes Steuerungsaufgaben erfüllt. Der in der Fülleitung 1 anstehende Druck gelangt durch die Zweigleitung 50 in die Zylinderräume 52 und 55 des elektropneumat.ischen Steuergerätes 11 und schaltet dabei das Umschaltventil 53 entgegen der Kraft der Feder 57 und das Entlüftungsventil 56 um. Beim Umschaltventil 53 wird also das Ventilteil 63 geschlossen und das Ventilteil 64 geöffnet, während beim Entlüftungsventil 56 das Ventil 70 geöffnet wird.

Das rein pneumatisch gesteuerte Bremsen und Lösen verläuft mit der Ausnahme, daß aus dem Hilfsluftbehälter 8 zum Füllen des Bremszylinders 9 entnommene Druckluft ständig aus der Fülleitung 1 über das Rückschlagventil 27 nachgespeist wird, wie vorstehend bereits beschrieben. Beim rein pneumatischen Lösen entweicht die Druckluft aus dem Bremszylinder 9 durch das Ventilteil 64 und das Ventilrohr 59 zur Atmosphäre.

Zum elektrisch indirekt gesteuerten Bremsen wird nur das Bremskabel 4 vorübergehend an ein Spannungspotential angelegt und damit das Bremsmagnetventil 72 erregt. Das Ventilteil 74 des Bremsmagnetventils 72 öffnet sich und aus der Hauptluftleitung 2 strömt somit durch den Raum 75 Druckluft in den Entlüftungsraum 66 ein und aus diesem über das vom Fülleitungsdruck im -J₅ Zylinderraum 55 offen gehaltene Ventil 70 zur Atmosphäre ab. In der Hauptluftleitung 2 ergibt sich somit eine Druckabsenkung, welche wie bei rein pneumastisch gesteuerten, bereits beschriebenen Bremsungen das Brerr.ssteuerventil 5 veranlaßt, aus dem Hilfsluftbehälter 8 Druckluft in den Bremszylinder 9 einzusteuern. Zusätzlich hierzu öffnet der sich im Entlüftungsraum 66 nach öffnen des Ventilteils 74 ergebende Staudruck über den Kolben 81 das zweite Ventilteil 76 entgegen der Kraft der Feder 82, so daß in _4J ihrem Druck vom Höchstdruckbegrenzer 6 überwachte Druckluft aus der Rohrleitung 32 durch den Raum 77, das Ventilteil 76, den Beaufschlagungsraum 78, das Rückschlagventil 85 und die Rohrleitung 86 unter Überbrücken der Bremsdüsen 95 und 100 zur Ventilkammer 24 des Bremssteuerventils 5 gelangt. Auch nach dem Schließen des Mindestdruckventils 7 ergibt sich somit eine sehr rasche, durch die Bremsdüsen 95 und 100 nicht gedrosselte Drucklufteinspeisung in den Bremszylinder 9.

Bei Erreichen der gewünschten Bremsstufe wird das Bremskabel 4 vom Spannungspotential abgetrennt und die Erregung des Bremsmagnetventils 72 somit unterbrochen. Der im Enllüftungsraum 66 herrschende Staudruck entweicht rasch über das Ventil 70 und die ^ Feder 82 schließt das Ventilteil 76. Entsprechend der erreichten, durch die nicht dargestellte Führerbremsventileinrichtung nun konstant gehaltene Druckabsenkung in der Hauptluftleitung 2 hält das in seine Abschlußstellung gelangende Bremssteuerventil 5 den in den Bremszylinder 9 eingesteuerten Druck konstant.

Durch nachfolgendes, erneutes Erregen des Bremsmagnetventils 72 kann der Druck in der Hauptluftleitung 2 beliebig weiter abgesenkt und über das Bremssteuerventil 5 in den Bremszylinder 9 eine Drucksteigerung bis zum durch den Höchstdruckbegrenzer 6 bestimmten Höchstdruck eingesteuert werden.

Zum Lösen der Bremse wird das Lösekabel 3 vorübergehend an das Spannungspotential angelegt und das Lösemagnetventil 87 somit erregt. Dessen Ventilteil 89 öffnet sich und aus dem ständig aus der Fülleitung 1 nachgespeisten Hilfsluftbehälter 8 strömt Druckluft durch die Lösedüse 90 gedrosselt, den Raum 91 und den Raum 75 in die Hauptluftleitung 2 ein, in welcher sich daher eine Drucksteigerung ergibt. Die Drucksteigerung in der Hauptluftleitung 2 veranlaßt das Bremssteuerventil 5, in seine Lösestelhing zu gehen und Druckluft aus dem Bremszylinder 9 durch das Ventilrohr 18, die Entlüftungskammer 19, die Rohrleitung 47, den Raum 60, das geöffnete Ventilteil 64 des Umschaltventils 53 und das Ventilrohr 59 in die Atmosphäre zu entlassen. Die Lösedüsen 96 und 101 werden also umgangen und es ergibt sich ein rasches Entleeren des Bremszylinders 9. Nach Erreichen der Regeldruckhöhe in der Hauptluftleitung 2 kann das Lösekabel 3 vom Spannungspotential abgetrennt werden. Das Lösemagnetventil 87 kehrt dabei in seine Ausgangslage zurück und das Bremssteuerventil 5 entleert den Bremszylinder 9, nunmehr auch über die Lösedüsen 96 und 101, rasch völlig in die Atmosphäre. Damit ist der Lösezustand wieder erreicht.

Durch Unterbrechen der Erregung des Lösemagnetventils 87 kann der Lösevorgang beliebig unterbrochen werden.

Bei Bremseinrichtungen, bei welchen das Bremssteuerventil 5 mit dem Höchstdruckbegrenzer 6 und dem Mindestdruckventil zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist, an welche das ebenfalls zu einer Baueinheit zusammengefaßte Zugartumstellgerät 10 angeflanscht ist, ist es zweckmäßig, das elektropneumatische Steuergerät 11 ebenfalls in einem Gehäuse zu einer in ihrem Umfang in der Zeichnung durch das strichpunktierte Vieleck 102 angedeuteten Baueinheit zusammenzufassen und zwischen das Bremssteuerventil 5 und das Zugartumstellgerät 10 als Zwischenflansch einzuflanschen. Die Rohrleitungen 29, 46 und 86, 32, und 83, 47 sowie 94 sind dann zumindest teilweise als Kanäle in Gehäuse der Baueinheiten auszuführen. Mittels eine; derart als Zwischenflansch ausgebildeten elektropneu malischen Steuergerätes 11 kann eine reine Druckluft bremse bisher üblicher Bauart durch einfaches Einflan sehen des Steuergerätes 11 zwischen das Bremssteucr ventil und das Zugartumstellgerät zu einer wahlweisi direkt oder indirekt betreibbaren elektropneumatischei Bremseinrichtung umgestaltet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektropneumatische Bremseinrichtung für Schienenfahrzeuge, mit einem vom Druck in einer Hauptluftleitung gesteuerten, die Druckbeaufschlagung eines Bremszylinders aus einem Hilfsluftbehälter beeinflussenden Bremssteuerventü, welches eine mit dem Hilfsluftbehälter verbindbare Ventilkammer für die Aufnahme der dem Bremszylinder zuzuführenden Druckluft und eine mit der Atmo-Sphäre verbindbare Entlüftungskammer zur Aufnahme der aus dem Bremszylinder zu entlassenden Druckluft aufweist, mit einer der Druckluftversorgung dienenden Fülleitung, mit einem Brems- und einem Lösemagnetventil, wobei die beiden Magnetventile in Abhängigkeit vom Druck in der Fülleitung umschaltbar die Druckbeaufschlagung des Bremszylinders entweder bei in Lösestellung verharrendem Bremssteuerventü direkt oder vermittels Steuerung des in der Hauptluftleitung herrschenden Druckes über das Bremssteuerventü indirekt zu steuern vermögen, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsmagnetventil (72) bei seiner Erregung ein in eine Verbindung von der Hauptluftleitung (2) zu einem über ein Entlüftungsventil (56) von der Atmosphäre abgetrennten Entlüftungsraum (66) öffnendes, erstes Ventüteii (74) und ein eine Verbindung vom Hilfsluftbehälter (8) zu einem Beaufschlagungsraum (78) öffnendes, zweites Ventilteil (76) umfaßt, daß das Entlüftungsventil (56) von einem in dessen Schiießrichtung vom Druck im Entlüftungsraum (66) und andererseits vom Druck in der Fülleitung (1) beaufschlagten Kolben (65) gesteuert ist, daß der Beaufschlagungsraum (78) über ein kolbengesteuertes Umschaltventil (53) mit der Entlüftungskammer (19) des Bremssieuerventüs (5) verbindbar ist, daß der Kolben (58) des Umschaltventils (53) in Öffnungsrichtung eines in die genannte Verbindung eingeordneten ersten Ventilteiles (63) und in Schließrichtung eines zweiten, in eine Verbindung von der Entlüftungskammer (19) zur Atmosphäre eingeordneten zweiten Ventüteües (64) von einer ständig wirksamen Kraft (Feder 57) entgegen dem Druck in der Fülleitung (1) belastet ist, und daß das Lösemagnetventil (87) bei seiner Erregung ein in eine Verbindung vom Hilfsluftbehälter (8) zur Hauptluftleitung (2) eingeordnetes, erstes Ventilteil (89) öffnet und ein in eine zweite Verbindung von der Entlüftungskammer (19) zur Atmosphäre eingeordnetes, zweites Ventilteil (93) schließt.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beaufschlagungsi aum (78) über ein in dieser Strömungsrichtung öffnendes Rückschlagventil (85) mit der Ventilkammer (24) des Bremssteuerventils (5) verbunden ist.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 2, wobei in eine vom Hilfsluftbehälter zur Ventilkammer des Bremssteuerventils führende Verbindung ein Höchstdruckbegrenzer und gegebenenfalls umschaltbare Bremsdüsen in Serie eingeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die das zweite Ventüteii (76) des Brenismagnetventils (72) aufweisende Verbindung von einem zwischen dem Höschtdruckbegrenzer (6) und den Bremsdüsen (95, 100) liegenden Verbindungsabschnitt (Rohrleitung 32) zum Beaufschlagungsraum (78) führt und daß das Rückschlagventil (85) in eine Verbindung vom Beaufschlagungsraum (85) zu einem ungedrosselt zur Ventilkammer (24) führenden Verbindungsabschnitt (Rohrleitung 46) eingeordnet ist

4. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilteil

(76) des Bremsmagnetventils (72) als kolbengesteuertes Absperrventil ausgebildet ist dessen Steuerkolben (81) in Öffnungsrichtung vom Druck im ständig über eine Düse (71) mit der Atmosphäre ο verbundenen Entlüftungsraum (66) entgegen einer ständig wirksamen, geringen Schließkraft (Feder 82) beaufschlagt ist

5. Bremseinrichtung nach Anspruch 1,2,3 oder 4, wobei das Bremssteuerventil mit gegebenenfalls umschaltbaren Lösedüsen versehen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Lösedüsen (9i> und 101) in der zweiten Verbindung von der Entlüftungskammer (19) zur Atmosphäre dem zweiten Ventilteil (93) des Lösemagnetventils (87) nachgeordnet ist

6. Bremseinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 5, wobei die umschaltbaren Brems- und Lösedüsen in einem an das Bremssteuerventil leicht abnehmbar angeflanschten Zugartumstellgerät angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Brems- und das Lösemagnetventil (72 und 87), das Entlüftungsventil (56) und das Umschaltventil (53) zu einer in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten, in an sich bekannter Weise zwischen das Bremssteuerventil (5) und das Zugartumstellgerät (10) als Zwischenflansch anbringbaren Baueinheit (102) zusammengefaßt sind.