DE2647283A1

DE2647283A1 - Bremsbeschleuniger fuer druckluftbremsen, insbesondere fuer schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE2647283A1
Application number: DE19762647283
Authority: DE
Inventors: Josef Hintner; Georg Dipl Ing Staeuble
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1976-10-20
Publication date: 1978-04-27
Also published as: DE2647283C3; ZA776250B; DE2647283B2; US4226482A; BR7707000A

Description

Munch-sn, den 1i>.^0.1976

TPHpd/be

-1384-

Khorr-Bremse GmbH, 8000 München 40, Moosacher Straße 80

Bremsbeschleuniger für Druckluftbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge.

Die Erfindung betrafft einen bei $ader eingesteuerten Betriebsbremsstufe wirksamen Bremsbeschleuniger eines Bremssteuerventils, insbesondere eines einlösigen Brems-

Steuerventils einer indirekt wirkenden Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge mit einem einerseits vom Bremsleitungsdruck (Ir-Druck) und andererseits vom Druck (L -Druck) einer über eine Fülldüse an die Bremsleitung angeschlossenen Steuerkammer beaufschlagten Ifotbremskolben, der in einer Betriebsbremsstellung zur Aufreunterhaltung eines L/L -Druckgleiehgewichtes während einer Betriebsbremsung mit einem einen Grenzwert nicht überschreitenden L-Druckgradient den Anschluß der Steuerkammer über eine L -Entlüftungsdüse zur Atmosphäre überwacht, und die sich bei einer Notbremsung mit einem den Grenzwert überschreitenden L-Druckgradienten bildende L/L -Druckdifferenz den Notbremskolben zur Auslösung einer Schnellbremsung aus seiner Betriebsbremsstellung in die Notbremsstellung steuert, wobei der vom L/L -Druckverhältnis gesteuerte Betriebsbremsbeschleuniger zum Ausgleich der Abflachung des bei einer Betriebsbremsung eingesteuerten L-Druckgradienten aufgrund von Verlusten in der Bremsleitung zusätzliche begrenzte

und Luftmengen aus der Bremsleitung abgezapft/zur Aufrechter-

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haltung des L/L -Druckgleichgewichtes am Notbremskolben entsprechende zusätzliche L -Luftmengen zur Atmosphäre ableitet.

Ein Bremsbeschleuniger der vorstehenden Art in Verbindung mit einem einlösigen Bremssteuerventil für indirekt wirkende Druckluftbremsen für Schienenfahrzeuge ist durch die US-PS 3 716 276 bekannt geworden. Nachteilig ist bei diesem bekannten Bremsbeschleuniger, daß bei einer auftretenden Störung ein L -Staudruck auftreten kann, der zur Auslösung einer ungewollten Schnellbremsung führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es,einenbei jeder eingesteuerten Betriebsbremsstufe wirksamen Bremsbeschleuniger der eingangs genannten Art anzugegeben, der im Störungsfalle nicht zur Auslösung einer Schnellbremsung führt.

Eine weitergehende Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß der Bremsbeschleuniger ohne größeren Aufwand leicht an ein herkömmliches einlösiges Bremssteuerventil ohne einen solchen Bremsbeschleuniger nachträglich anbaubar ist. Insbesondere soll der Bremsbeschleuniger leicht an ein Nötbremsteil bekannter Steuerventile anbaubar sä. n, die außer dem Notbremsteil ein Betriebsbremsteil umfassen. Bei der Ausrüstung bekannter Bremssteuerventile mit dem Bremsbeschleuniger sollen möglichst wenige bauliche Änderungen an dem Bremssteuerventil erforderlich sein.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein einerseits vom L-Druck andererseits vom L-Druck beauf-

schlagter Hauptkolben zur Steuerung eines Einlaßventils vorgesehen ist, mit dem der Bremsbeschleuniger an die Bremsleistung angeschlossen ist, daß ein Steuerkolben im Bremsbeschleuniger über das aufgesteuerte Einlaßventil an die Bremsleitung angeschlossen ist und auf seinen beiden Seiten vom L-Druck beaufschlagt ist, wobei der Steuerkolben die begrenzte Abzapfung der Brems- und Steuerkammerluft zur Atmosphäre überwacht und die Abzapfung der Steuerkammerluft getrennt ist von der vom Notbremskolben bei einer Betriebsbremsung überwachten Entlüftung der Steuerkammer.

Der erfindungsgemäße Bremsbeschleuniger kann derart ausgebildet sein, daß in einen ersten Verbindungsweg zwischen dem Einlaßventil und einem ersten Steuerraum ein von dem Steuerkolben gesteuertes erstes Absperrventil geschaltet ist, daß in einem zweiten Verbindungsweg zwischen der Atmosphäre und der Steuerkammer ein zweites vom Steuerkolben gesteuertes Absperrventil geschaltet ist, daß der Steuerkolben in einen dritten Verbindungsweg zwischen dem ersten Steuerraum und einem zweiten Steuerraum geschaltet ist, wobei der Steuerkolben in einer ersten Stellung das erste Absperrventil aufsteuert, das zweite Absperrventil zu- oder aufsteuert, die Verbindung zwischen den beiden Steuerräumen unterbricht und den zweiten Steuerraum ent-

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lüftet und in einer zweiten Stellung das erste Absperrventil zusteuert, das zweite Absperrventil zu-oder aufsteuert, die Verbindung zwischen den beiden Steuerräumen freigibt und die Entlüftung des zweiten Steuerraumes unterbricht .

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung können den Merkmalen weiterer Unteransprüche und/oder der nachfolgenden Beschreibung entnommen werden»

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Pig. 1 stellt in der Zeichnung ein Ausfuhrungsbexspiel für einen erfindungsgemäßen Brerasbeschleuniger schematisch dar.

In einer zylindrischen Kammer 1 eines Ventilgehäuses 2 ist ein Hauptkolben 3 druckdicht verschieblich angeordnet. Der obere Kolbenraum 4 zur einen Seite des Hauptkolbens 3 ist über eine Leitung 5 an eine Bremsleitung 6 angeschlossen. Der untere Kolbenraum 7 zur anderen Seite des Hauptkolbens 3 steht über eine Leitung 8 mit einer Steuerkammer 9 in Verbindung, die über eine Drossel 10 an die Bremsleitung 6 angeschlossen ist.

Der ßiben 3 besitzt einen zentralen Stößel 11, der in den Raum hineinragt. In der den Raum 4 begrenzenden Gehäusewandung befindet sich eine zentrale Öffnung 12,, in die der Stößel 11 bei einer Bewegung des Kolbens in Richtung auf die Öffnung 12 zu mit seinem vorderen Ende frei eintritt. Die Öffnung 12 ist als Ventilsitz 13 für einen Ventilkolben 14 ausgebildet, dessen Stirnfläche zusammen mit dem Ventilsitz 13 ein Ventil 13, 14 bildet, das so lange die Öffnung 12 dicht abschließt, bis der Ventilkolben 14 durch eine Kolbenbewegung des Hauptkolbens 3 mittels seines Stößels 12 in Öffnungsstellung gehalten wird.

Der Ventilkolben 14 ist in einer zylindrischen Gehäuseausnehmung 15 druckdicht verschieblich geführt. In der Gehäuseausnehmung befindet sich eine Feder 16, die den Ventilkolben in Richtung auf den Ventilsitz 13 belastet. In der Stirnfläche des Ventilkolbens 14 befindet sich eine durchgehende Bohrung 17, über die die Öffnung 12 mit dem anschließenden Raum 4 ständig an die von dem Ventilkolben 14 abgeschlossene Gehäuseausnehmung 15 angeschlossen ist.

Der Ventilsitz 13 ragt in eine Ventilkammer 18, von der ein Kanal 19 zu einer weiteren Ventilkammer 20 führt, die eine zentrale Öffnung 21 besitzt, welche einen in die Ventilkammer 20 ragenden Ventilsitz 22 bildet. In dem Kanal 19 befindet sich eine Düse 23. Der Ventilsitz 22 bildet zusammen mit der Stirnfläche eines Ventilkolbens 24 ein weiteres Ventil 22, 24. Hierzu ist der Ventilkolben 24 in einer Gehäuseausnehmung 25 geführt, in

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der sich eine Feder'26 befindet, die den Ventilkol Richtung des Ventilsitzes 22 belastet.

Der Ventilkolben 24 ist in der gezeichneten öffnungsstellung von dem unteren Ende eines Stößels 27 gehalten, der die öffnung 21 durchragt, die an eine Ausnehmung 28 mit einer Verbindung zu einem Raum 29 anschließt, der ein bestimmtes Steuervolumen V.. umfaßt. Die Ausnehmung 28 schließt über eine zentrale Bohrung an eine Ventilkammer 31 an. Der Stößel 27, der die Ausnehmung durchragt, ist in der Bohrung 30 verschieblich geführt und befindet sich in einer festen Verbindung mit einem Membrankolben 32, der die Ventilkammer 31 in zwei Ventilräume 33 und 34 unterteilt.

In dem unteren Ventilraum 33 befindet sich ein die Bohrung 30 umfassender Ventilsitz 35, der eine Fläche F,^ einschließt, welche von der Unterseite der Membran 32 abschließbar ist, so daß der Ventilsitz mit dem der Membrankolben 32 ein erstes Ventil 32, bildet. In die von dem Ventilsitz 35 umfaßte Gehäusewandung tritt ein Kanal 36» der an die Ausnehmung 28 anschließt.

In dem oberen Ventilraum 34 befindet sich ein weiterer zum Ventilsitz 35 konzentrischer Ventilsitz 37, der eine Fläche F,y einschließt, die größer ist als die Fläche F,r, so daß die Bedingung P-Z₇^ P^c gilt. Der Ventilsitz 37 ist von der Oberseite des Membrankolbens 32 abschließbar, so daß der Ventilsitz 37 mit dem Membrankolben 32 ein weiteres Ventil 32, 37 bildet. Außerhalb des Ventilsitzes 37 ist der Ventilraum 34 an einen Raum 38 angeschlossen, der ein bestimmtes Steuervolumen V~ einschließt. In der von dem Ventilsitz 37 umfaßten Gehäusewandung befindet sich eine öffnung mit einer Düse 39, über die der Ventilraum 34 an die Atmosphäre angeschlossen ist.

Der Membrankolben 32 ist in Richtung auf den Ventilsitz 35 von einer Feder 40 belastet. In dem Membrankolben 32 befindet sich außerhalb der zentralen Membranfläche zum Abschluß des Ventilsitzes 35 eine Düse 41, über die der Raum 38 auch bei geschlossenem Ventil 32, 37 ständig an den Ventilraum 33 angeschlossen ist.

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In dem Ventilraum 34 befindet sich eine zentrale öffnung 42, durch die der über den Membrankolben 32 hinaus nach oben verlängerte Stößel 27 versehieblich ragt. An die öffnung 42 schließt ein zur Atmosphäre entlüfteter Raum mit einer zentralen öffnung 44 an, die als Ventilsitz 45 ausgebildet ist, der in eine Ventilkammer 46 ragt. Die Ventilkammer 46 besitzt eine Ausnehmung 47 zur Führung eines Ventilkolbens 48, der mit dem Ventilsitz 44 ein Ventil 45, 48 bildet. In der Ausnehmung 47 befindet sich eine Feder 49, die den Ventilkolben 48 in Richtung auf den Ventilsitz 45 belastet. Das obere Ende des Stößels 27 ragt frei in die öffnung 44 und kann durch eine Bewegung des Membrankolbens 32 nach oben den Ventilkolben 48 entgegen der Kraft der Feder 49 von seinem Ventilsitz abheben. Die Ventilkammer 46 ist über eine Düse und eine anschließende Leitung 51 an den unteren Kolbenraum 7 angeschlossen.

Beim Hauptkolben sind drei Stellungen zu unterscheiden:

1. Die dargestellte Mittel- oder Ausgangsstellung, in der das Ventil 12, 13 geschlossen ist und in der die Drücke in den Kolbenräumen 4 und 5 gleich sind. Wird der Druck in der Bremsleitung mit L und der Druck in der Steuerkammer 9 mit L~ bezeichnet, so herrscht die Bedingung L = L.

2. Die Betrxebsbremsstellung, in der der Hauptkolben 3 aus seiner mittleren Stellung nach oben in eine Zwischenstellung bewegt ist, in der das Ventil 52, 53 und das Ventil 13, 14 geöffnet sind. Hierbei herrscht die Druckbedingung L/ L , wobei

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der L-Druckgradient während einer Betriebsbremsung einen bestimmten Wert nicht unterschreitet.

3.. Die Notbremsstellung, in der der Hauptkolben 3 seine obere Endstellung einnimmt. Hierbei herrscht die Bedingung L^L, wobei der L-Druek rasch auf Null abfällt.

Der erfiridungs'gemäße Betriebsbremsbes'chleunxger arbeitet' wie folgt:

Befinden sich die Bremsen des Fahrzeuges im gelösten Zustand, so hat sich in den Kolbenräumen 4 und 7 ein Druckglexchgewxcht eingestellt. Der Druck L in der Bremsleitung 6 ist gleich dem Druck L₀ in der Steuerkammer 9 · Der Hauptkolben 3 befindet sich in seiner

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mittleren Stellung, in der das Ventil 33, 14 geschlossen und damit der Bremsbeschleuniger außer Punktion ist. Wird eine Betriebsbremsung vorgenommen, so erfolgt in der Bremsleitung 6 eine bestimmte Druckabsenkung pro Zeiteinheit, die in bekannter Weise von einem Führerbremsventil aus gesteuert wird. Dabei lüfterschreitet der Druckgradient in der Bremsleitung nicht einen bestimmten Wert, durch den über einen Notbremskolben in bekannter Weise eine Schnellbremsung eingeleifeb wird. Damit bei einer Betriebsbremsung über die gesamte Zuglänge an jedem Wagen der vom Führerbremsventil eingesteuerte Druckgradient in der Bremsleitung im wesentlichen gleich ist und infolge Reibungsverlusten in der Bremsleitung nicht von Wagen zu Wagen flacher wird, wird an jedem Wagen durch einen Bremsbeschleuniger nach Fig. 1 aus der Bremsleitung Luft in einem solchen begrenzten zusätzlichen Umfange abgezapft, daß die sich infolge der Reibungsverluste in der Bremsleitung zwischen zwei Wagen einstellende Abflachung des Druckgradienten gerade ausgleich'kann, ohne daß jedoch eine Schnellbremsung ausgelöst wird.

Damit sicher vermieden wird, daß durch eine zusätzliche Abzapfung von Luft aus der Bremsleitung an jedem Wagen eine Schnellbremsung sicher vermieden wird, muß zusätzlbh auch Luft aus der Steuerkammer abgezapft werden, damit bei einer Betriebsbremsung das vorgesehene Druckverhältnis L/L nicht gestört wird und der Notbremskolben nicht in die Notbremsstellung bewegt wird.

Bei einer Druckabsenkung in der Bremsleitung während einer Betriebsbremsung sinkt der Druck L in dem Kolbenraum 4 gegenüber dem Druck L„ in dem Kolbenraum 7· Auf Grund der Druckdifferenz L-L bewegt sich der Hauptkolben 3 In die Betriebsbremsstellung, in der das Ventil 1J>₃ 14 durch den Stößel 11 am Hauptkolben entgegen der Kraft der Feder 26 geöffnet wird. Hierdurch gelangt Luft aus der Bremsleitung 6 über den Kolbenraum 4 in den Ventilraum 18 und von hier über den Kanal 19 mit der eingeschalteten Düse 23 in den Ventilraum 20. Da zu Beginn einer Betriebsbremsung der Membrankolben 32 von der Feder 40 gegen den Ventilsitz 35 gedrückt ist, befindet sich der Stößel 27 an dem Membrankolben in seiner unteren Stellung^ in der das Ventil 22, 24 von dem Stößel entgegen der Kraft der Feder 16 in seiner Öffnungsstellung gehalten

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ist. Damit gelangt Luft aus dem Ventilraum 20 über die Ausnehmung 28 in den Raum 29 und von hier über den Kanal 36 unter den geschlossenen Ventilsitz 35· Steigt der Druck in dem Raum 29 auf einen Wert P₂Q, daß die von dem Ventilsitz 35 umfaßte Fläche der Membran 32 entgegen der Kraft der Feder 40 von dem Ventilsitz abgehoben wird, so wirkt der Druck aus dem Raum 29 schlagartig auf der ganzen unteren Membranfläche mit der Folge, daß der Membrankolben schnappartig in seine obere Lage bewegt wird, um sich auf den Ventilsitz 37 aufzulegen. Bei dieser Bewegung des Membrankolbens 32 wird der Stößel 27 mit nach oben geführt, wodurch das Ventil 22, 24 unter der Kraft der Feder 26 geschlossen wird. Durch Schließen des Ventils 22, 24 wird ein weiterer Druckanstieg in dem Raum 29 unterbunden und die Luft aus dem Raum 29 strömt über den Kanal 36 und das offene Ventil 32, 35 in den Ventilraum 33 und von hier über die Düse 4l in den Raum 38. Der vom Ventilsitz 37 und dem aufliegenden Membrankolben 32 begrenzte Raum bleibt dabei über die Düse 39 entlüftet. Nur die äußere Ringfläche des Membrankolbens außerhalb des Ventilsitzes 37 wird vom Druck aus dem Raum 29 beaufschlagt. Ist der Druck in dem Raum 38 auf einen Wert P,g gestiegen, wird die Membran unterstützt durch die Kraft der Feder 40 von dem Ventilsitz 37 abgehoben und der Druck aus dem Raum 38 wirkt auf die gesamte Membranfläche mit der Folge, daß der Membrankolben schlagartig in seine untere Ausgangslage zurückbewegt wird, um den Ventilsitz 37 wieder abzuschließen.

Hierdurch wird die Verbindung zwischen den Räumen 29 und 38 über die Düse 4l wieder unterbunden und der Raum 38 wird mit dem Ventilraum 34 über die Düse 32 entlüftet. Durch die Bewegung des Membrankolbens 32 in seine untere Lage wird auch der Stößel wieder nach unten bewegt, der hierdurch das Ventil 22, 24 entgegen der Kraft der Feder 26 wieder in die Öffnungsstellung bewegt .

Der vorstehend beschriebene Vorgang zur Abzapfung einer bestimmten Luftmenge aus dem Ventilraum 4 bis zur Erreichung eines Druckes P₂Q, dem daraufhin erfolgenden Umschalten des Membrankolbens und Belüftung des Raumes 38 über die Düse 4l bis zum Anstieg eines Druckes P,q und darauf folgender Entlüftung des Raumes 38 über die von dem

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Membrankolben 32 freigegebene Düse 39 wiederholt sich zyklisch so lange, wie sich der Hauptkolben 3 in der Betriebsbremsstellung befindet und das Ventil 13, 14 durch den Stößel 11 in Öffnungsstellung hält.

Wie schon erwähnt, wird durch einen Notbremskolben in bekannter Weise eine Schnellbremsung erst dann eingeleitet, wenn vom Führerbremsventil aus eine solche Druckabsenkung pro Zeiteinheit eingeleitet wird, daß der Druckgradient in der Bremsleitung einen bestimmten Wert unterschreitet. Das heißt, der Notbremskolben, der entsprechend dem Hauptkolben 3 einerseits vom L-Druck der Bremsleitung 6 und andererseits vom L -Druck der Steuerkammer 9 beaufschlagt ist, geht erst dann aus seiner Betriebsbremsstellung in die Notbremsstellung zur Auslösung einer Schnellbremsung, wenn die vom Führerbremsventil aus gesteuerte L-DruckabSenkung pro Zeiteinheit die parallel vom Notbremskolben über eine bestimmte Düse gesteuerte L_s~Druckabsenkung pro Zeiteinheit überholt, so daß sich am Notbremskolben eine Druckdifferenz L-L einstellt, auf Grund derer er in die Notbremsstellung bewegt wird. Mit anderen Worten geht der Notbremskolben in seine Notbremsstellung zur Auslösung einer Schnellbremsung, wenn die gleichzeitig zur L-DruckabSenkung in der Bremsleitung 6 vorgenommene L -Druckab-

Senkung pro Zeiteinheit in der Steuerkammer 9 der L-DruckabSenkung pro Zeiteinheit in der Bremsleitung 6 nicht nachfolgen kann.

Damit nun durch die zyklische Abzapfung von Luft aus der Bremsleitung 6 über die Düse 39 im erfindungsgemäßen Bremsbeschleuniger das Druckverhältnis L/L^ am Notbremskolben während einer Betriebsbremsung nicht gestört wird, wird im Bremsbeschleuniger bei jeder Abzapfung von Luft aus der Bremsleitung über die Düse 39 eine entsprechende Luftmenge aus der Steuerkämmer 9 abgezapft. Hierzu ist erfindungsgemäß das Ventil 45, 48 mit der Düse 50 und der Leitung 51 zwischen dem Kolbenraum 7 und der Ventilkammer 46 vorgesehen.

Befindet sich der Membrankolben 32 in seiner oberen Stellung, in der die Ventile 22, 24 und 32, 37 geschlossen sind, dann befindet sich auch der Stößel 27 am Membrankolben in seiner oberen Stellung, in der er mit seinem oberen Ende das Ventil 45, 48 entgegen

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der Kraft der Feder 49 aufgestoßen hat. Auf diese Weise kann Luft aus dem Kolbenraum 7 unter dem Hauptkolben 3 über die Leitung 51, die Düse 50, das offene Ventil 45, 48 und die Ausnehmung 43 ins Freie abströmen, bis der Membrankolben 32 vom Druck P-,g in dem Raum 38 in seine untere Lage zurückgeschaltet wird und damit auch der Stößel 27 nach unten bewegt wird, so daß das Ventil 45, 48 unter der Kraft der Feder 49 wieder schließt.

Antizyklisch zu der Luftabzapfung aus der Bremsleitung 6 über die Düse 39 erfolgen also damit entsprechende Luftabzapfungen aus der Steuerkammer 9 in einem Maße, daß durch die von den erfindungsgemäßen Bremsbesehleunigern während einer Betriebsbremsung vorgenommenen zusätzlichen DruckabSenkungen in der Bremsleitung das L/L -Druckverhältnis an den Notbremskolben nicht gestört wird.

Die Frequenz der Luftabzapfungen aus der Bremsleitung 6 und der Steuerkammer 9 und die dabei abgezapften Luftmengen werden durch die Düsen 23, 39, 4l und 45, die Voluminaä der Räume 29 und 38, die Querschnitte der Ventilsitze 35 und 37 und die Federkräfte der auf den Membrankolben 32 wirkenden Federn bestimmt. So ist die Düse 23 dafür verantwortlich, in welcher Zeit sich in dem Raum 29 der Steuerdruck P₂Q einstellt, der die Umschaltung des Membrankolbens 32 aus seiner unteren Lage in die obere Lage entgegen der Kraft der Feder 4l erlaubt. Bei erfolgter Umschaltung ist die Düse 4l dafür verantwortlich, in welcher Zeit s,ich in dem Raum 38 der Steuerdruck P,g einstellt, der die von der Kraft der Feder 40 unterstützte Umschaltung des Membrankolbens in seine untere Ausgangslage einleitet.

Durch die Düse 39 wird eine definierte Luftmenge aus der Bremsleitung 6 und durch die Düse 50 eine definierte Luftmenge aus der Steuerkammer 9 abgeblasen.

Die zyklischen Abzapfungen der Luft aus der Bremsleitung 6 und der Steuerkammer 9 durch den Bremsbeschleuniger in relativ kleinen Mengen kann mit einer -relativ hohen Frequenz von beispielsweise 1 Hz erfolgen. .Die Abzapfungen dauern so lange, wie der Hauptkolben 3 sich in der Betriebsbremsstellung befindet.

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Zyklische Abzapfungßn mit relativ hoher Frequenz sind bekanntlich für nahezu gleiche mittlere Druekabsenkungen in der Bremsleitung an jedem Wagen in jeder eingesteuerten Betriebsbremsstufe von besonderem Vorteil.

Der erfindungsgemäße Hauptkolben 3 kann parallel zu einem bekannten Notbremskolben geschaltet sein. Der Hauptkolben 3 kann aber auch als Notbremskolben ausgebildet sein. In einem solchen Falle ist der Hauptkalben mit einer Kolbenstange 5^ versehen, die in der Zeichnung gestrichelt angedeutet ist und die durch eine zentrale öffnung 55 im Gehäuse 2 druckdicht versehieblich ist. Der als Notbremskolbeη ausgebildete Hauptkolben ist entsprechend einerseits vom Druck der Bremsleitung 6 und andererseits vom Druck der Steuerkammer 9 beaufschlagt. Wird vom Führerbremsventil eine Betriebsbremsung vorgenommen, so wird der Druck in der Bremsleitung entsprechend der eingesteuerten Bremsstufe um ein bestimmtes Maß abgesenkt, woraufhin das Druckgleichgewicht LZL₀,. am Notbremskolben gestört wird. Der Notbremskolben geht daraufhin in seine Betriebsbremsstellung und öffnet mit seiner Kolbenstange 5^ einen nicht dargestellten Entlüftungsweg für die Steuerkammer 9· In diesem Entlüftungsweg befindet sich eine Düse. Solange die durch diese Düse festgelegte Druckabsenkung pro Zeiteinheit der vom Führerbremsventil eingesteuerten Druckabsenkung pro Zeiteinheit in der Bremsleitung folgen kann, bleibt der Notbremskolben in seiner Betriebsstellung, übersteigt der Druckgradient in der Bremsleitung einen bestimmten Wert, dann wird der Notbremskolben über die Betriebsbremsstellung hinaus in seine Notbremsstellung als seine obere Endstellung gedrückt. Dabei steuert die Kolbenstange in bekannter Weise eine Sehnellbremsung ein.

Ist der Hauptkolben 3 als Notbremskolben ausgebildet, so hat er eine doppelte Funktion. Zum einen steuert er mit seiner Kolbenstange während einer Betriebsbremsung in herkömmlicher Weise die gedrosselte Entlüftung der Steuerkemmer 9 und leitet bei einer Notbremsung eine Schnellbremsung ein. Zum anderen steuert der Notbremskolben während der Betriebsbremsung den erfindungsgemäßgen Bremsbeschleuniger.

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Unterschiede des erfindungsgemäßeη Bremsbeschleunigers gegenüber dem bekannten Bremsbeschleuniger nach' der US-FS 3 716 276.

In den Fig. 2bund 3 sind in schematischen Schaltbildern der erfindungsgemäße Bremsbeschleuniger und der bekannte Bremsbeschleuniger einander gegenübergestellt. Die Pig. 2a und 2b zeigen den Stand der Technik und Fig. 3 den erfindungsgemäßen Bremsbeschleuniger jeweils gesteuert von einem Notbremskolben.

In den Figuren sind entsprechende Teile mit den gleichen •Bezugszeichen versehen. Der in den Figuren jeweils gezeigte Notbremskolben gehört zu einem bekannten Notbremsteil, das zusammen mit einem Betriebsbremsteil ein Zweidrucksteuerventil für eine einstufig lösende, indirekt wirkende Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge bildet. Das Betriebsbremsteil steuert die Betriebsbremsungen und das Notbremsteil steuert mit dem Notbremskolben die Schnellbremsung. Außerdem steuert der Notbremskolben einen Bremsbeschleuniger, der bei jeder Bremsstufe einer Betriebsbremsung wirksam ist.

In den Fig. 2 und 3 ist der Notbremskolben jeweils mit 60 bezeichnet. Der Notbremskolben ist innerhalb eines zylindrischen Gehäuseteiles 61 einerseits von der mit "LV bezeichneten Druckluft einer Bremsleitung 62 und andererseits von der mit "L-" bezeichneten Druckluft einer Steuerkammer 63 beaufschlagt, der über eine Düse 64 an die Bremsleitung angeschlossen ist.

An dem Notbremskolben befindet sich eine Kolbenstange 65, die durch eine zentrale öffnung 65' im vom L -Druck beaufschlagten Kolbenraum druckdicht vers'chieblich geführt ist. Die Kolbenstange 65 besitzt einen Kanal 66, der nahe dem oberen Ende der Kolbenstange seitlich nach außen austritt.

Die Notbremskolben sind in den Fig. 2 und 3 jeweils in einer mittleren Ausgangsstellung A dargestellt, in der die L- und L -Drücke gleich sind. Das ist im Betrieb eines Schienenfahrzeuges der Fall, wenn die Bremsen gelöst sind. Wird in Fig. 2a von einem Führerbremsventil eine Betriebsbremsung eingeleitet, so wird der Druck

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in der Bremsleitung mit einem bestimmten Druckgradienten abgesenkt. Der Notbremskolben wird daraufhin unter dem höheren L-

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Druck in seine Betriebsbremsstellung(Verschoben, in der der Zutritt zu dem Kanal 66 in der Kolbenstange an den vom L_s~Druck beaufschlagten Kolbenraum anschließt, über den Kanal 66 und eine anschließende Leitung 67 mit einer Düse 68 wird L -Luft entsprechend der L-Druckabsenkung kontinuierlich zur Atmosphäre hin abgezapft, wodurch der Notbremskolben in seiner Betriebsbremssteilung!verharrt, bis entweder eine Notbremsung eingeleitet wird oder die Bremsen wieder gelöst werden. Bei einer Notbremsung ist der abfallende Druckgradient in der Bremsleitung 62 so steil,

daß der L -Druck über die Düse 68 nicht so schnell abgesenkt s

werden kann, daß der Notbremskolben in seiner Betriebsbremsstellung gehalten werden kann. Er wird daher durch den höheren L_s-Druck in die Notbremsstellung C verschoben, in der eine Schnellbremsung eingeleitet wird.

Diese bekannte Bremssteuerung hat den bekannten Nachteil, daß der vom Führerbremsventil eingesteuerte Druckgradient während einer Betriebsbremsung über die gesamte Zuglänge eines Schienenfahrzeuges von Wagen zu Wagen auf Grund der Reibungsverluste in der Bremsleitung mehr und mehr abgeflacht wird und demzufolge von den Steuerventilen an den einzelnen Wagen über die Zuglänge zunehmend geringere Bremsdrücke in die Bremszylinder eingesteuert werden. Die Folge ist, daß die einzelnen Wagen nicht mit den gleichen Bremsdrücken abgebremst werden.

Zur Behebung dieses Nachteiles wurde in der US-PS 37f6276 ein Bremsbeschleuniger vorgeschlagen, der zusätzlich an jedem Notbremsteil eines Steuerventils vorgesehen wurde und vom Notbremskolben gesteuert ist. Eine schematische Schaltung eines solchen Bremsbeschleunigers in Verbindung mit einem Notbremskolben zeigt Fig. 2b. Hierbei ist der Bremsbeschleuniger in die Leitung 67 zur Druckabsenkung des L_g-Druckes eingeschaltet. Außerdem ist der Bremsbeschleuniger über die Leitung 69 an die Bremsleitung angeschlossen.

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Bei einer Betriebsbremsung geht auch hier der Notbremskolben 60 in seine Betriebsbremsstellung? in der die vom L₀-Druck beaufschlagte Kolbenkammer über den Kanal 66 in der Kolbenstange 65 des Notbremskolbens 60 an die Leitung 67 angeschlossen ist. Bei der bekannten Bremssteuerung tritt somit der Bremsbeschleuniger in Funktion, wenn Luft aus der Steuerkammer 63 über die Leitung 67 abströmt, der Notbremskolben 60 sich also in der Betriebsbremsstellung B befindet. In dem Bremsbeschleuniger 70 sind außer der Düse 68 zur Absenkung des L -Druckes entsprechend der vom Führerbremsventil eingesteuerten L-DruckabSenkung zwei weitere Düsen vorhanden, über die zusätzlich eine bestimmte Luftmenge aus der Bremsleitung 62 und eine entsprechende Luftmenge aus der Steuerkammer 63 abgezapft werden, um dadurch einer Abflachung des vom Führerbremsventil eingesteuerten Druckgradienten infolge Reibungsverlusten in der Bremsleitung entgegenzuwirken. Zur Steuerung der beiden zusätzlichen Düsen ist ein Membrankolben vorgesehen, der einerseits vom L-Druck und andererseits vom L_-Druck beaufschlagt ist. Außerdem ist in den Weg der zur Atmosphäre abströmenden Luft der Steuerkammer 63 ein Rückschlagventil eingeschaltet. Der bekannte von der abströmenden L₃-LUft gesteuerte Bremsbeschleuniger weist somit den Nachteil auf, daß bei einer Störung im Bremsbeschleuniger ein L -Luftstau bewirkt werden kann, der eine ungewollte Notbremsung auslöst.

Dieser Nachteil tritt bei dem erfindungsgemäßen Bremsbeschleuniger nach Fig. 1 nicht auf, der zusammen mit dem Notbremskolben in einer prinzipiellen Schaltung in Fig. 3 dargestellt ist.

Erfindungsgemäß ist der Notbremskolben 60 in Fig. 3 mit einem Stößel 72 versehen, der in der Betriebsbremsstellung des Not- ■ bremskolbens 60 ein Einlaßventil 73 aufsteuert, über das L-Luft aus der Bremsleitung in den Bremsbeschleuniger 74 zu seiner Steuerung gelangt. Erfindungsgemäß wird also das Signal für die Einschaltung des Bremsbeschleunigers Tk nicht durch die abströmende L_s-Luft, sondern durch das öffnen des Einlaßventils 73 gegeben. In dem Bremsbeschleuniger fh befindet sich ein Steuerkolben, der zur Steuerung der zusätzlichen L- und L„-Luftabzapfung nur vom L-Druck beaufschlagt ist. Die zusätzliche L_g-Luftabzapfung erfolgt über eine Leitung 75.

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Hiervon getrennt erfolgt bei einer Betriebsbremsung die L₅-DrUCkabsenkung entsprechend der vom Führerbremsventil eingesteuerten L-Druckabsenkung über den Kanal 66 in der Kolbenstange 65, der Leitung 67 und der eingeschalteten Düse 68 entsprechend wie bei der bekannten Bremssteuerung ohne einen Bremsbeschleuniger nach Fig. 2a.

Tritt im erfindungsgemäßen Bremsbeschleuniger eine Störung auf, die dazu führt, daß die zusätzliche L- und L -Luftabzapfung ausbleibt, so kann sich diese Störung nicht auf die eigentliche L-Druckabsenkung über die Leitung 67 und die Düse 68 auswirken und es besteht somit bei dem erfindungsgemäßen Bremsbeschleuniger keine Gefahr, daß bei eira? Störung im Bremsbesehleuniger durch einen L -Luftstau der Notbremskolben in die Notbremsstellung geht und eine Schnellbremsung auslöst.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Bremsbeschleunigers besteht darin, daß er nicht vom Notbremskolben gesteuert sein braucht, sondern wie eingangs beschrieben, von einem zusätzlichen Kolben gesteuert sein kann, der parallel zum Notbremskolben angeordnet ist. Das bedeutet, daß die bisherigen Notbremskolben mit ihren Steuerungen zur L_Q-Druckabsenkung entsprechend Fig. 2a unverändert bleiben können. An die bisherigen Notbremsteile mit einem Notbremskolben nach Fig. 2a kann ein erfindungsgemäßer Bremsbeschleuniger mit einem vom L- und L₀,-Druck beaufschlagten

Hauptkolben entsprechend Fig. 1 angesetzt werden. Es ist dann lediglich für die L- und L ■

des Haüptkolbens zu sorgen.

lediglich für die L- und L -Luftanschlüsse in dem Zylinderraum

Schließlich kann ein herkömmliches Notbremsteil mit einem Notbremskolben nach Fig. 2a relativ leicht mit einem erfindungsgemäßen Bremsbeschleuniger versehen werden, indem der Notbremskolben mit einem Stößel 11 nach Fig. 1 versehen wird und der Bremsbeschleuniger in Verbindung mit einem Deckel für das Kolbengehäuse koaxial zum Notbremskolben angebracht wird. Zusätzlich ist dann nur noch für einen Anschluß der Leitung 51 in Fig. 1 an die Steuerkammer zu sorgen.

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Patentansprüche

Leerseite - Zl-

Claims

MiüfcHed,· o>en:_#15.10.1976

TP11pd/be > Oß / TTOI

-1384-

Patentansprüche

1. Bei (jeder eingesteuerten Bet riebsbrems stufe wirksamer Bremsbeschleuniger eines Bremssteuerventils, insbesondere eines einlösigen Bremssteuerventils einer indirekt wirkenden Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge mit einem einerseits vom Bremsieitungsdruck (L-Drück) und andererseits vom Druck (L -Druck) einer über eine Γ-ΓΠ !düse an die Bremsleitung angeschlossenen Steuer-Kammer-beaufschlagten Notbremskolben,der in einer Betriebs· bremsstellung sur Aufreehterhaltung eines L/L_-Druckgleichgewichtes während einer- Betriebsbremsung mit einem einen Grenzwert nicht überschreitenden L-Bruckgradient den Anschluß der Steuerkammer über ©ine L -Entlüftungsdüse zur Atmosphäre überwacht, und die sich b®i einer Notbremsung mit einem den Grenzwert überschreitenden L-Druckgradienten bildende L/L -Druckdifferenz den Notbremskolben zur Auslösung einer Schnellbremsung aus seiner Betriebsbremsstellung in die Notbremsstellung steuert wobei der vom L/L - Druckverhältnis gesteuerte Betriebsbremsbeschleuniger zum Ausgleich der Abflachung des bei einer Betriebsbremsung eingesteuerten L-Druckgradienten aufgrund von Verlusten in der Bremsleitung zusätzliche begrenzte Luftmengen aus der Bremsleitung abgezapft und zur Aufrechterhaltung des L/L -Druckgleichgewichtes am Notbremskolben entsprechende zusätzliche L -Luftmengen zur Atmosphäre ableitet, dadurch gekennzeichnet, daß

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ein einerseits vom L-Bruck andererseits vom L -Druck beaufschlagter Haupt-kolben (3) zur Steuerung eines Einlaßventils (13*14-) vorgesehen ist, mit dem der Br eissbe schleuniger an die Bremsleitung (6) angeschlossen XSt₉ daß ein Steuerkolben (32) im Bremsbeschleuniger über das aufgesteuertθ Einlaßventil an die Brems= leitung (6) angeschlossen ist und auf seinen beiden Seite-η vom L-Druok beaufschlagt ist, wobei der Steuer·= kolben die begrenzte Abzapfung der Brems-= und Steuer= kammerluft zur Atmosphäre überwacht und die Abzapfung der Steuerkannaerliift getrennt ist von der vom Fotbremskolben bei einer Betrieb sbremaung ü"b erwach tea Entlüftung der S t e ue rkaaime r _o

Bremsbesohleuniger nach Ansprach 1, dadurch gekennseich-= net, daß der Hauptkolben parallel sum Hotbremskoibeß. ge= schaltet

3. Bremsbeschleuniger nach Anspruch 1, daß der Hauptkolben der Notbremskolben ist.

4. Bremsbeschleuniger nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkolben bzw. der ETotbremskolben auf dor vom L-Druck beaufschlagten Kolbenseite mit einem Stößel

(11) versehen ist und in der den L-Druckraum begrenzenden Wandung des Kolbenraumes (4) eine als Ventilsits (13) für das Einlaßventil (13,14) ausgebildete Öffnung

(12) aufweist, in die der Stößel (11) zur Steuerung des

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Einlaßventils eingreift.

5. Bremsbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einen ersten Verbindungsweg (19,20,28) zwischen dem Einlaßventil (13,14)"und einem- ersten Steuerraum (29) ein von dem Steuerkolben (32) gesteuertes erstes Absperrventil (22,24) geschaltet ist, daß in einem zweiten Verbindungsweg (43,51) zwischen der Atmosphäre und der Steuerkammer (9) ein zweites vom Stcuerkolben (32) gesteuertes Absperrventil (45, 48) geschaltet ist, daß der Steuerkolben (32) in einen dritten Verbindungsweg (36,33»34) zwischen dem ersten Steuerraum (29) und einem zweiten Steuerraum (38) geschaltet ist, wobei der Steuerkolben (32) in einer ersten Stellung das erste Absperrventil (22,24) aufsteuert, das zweite Absperrventil (45>48) zu- oder aufsteuert, die Verbindung zwischen den beiden Steuerräumen (29,38) unterbricht und den zweiten Steuerraum (38) entlüftet und in einer zweiten Stellung das erste Absperrventil (22,24) zusteuert, das zweite Absperrventil (45,48) zu- oder aufsteuert, die Verbindung zwischen den beiden Steuerräumen (45,48) freigibt und die Entlüftung des zweiten Steuerraumes (38) unterbricht.

6. Bremsbeschleuniger nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Verbindungsweg (19»20,28) zwischen dem Einlaßventil (13>14) und dem ersten Steuer-

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raum (29) eine Düse(23)eingeschaltet ist.

7· Bremsbeschleuniger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den zweiten Verbindungsweg (4-3,5O zwischen der Atmosphäre und der Steuerkammer (9) eine Düse (50) eingeschaltet ist.

8. Bremsbeschleuniger nach einem der Ansprüche 5»6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß in den dritten Verbindungsweg (36,33,34·) zwischen den Steuerräumen (29»38) eine Düse (4-1) geschaltet ist.

9. Bremsbeschleuniger nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (32) in seiner ersten Stellung zur Unterbrechung der Verbindung zwischen den beiden Steuerräumen (29,38) einen ersten Ventilsitz (35) abschließt, daß "der Steuerkolben in seiner zweiten Stellung zur Absperrung der Entlüftung des zweiten Steuerraumes (38) einen zweiten Ventilsitz (37) abschließt und daß der Steuerkolben (32) radial . außerhalb seiner Kolbenflächen zum Abschluß der beiden Ventilsitze (35»37) eine öffnung zur Aufnahme der Düse (4-1) in dem Verbindungsweg zwischen den beiden Steuerkammern (29,38) aufweist.

10. Bremsbeschleuniger nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitze (35»37) Jeweils zur einen Seite des Steuerkolbens angeordnet sind.

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11. Bremsbeschleuniger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben von einer Feder &-0) be aufschlagt ist, die den Steuerkolben in Richtung des Abschlusses des ersten Ventilsitzes belastet.

12. Bremsbeschleuniger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumina der beiden Steuerräume(29,38) einschließlich der Düsen (23,41) in dem Verbindungsweg zwischen dem Einlaßventil (13,14) und dem ersten Steuerraum (29) und dem ersten und dem zweiten Steuerraum (38), den Durchmessern der Ventilsitze (35>37) und der den Steuerkolben belastenden Federkraft derart bestimmt sind, daß die Bremsluft und die Steuerkammerluft mit eiiB r bestimmten Frequenz zyklisch abgezapft wird.

13- Bremsbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (32) als Membrankolben ausgebildet ist.

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