DE2651377C2 - Beschleuniger für ein Drei-Druck- Steuerventil von Schienenfahrzeug-Druckluftbremsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Beschleuniger für ein Drei-Druck-Steuerventil von Sehicncnfahrzcug-Druckluftbremsanlagcn, mit einem vom Haupllufllcitungsdruck gegen den Druck in einer Stcucrkammer beaufschlagten, bei überwiegender Beaufschlagung von seilen der Steuerkammer ein Beschlcunigervcnlil zwischen einer Hauptluftleitungsdruck führenden Kammer und einer Ventilkammer öffnenden Steuerkolben, mit einem Überwachventil zwischen der Ventilkammer und einer ständig über eine Düse an die Atmosphäre angeschlossenen Übertragkammer, und mit einem das Überwachventil betätigenden, in dessen Schlicßrichtung vom Bremsdruck oder von einem zum Bremsdruck proportionalen Druck entgegen einer Federkraft beaufschlag- vt ten ersten Kolben.

Beschleuniger der vorstehend genannten Art sind bereits vielfach bekannt, beispielsweise aus der DF-PS 67 165.

Der Steucrkolben ist hierbei über einen gekröpften Stößel mit einem Ventilrohr verbunden und das Beschleunigerventil ist gleichachsig zum Ventilrohr zwischen diesem und dem St2uerkolbcn angeordnet. Das Beschleunigerventil umfaßt dabei eine unter Federkraft gegen das durch eine Ventildichtung abgeschlossene mi Ende des Ventilrohres angedrückte Hülse, deren Innenraum über das Überwachventil mit der Übertragkammer verbindbar ist. Nach der genannten DH-PS ist die Hülse mit einem sie ringartig umgebenden Ventildichtring verbunden, welcher zusammen mit einem gehäuse- m festen Ventilsitz in Art eines Doppclventils mit dem Beschlcunigcrventil ein Auslaßventil vom liiiicnraum der Hülse zur Atmosphäre bildet. Dieses Auslaßventil kann jedoch auch entfallen, wie es beispielsweise aus der DE-PS 21 65 092 bekannt ist.

Bei diesen bekannten Beschleunigern öffnet sich zu Beginn einer Bremsung, kurz nach Hubbeginn des Steucrkoibcns, das Beschleunigerventil, so daß Druckluft aus der Hauptluftlcitung durch das Beschleunigerventil und das unter Federkraft geöffnete Überwachventil in die Übertragkammer einströmt. Die aus der Hauptluftleitung so entnommene Druckluft bewirkt in dieser eine Druckabsenkung, welche die Hubbewegung des Slcuerkolbcns verstärkt. Nach Ansprung der Bremse, sobald ein bestimmter Bremsdruck erreicht ist, wird das Überwachventil geschlossen und die Übertragkammer entlüftet sich durch die Düse in die Atmosphäre. Während des ganzen weiteren Bremsvorganges, beispielsweise beim Verstärken der jeweils eingesteuerten Bremsstufe, ist der bekannte Beschleuniger nicht bereit und in der Lage, erneut Druckluft zum Beschleunigen der Bremsvcrstärkung aus der Hauptluftlcitung abzuzapfen. Erst beim vollständigen Lösen der Bremse wird das Übcrwachvcntil nach Schließen des Beschleunigerventils wieder geöffnet und der Beschleuniger wird wieder betriebsbereit.

Aus der DF.-PS 12 36 551 ist ein Beschleuniger bekanni, bei welchem das mit dem Drei-Druck-Steuervenlil kombinierte Beschleunigungsventil von einem gesonderten Kolben betätigbar ist, der vom Druck in der Hauptlufilcitung und der Kraft einer Feder entgegen dem Druck in einer Kammer beaufschlagt ist, welche über eine Düse aus der Hauptluftleitung füllbar und über in dieser Strömungsrichtung öffnende Rückschlagventile mit der Stcucrkammer sowie einem Druckluftvorratsbchhltcr verbunden ist. Auch dieser Beschleuniger ist jedenfalls infolge des nachgeordnctcn Übcrwachvcntils nur zu Bremsbeginn in der Lage, Druckluft aus der Hauplluftlcitiing zum Beschleunigen des Bremsbeginns abzuzapfen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Beschleuniger der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln derart auszugestalten, daß er während Bremsvorgängen nicht nur einmal zu Bremsbeginn, sondern nachfolgend auch bei jeder Verstärkung der eingcstcucrten Bremsstufc in der Lage ist, Druckluft aus der llauptluftlcitung abzuzapfen und somit den cingesleuerten Bremsvorgang zu beschleunigen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß mit dem ersten Kolben ein zweiter Kolben gekoppelt ist, der zumindest bei geöffnetem Bcschleunigcrvcntil in Schließrichtung des Überwachventils wirkciid vom Hauptluftlcitungsdruck entgegen dem Druck in einer Kammer belastet ist, welche über ein in dieser Strömungsrichtung öffnendes Rückschlagventil mit Haupiluftlcitungsdruck füllbar ist, wobei das Rückschlagventil von einer Düse überbrückt ist.

Durch diese Ausgestaltung des Beschleunigers wird erreicht, daß zu Bremsbeginn, wie bisher bekannt. Druckluft aus der Hauptluftleitting über das Beschleunigervcntil und das Überwachventil in die Übertragkammer abgezapft wird, daß aber auch bei jeder nachfolg^cnden Bremsverstärkung über den zweiten Kolben das Überwachvcntil für eine bestimmte Zeilspanne geöffnet wird und somit eine jeweils erneute Druckluftabzapfung aus der llauptluftlcii.ung in die jeweils zwischenzeitlich über die Düse entleerte Übertragkammer erfolgt.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Hrfindiiiig hat es sich dabei als zweckmäßig erwiesen, wenn das Rückschlagventil /wischen den Kammern zu beiden

Seiten des zweiten Kolbens angeordnet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung ausgebildeten Beschleunigers schematisch dargestellt.

In -einem Gehäuse (1) eines Drei-Druck .Steuerventils (2) für eine im weiteren nicht dargestellte Druckluftbremse eines Schienenfahrzeuges befindet sich ein als Membrankolben ausgebildeter Steuerkolbcn (3), der eine Steuerkammer (4) von einer an cine I laupiluftlcitung (5) angeschlossenen Leitungskammer (6) abtrennt. Hin im Gehäuse (1) geführter, zentraler Stößel (7) gewährleistet eine gute Führung des Steuerkolbens (3). Exzentrisch trägt der Steuerkolben (3) eine Stange (8), die im Gehäuse (1) geführt ist und andererseits mit einer /um Steuerkolben (3) konzentrisch angeordneten Ventildichtung (9) verbunden ist. Die Ventildichtung (9) befindet sich in einem Raum (10), der über einen Kanal (II) mit der Leitungskammer (6) verbunden ist. Zwischen der Leitungskummer (6) und dem Raum (10) ist in einer zum Raum (10) hin offenen, eine Ventilkammer (12) darstellenden Aussparung des Gehäuses (1) eine zum Steuerkolben (3) konzentrischen Steuerhülse (13) abgedichtet verschieblk-h geführt. Die Steuerhülse (13) endet mit einem Ventilsitz (14) vor der Vcntildichtung (9) und ist insgesamt von einem Längskanal durchsetzt.

Ventilsitz (14) und Ventildichtung (9) bilden das Beschleunigerventil (9,14). Zwischen dem Boden der Kammer (12) und das der Ventüdichtung (9) abgewandte Ende der Steuerhülse (13) ist eine Druckfeder (15) eingespannt. Das der Feder (15) zugewandte linde der Steuerhülse (13) ist mit einem Ringflanseh (16) versehen, dem mit geringem Abstand auf seilen des Ventilsitzes (14) ein gehäusefester Anschlag (17) gegenübersteht.

Die Ventildichtung (9) trägt auf der der Stcuerhiilse (11) abgewandten Seite konzentrisch ein Ventilrohr(18), daß zwischen zwei dichtenden Verschiebeführungen (19 und 20) zum Ciehä'ise (1) mit einer in einen Raum (21) mündenden Querbohrung versehen ist. Der Raum (21) ist über einen Auslaßkanal (22) mit der Atmosphäre verbunden. Ein am Veiitilrohr (18) befestigter Kolben

(23) trennt zwei Räume (24 und 25) voneinander; der sich auf seiten der Ventildichtung (9) befindende Raum

(24) ist ständig von Atmosphärendruck beaufschlagt, und in den andcrsseitigen Raum (25) mündet eine gegebenenfalls über ein strichpunktiert angedeutetes Relaisventil (26) zu einem Bremszylinder (27) führende Rohrleitung (28) ein. Im Raum (25) endet das Ventilrohr (18) offen mit einem Ventilsitz (29) vor einer Doppeldichtplatte (30). Die Doppeldichtplatte (30) befindet sich in einem über einen Kanal (31) an einen nicht dargestellten Hilfsluftbehälter angeschlossenen Raum (32). Zusammen mit einem gehäusefesten Ventilsitz (33) bildet die federbelastete Doppeldichtplatte (30) ein den Lufidurchtritt aus dem Raum (32) in den Raum (25) überwachendes Einlaßventil (30, 33) und zusammen mit dem Ventilsitz (29) ein die Verbindung des Raumes (25) mit der Atmosphäre überwachendes Auslaßventil (25,30).

Der Raum (25) ist über eine vorzugsweise im Gehäuse (1) des Steuerventils (2) verlaufende, in der Zeichnung jedoch gesondert dargestellte Leitungsverbindung (34) mit einem Raum (35) verbunden, der durch einen Kolben (36) von einem ständig mit der Atmosphäre verbundenen Raum (17) abgetrennt ist. Über einen Stößel (38) dient der Kolben (36) /um Betätigen eines von einer Feder (39) in öffnungsrichtung belasteten Ventils (40), das in einen Kanal (41) eingeordnet ist, welcher von der Leitungskamnier (6) zur Steuerkammer (4) führt. In den Kanal (41) ist eine Empfindlichkeitsdüse (42) eingeordnet.

Vom Raum (25) führt ein weiterer Kanal (43) im Ventilgehäuse (1) zu einem Beaufschlagungsraum (44) für einen andererseits stets von Atmosphärendruck belasielen ersten Kolben (45). Der Kolben (45) ist mit einem ihn durchsetzenden Stößel (46) verbunden und auf seiten seiner Beaufschlagung von Atniosphärendruck von einer Feder (47) belastet. Der Stößel (46) ist beiderseits des Kolbens (45) abgedichtet verschieblich in Gehäusetrennwänden gelagert; das eine Ende des Stößels (46) ist in einem Raum (48) mit der Dichtplatte (49) eines Überwaehveniils (50) und das andere Ende ist mit einem zwei Räume (51 und 52) voneinander trennenden zweiten Kolben (53) verbunden. Das Überwachventil (50) ist von

to der Feder (47) in Öffnungsrichtung belastet und überwacht eine Verbindung von dem mit der Ventilkammer

(12) verbundenen Raum (48) zu einer Übertragkammer (54), welche über eine Düse (55) ständig an die Atmosphäre angeschlossen ist. Der dem Kolben (45) entferntcre Raum (51) steht ständig mit dem Raum (10) und damit auch der Leitungskammer (6) sowie der Hauptluftleitung (5) in Verbindung; der andersseitige Raum (52) ist in seinem Volumen durch eine Ausnehmung (56) im Ventilgehäuse (1) vergrößert und über ein Rück-

2^r> schlagvcntil (5?) mit dem Raum (51) verbunden. Das Rückschlagventil (57) öffnet in Strömungsrichtung vom Raum (51) zum Raum (52); seine Dichtplatte (58) ist von einer Düse (59) durchbrochen.

Bei betriebsbereiter, gelöster Bremse nimmt das

jo Steuerventil (2) die aus der Zeichnung ersichtliche Schaltstellung ein. Die Hauptluftleitung (5) und der nicht dargestellte Hilfsluftbehälter sind dabei mit Druckluft beaufschlagt; aus der Hauptluftlcitung (5) ist die Leitungskammer (6) und über den Kanal (41) sowie das

Vi unter der Kraft der Feder (39) geöffnete Ventil (40) die Steucrkammer(4) mit Druckluft gefüllt. Über den Kanal (11) sind die Räume (10 und 51) sowie über das Rückschlagventil (57) der Raum (52) ebenfalls mit Druckluft beaufschlagt. Die Übertragkammer (54) und über das

geöffnete Überwachventil (50) sind der Raum (48) sowie die Kammer (12) in die Atmosphäre entleert. Das Beschleunigerventil (9, 14) ist geschlossen. Das Einlaßventil (30,33) ist ebenfalls geschlossen und das Auslaßventil (29, 30) ist geöffnet, so daß der Bremszylinder (27) mit

-Ti ilen Räumen (25, 35 und 44) durch den Längskanal des Ventilrohrcs (18) sowie den Auslaßkanal (22) in die Atmosphäre entlüftet sind.

Wird zum Bremsen in die Hauptluftleitung (5) eine Druckabsenkung eingesteuert, so setzt sich diese in die

M Leitungskamnier (6) fort, während über die Empfindlichkeitsdüse (42) der Druck in der Steuerkammer (4) zurückgehalten wird. Der Steuerkolben (3) wird daher in Richtung zur Leitungskammer (6) verschoben, wobei er über die Stange (8) die Ventildichtung (9) mitnimmt.

Vj Die Steuerhülse (13) vermag der Ventildichtung (9) nur ein kurzes Stück bis zum Anschlagen des Flansches (16) an der Schulter (17) zu folgen, sodann hebt sich die Ventildichtung (9) vom Ventilsitz (14) bei stehenbleibender Steuerhülse (13) ab. Aus der Hauptluftleitung (5)

bo bzw. der Leiuingskammer (6) strömt nun Druckluft durch den Kanal (11), den Raum (10) und das geöffnete Bcschicunigcrventil (9, 14) und durch die Steuerhülse

(13) in die Kammer (12), den Raum (48) und weiter durch das geöffnete Überwachveniil (50) in die Übertragkam-

h^ri nier (54) ein. Das Abströmen der Druckluft durch das Beschleunigerventil (9, 13) verstärkt die Druckabsenkung in der Leitungskammer (6), so daß der Steuerkolben (3) verstärkt angehoben wird. Im Verlaufe dieser

Hubbewegung gelangt das Ventilrohr (18) zur Anlage an der Doppeldichtplatte (30), so daß das Auslaßventil (29,30) geschlossen und sodann, bei weiterer Hubbewegung des Steuerkolbens (3), das Einlaßventil (30, 1}) geöffnet wird. Aus dem Hilfsluftbchiiltcr strömt nunmehr Druckluft durch das geöffnete Einlaßventil (30,13) in den Raum (25), den Bremszylinder (27) und die Räume (35 sowie 44) ein. Der Kolben (36) wird unter der Druck Beaufschlagung des Raumes (35) gcmiiß der Zeichnung nach links verschoben und schließt das Ventil (40), so daß die Steuerkammer (4) abgetrennt wird und sich nicht durch den Kanal (20) in die Leitungskammer (6) entleeren kann. Der in der Stcuerkammcr (4) anstehende Druck bleibt also während des weiteren Brcmsvcrlaufes erhalten.

Bei Beendigen der Bremssiufcn — Umsteuerung — wird der Druck in der Hauptluftleitung (5) vom nicht dargestellten Führerbremsventil her konstant gehalten. Die Druckabzapfung aus der l.eitungskammcr (6) über das Beschleunigerventil (9, 14) in die Übertragkammer (54) ist zu diesem Zeitpunkt im wesentlichen bereits beendet, da die Übrrtragkammer (54) mit dem Druck der Leitungskammer (6) gefüllt ist und somit nur noch eine geringe Entlüftung über die Düse (55) erfolgt. Über die Düse (59) gleichen sich bei geschlossenem Rückschlagventil (57) die Drücke zwischen dem Raum (52) und dem in seinem Druck auf das Druckniveau der Leitungskammer (6) unverzögert abgesenkten Raum (51) an. Sobald dieser Druckausgleich bis zu einem bestimmten Maß vollzogen ist, vermag der Kolben (45) unter der Beaufschlagung durch den im Raum (44) anstehenden Druck das Überwachventil (50) zu schließen, wodurch die Übertragkammer (54) von der Druckluftnachspeisung aus der Leitungskammer (6) abgetrennt wird. Die Übertragkammer (54) entleert sich sodann durch die Düse (55) in die Atmosphäre. Sobald im Raum (25) und dem Bremszylinder (27) eine entsprechende Druckhöhe erreicht ist, drückt der Kolben (23) das Ventilrohr (18) bis zum Schließen des Einlaßventils (30, 33) abwärts. Das Auslaßventil (29, 30) bleibt geschlossen. An dem den Steuerkolben (3) und den Kolben (23) umfassenden Kolbensystem herrscht Kräftegleichgewicht und es ist eine Bremsabschlußstellung erreicht.

Soll die Bremsung verstärkt werden, so wird eine weitere Druckabsenkung in die Hauptlufllcitung (5) eingcstcuert. Im Raum (51) ergibt sich damit eine rasche Druckabsenkung, während der Druck im Raum (52) über die Düse (59) dieser Druckabsenkung nur verzögert folgen kann. Der Kolben (53) zieht daher das Überwachventil (50) entgegen der Belastung durch den Kolben (45) auf und aus der Lcitungskammcr (6) ström! durch das geöffnete Beschlcunigerventil (9, 14) sowie den Raum (12) Druckluft in die zwischenzeitlich über die Düse (55) entleerte Übertragkammer (54) ein. Es ergibt sich also eine erneute Druckabzapfung aus der Leitungskammer (6), wodurch das Kräftegleichgewicht am Kolbensystem (3,23) verstärkt gestört wird. Durch Anheben des Ventilrohres (18) wird das Einlaßventil (30, 33) geöffnet und aus dem Vorratsbehälter strömt Druckluft zur Drucksteigerung in den Raum (25) sowie den Bremszylinder (27) ein. Nach Beendigen der Druckabsenkungs-Einsteuerung in die Hauptluftleitung (5) gleicht sich der im Raum (52) herrschende Druck alsbald soweit an den im Raum (51) herrschenden Druck über die Düse (59) an, daß der Kolben (45) unter seiner Druckbeaufschlagung durch den Raum (44) das Überwachventil (50) wieder schließt Die Übertragkammer (54) ist damit wieder von der Leitungskammer (6) abgetrennt und entleert sich über die Düse (55) in die Atmosphäre. Sobald in den Raum (25) und den Bremszylinder (27) eine entsprechende Drucksteigerung eingesleuert ist. herrscht am Kolbensystcm (3, 23) wieder Kräflc-

') Gleichgewicht und der Ventilstößel (18) wird bis zum Schließen des Einlaßventils (30, 13) abgesenkt. Damit ist eine weitere Brcmsabschlußsicllung bei verstärkter Bremsung erreicht.

Bei weiterem, stufenweisen Verstärken der Bremsung

κι wiederholen sich diese Vorgänge entsprechend. Dabei wird jedesmal durch die kurzfristig am Kolben (53) auftretende Druckdifferenz das Überwachventil (50) geöffnet und damit eine bestimmte Druckluftmenge aus der Leitungskammer (6) in die über die Düse (55) jeweils

i^r! entleerte Übcrlragkammer (54) abgezapft.

Das Lösen der Bremse erfolgt in üblicher Weise durch Druckaufbau in der Hauptluftleitung(5). wodurch der Sleuerkolbcn (3) mit dem Ventilrohr (18) unter öffnen des Auslaßventils (29, 30) abwärts gedrückt wird.

2n Die Kammer (25), der Bremszylinder (27) sowie die Räume (35 und 44) werden sodann durch den Kanal (22) in die Atmosphäre entlüftet. Die in die Leitungskammer (6) durch die Hauptluftleitung (5) eingespeiste Drucksteigerung überträgt sich unverzögert in den Raum (51) und über das sich öffnende Rückschlagventil (57) auch in den Kaum (52). Während der Abwärtsbewegung des Steiierkolbens (3) gelangt die Ventildichtung (9) zur Anliigc auf der Steuerhülsc (13), so daß das Bcschleunigcrventil (9,14) geschlossen wird. Hei Beendigen des Löse-

jo Vorganges drückt die Feder (39) das Vcniil (40) und die Feder (47) das Überwachventil (50) wieder auf; damit ist das Drci-Druck-Sleuerventil in die dargestellte Lösesicllung zurückgekehrt.

Die Steuerhülsc (13) gewährleistet durch ihre ver-

r. schicbliche Lagerung im Ventilgehäuse (1) eine Belastung des Beschleunigcrvcntils (9,14) in Schlicßrichtung nur durch die Kraft der Feder (15); eine IJbcrbcanspruchung des Beschleunigcrvcntil.s (9, 14) durch die beispielsweise vom Steucrkolbcn (3) ausgeübten Kräfte ist damit ausgeschlossen. Es ist jedoch offensichtlich, daß die I5eschlcunigcrhülse(13)auch mit einem Auslaßventil für den Raum (48) versehen sein kann, wie es beispielsweise aus der DE-PS 9 67 165 bekannt ist. Mit Ausnahme einer Entlüftung des Raumes (48) über dieses zusätz-

4^ri liehe Entlüftungsventil der Stciicrhülse (13) im Vollösezustand des Drei-Druck-Steuerventils (2) wird die Funktion des letzteren nicht geändert; insbesondere bleibt die Funktion des Überwachventilcs (50) in der vorstehend geschilderten Weise voll erhalten.

V) In Abänderung vom dargestellten Ausführungsbeispic! ist es möglich, den Raum (55) vom Raum (10) abzutrennen und mit dem Raum (12) zu verbinden. Im Vollöse/.usland des Drei-Druck-Steuerventils (2) sind dann die Räume (51) und (52) entleert, erst bei Bremsbeginn

nach öffnen des Bcschleunigerventils (9, 14) werden diese Räume (51 und 52) rasch mit Druckluft beaufschlagt. Hierdurch ergibt sich eine zusätzliche Druckabzapfung aus der Leitungskammer (6). Die weitere Funktion des Beschleunigerventils (50) bleibt dabei voll er- halten.

Hierzu t Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Beschleuniger für ein Drei-Druck-Steuervenli! von Schienenfahr/.eug-Druckiuftbremsanlagen, mit s einem vom Hauptluftleitungsdruck gegen den Druck in einer Steuerkammer beaufschlagten, bei überwiegender Beaufschlagung von seilen der Slcuerknmmer ein Beschleunigerventil zwischen einer Hauptluftleitungsdruck führenden Kammer und ei- in ner Ventilkammer öffnenden Stcucrkolben, mit einem Überwachventil zwischen der Ventilkammer und einer ständig über eine Düse an die Atmosphäre angeschlossenen Übertragkammer, und mit einem das Überwachventil betätigenden, in dessen Schließrichtung vom Bremsdruck oder von einem zum Bremsdruck proportionalen Druck entgegen einer Federkraft beaufschlagten ersten Kolben, d a durch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Kolben (45) ein /weiter Kolben (53) gekoppelt ist, 2ü der zumindest bei geöffnetem Beschlcunigcrvcntil (9, 14) in Schlicßrichtung des Übcrwachvcntils (50) wirkend vom Hauptluftleitungsdruck entgegen dem Druck in einer Kammer (52) belastet ist, welche über ein in dieser Strömungsrichtung öffnendes Rück- 2^r> schlagventil (57) mit Hauptlufllcitungsdruck füllbar ist, wobei das Rückschlagventil (57) von einer Düse (59) überbrückt ist

2. Beschleuniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (57) zwisehen den Kammern (51 und 52) zu beiden Seiten des zweiten Kolbens (53) angeordnet ist.