DE2160879B2

DE2160879B2 - Elektropneumatische Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE2160879B2
Application number: DE19712160879
Authority: DE
Inventors: Erich 8000 Muenchen Falke
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1971-12-08
Filing date: 1971-12-08
Publication date: 1979-02-22
Also published as: DE2160879C3; SE381432B; HU168806B; FR2162541B1; IT973516B; FR2162541A1; DE2160879A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektropneumatische Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge, mit einem Vorsteuerventil, welches von Hand zu öffnende, selbsttätig schließende Absperrventile zum willkürlichen Steuern eines Vorsteuerdruckes und mit den Absperrventilen betätigbare Kontakteinrichtungen zum Erregen je eines elektrischen Brems- bzw. Lösestromkreises aufweist, mit einem vom Vorsteuerdruck gesteuerten, den Druck in einer Hauptluftleitung überwachenden Relaisventil und mit von dem Bremsbzw. Lösestromkreis erregbaren Brems- bzw. Lösemagnetventilen, welche bei ihrer Erregung die Hauptluftleitung mit der Atmosphäre bzw. einer Druckluftquelle verbinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektropneumatische Druckluftbremse der vorstehend genannten Art mit einfachen Mitteln derart auszugestalten, daß bei funktionsbereiter elektrischer Steuerung das Relaisventil den durch die Löse- bzw. Bremsmagnetventile bewirkten Druckänderungen in der Hauptluftleitung nicht entgegensteuern kann. In der übrigen Zeit soll jedoch die Druckerhaltung für die Hauptluftleitung über das Relaisventil bewirkt werden. Nur bei Ausfall der elektrischen Bremssteuerung soll das Relaisventil auch die Steuerung des Druckes in der Hauptluftleitung während Bremssteuervorgängen übernehmen.

Es sind bereits elektropneumatische Druckluftbremsen bekannt, bei welchen ein willkürlich einstellbarer, pneumatischer Druckübersetzer einen Vorsteuerdruck überwacht, der einerseits über einen pneumatischen Schalter die Erregung des Brems- bzw. Lösestromkreises steuert und der andererseits einem Relaisventil zur rein pneumatischen Steuerung des Druckes in der Hauptkiftleitung zugeführt wird. Bei diesen Druckluftbremsen ist es bereits bekannt, Einrichtungen vorzuse hen, die sicherstellen, daß das Relaisventil der elektrischen Drucksteuerung für die Hauptluftleitung nicht entgegensteuern kann. Diese bekannte Vorrichtungen sind jedoch nicht auf eine elektropneumatische

ίο Druckluftbremse der eingangs genannten Art übertragbar.

Die bekannte DE-AS 12 55 700 zeigt eine elektropneumatische Bremssteuerung mit einem gemäß der Beschreibung aus Druckregler und Übertragungsventil, also Relaisventil, bestehenden und somit selbstregelndem Führerbremsventil sowie einem vom Vorsteuerdruck des Führerbremsventils und dem Hauptlufleitungsdruck gesteuerten Zweidruckschalter zum Oberwachen der Brems- und Lösemagnetventile. Um sicherzustellen, daß während Bremsungen bei Ausfall der Bremsmagnetvenile eine rasche Bremswirkung erzielt wird, ist an die Hauptluftleitung ein kolbengesteuertes Auslaßventil angeschlossen, dessen eine Kolbenfläche vom Druck in der Hauptluftleitung und dessen andere Kolbenfläche vom Vorsteuerdruck des Führerbremsventils beaufschlagt ist. Eine Schnellbremsung kommt dadurch zustande, daß bei Ausfall der Bremsmagnetventile, die beim Bremsen erfolgende Druckabsenkung in der Hauptlufleitung gegenüber der

μ des Vorsteuerdruckes verzögert wird. Die sich daraufhin an den Kolbenflächen des Auslaßventils einstellende Druckdifferenz führt zu einem Schalten des Kolbens und damit zu einem Anschließen der Hauptluftleitung und des Vorsteuerkreises an die Atmosphäre.

Um nach einer Schnellbremsung das Fahrzeug wieder in Betrieb nehmen zu können, wird ein Magnetventil erregt, das zur Ausschaltung des Auslaßventils die Ventilkammern des Magnetventils zu beiden Seiten des Ventilkolbens pneumatisch verbindet.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird für eine elektropneumatische Druckluftbremse der eingangs genannten Art durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei einer vorteilhaften Ausführung nach der Erfin-

¹» dung führt vom Brems- und vom Lösestromkreis je eine elektrische Leitungsverbindung mit je einer Diode zur Erregungsspule des Magnetventils, wobei die beiden Dioden in gleicher Ctromflußrichtung öffnen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer

■>° nach der Erfindung ausgestalteten elektropneumatischen Druckluftbremse schematisch dargestellt.

Gemäß der Zeichnung weist die elektropneumatische Druckluftbremse ein Vorsteuerventil 1 auf, welches mit einem Handhebel 2 versehen ist, der aus der

■» dargestellten Ruhelage willkürlich zum Bremsen in eine unter dem Bezugszeichen 3 bzw. zum Lösen in eine unter dem Bezugszeichen 4 angedeuteten Lage um seine bei 5 befindliche, ortfeste Lagerung schwenkbar ist. An seinem dem Handgriff 6 abgewandten Ende ist

** der Handhebel 2 mit einem im wesentlichen rechtwinklig zu ihm verlaufenden Ventilrohr 7 gekoppelt, welches auf Seiten des Handhebels 2 von einer Feder 8 belastet ist und durch einen Raum 9 in die Atmosphäre mündet, das eine den Raum 9 von einem Raum 10 trennende

^h5 Wand 11 abgedichtet verschieblich durchsetzt und das im Raum 10 vor einer Doppeldichtplatte 12 endet. Die Doppeldichtplatte 12 befindet sich in einem Raum 13 und wird von einer Feder 14 gegen einen gehäusefesten

Ventilsitz 15 angedrückt Die Doppeldichtplatte 12 bildet somit mit dem Ventilrohr 7 ein eine Verbindung vom Raum. 10 zur Atmosphäre Oberwachendes Absperrventil 7, 12 und mit dem Ventilsitz 15 ein eine Verbindung zwischen den Räumen 13 und 10 überwachendes, zweites Absperrventil 12,15. Am Handhebel 2 befinden sich zwei Kontakteinrichtungen 16 und 17, die wechselweise beim Ausschwenken des Handhebels 2 schließbar sind: Beim Schwenken des Handhebels 2 in die unter dem Bezugszeichen 3 angedeutete Position wird bei gleichzeitigem öffnen des Absperrventils 7,12 die Kontakteinrichtung 16 geschlossen und beim Schwenken des Handhebels 2 in die unter dem Bezugszeichen 4 dargestellte Position öffnet sich das Absperrventil 12,15 sowie schließt sich der Kontakt 17.

Von einer nicht dargestellten Druckluftquelle führt eine Fülleitung 18 durch alle zu einem Zug gekuppelten Schienenfahrzeuge. Am das Vorsteuerventil 1 aufweisenden Fahrzeug ist die Fülleitung 18 über eine Zweigleitung 19 mit einem Relaisventil 20 und über eine auf die Regeldruckhöhe der Druckluftbremse eingestelltes Druckminderventil 21 sowie eine Rohrleitung 22 mit dem Raum 13 des Vorsteuerventils 1 verbundin. Vom Raum 10 des Vorsteuerventils 1 führt eine Steuerleitung 23 zu einem Ausgleichsbehälter 24 und in die Steuerkammer 25 des Relaisventils 20. Die Steuerkammer 25 des Relaisventils 20 ist mittels eines Kolbens 26 von einer Hauptluftleitungskammer 27 abgetrennL Der Kolben 26 ist von einem Ventilrohr 28 durchsetzt, das einerseits in der Atmosphäre und andererseits vor einer Doppelventildichtung 29 endet. Die federbelastete Doppelventildichtung 29 bildet zusammen mit dem Ventilrohr 28 und einem gehäusefesten Ventilsitz 30 ein Doppelventil 28, 29, 30, welches die Verbindung der Hauptluftleitungskammer 27 mit einem an die Zweigleitung 19 angeschlossenen Raum 31 bzw. mit der Atmosphäre überwacht Von der Hauptluftleitungskammer 27 führt eine Rohrleitung 32 zur Hauptluftleitung 33, weiche wie die Fülleitung 18 alle zu einem Zug gekuppelte Schienenfahrzeuge durchzieht Der Raum 10 des Vorsteuerventils 1 ist über eine Rohrleitung 34, in welche ein im Ruhezustand geschlossenes Magnetventil 35 eingeordnet ist, mit der Hauptluftleitung 33 verbunden. Das Magnetventil 35 weist dabei einen größeren Öffnungsquerschnitt als die Absperrventile 7, 12 und 12,15 auf.

An jedem Schienenfahrzeug ist an die Hauptluftleitung 33 in üblicher Weise ein Steuerventil 36 angeschlossen, welches entsprechend dem Druckverhalten der Hauptluftleitung S3 einen Bremszylinder 37 mit der Atmosphäre verbindet, abschließt oder aus einem Hilfsluftbehälter 38, der wie angedeutet über ein Rückschlagventil 39 aus der Fülleitung 18 füllbar sein kann, mit Druckluft beaufschlagt

Von einer Stromquelle 40 führt eine Kabel 41 zu den beiden Kontakteinrichtungen 16 und 17. Die Kontakteinrichtung 16 ist andererseits mit einem einem Bremsstromkreis zugehörenden Kabel 42 und die Kontakteinrichtung 17 mit einem einen Lösestromkreis 3 zugehörenden Kabel 43 verbunden. Die Kabel 42 und 43 sowie ein andererseits an die Stromquelle 40 angeschlossenes Kabel 44 durchziehen alle zu einem Zug gekuppelten Schienenfahrzeuge. In jedem der Schienenfahrzeuge ist ein Bremsmagnetventil 45 und ein Lösemagnetventi! 46 angeordnet Die Spulen der Bremsmagnetventile 45 sind an die Kabel 42 und 44 und die Spulen der Lösemag/ietventile 46 an die Kabel 43 und 44 angeschlossen. Die Bremsmagnetventile 45 öffnen bei ihrer Erregung je einen Auslaß 47 aus der Hauptluftleitung zur Atmosphäre; die Löäemagnetventile 46, die sich ebenfalls nur bei Erregung öffnen, sind dagegen in Rohrleitungsverbindungen 48 von der Fülleitung 18 zur Hauptluftleitung 33 eingeordnet Von beiden Kabeln 42 und 43 führt je eine elektrische Leitungsverbindung 49 bzw. 50 über je eine Diode 51 bzw. 52 zu einem Anschluß der Erregungsspule 53 des Magnetventils 35; die beiden Dioden 51 und 52 öffnen

ίο dabei in gleicher Stromflußrichtung. Andererseits ist die Erregungsspule 53 über eine elektrische Leitungsverbindung 54 mit dem zweiten Pol der Stromquelle 40 verbunden.
Bei gelöster, betriebsbereiter Druckluftbremse nehmen deren Teile die aus der Zeichnung ersichtlichen Lagen ein. Alle Ventile sind dabei geschlossen, die Magnetventile sind unerregt und die Kontakteinrichtungen 16 und 17 sind geöffnet Die Fülleitung 18, der Raum 31 des Relaisventils 20 und der Hilfsluftbehälter 38 sind mit Druckluft hohen Druckes ? .füllt, über das Druckminderventil ist der Raum 13 des Vnrsteuerveniiis 1 und durch vorangehende Betätigung des Vorsteuerventils 1 ist auch dessen Raum 10 sowie der Ausgleichsbehälter 24 und die Steuerkammer 25 des Relaisventil 20 mit Regeldruckhöhe gefüllt. Ebenso sind die Hauptluftleitungskammer 27 des Relaisventils 20 und die Hauptluftleitung 33 mit Regeldruckhöhe beaufschlagt Das Bremssteuerventil 36 hält aber dabei den Bremszylinder 37 in die Atmosphäre entleert.

Zum Bremsen wird der Handhebel 2 in die unter dem Bezugszeichen 3 angedeutete Stellung verschwenkt. Dabei wird die Kontakteinrichtung 16 geschlossen und damit der Bremsstromkreis von der Stromquelle 40 über das Kabel 41, die Kontakteinrichtung 16, das Kabel 42, das Bremsmagnetventil 45 und über das Kabel 44 zurück zur Stromquelle 40 geschlossen. Das Bremsmagnetventil 45 wird also erregt und der Auslaß 47 von der Hauptluftleitung 33 zur Atmosphäre damit geöffnet. Gleichzeitig wird über die elektrischen Leitungsverbindung 49 und die Diode 51 die Spule 53 des Magnetventils 35 erregt, so daß das Magnetventil 35 öffnet. Die Diode 52 verhindert dabei, daß auch das Kabel 43 Spannung erhält. Mit dem Verstellen des Handhebels 2 wird auch das Absperrventil 7, 12 geöffnet, so daß Druckluft aus dem Raum 10 durch das Ventilrohr 7 und den Raum 9 zur Atmosphäre entweicht und im Raum 10 eine Druckminderung auftritt. Über die am ganzen Zug verteilt angordneien Bremsmagnetventile 45 wird Druckluft aus der Hauptluftleitung 33 abgelassen und somit der in dieser Hauptluftleitung 33 herrschende Druck vernindert; über das geöffnete Magnetventil 35 und die Rohrleitung 34 setzt sich diese Druckminderung auch in den Raum 10 des Vorsteuerventils 1 fort, derart, daß im Raum 10 unabhängig von der durch das Vetrilrohr 7 entweichenden Druckiuftmenge eine der Druckabsenkung in der Hauptluftleitung 33 gleiche D^ruckabsenkung bewirkt wird. Über die Steuerleitung 23 wird die im Raum 10 bewirkte Druckabsenkung auf den Ausgleichsbehälter 24 und die

w) Steuerkamr.ier 25 des Relaisventils 20 übertragen. Da von der Hauptluftleitung 33 über die Rohrleitung 32 eine gleichartige Druckabsenkung auch in der Hauptluftleitungskammer 27 des Relaisventils 20 bewirkt wird, herrscht zu beiden Seiten des Kolbens 26 nach wie vor

hj gleicher Druck und cias Relaisventil 20 bleibt in Ruhe. Die in der Hauptluftleitung 33 auftretende Druckabsenkung bewirkt, daß das Bremssteuerventil 36 in üblicher Weise den Bremszylinder 37 von der Atmosphäre

abtrennt und aus dem Hilfsluftbehälter 38 mit Druckluft beaufschlagt.

Sobald die gewünschte Druckabsenkung in der Hauptluftleitung 33 und damit die gewollte Bremsstärke erreicht ist. wird der Handhebel 2 freigegeben; unter der Kraft der Feder 8 kehrt sodann das Ventilrohr 7 unter Schließen des Absperrventils 7, 12 in die dargestellte Lage zurück, wobei auch der Handhebel 2 in seine Ausgangslage zurückkehrt. Damit wird die Entlüftung des Raumes 10 durch das Ventilrohr 7 unterbrochen und die Kontakteinrichtung 16 wieder geöffnet. Der Stromfluß durch die Bremsmagnetventile 45 und durch die Erregungsspule 53 des Magnetventils 35 wird unterbrochen und alle Bremsmagnetventile 45 sowie das Magnetventil 35 schließen sich. Damit bleibt die augenblicklich im Raum 10 und im Ausgleichsbehälter 24 herrschende, der in der Hauptluftleitung 33 vorhandenen gleiche Druckhöhe erhalten. Sollten nachträglich durch irgendwelche Undichtigkeiten weitere Druckabsenkungen in der Hauptluftleitung 33 auftreten, so werden diese Druckabsenkungen über die Rohrleitung 32 in die Hauptluftleitungskammer 27 des Relaisventils 20 übertragen. Am Kolben 26 tritt daher eine Druckdifferenz auf. welche den Kolben 26 zum Öffnen des Doppeiventilteiles 29, 30 verschiebt. Aus der Fülleitung 18 strömt dann über die Rohrleitung 19, den Raum 31. das geöffnete Ventilteil 29, 30 und die Haupthiftleitungskammer 27 Druckluft in die Hauptluftleitung i3 bis zum Ausgleich dieser ungewollten Druckabsenkung ein. Über das Relaisventil 20 wird somit eine Druckerhaltung für die Hauptluftleitung 33 bewirkt.

Zum Lösen der Bremse wird der Handhebel 2 in die unter dem Bezugszeichen 4 angedeutete Lage geschwenkt. Dabei wird die Kontakteinrichtung 17 geschlossen und das Absperrventil 12,15 geöffnet. Über die Kontakteinrichtung 17 wird der Lösestromkreis geschlossen, wobei über das Kabel 43 die Lösemagnetventile 46 erregt und geöffnet werden. Gleichzeitig wird über elektrische Leitungsverbindung 50 und die Diode 52 das Magnetventil 35 erregt und geöffnet. Über die Lösemagnetventile 46 strömt an jedem Wagen Druckluft aus der Fülleitung 18 in die Hauptluftleitung 33 ein und bewirk; in dieser eine Drucksteigerung. Über das geöffnete Absperrventil 12, 15 strömt auch aus dem Raum 13 Druckluft in den Raum 10 des Vorsteuerventils 1 ein: über das geöffnete Magnetventil 35 und die Rohrleitung 34 wird bewirkt, daß die Drucksteigerung im Raum 10 genau wie die Drucksteigerung in der Hauptluftleitung 33 verläuft. Aus dem Raum 10 wird die Drucksteigerung über die Steuerleitung 23 in den Ausgleichsgehältei 24 und die Steuerkammer 25 des Relaisventils 20 übertragen. Da über die Rohrleitung 32 die Drucksteigerung aus der Hauptluftleitung 33 auch in die Hauptluftleitungskammer 27 des Relaisventils 20 übertragen wird, herrscht weiterhin zu beiden Seiten des Kolbens 26 gleiche Druckhöhe und das Relaisventil bleibt in Ruhe. Bei Erreichen der Regeldruckhöhe wird der Handhebel 2 wieder freigegeben. Unter der Kraft der Feder 14 schließt sich das Absperrventil 12,15 ' und der Handhebel 2 wird unter öffnen der Kontakteinrichtung 17 in die dargestellte Lage zurückgedreht Damit wird der Lösestromkreis wieder unterbroche und die Lösemagnetventile 46 sowie das Magnetventi

35 schließen sich. Damit wird die Druckluftzufuhr zu Hauptluftleitung 33 und zur Kammer 10 unterbrocher Infolge der Drucksteigerung in der Hauptluftleitung 3; verbindet das Bremssteuerventil 36 den Bremszylinde 37 wieder mit der Atmosphäre und die Bremsen werdei gelöst. Sollten durch Undichtigkeiten Druckluftverlust und damit Druckabsenkungen an der Hauptluftleitun 33 auftreten, so werden diese, wie vorstehend für de Bremszustand bereits beschrieben, durch das Relaisven til 20 mittels kurzzeitigen öffnens des Ventilteiles 29,31 ausgeglichen.

Falls ein Schaden an der elektrischen Steuereinrich tung der Druckluftbremse auftritt, so wird nac Abtrennen des Kabels 41 von der Stromquelle 40 zun rein pneumatische Bremsen und Lösen der Handhebel wie vorstehend geschildert betätigt. Dabei wird über di Absperrventile 7, 12 und 12, 15 der im Raum I herrschende Druck entsprechend der Betätigungsdaue des Handhebels 2 abgesenkt bzw. gesteigert; dies Druckänderungen werden vom Raum 10 über di Steuerleitung 23 in die Steuerkammer 25 des Relaisven tils 20 übertragen, wodurch eine Druckdifferenz an Kolben 26 auftritt, welche diesen verschiebt und somi ein öffnen eines der Ventilteile 28, 29 bzw. 29, 30 de Doppelventils 28,29,30 bewirkt. Über das Doppelvent 28, 29, 30 wird somit eine zur Druckänderung in de Steuerktt/nmer 25 gleiche Druckänderung in de Hauptluftleitungskammer 27 und damit über di Rohrleitung 32 in der Hauptluftleitung 33 bewirkt; di Druckänderungen dor Hauptluftleitung 33 veranlasse¹ dabei wie vorstehend erwähnt die Bremssteuerventil

36 der einzelnen Fahrzeuge zur entsprechende Druckluftbeaufschlagung bzw. -entleerung der Brems zylinder 37. Das Magnetventil 35 bleibt während diese Vorgänge geschlossen, so daß durch willkürliche öffnen eines der Absperrventile 7, 12 oder 12, 15 ei einfaches, vom Druck in der Hauptluftleitung 3 unbeeinflußtes Steuern des Druckes im Raum V möglich ist; über das Relaisventil 20 wird ein Angleiche des in der Hauptluftlei'ung 33 herrschenden Druckes a den in den Raum 10 eingesteuerten Druck bewirkt.

Durch die Einordnung des Magnetventils 35 zwischei die Hauptluftleitung 33 und letzlich die Steuerkamme 25 des Relaisventils 20 wird somit in baulich einfache Weise bewirkt, daß bei betriebsfähiger, elektrische Steuereinrichtung das Relaisventil 20 während Steuer vorgängen in Ruhe bleibt und die Steuervorgäng« elektropneumatisch gesteuert ablaufen; das Relaisventi 20 gleicht dabei nur ungewollte Druckänderungen iⁿ de Hauptluftleitung 33 aus. Ist die elektrische Steuerein richtung der Druckluftbremse dagegen defekt, ist ein rein pneumatische Steuerung der Druckluftbremsi möglich.

Die elektropneumatische Druckluftbremse kam selbstverständlich durch übliche Zusatzgeräte, beispiels weise Vorrichtungen zur Schnell- oder Notbremsun oder Relaisschalter zur unmittelbaren Stromversorgunj der Kabel 42 und 43 und damit zur Entlastung de Kontakteinrichtungen 16 und 17 von hohen Strombela stungen ergänzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektropneumatische Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge, mit einem Vorsteuerventil, welches von Hand zu öffnende, selbsttätig schließende Absperrventile zum willkürlichen Steuern eines Vorsteuerdruckes und mit den Absperrventilen betätigbare Kontakteinrichtungen zum Erregen je eines elektrischen Brems- bzw. Lösestromkreises aufweist, mit einem vom Vorsteuerdruck gesteuerten, den Druck in einer Hauptluftleitung überwachenden Relaisventil und mit von dem Brems- bzw. Lösestromkreis erregbaren Brems- bzw. Lösemagnetventilen, weiche bei ihrer Erregung die Hauptluftleitung mit der Atmosphäre bzw. einer Druckluftquelle verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetventil (35) vorgesehen ist, das im erregten Zustand eine weitgehend ungedrosselte Verbindung zwischen dem Steuerraum (25) des Relaisventil (20) und der Hauptluftleitung (33) freigibt, wobei das Magnetventil (35) einen größeren Öffnungsquerschnitt als die Absperrventile (7, 12 und 12, 15) aufweist und daß elektrotechnische Einrichtungen (16,17,49,50,51,52) vorgesehen sind, die sicherstellen, daß das Magnetventil nur zusammen mit der Erregung der BreKis- oder Lösemagnetventile (45,46) erregt wird.

2. Druckluftbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Brems- oder Lösestromkreis (Kabel 42 und 43) je eine elektrische Leitungsverbindung (49 und 50) mit je einer Diode (51 und 52) zur Erregungsspui/ (53) des Magnetventils (35) führt, wobei die beiden Dioden in gleicher Stromflußrichtung öffnen.