DE2546865A1

DE2546865A1 - Druckuebersetzer fuer lastabhaengige druckluftbremsen, insbesondere fuer eisenbahnen

Info

Publication number: DE2546865A1
Application number: DE19752546865
Authority: DE
Inventors: Hans Poellinger
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1975-10-18
Filing date: 1975-10-18
Publication date: 1977-04-21
Also published as: FR2327895B1; FR2327895A1; DE2546865C2

Description

München, den 16.10.1975

TP

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3/

Firma KNORR-BBEMSE GMBH, München

Druckübersetzer für lastabhängige Druckluftbremsen, insbesondere für Eisenbahnen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckübersetzer der i« Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung.

Bei der Eisenbahn ist jedem Fahrzeug oder Vagen eine Druckluftbremse zugeordnet. Die Bremsen aller Wagen eines Zuges werden gemeinsam betätigt, und zwar gesteuert von Druck in einer sich durch den gesamten Zug erstreckenden Hauptluftleitung, die zu einem Führerbremsventil in der Lokomotive führt, welches seinerseits an einen mit einem Kompressor verbundenen Hauptluftbehälter angeschlossen ist. Sind die Bremsen des jeweiligen Zuges gelöst, dann steht die Hauptluftieitung unter Druck. Soll der Zug abgebremst werden, dann wird das Führerbremsventil betätigt, so daß die Hauptluftieitung vom Hauptluftbehälter getrennt und stattdessen ait der freien Atmosphäre in Verbindung gesetzt wird. Der Druck in der Hauptluftleitung fällt ab, so daß die Steuerventile der Wagen des Zuges ansprechen, welche an die Hauptluftleitung angeschlossen sind. Die Bremszylinder werden dann von den an den Wagen vorgesehenen Vorratsluft behältern her mit Druckluft beaufschlagt, und die Bremsschuhe legen sich an die Laufräder an.

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Der in die Bremszylinder eingesteuerte Druck unü somit die Kraft, mit welcher die Bremsschuhe jeweils an das zugehörige Laufrad gedrückt werden, hängt von dem jeweils in der Hauptluftleitung eingesteuerten Druck ab. Um den Druck in den Bremszylindern darüber hinaus selbsttätig der Belastung des jeweils zugehörigen Wagens anzupassen, werden sogenannte Druckübersetzer verwendet, welche an das erwähnte Steuerventil jedes Wagens angeschlossen sind, ferner an eine Einrichtung zur Feststellung der Belastung dieses Wagens. Sie bewirken, daß mit wachsender Belastung oder Beladung des jeweils zugehörigen Wagens der Druck in dem bzw. den zugehörigen Bremszylindern für ein und denselben Druck in der Hauptluftleitung entsprechend erhöht wird und umgekehrt, so daß also dann, wenn durch Betätigung des Führerbremsventils beispielsweise die erste Bremsstufe ausgelöst wird, die Bremsen aller Wagen eines Zuges mit derjenigen Kraft betätigt werden, welche der Belastung bzw. Beladung des jeweiligen Wagens im Zug entspricht,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Betätigung des Druckübersetzers zu gewährleisten, daß dessen dem beladenen bzw. unbeladenen Zustand des zugehörigen Wagens entsprechende Stellung "beladen" bzw. "leer" zu Beginn einer Bremsung eindeutig fixiert ist und auch während der Bremsung fixiert bleibt. Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.

Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen schematisch:

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Pig. 1 das Blockschaltbild der Druckluftbremse eines Eisenbahnwagens; und

Fig. 2 bis 5 jeweils das Umschaltventil des Druckübersetzers der Druckluftbremse gemäß Fig. 1 in der Stellung "leer" bei gelöster Bremse bzw. beim Bremsen bzw. in der Stellung "beladen" beim Bremsen bzw. in einer Kittelstellung vor einer Bremsung.

Die Druckluftbremse weist ein als Dreidruckventil ausgebildetes Steuerventil I₁ einen Druckübersetzer 2 mit Umschaltventil 3» mindestens einen Vorratsluftbehälter 4 und mindestens einen Bremszylinder 5 auf.

Das Steuerventil ^Λ ist mit einer Steuerkammer 6, einer mit der Hauptluftleitung 7 verbundenen Kammer 8, einer über eine öffnung 9 mit der freien Atmosphäre kommunizierenden Kammer "¹O₁ einer über eine Leitung Ί1 mit dem Druckübersetzer 2 und dem Umschaltventil 3 verbundenen Kammer 12 und einer über eine Leitung 13 mit dem Vorretsluftbehälter 4 verbundenen Kammer 14 versehen. Der Bremszylinder 5 ist über eine Leitung 15 mit dem Druckübersetzer 2 verbunden, desgleichen der Vorratsluftbehälter 4 über eine Leitung 16. Umschaltventil 3 und Druckübersetzer 2 stehen über eine Leitung 17 miteinander in Verbindung, ferner über eine Leitung 18. Schließlich führt eine Leitung ^9 zum Umschaltventil 3» welche von einer Einrichtung zur Feststellung der Belastung bzw. Beladung des Wagens mit dem entsprechenden Steuerdruck beaufschlagt wird.

Das Steuerventil 1 steuert während einer Bremsung die Zufuhr von Druckluft vom Vorratsluftbehälter 4 zum Bremszylinder 5 in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den

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Drücken in der Hauptluftleitung 7 bzw. der daran angeschlossenen Kammer 8 und in der Steuerkammer 6, ferner während des Bremsenlösens die Entlüftung des Bremszylinders 5 in Abhängigkeit von diesem Druckunterschied. Beim Bremsen wird der Druck L in der Hauptluftleitung 7 gesenkt, was zur Folge hat, daß der Druck A in der Steuerkammer 6 überwiegt und ein Ventil zwischen den Kammern 12 und 14 öffnet, so daß Druckluft aus dem Vorratsbehälter 4 über die Leibung ^3 durch die Kammer 14 in die Kammer 12 gelangt und darin einen Vorsteuerdruck G einsteuert, welcher von jeweiligen Hauptluftleitungsdruck L abhängt. Beim Bremsenlösen wird umgekehrt der Hauptluftleitungsdruck L erhöht, was zur Folge hat, daß ein Ventil zwischen den Kammern 10 und 12 öffnet, so daß Druckluft aus der Kammer 12 durch die Kammer 10 und deren öffnung 9 in die freie Atmosphäre entweichen kann, also der Vor Steuerdruck G abhängig vom jeweiligen Hauptluftleitungsdruck L abfällt.

Der Druckübersetzer 2 wird über die Leitung 1"¹ mit dem Vorsteuerdruck C beaufschlagt und steuert im Bremszylinder 5 einen Druck C ein, welcher vom jeweiligen Steuerdruck C abhängt. Beim Bremsen steigt der Vorsteuerdruck C_v an, so daß im Druckübersetzer 2 ein Ventil öffnet, welches die vom Vorratsluftbehälter 4 kommende Leitung 16 mit der zum Bremszylinder 5 führenden Leitung 15 in Verbindung setzt. Dieses Ventil schließt, sobald der dem VorSteuerdruck C_v entsprechende Druck C im Bremszylinder 5 erreicht ist. Beim Bremsenlösen fällt der Vor Steuerdruck C ab, so daß ein Ventil im Druckübersetzer 2 öffnet und den Bremszylinder 5 bzw. dessen Leitung 15 mit der freien Atmosphäre verbindet, um Druckluft entweichen zu lassen, bis der Druck C im Bremszylinder 5 so weit abgefallen ist, daß er dem verminderten Vorsteuerdruck C entspricht.

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Der Druckübersetzer 2 vermittelt zwei unterschiedliche Übersetzungsstufen zwischen dem Vorsteuerdruck C und dem Br em s zylinderdruck C, und zwar eine geringere Druckübersetzung bei leerem Wagen und eine höhere Druckübersetzung bei beladeneii Wagen. Dazu ist der Druckübersetzer 2 über die Leitung 17 mit dem Umschaltventil 3 verbunden. Bei leerem Wagen ist die Leitung 17 über das Umschaltventil 3 mit der freien Atmosphäre verbunden, bei beladenem Wagen jedoch über die Leitung 18 mit derjenigen Kammer des Druckübersetzers 2, welche über die Leitung 15 mit dem Bremszylinder 5 in Verbindung steht. Das Umschaltventil 3 setzt also die Leitung 17 wahlweise mit der freien Atmosphäre und dem Bremszylinder 5 in Verbindung. Gesteuert wird das Umschaltventil 3 von dem in der Leitung 19 jeweils herrschenden Steuerdruck T.

Wie aus Fig. 2 bis 5 ersichtlich, weist das Umschaltventil'einen Steuerschieber 20 mit einem in einer Federkammer 21 abgedichtet verschieblichen, größeren Kolben 22 auf, an welchem eine Feder 23 sich über einen Federteller 24 abstützt. Die Feder 23 liegt am anderen Ende an einem zweiten Federteller 25 an, welcher sich auf einer Justierschraube abstützt, die zur Einstellung der Vorspannung der Feder 23 dient. Weiterhin ist die Federkammer 21 über eine öffnung 27 mit der freien Atmosphäre verbunden und mit einem inneren Ringanschlag 28 für den Kolben 22 versehen.

Der Steuerschieber 20 weist ferner drei Steuerkolben 30, 31 und 32 geringeren Durchmessers auf, welche in einer Bohrung 33 des Umschaltventils 3 abgedichtet axial verschieblich geführt sind. In den Ringraum zwischen dem Kolben 22 größeren Durchmessers und dem benachbarten Steuerkolben 32 verminderten Durchmessers mündet die Leitung 19. In den Ringraum zwischen den Steuerkolben 30 und 31 mündet die Leitung

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18. Der Ringraum zwischen den Steuerkolben 3^ und 32 steht
über eine öffnung 34 des Umschaltventils 3 mit der freien
Atmosphäre in Verbindung.

Die Leitung 17 mündet über eine Steuerbohrung 35
an einer solchen Stelle in die Bohrung 33 des Umschaltventils 3» deß ßie in der axialen Endstellung des Steuerschiebers 20 gemäß Fig. 2 und 3 über die öffnung 34- des Umschaltventils 3 mit der freien Atmosphäre in Verbindung steht, in der axialen Endstellung des Steuerschiebers 20 gemäß Fig. 4 jedoch mit der Leitung 18 kommuniziert.

Der Steuerschieber 20 ist in (jeder der beiden axialen Endstellungen gemäß Fig. 2 und 3 bzw. 4 verrastbar. Dazu ist das Umschaltventil 3 mit einem Sperrkolben 36 versehen, welcher in einer zweiten Federkammer 37 abgedichtet
axial verschieblich geführt ist, die auf der der ersten Fe- derkamner 21 abgewandten Seite des Umschaltventils 3 vorgesehen ist. Der Sperrkolben 36 ist durch eine Feder 38 gegen einen Ringanschlag 39 belastet, oberhalb dessen die Leitung 11 in das Umschaltventil 3 mündet. Der Sperrkolben 36 wirkt mit dem Ende der Kolbenstange 40 mit dem Steuerschieber 20
zusammen.

Steuerschieber 20 und Sperrkolben 36 bzw. dessen
Kolbenstange 40 sind senkrecht zueinander angeordnet. Die
Kolbenstange 40 ist am freien Ende mit einer konischen Spitze 41 versehen, der Steuerschieber 20 an dem benachbarten Ende mit einer Ringnut 42 von entsprechend V-förmigem Querschnitt sowie auf der den Steuerkolben 30» 3^ und 32 abgewandten Seite mit einer schrägen Ringfläche 43.

In Fig. 2 ist die Stellung des Umschaltventils 3
bzw. von dessen Steuerschieber 20 wiedergegeben, welche ei-

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nein unbeladenen bzw. leeren Wagen entspricht. Der Steuerschieber 20 ist mit dem Kolben 22 durch die Feder 23 gegen die linke Stirnwandung der Federkammer 21 gedrückt, so daß die Leitung 17 über die öffnung 34· mit der freien Atmosphäre kommuniziert. Die Bremse ist gelöst, so daß der Sperrkolben 36 durch die Feder 38 gegen den Ringanschlag 39 gedruckt wird.

Beim Bremsen baut sich der VorSteuerdruck C auf, welcher über die Leitung 11 den Sperrkolben 36 entgegen der Wirkung der Feder 38 verschiebt, so daß die konische Spitze 41 der Kolbenstange 40 in die Ringnut 42 eintritt, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Der Steuerschieber 20 ist damit in der in der Zeichnung linken axialen Endstellung mechanisch fixiert, und es ist eine definierte Stellung "leer" für das Umschaltventil 3 gewährleistet.

In Fig. 4 ist das Umschaltventil 3 in der Stellung "beladen" dargestellt, und zwar beim Bremsen. Der Steuerschieber 20 ist durch den Steuerdruck T in der Leitung 19 mit dem Kolben 22 größeren Durchmessers entgegen der Wirkung der Feder 23 gegen den Ringanschlag 28 der Federkammer 21 gedrückt. In dieser rechten axialen Endstellung des Steuerschiebers 20 ist die Leitung 17 von der öffnung 34· 'geschlossen, um stattdessen mit der Leitung 18 zu kommunizieren, so daß die in der Stellung "leer" entlüftete Kammer des Druckübersetzers 2 nunmehr mit dem Druck C im Bremszylinder beaufschlagt wird. Der Sperrkolben 36 ist durch den Vorsteuerdruck G auf den Steuerschieber 20 zu verschoben, um mit der konischen Spitze 41 der Kolbenstange 40 an der schrägen Ringfläche 43 anzuliegen und den Steuerschieber 20 in der rechten axialen Endstellung zu fixieren, so daß die Stellung "beladen" des Umschaltventils 3 definiert ist.

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In Fig. 5 ist diejenige Mittelstellung des Steuerschiebers 20 veranschaulicht, in welcher der mittlere Steuerkolben 31 sich gerade über der Steuerbohrung 35 der Leitung 17 befindet. Wird nunmehr eine Bremsung vorgenommen und der Sperrkolben 36 mit dem Vorsteuerdruck C beaufschlagt, um sich entgegen der Wirkung der Feder 38 auf den Steuerschieber 20 zuzubewegen, dann läuft er mit der konischen Spitze 41 auf die schräge Hingfläche 43 auf und verschiebt den Steuerschieber 20 auf diese Weise vollständig nach rechts in die Stellung gemäß Fig. 4. Dasselbe ist der Fall bei einer solchen Mittelstellung, in welcher der Sperrkolben 36 beim Bremsen mit der Ringnut 42 in Berührung kommen sollte. Er würde dann auf eine der schrägen Flanken dieser Ringnut 42 mit der konischen Spitze 41 auflaufen und den Steuerschieber. 20 auf diese Weise in die definierte AxialstellungVbewegen.

Statt durch den Vorsteuerdruck C könnte der Sperrkolben 36 auch durch den Bremszylinderdruck C beaufschlagt werden.

In jedem Fall ist gewährleistet, daß das Umschaltventil 3 bzw. dessen Steuerschieber 20 bei einem Bremsen stets in eine von zwei definierten Stellungen gebracht wird und darin während des Bremsens auch gehalten bleibt, selbst wenn der Steuerdruck T den Steuerschieber 20 entgegen der Wirkung der Feder 23 nicht in die rechte axiale Endstellung gemäß Fig. 4 bewegt haben sollte, sondern beispielsweise lediglich in die Stellung gemäß Fig. 5· Ferner ist ausgeschlossen, daß das Umschaltventil 3 und damit der Druckübersetzer 2 während eines Bremsens umscheltet, selbst wenn der Steuerdruck T sich während dieses Bremsens ändern sollte.

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AA

Le e rs e i te

Claims

Ansprüche

;i .J Druckübersetzer für lastabhängige Druckluftbremsen, insbesondere für Eisenbahnen, welcher im angeschlossenen Bremszylinder einen niedrigeren bzw. höheren Druck in Abhängigkeit von einem der Jeweiligen Belastung entsprechenden Steuerdruck einsteuert, gekennzeichnet durch ein vom Steuerdruck T beaufschlagtes Umschaltventil (3) mit einem Steuerschieber (20), welcher in jeder der beiden Stellungen für niedrigeren bzw. höheren Bremszylinderdruck C verrastbar ist.
2. Druckübersetzer nach Anspruch I₁ gekennzeichnet durch eine solche Ausgestaltung des UmschaItventils (3)» daß der Steuerschieber (20) zu Beginn jeder Bremsung in der einen bzw. anderen Stellung fixierbar ist.
3. Druckübersetzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (3) mit einem federbelasteten Sperrkolben (36) versehen ist, welcher zu Beginn jeder Bremsung durch Druckbeaufschlagung, vorzugsweise durch Beaufschlagung mit dem VorSteuerdruck G_v oder dem Bremszylinderdruck C, entgegen der Wirkung der Feder (38) in Eingriff mit dem Steuerschieber (20) beweglich ist.
4. Druckübersetzer nach Anspruch 3 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Sperrkolben (36) und Steuerschieber (20) senkrecht zueinander angeordnet sind und über schräge Flächen (41 bzw. 42, 43) derart zusammenwirken, daß der Steuerschieber (20) bei Druckbeaufschlagung und Bewegung des Sperrkolbens (36) auf den Steuerschieber (20) zu in die Stellung für niedrigeren bzw. höheren Bremszylinderdruck C verschieblich ist.

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5· Druckübersetzer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (3) an den Bremszylinder (5) und eine Druckübersetzerkammer angeschlossen ist, wobei der Steuerschieber (20) die Druckübersetzerkammer in der Stellung für höheren Bremszylinderdruck C mit dem Bremszylinder (5) verbindet und in der Stellung für niedrigeren Bremszylinderdruck C entlüftet.
6. Druckübersetzer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (20) durch eine Feder (23) in die Stellung für niedrigeren Bremszylinderdruck C belastet und durch den Steuerdruck T entgegen der Wirkung dieser Feder (23) in die Stellung für höheren Bremszylinderdruck C verschieblich ist.

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