DE2454368C2 - Führerbremsventil für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Führerbremsventil für Schienenfahrzeuge, insbesondere mit mehreren Bedicnungsstellen, entsprechend der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Gattung.

Bei derartigen, bekannten Führerbremsventilen (DE-AS 11 45 216). wird bei der ersten Drucksenkung des Vorsteuerdruckes die Drossel, über welche die zum Ausgleich von Leckverlusten erforderliche Nachspeisung verläuft, mittels des Absperrventils von dem auf den Druckunterschied zwischen dem Bezugsdruck und dem abgesenkten Vorsteuerdruck entsprechenden Kolbenglied geschlossen.

Bei Führerbremsventilen mit derartigen Bremseinrichtungen kann es vorkommen, daß bei der Bedienung des Vorsteuerventiles mittels des handbedienbaren Führerbremshebels infolge zu kurzer Betätigung im Bremssinn eine nur geringe Änderung des Vorsteuerdruckes bewirkt wird, so daß entweder, falls das Absperrventil infolge der geringen, am Kolbenglied wirksamen Druckdifferenz geöffnet bleibt, nachfolgend über die Drossel der Vorsteuerdruck ungewollt wieder auf den einer gelösten Bremse entsprechenden Druckwert gebracht wird oder daß sich nur eine im Ansprech-Empfindlichkeitsbereich der einzelnen Bremssteuerventile liegende Druckänderung in der

Hauptluftleitung ergibt, so daß je nach ihrer Empfindlichkeit einige Bremssteuerventile anspringen und eine Bremsung am betreffenden Wagen bewirken, andere Bremssteuerventile jedoch noch in ihrer Lösestellung verharren. Es ergeben sich also keine eindeutigen Bremszustände, wodurch die Bedienung der Bremse einer gesteigerten Aufmerksamkeit bedarf, und im Zugverband können unerwünschte Laufunruhen auftreten.

Die Aufgabe äer Erfindung ist es, ein Führerbremsventil der eingangs genannten Art mit einer kompakten, einfachen Ventileinrichtung zu schaffen, bei welcher einerseits in Fahrstellung, wie an sich bekannt. Undichtheiten auch im Vorsteuerkreis ausgeglichen werden und bei der andererseits bei Einsteuerung einer Druckänderung im Bremssinn sich eine eindeutige, den Ansprech-EmpFindlichkeitsbereich der Bremssteuerventile übersteigende und somit eine stets gleichmäßige Bremssteuerung über den ganzen Zug gewährleistende Druckänderung ergibt.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Führerbremsventil erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kolbenglied in Verschieberichtung bei Änderung des Vorsteuerdruckes im Bremssinn mit insgesamt drei entgegen Regelkräften schaltbaren Absperrventilen gekoppelt ist, die zueinander unterschiedliche Schalthübe aufweisen, dessen erstes, den kleinsten Schalthub aufweisendes Absperrventil das sich beim Schalten schließende, die Verbindung der Steuerkammer zur unter dem Bezugsdruck stehenden Kammer überwachende Absperrventil ist, dessen zweites, den mittleren Schalthub aufweisendes Absperrventil beim Schalten die Steuerkammer mit einem eine dem Vorsteuerdruck bei maximaler Bremsung zumindest annähernd entsprechende Druckhöhe aufweisenden Raum, gegebenenfalls der Atmosphäre verbindet und deren drittes, den größten Schalthub aufweisendes Absperrventil beim Schalten die vom zweiten Absperrventil freigegebene Verbindung wieder unterbricht.

Dabei ist es für Schienenfahrzeuge, deren vom Druck in der Hauptluitleitung gesteuerte Druckluftbremsanlagen in ihrer Lösestellung eine Ansprechunempfindlichkeit gegen Abweichungen des Lösedruckes in der Hauptluftleitung um einen bestimmten Schwellwert aufweisen, für eine weitere Ausbildung von Vorteil, wenn eine das erste Absperrventil in Öffnungsrichtung belastende Regelkraft höchstens und eine das zweite Absperrventil in Schließrichtung belastende Regelkraft mindestens gleich der vom Kolbenglied bei einem Vorsteuerdruck, der einem um den Schwellwerl vom Lösedruck abweichenden Druck in der Hauptluftleitung entspricht, ausgeübten Kraft ist.

Wenn Schienenfahrzeuge, deren vom Druck in der Hauptluftleitung gesteuerte Druckluftbremsanlagen zu Bremsbeginn einen bestimmten Bremsdruckansprung aufweisen, wird eine weitere vorteilhaftere Ausgestaltung der Erfindung darin gesehen, wenn eine das dritte Absperrventil in Öffnungsrichtung belastende Regelkraft zumindest annähernd gleich der vorn Kolbenglied bei einem Vorsteuerdruck, der einem eine dem Bremsdruckansprung gleiche Bremsstärke bewirkenden Druck in der Hauptluftleitung entspricht, ausgeübten Kraft ist.

Ist nach der Einleitung eines Bremsvorganges eine bestimmte Bremsstufe erreicht, so kann eine Undichtheit am ersten, in Serie zur Drossel geschalteten Absperrventil bei einer indirekt wirkenden Bremseinrichtung die eingesteuerte Bremsung ungewollt schwä-

chen oder ganz aufheben. Um dies auszuschließen, und sogleich eine besondere kompakte Bauform der Ventileinrichtung zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenn das Kolbenglied einseitig ein es durchsetzendes erstes Ventilrohr mit einer in diesem angeordneten Drossel und mit einem ersten Ventilsitz am freien Rohrende aufweist, wenn der erste Ventilsitz mit einem am Rand einer vom ersten Ventilrohr durchdringbaren Gehäusewanddurchbrechung befindlichen, gehäusefesten zweiten Ventilsitz und mit einer in Schließrichtung gegen beide Ventilsitze federnd am Gehäuse abgestützten Ventildichtplatte ein Doppelsitzventil als erstes und zweites Absperrventil bildet und wenn der Raum zwischen dem Kolbenglied und der durchbrochenen ¹^ Gehäusewand mit der Steiierkammer des Relaisventils, der Raum andererseits der Gehäusewand mit der Atmosphäre verbunden ist.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung können den übrigen Unteransprüchen entnommen "° werden.

Einzelheiten eines Ausführungsber.^ieles der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und anhand der Zeichnung näher dargestellt Es zeigt

F i g. 1 das Ventilschema der die Drossel und die "' Absperrventile aufweisenden Ventileinrichtung,

Fig.2 das Führerbremsventil mit Relaisventil für zwei Bedienungsstellen bei Lösestellung in schematischer Darstellung,

F i g. 3 die Ventileinrichtung bei einer eingesteuerten ^J!l Absenkung des Vorsteuerdruckes um den Schwellwert und

Fig.4 die Ventileinrichtung nach selbsttätiger Absenkung des Vorsteuerdruckes um die Höhe des Bremsdruckansprunges.

Der Wirkungsmechanismus der einzelnen Absperrventile des erfindungsgemäßen Führerbremsventiles wird anhand der Darstellung eines vereinfachten Ventilschemas (F i g. 1) im folgenden erläutert.
₄₍₎ Ein Kolbenglied 101 ist in einem Gehäuseinaeren verschieblich gelagert und liegt hierbei zwischen einer Kammer (Raum) 102, die unter einem ständig konstant gehauenen Bezugsdruck 103 steht, und einem Raum 104, der mit dem veränderbaren Vorsteuerdruck 105 ₄. beaufschlagbar ist. Beide Räume sind durch eine Drossel 106 im Kolbenglied 101 miteinander verbunden. Bei bereits geringer Vorsteuerdruckabsenkung im Raum 104 wird durch einen Ventilsitz 107 eines mit dem sich verschiebenden Kolbenglied 101 fest verbundenen Ventilrohres 108 eherseits ein erstes Absperrventil (Ventil) 107,109 geschlossen und damit die anfangs über die Drossel 106 bestehende Verbindung vom Raum 102 zum Raum 104 unterbrochen und andererseits folgt unmittelbar auf das bei einem bestimmten Ansprechdruck '"Uittfindende Schließen dieses ersten Ventiles 107, 109 das Öffnen eines zweiten Absperrventils (Ventiles) 110, 109, worauf der vom abgesenkten Vorsteuerdruck beaufschlagte Raum 104 über das sich öffnende Ventil MO, 109 mit der Atmosphäre A verbunden wird.

Die damit bewirkte zusätzliche Entlüftung des Raumes 104 hat die selbsttätige weitere Druckabsenkung des Vorsteuerdruckes 105 zur Folge. ur:d die hierdurch eintretende weitere Kolbenverschiebung _b_ führt bei Erreichen eines vorbestimmten Druckwertes zum Schließen eines dritten Absperrventils (Ventiles) 111, 112. Dabei wird der Raum 104 nunmehr von der Atmosphäre A getrennt und die weitere selbsttätige Druckabsenkung im Raum 104 verbunden.

In F i g. 2, die das Führerbremsventil in l.ösestelluiig zeigt, ist cine Sieuerkumn:er I, clic einen Sieiierkolben 2 eines an sich bekannten Relaisventils .3 aufweist, mit einer Steucrkammer 4 verbunden. Heide Steuerkammern 1 und 4 sind mit dem von einem der bekannten handbetatigbarcn Vorsteuerventile einer der Bedienungsstellen 5 oder 6 über eine Verbindungsleitiing einsteuerbaren Vorsieuerdruck beaufsehlagbar. Fine Feder 7 hält ein Kolbcnglied (Steuerkolben) 8 bei beidseitig gleich großer Druckbeaufschlagung gegen einen Anschlag 9 in seiner Ruhestellung.

Eine Kammer (Raum) 10, die auf der der Steuerkammer 4 entgegengesetzten Seite des als Wälzmembrankolben ausgebildeten Steuerkolbens 8 liegt, ist über einen Druckregler 11 bekannter Bauart mit dem Haupiluftbehälter 12 verbunden und wird ständig von einem konstanten Bezugsdruck beaufschlagt.

Über ein steuerkr.mmerseitig am Wälzmembrankol ben 8 angesetztes erstes Ventilrohr 13 mit einem ersten Ventilsitz 14 am freien Rohrende und über eine im Verlauf des Rohrdurchlasses befindliche Drossel 15 steht der Raum 10 mit der Steuerkarrmer 4 in Verbindung. Eine Durchbrechung 16 in einer Gehäusewand 17 trägt rund umlaufend und in gleicher Richtung mit dem ersten Ventilsitz 14 und zu diesem koaxial angeordnet einen gehäusefesten zweiten Ventilsitz 18. Beide Ventilsitze 14, 18 bilden mit einer gemeinsamen, durch eine Feder 19 in SchlieDrichtung gegen das Gehäuse abgestützten und die Steuerkammer 4 von der Atmosphäre trennenden Ventildichtplatte 20 ein Doppelsitzventil 14,20; 18,20.

Ebenfalls an der Durchbrechung 16 und das erste Ventilrohr 13 entgegengesetzt gerichtet umgreifend, ist ein zweites Ventilrohr 21 angesetzt, dessen freies Rohrende einen dritten Ventilsitz 22 aufweist, der mit einem auf dem Wälzmembrankolben 8 angeordneten Ventildichtring 23 ein Absperrventil 22,23 bildet.

Bei einer Bremseinieitung durch Betätigung des Vorsteuerdruckventilcs an einer der Bedienungsstellen 5 oder 6 wird der Vorsteuerdruck in der Steuerkammer 1 des Relaisventiles 3 in bekannter Weise abgesenkt. Gleichzeitig erfolgt damit auch in der Steuerkammer 4 eine Druckabsenkung. die zu einem Verschieben des Steuerkolbens 8 verbunden mit dem Schließen des ersten Absperrventils (Ventil) 14,20 und dem offnungsbeginn des zweiten Absperrventils (Ventil) 18, 20 führt und zwar infolge der Abstimmung der Kraft der Feder 7 und der Feder 19 bereits bei einer Druckänderung, die knapp über der Größe des Schwellwertes, der von der Ansprechunempfindüchkeit der Druckluftbremsanlage in ihrer Lösestellung bestimmt wird, liegt.

Die Drossel 15 im Zuge des Rohrdurchlasses im ersten Ventilrohr 13 ist so bemessen, daß die anfangs bei Lösestellung des Kolbengliedes 8 durch die Drossel noch bestehende Verbindung zwischen dem Raum 10 und der Steuerkammer 4 eine eingesteuerte Druckabsenkung in die letztere durch Nachströmen von Luft aus dem Raum 10 nicht beeinflußt und somit das Verschieben des Kolbengliedes 8 nicht unterbunden wird.
Mit dem durch die Kolbengliedverschiebung bewirkten Schließen des ersten Ventiles 14, 20 wird der Raum 10. der vom konstanten Hc/ugsdruck beaufschlagt ist. von der Steuerkammer 4 getrennt und mit dem darauf fast gleichzeitigen Öffnen des zweiten Ventiles 18, 20 Ί wird die Steuerkammer 4 mit der Atmosphäre· verbunden, wodurch das Absinken ..!es eingesteuerten Vorsteuerdruckes in einer die Bremsung untorstiii/enc'en Weise automatisch beschleunigt wird.

Dieses weitere Absinken des Vorsteuerciruckes in der in Steucrkammer 4 bedingt ein weiteres Verschieben des Kolbengliedcs 8 und führt letztlich zum Schließen des dritten Ventiles 22, 23 und damit zur Trennung der Steuerkammer 4 von der Atmosphäre.

Diese selbsttätig erfolgende Absenkung des Vor- ·. Steuerdruckes, die nach Erreichen des d«*r Ansprechunempfindlichkeit entsprechenden Druckes — einem Wert um ca. 0,15 bar unter dem Bezugsdruck — beginnt und bei ca. 0,4 bar unter dem Bezugsdruck (Bremsdruckansprung) endet, gewährleistet, daß bei dem Führerj'i bremsventil im Falle einer bedienungsbedingt zu klein eingeleiteten ersten Bremsstufe automatisch eine Vorsteuerdruckabscnkung bis zum Erreichen der ersten Bremsstufe eintritt.

Im Falle von Undichtigkeiten eines der Ventile ■") ergeben sich je nach den einzelnen Ventilstellungen folgende auf die Bremsanlage wirksame bzw. unwirksame Druckveränderungen.

Bei undichtem zweiten Ventil 18, 20. d. h. in Lösesitllung, gelangt Luft aus der Steuerkammer 4 in ti· die Atmosphäre. Diese nur langsam entweichende Luftmenge wird durch nachströmende Luft aus dem Raum 10 über die Drossel 15 ersetzt, so daß die bei dieser Ventilstellung (Lösestellung) bestehende Druckgleichheit beiderseits des Kolbengliedes 8 unverändert r. bleibt, also keine Druckänderung in der Hauptluftleitung zur Folge hat.

Bei geschlossenem ersten Ventil 14, 20 und geöffne- * tem zweiten Ventil 18, 20, d. h. bei Einleitung der ersten Bremsstufe. beeinflussen Undichtheiten des geschlossem nen ersten Ventiles 14, 20 in keiner Weise den eingeleiteten Bremssteuervorgang, da die hierbei aus dem Raum 10 durch die Drossel 15 nachströmende Luft des Bezugsdruckes ungehindert in die Atmosphäre entweichen kann.

*> Ist nach weiterer Vorsteuerdruck-Absenkung auch das dritte Ventil 22, 23 geschlossen, d. h. bei Abschluß der ersten Bremsstufe, so gilt für das erste Ventil 14, 20 das wie vor beschriebene, während bei evtl. Leckverlusten des Steuerdruckes an dem Ventildichtring 23 des v> dritten Ventils 22, 23 und einer damit verbundenen Druckabnahme in der Steuerkammer 4 eine Beeinflussung der Bremseinrichtung im Bremssinn erfolgen würde.

Das zweite Absperrventil 110,109 bzw. 18,20 muß bei seinem Öffnen keine Entlüftung des Raumes 104 bzw. der Steuerkammer 4 zur Atmosphäre bewirken, es kann auch abweichend von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen eine Verbindung zu einem eine dem Vorsteuerdruck bei maximaler Bremsung zumin-&< > dest annähernd entsprechende Druckhöhe aufweisenden Raum öffnen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Führerbremsventil für Schienenfahrzeuge, insbesondere mit mehreren Bedienungsstellen, welche nicht druckerhaltende, willkürlich betätigbare Vorsteuerventile aufweisen, mit einem Relaisventil, welches mit einem auf einen Solldruck eingestellten Druckregler zusammenwirkend den Druck in der Hauptluftleitung überwacht, wobei ein Vorsteuerdruck in mindestens einer seiner Steuerkammern von den Vorsteuerventilen einsteuerbar ist, und mit einer in ihrem Durchgang durch ein Absperrventil und eine Drossel überwachten Verbindung von der vom Vorsteuerdruck beaufschlagten Steuerkammer zu einer ständig unter einem dem Vorsteuerdruck bei gelöster Bremse entsprechenden Bezugsdruck stehenden Kammer, wobei das Absperrventil mittels eines vom Vorsteuerdruck entgegen dem Bezugsdruck beaufschlagten Kolbengliedes steuerbar ist und bei durch Änderung des Vorsteuerdruckes im Bremssirei bewirkter Verschiebung des Kolbengliedes schließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenglied (8, 101) in Verschieberichtung bei Änderung des Vorsteuerdruckes (105) im Bremssinn mit insgesamt drei entgegen Regelkräften schaltbaren Absperrventilen (107, 109; 110, 109; 111, 112 bzw. 14, 20; 18, 20; 22, 23) gekoppelt ist. die zueinander unterschiedliche Schalthübe aufweisen, dessen erstes, den kleinsten Schalthub aufweisendes Absperrventil (107, 109 bzw. 14, 20) das sich beim so Schalten schließende, die Verbindung der Steuerkammer (1/ zur unter dem Bezugsdruck (103) stehenden Kammer {102 b-~*. 10) überwachende Absperrventil ist. des*«n zweites, den mittleren Schalthub aufweisendes Absper ventil (110,109 bzw. κ 18, 20) beim Schalten die Steuerkammer (1) mit einem eine dem Vorsteuerdruck (105) bei maximaler Bremsung zumindest annähernd entsprechende Druckhöhe aufweisenden Raum, gegebenenfalls der Atmosphäre (A) verbindet und deren drittes, den größten Schalthub aufweisendes Absperrventil (111, 112 bzw. 22, 23) beim Schalten die vom zweiten Absperrventil (UO, 109 bzw. 18, 20) freigegebene Verbindung wieder unterbricht.

2. Führerbremsventil nach Anspruch 1, für Schienenfahrzeuge, deren vom Druck in der Hauptluftleitung gesteuerte Druckluftbremsanlagen in ihrer Lösestellung eine Ansprechunempfindlichkeit gegen Abweichungen des Lösedruckes in der Hauptluftleitung um einen bestimmten Schwellwert aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß eine das erste Absperrventil (107,109 bzw. 14,20) in Öffnungsrichtung belastende Regelkraft (Feder 7) höchstens und eine das zweite Absperrventil (110, 109 bzw. 18, 20) in Schließrichtung belastende Regelkraft (Feder 19) mindestens gleich der vom Kolbenglied (101 bzw. 8) bei einem Vorsteuerdruck (105), der einem um den Schwellwert vom Lösedruck abweichenden Druck in der Hauptluftleitung entspricht, ausgeübten Kraft ist.

3. Führerbremsventil nach Anspruch 1 oder 2, für Schienenfahrzeuge, deren vom Druck in der Hauptluftleitung gesteuerte Druckluftbremsanlage^ zu Bremsbeginn einen bestimmten Bremsdruckansprung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß eine das dritte Absperrventil (111, 112 bzw. 22, 23) in Öffnungsrichtung belastende Regelkraft (Federn 7 und 19) zumindest annähernd gleich der vom Kolbenglied (101 bzw. 8) bei einem Vorsteuerdruck (105), der einem eine dem Bremsdruckansprung gleiche Bremsstärke bewirkenden Dmck in der Hauptluftleitung entspricht, ausgeübten Kraft ist.

4. Führerbremsventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelkräfte durch das Kolbenglied (101 bzw. 8) entgegen der Schaltrichtung der Absperrventile (107, 109; HO, 109; 111, 112 bzw. 14, 20; 18, 20; 22, 23) b-lastende Federn (7 und 19) erzeugt werden.

5. Führerbremsventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenglied (8) einseitig ein es durchsetzendes, erstes Ventilrohr (13) mit einer in diesem angeordneten Drossel (15) und mit einem ersten Ventilsitz (14) am freien Rohrende aufweist, daß der erste Ventilsitz (14) mit einem am Rand einer vom ersten Ventilrohr (13) durchdringbaren Gehäusewanddurchbrechung befindlichen, gehäusefesten zweiten Ventilsitz (18) und mit einer in Schließrichtung gegen beide Ventilsitze (14, 18) federnd am Gehäuse abgestützten Ventildichtplatte

(20) ein Doppelsitzventil als erstes und zweites Absperrventil (14, 20 bzw. 18,20) bildet und daß der Raum zwischen dem Kolbenglied (8) und der durchbrochenen Gehäusewand (17) mit der Steuerkammer (1) des Relaisventils (3), der Raum andererseits der Gehäusewand (17) mit der Atmosphäre verbunden ist

6. Führerbremsventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilrohr (13) mit Spiel in ein entgegengesetzt gerichtetes, an der Gehäusewand (17) befestigtes, zweites Ventilrohr

(21) taucht, dessen am kolbengliedseitigen Rohrende befindlicher, dritter Ventilsitz (22) Bestandteil des dritten Absperrventils (22,23) ist.

7. Führerbremsventil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenglied (8) ein Wälzmembrankolben ist.