DE2151209A1

DE2151209A1 - Bremssteuerventilvorrichtung

Info

Publication number: DE2151209A1
Application number: DE19712151209
Authority: DE
Inventors: Jack Washbourn
Original assignee: Westinghouse Brake and Signal Co Ltd
Current assignee: Siemens Mobility Ltd
Priority date: 1970-10-16
Filing date: 1971-10-14
Publication date: 1972-04-20
Also published as: DE2151209B2; BR7106794D0; GB1302930A; US3731983A; FR2111661A1; FR2111661B1; ZA716395B; IT942709B; CA944417A

Description

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DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN ? 1 ζ 1 ? Π Q DR. M. KÖHLER DIPUlNG. C. GERNHARDT ^ ' ^D ' ^l

MDNCHüN HAMBURG

TElEFON= 3*5314 2000 HAMBURG 50, ¹²· ^Okt· !971

TELEGRAMME: KARPATENT KONiGSTRASSEZS

W, 2h 956/71 2o/Wa

Westinghouse Brake and Signal Company Limited London (England)

Bremssteuerventilvorrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremssteuerventilvprrichtung und insbesondere auf Merkmale solcher Vorrichtungen, um Stabilität in sogenannten überlappungs- und/oder Freigabestellungen (Löseatellungen) der Ventilvorrichtung zu liefern bzw. zu erreichen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, ein Tripel- bzw. Dreifachventil zu schaffen, das im Ansprechen auf eine Differenz zwischen einem Druck in einem Bremsrohr bzw. einer Bremsleitung und dem Druck in einem Hilfsreservoir bzw. Hilfsbehälter arbeitet, um einen auf einen Druck ansprechenden Teil zu verschieben, um Ventile zum Anlegen von Bremsdruck aus dem Hilfsbehälter in einen Bremszylinder zu betätigen. Scnnellbedlenung bzw. Schnei!betätigung

ein
in einem Bremafeatz kann, wie in der kritischen Patentan-

Q meldung lj5 J5ol/7o beschrieben, durch Vorsehen einer *£. Sehnellbedienungs-GefäBkapazität erreicht werden, in wel- -» ehe beim Einleiten eines Bremseinsatzes Brems1eitungs-•s* druck rasch eingelassen wird. Auf die Einleitung eines ^J solchen Bremseins4zes folgend kann der Hilfsbehälter-""* druck zufolge «einer Ableitung in den Bremszylinder hinein absinken, bis ein Wert erreicht ist, an welchem dor auf den Druck anopr^chende Teil in eine Überlappungnsteilung zurück-

UJiOir: UHK AG, HAMBURG, KTO. NR. 45/UW3 · POSTSCHECK. HAMBUHJ H73A6 BAD ORIGINAL

• kehrt, und die Stabilität in einer solchen Uberlappungsstellung kann in der in der genannten Patentanmeldung beschriebenen Vorrichtung unter Einwirkung eines Schnellbedienungs-Gefäßdrucks erreicht werden, der auf die Fläche eines Schnellbedienungs-Gefäßauslaßventils einwirkt.

Ζ'ΐ wird betont, daß dort, wo Stabilität in der Überlappungsstellung, das ist eine Gleichgewichtsstellung bei angelegtem Bremsdruck, in der oben bezeichneten Art und Weise erreicht wird, die Stabilität vom Systemdruck abhängig ist. Demgemäß kann entsprechend dem auf- bzw. nachgeladenen Wert der Drücke in der Venti!vorrichtung sich die Stabilität verändern.

In einer Vorrichtung, einer solchen, auf die oben Bezug genommen ist, kann darüber hinaus die Stabilität des auf den Druck ansprechenden Teiles in der Freigabestellung der Vorrichtung, das ist die GleicLgewichtssteilung, wenn kein Bremsdruck angelegt ist, wie in der oben genannten Patentanmeldung beschrieben, unter Einwirkung einer Differentialfläche des auf den Druck ansprechenden Teiles erreicht werden, der durch einen Stempel gebildet ist, auf dessen Fläche der Bremsdruck in der Freigabestellung einwirkt, um einen Schub auf den auf den Druck ansprechenden Teil zu erzeugen, um Stabilität zu schaffen. Falls sich der wieder geladene Wert des Brems1eitungs-

.druckes verändert, kann die Stabilität der Vorrichtung sich wiederum verändern.

Derartige Veränderung oder Variation kann dovt von Bedeutung sein, wo Brems1eitungsdrücke von dem einen zum anderen System sich verändern, mit welchen es vereinbar sein soll, und dort, wo sogar in einem gegebenen System höhere Bremsleitungsdrücke entsprechend der Bedienungsart und -weise vorgesehen bzw. vorgeschrieben sein können.. Beispielsweise können höhere Bremsleitungsdrücke für bergige Bereiche vorgesehrieben sein, um eine größere Bremsung zu erreichen.

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Es wird darüber hinaus betont, daß dort, wo eine solche Ventilvorrichtung an wiederholten Orten bzw. Stellen längs .eines Zuges eingesetzt wird urcl wo deren Steuerung durch eine gemeinsame Bremsleitung erreicht bzw. durchgeführt wird, sich die Einleitung eines Brems- ^'•nsatzes nicht nur als Ergebnis der begrenzten Fortpflanzungszeit für BremsleitüngsVeränderungen über den Zug, sondern auch als Ergebnis von Veränderungen in den Stabilitäten in den Überlappungs- und/oder Preigabegleichgewichtsstellungen zwischen der einen Ventilvorrichtung und einer anderen verändern kann. Dies ist klar ausgedrückt nicht erwünscht.

Gemäß der Erfindung ist eine durch Arbeitsmittel oder Druckmittel betätigbare Bremssteuerventilvorrichtung geschaffen, die Bremszylindereinlaß- und -auslaßventile zur Steuerung der Zufuhr von Druckmittel :'.n einen Bremszylinder hi;'ein und aus diesem heraus, wobei diese Ventile durch" eine?i auf Druck ansprechenden Teil betätigbar sind, der im Ansprechen auf Veränderungen *er> an eine Bremsleitung relativ zu einem Hilfsbehälterdruck angelegten Drucks anspricht, um über das BremsZylindereinlaßventil Druckmittel von dem Hilfsbehälter an den Bremszylinder anzulegen, Federeinrichtungen, die dahingehend wirken, um der auf Druck ansprechenden Einrichtung eine vorherbestimmte Kraft in einem Sinn darzubieten, um deren Verschiebung von der einen ihrer Gleichgewichtsstellungen im Ansprechen auf eine Veränderung im Differentialdruck quer über die auf Druck ansprechende Einrichtung entgegenzuwirken, und die konditionierende Einrichtungen aufweist, die auf die Verschiebung des auf Druck ansprechenden Teiles gegen die Federeinrichtungen ansprechen, um die durch die Federeinrichtungen angelegte Kraft wegzunehmen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der einzigen Figur der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Die Figur erläutert in schematischer Form ,eine Brernssteuervontilvorrichtung und zeigt deren Hauptbestandteile,

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deren Betrachtung für die Zwecke der Offenbarung erforderlich ist. Die Vorrichtung v/eist ein Hauptgehäuse auf, das aus vier Hauptbestandteilen I, ?., ~$ und 4 besteht. Das durch diese geschaffene Gehäuse weist eine Zahl von Auslaßöffnungen 5, 6 und "[■ auf. Eine Bremsleitung ist mit. einem Durchlaß 8 verbunden und von «inem Hilfsbehälter oder Hilfsreservoir wird angenommen, daß er/es mit eine;." Durchlaß 9 verbunden ist. Der Bremszylinder, an den bzw, von dem die Vorrichtung einen Bremsdruck anlegen bzw. wegnehmen kann, ist mit Durchlässen Io und 11 zum Einsatz bzw. zur Freigabe verbunden. Ein weiterer Durchlaß 12 ist außerdem vorgesehen, welcher von der Bremsleitung zu Zwecken der Ladung des Hilsbehälters indirekt Druck bzw. Druckmittel ableitet.

Drei grundsätzliche Ventile sind in der Vorrichtung eingeschlossen, uiid diese bestehen aus einem Bremszylinder-Einlaßventil IJ), einem Bremszylinderauslaßventil l4 und einem Hilfsbebälter-Ladeventil . 15. Diese Ventile werden durch einen Hauptdruckansprechteil l6 betätigt, der zwischen den Hauptbestandteilen 1 und 2 angeordnet ist, um auf einem Schaft 17 innerhalb eines Bewegungsbereiches bewegbar zu sein, der durch ein Diaphragma l8 gewährt wird, welches die Kammer b oberhalb und die Kammer a unterhalb des Hauptdruckansprechteiles l6 trennt. Zusätzlich zur Steuerung des Bremszylinder-Einlaßventils \J>, des Bremszyliftder-Äuslaßventils 14 und des Hilfsbehälter-Ladeventils 15, wie vorangehend erwähnt, ist der Hauptdruckansprechteil l6 über einen Ventilschaft 19 mit einer SchneiIbedienungs-Gefäßeinlaß- und -auslaßveiitileinrichtung verbunden, über welche die Bremsleitung mit einer Schnellbetdtigungs- oder Schnellbedienungs-Gefäßkammer 2o. .verbindbar ist. Der Ventil· schaft 19 trägt hierfür an seinem unteren Ende ein Ventilglied 21, dem ein abdichtender verschiebbarer Ventilsitz zugeordnet ist. Außerdem weist der Ventilschaft 19 ein Ventilglied 2j5 auf, dem dort ein weiterer abdichtender verschiebbarer Ventilsitz 24 zugeordnet ist. Dor Vent.il-

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sitz 2br hat an seinem unteren Ende einen Kolben 35» der eine auf Druck ansprechende Einrichtung ist, die durch den resultierenden Schub arbeitet, der an diese durch die federnde Einrichtung in der Storm einer Feder 25 und der Brems!eitungs-. und SchneiIbedienungs-Gefäßdrücke angelegt wird. V.^fie nachfolgend zu sehen ist, erzeugt die !Feder 25 Stabilität in der Überla^pungsstellung der Vorrichtung, und diese Stabilität ist weitgehend unabhängig von den Syst eindrücken. Hierüber hinaus ist bemerkenswert;» daß znr Bewegung des Hauptdruckansprechteiles 16 in Richtung auf eine Ireigabestellung für die Bremsen die Kraft der Feder 25 von dem mechanischen System der Kräfte weggenommen wird. Den Ventilgliedern 21 und 25 und dem verschiebbaren Ventilsitz 22 sind leichte Federn 26 und 27 zugeordnet. Oberhalb des Hauptdruckansprechteiles 16 ist eine Schubstange 28 angeordnet, die in einem Hilfsgchäuse 29 verschiebbar ist und auf die obere Fläche des Rb,uptdruckansprechteilea 16 drückt. Die Schubstange 28 ist durch die Kraft einer weiteren Federeinrichtung in Form einer eingeschlossenen Feder 30 nach unten gedrückt. Der Schub dieser Feder ist lediglich durch den über einen Druckmitteldurchgang 31 VOB der Schnellbedienungs-Gefäßkapazität hergeleiteten Druck wegnehmbar, um eine auf den Hilfsdruck ansprechende Einrichtung in der Form eines Diaphragmas 32 nach oben abzulenken bzw. zu deformieren, um die Feder 50 zusammenzu- ' drücken. Sie nachfolgend zu sehen ist, schafft die Feder in hohem Maß Stabilität der Vorrichtung in der Freigabestellung, so daß diese Stabilität auch im weitesten Sinne unabhängig von den Systemdrücken ist, und die Feder 30 wird unmittelbar auf einen Bremseinsatz folgend noch von die» System in wirksamer Weise weggenommen bzw» entfernt« Bei der Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung einleitend angenommen werden, daß vor «inem Brems« der Druck in der Kammer b oberhalb de» Hauptdxunk-16 im wesentlichen gleich de* Druck in der

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druck
Kammer a unterhalb des Haupt/Sfeprechteiles l6 ist. Der Druck in der Kammer b ist Brems1eitungsdruck, der aus dem Durchlaß 8 angelegt ist, und der Druck in der Kammer a ist Hilfsbehälterdruck, welcher, wie oben angezeigt, von der Bremsleitung während des Wiederaufladungsprozesses abgeleitet wird. Um eineu Br Srseinsatz zu erreichen, wird der BremsIeItungsdruck um ein vorher festgelegtes Ausmaß verringert, welches ausreichend 1st, um eine kleine Verschiebung bzw. Zusammendrücken der Feder zu bewirken und dadurch die Freigabestabilität zu überwinden, woraufhin sich das Ventilglied 23 von seinem Ventilsitz 24 anhebt, um zu gestatten, daß Brems1eitungsdruck in die Schnellbedienungs-Gefäßkammer 2o eintritt. Bremsleitungsdruck wird daher über das Gefäßeinläßventil zum Diaphragma 32 der auf Druck ansprechenden Einrichtung übertragen, um cMe Kraft der Feder 3° wegzunehmen. Dieses zusammen mit der i-aschen Verringerung des Brems IeI tungsdruckes gestattet eine rasche Bewegung des Hauptdruckansprechteiles 16 in Richtung nach oben. Dies hat die Wirkung der Schließung des Hilfsbehälter-Ladeventlls, der Schließung des Bremszylinder-Auslaßventils und des öffnens des Bremszyllnder-EInlaßventils 13, um Hilfsbehälterdruck an den Bremszylinder zu schalten. Daraufhin tritt eine Verringerung des Hllfsbehälterdrucks in dem Bremszylinder auf, bis ein Punkt erreicht ist, an welchem der Hilfsbehälterdruck auf den Brems1eitungsdruck gefallen ist, und der Hauptdruckansprechteil 16 bewegt sich in eine Überlappungsstellung hinein, wo das Ventllglied 21 geschlossen ist, und das Ventilglied 23 Ist In der Lage, sich gegen seinen Ventilsitz 24 zu bewegen. Bald nach dem Springen des Schnellbedienungsventils, auf das gerade Bezug genommen worden Ist, erhöht sieh der Druck in der Schnellbedlenungs-Gefäßkanimer 2o und ermöglicht, daß die Feder 25 den vorherigen zurückhaltenden Druck oberhalb des Kolbens 33 überwindet, und der Kolben 33 bewegt sich daher in seine obere Stufe bzw. Stellung nach oben. Entsprechend ist der Ventilsitz 24 in'seiner oberen Stellung, wenn die

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Anlage überlappt. Das Ventil überlappt mit dem Brernszylinder-Einlaßventil und dem geschlossenen Bremszylinder-Auslaßventil, und der Widerstand des Gefäßdruckes auf die Fläche des Ventilgliedes 23 erzeugt Anfangsstabilität. Der VentiDcit'λ 24 seinerseits wird durch den Schub in der' Feder 25 nach ooen gedrängt, i^m die größere Stabilität zu gewähren, wenn der Brems1eitungsdruck bewirkt, daß sich die Einrichtung nach unten bewegt, um den Ventilsitz ?Λ abzuschließen. Wenn irgendwelche Bremslei tungsflulctuationen entstehen, kehrtjdie Anordnung in eine Stellung zurück, in welcher das Ventilglied 23 offen ist, und es ist im gegenwärtigen Augenblick für andere Funktionen des Ventils wesentlich, daß zwischen dem Gefäß und der Bremsleitung , während das Bremsen durchgeführt wird, eine Verbindung aufrechterhalten bleibt. Entsprechend wird Stabilität in der Überlapppungsstellung hauntsächlich durch den Schub in der Feder 25 und in weniger bedeutender Weise durch den Schnellbedienungs-Gefäßdruck erzeugt, welcher über die relativ unbedeutende Differentialfläche angelegt wird, die durch das Ventilglied 21 in der geschlossenen Stellung gegen seinen Ventilsitz 22 gewährt wird.

Es wird daran erinnert, daß bei der raschen Druckerhöhung in der Schnellbedienungs-Gefäßkapazität aus der Bremsleitung dieser Druck über den Durchgang in den Bereich unterhalb des auf den Hilfsdruck ansprechenden Teiles übertragen wird, und durch das Diaphragma 32 weitergegeben, "wird, um die Feder 3° rasch zusammenzudrücken, um dadurch deren Schub von der Anlage zur Betätigung bzw. zum Arbeiten nach der Bewegung von de:' Freigabestellung weg wegzunehmen. Die Feder 3o liefert daher lediglich Stabilität in der Freigabestellung, um lediglich in eine Stellung zurückzudrehen bzw. zurückzukehren, in welcher die Schubstange 28 mit dem Hauptdruckansprechteil 16 im Falle der Rückkehr in die Freigabestellung in Eingriff ist.

Um die Freigabe zu bewirken, wird der Druck in dem Durchlaß 8 der Bromsleitung um ein Ausmaß angehoben, welch®

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einen solchen Unterschied des Druckes zwischen der Kammer b und der Kammer a erzeugt, daß die Überlappungsstabilität, die durch die Feder 25 erzeugt ist, überwunden wird, und der Ventilschaft 19 und die gesamte Anordnung in Richtung auf einen Punkt absinkt, an welchem ■ der Ventilsitz ??. mit seir^m unterrn Anschlag bzw. Halt in Eingriff ist und das Ventilgxied 21 sich von seinem Sitz trennt und die Gefäßkapazität über die Auslaßöffnung 7 in die Atmosphäre entspannt wird. Der Druck in der Schnellbodienungs-Gefäßkamrrer 2o fällt daher, und der Ventilschaft 19 wirkt über das Ventilglied 21 und das Ventilglied 23 und den Ventilsitz 24, um den Kolben 33 in seine unterste Stellung gegen die Reaktion der eingeschlossenen Feder 35 zu drücken, und die Anlage kehrt in ihre Anfangsstellung zurück, in der der Druck von dem Druckmitteldurchgang 31 entfernt ist, um die Feder 3° zurückzudrehen, um Freigabestabilitä' zu gewähren bzw. zu erzeugen. Das Vorherrschen des Brems1eitungsdruckes im Durchlaß 8 über den atmosphärischen Druck in der Schnell· bedienungs-Gefäßkammer 2o bewirkt auch, daß der auf den Druck ansprechende Kolben 33 die Kraft der Feder 25 von der Anlage wegnimmt, die die Bewegung des Hauptdruckansprechteiles l6 für einen neuen darauffolgenden Einsatz der Bremsen beeinflußt.

Während des Absenkens des Hauptdruckansprechteiles zusammen mit dem des Ventilschaftes 19 und des Ventilsitzes 24 in die unterste Stellung wird das Bremszylinder-Auslaßventil 14 zusammen mit dem Hilfsbehälter-Ladeventil wieder geöffnet. Entsprechend kehrt die Anlage in ihren Anfangszustand in Bereitschaft für eine weitere Brems e-nanwendung zurück.

Es wird betont, daß durch Einwirkung der Federn xand 25 und durch zweckmäßige Auswahl der vorgesehenen Flächen, welche Differenzdrücken in der Überlappungsund Freigabenteilung der Vorrichtung unterworfen sind, die Stabilität der- Vorrichtung in dio-non Stellungen im

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weiten Sinne von den Syst eindrücken unabhängig sind,
und daher ist es möglich, die Vorrichtung, wie beschrieben, langsseits oder in der gleichen Anlage als
entsprechende Vorrichtung zu betätigen, die mit unterschiedlichen Drücken arbeitet, ohne daß das Risiko der Veränderung «ior Stabilitäten derart ist, um Schwierigkeiten beim Arbeiten zu bewirken bzw- zu verursachen.

Claims

Patentansprüche

1. jDurch Arbeitsmittel betätigbare Bremssteuer-

richUing, bestehend aus Bremszylindereinlaß- und -aaslaßventilen zur Steuerung des Arbeitsmittels in einen Bremszylinder hinein und aus diesem heraus, die durch eiwnDruckansprechteil betätigbar.sind, der im Ansprechen auf Veränderungen des an eine Bremsleitung relativ zu einem Hilfsbehälterdruck angelegten Druckes bewegbar ist, um über das Bremszylinder-Einlaßventil Druckmittel aus dem Hilfsbehälter an den Bremszylinder anzulegen, Federeinrichtungen, die betätigbar sind, um eine vorher festgelegte Kraft an die auf den Druck ansprechende Einrichtung in einem Sinn anzulegen, um deren Verschiebung von der einen ihrer Gleichgewichtsstellungen im Ansprachen auf eine Veränderung im Differentialdruck über der ai'f Druck ansprechenden Einrichtung entgegenzuwirken, und aus auf die Verschiebung der auf Druck ansprechenden Einrichtung gegen die Pedereinrichtungen ansprechenden Konditionierungselnriehtungen zum Wegnehmen der durch die Pedereinrichtungen ausgeübten Kraft.

2. Bremssteuerventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Federeinrichtungen auf der einen Seite einer Freigabegleichgewichtsstellung und auf der anderen Seite einer Überlappungsgleiehgev-iehts? teilung zusammen mit Konditionierungseinrichtungen jeweils angeordnet sind.

3. Bremssteuerventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2» dadurch gekennzeichnet, daß eine Federeinrichtung betätigbar ist, um der auf Druck ansprechenden Einrichtung eine vorher festgelegte Kraft gegen die Bewegung von der i)berlappungsgleichgewichtsstellung in

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Richtung auf eine Freigabestellung entgegenzusetzen und daß eine Feder vorgesehen ist, die durch eine erste auf den Druck ansprechende Einrichtung zusammendrückbar ist, die dem Brems 1 eitungsdruck unterworfen ist, um dessen ^x>af; von dem mif Druck ansprechenden Teil zur Bewegung in Richtung auf seine Freigabestellung fernzuhalten.

4. Bremseteuerventilvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste auf Druck ansprechende Einrichtung, während sie auf der einen Seite dem Bremsleitungsdruck unterworfen ist, auf der anderen Seite dem von einer Schnellbedienungs-Gefäßkapazität hergeleiteten Druck unterworfen ist.

5. Bremssteuerventilvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste auf Druck ansprechende Einrichtung auf Jen auf-.Druck ansprechenden Teil über einen bewec>aiOn Schnellbedienungs-Gefäßeimaßventilsitz wirkt.

6. Bremssteuerventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß eine Federeinrichtung betätigbar ist, um eine vorher festgelegte Kraft an die auf Druck ansprechende Einrichtung gegen, die Bewegung von der Freigabegleichgewichtsstellung zu erzeugen und daß eine Feder vorgesehen ist, welche durch eine zweite auf Druck ansprechende Einrichtung zusammendrückbar ist, welche dem von einer Schnellbedienungs-Gefäßkapazität hergeleiteten Druck unterworfen ist, um die Kraft von der letztgenannten Feder von dem auf Druck ansprechenden Teil zur Bewegung in eine Bremsanlegestellung hinein wegzuhalten*

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