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Luftein- und -auslaßvorrichtung für Zylinder von Zweikamrnerluftdruckbremsen.
Die Zweikammerdrucklufibremsen weisen gegenüber den Bremsensystemen, die auf der
toten Seite des Arbeitskolbens mit der Außenluft arbeiten (Westinghousebremsen usw.)
Vorteile der Einfachheit auf. Ihre Einführung ist bis jetzt aber hauptsächlich daran
gescheitert, daß es, an einer Luftein- und -auslaßvorrichtung fehlte, die erlaubte,
Fahrzeuge, die mit einer Zweikammerdruckluftbremse ausgerüstet waren, mit solchen
zu kuppeln, die mit eine-. Westinghouse
- oder ähnlichen Bremse
versehen sind. Diese bilden gegenwärtig den größten Teil des Wagenparks aller Weltteile.
Es ist begreiflich, daß man aus betriebstechnischen Gründen nup. nicht plötzlich
ein System einführen kann, das in den vorhandenen Zugsabschnitt nicht eingeschaltet
werden könnte.
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Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine Luftein- und -auslaßvorrichtung
für Zylinder von Zweikammerdruckluftbremsen, deren Vorteile gegenüber allen bis
jetzt vorgeschlagenen Einrichtungen dieser Art ist, d.aß damit ausgerüstete Wagen
in beliebiger Zahl in Zugsabschnitte einverleibt werden können, deren Fahrzeuge
mit den gewöhnlichen mit der Außenluft arbeitenckn Bremsen ausgerüstet ist. Bei
letzteren wird bekanntlich bei Dienstbremsungen durch Druckverminderung in der Zugsleitung
der Dreiweghahn derart gesteuert, daß die tote Seite des Arbeitszylinders mit der
Außenluft in Verbindung gesetzt wird. Dem Kolbendruck auf dem Bremsgestänge wirkt
kein Widerstand entgegen.
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Anders ist es bei den Zweikammerdruckluftbremsen. Hier ist die tote
Seite des Kolbens immer unter einem gewissen Druck. Es muß nun, um überall im ganzen
durch Wagen mit zweierlei Bremsen gebildeten Zugsabschnitt eine gleichmäßige Bremsung
zu erzielen, dafür gesorgt werden, daß die gleiche Druckverminderung bei den mit
Zw eikammerdruckluftbremsen versehenen Fahrzeugen eine größere Wirkung des Kolbens
hervorbringt; dies wird durch einen Differentialkolben erreicht, der in der Steuerung
eingeschaltet ist, derart, daß seine größte Seite unter dem Druck im toten Raum
des Zylinders sich befindet, während seine kleine Seite unter dem Druck in der Leitung
steht.
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Auf beiliegender Zeichnung sind beispielsweise zwei Ausführungsformen
von Druckluftbremsen dargestellt, die nach vorliegender Erfindung gebaut sind. Abb.
r, 2 und 3 betreffen die erste und Abb. 4. die zweite Lösung der Aufgabe.
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Im ersten Beispiel ist a ein an beiden Enden geschlossener Zylinder,
der von einem Kolben b in zwei Kammern A, B geteilt wird. Die Kolbenstange
wirkt wie gewöhnlich auf das Bremsgestänge. Die Kammer a ist mit der Hauptleitung
E durch die Steuerung S (s. Abb°f 2) verbunden. Die Hauptleitung E ist wie gewöhnlich
mit dem Luftdruckspeicher und mit dem Steuerhahn des Lokomotivführers verbunden.
Ein Druckausgleichsventil V (s. Abb. 3) ist in der Verlängerung der Kolbenstange
angeordnet. Letztere ist durchgebohrt, und in ihrem Innern ist ein Ventil v angeordnet,
das einen einseitigen Druckausgleich gestattet. Bei gefülltem Zylinder wird also
der Druck in B immer sein Druck in A minus Ventilfederdruck. Die Steuerung weist
einen Kolben c auf, der als Differentialkolben ausgebildet ist. Ein Verbindungskanal
dl mündet in Ruhe- oder Füllstellung der Organe auf beiden Kolbenseiten. Der Raum
F kann mit der Außenluft durch das Loch g verbunden werden und kommuniziert mit
der Hauptleitung E durch die Öffnung d.
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Sobald die Hauptleitung E unter Druck gesetzt wird, wird der Kolben
c in die in Abb. 2 dargestellte Lage gedrückt. Dadurch wird die Öffnung
d bloßgelegt, und durch d-dl-D-d2 wird die Kammer A gefüllt, bis der Druck
in ihrem Innern groß genug ist, um das Ventil v zurückzustoßen. Alsdann kommunizieren
beide Kammern und füllen sich mit Druckluft. Dabei sind die Druckverhältnisse in
C, D und F derart, daß der Kolben c sich nicht bewegt.
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Eine mäßige Bremsung erhält man durch sanfte Druckverminderung in
der Hauptleitung. Durch d2-D-dl-d findet ein Druckausgleich statt, welcher eine
Bewegung des Kolbens b zur Folge hat und ein entsprechendes Anziehen der Bremsklötze
bewirkt. Bei dieser Handhabung des Mechanismus bewegt sich der Kolben c nicht, denn
die Kanäle dl und d sind verhältnismäßig sehr weit gehalten. Die Dienstbremsung
erfolgt durch größere Druckverminderung in der Hauptleitung. Dies wirkt auf den
Kolben c bei cl derart, daß er auf die Spindel des-Ventils f einen Zug ausübt.
Durch d2-el-d3 wird die Kammer A mit der Außenluft in Verbindung gesetzt, bis die
Druckverhältnisse beidseitig des Kolbens c sich ausgeglichen haben und das Ventil
f sich wieder schließen kann unter der Wirkung seiner Feder.
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Sobald sich nun beim letztdargestellten Vorgang der Kolben gegen rechts
bewegt, rückt er gegen die Öffnung d vor und deckt allmählich den Kanal g auf. Es
gibt nun einen Augenblick, wo beide, d und g, teilweise zur gleichen Zeit geöffnet
sind, so daß Luft aus der Haupt-Leitung durch d-F-g entweichen kann. Dies erzeugt
eine weitere Druckverminderung in E und wirkt relaisartig auf den folgenden Wagen,
dessen Steuerung ihrerseits ebenfalls weiterwirkt, so daß die Druckverminderungswelle
sich sehr rasch fortpflanzt. Die daraus folgenden Vorteile sind jedem Fachmann wohlbekannt.
Soll nun eine Notbremsung vorgenommen werden, so wird der Druck in E plötzlich und
stark vermindert. Der Kolben c schnellt gegen seinen Anschlag zurück und öffnet
das Ventil f ; dabei wird nicht nur die Kammer A durch d2-el-d3 mit der Außenluft
verbunden, sondern auch die Hauptleitung durch d F-el-d3. Dies bringt mit
sich, daß jeder Kolben wie ein Steuerhahn auf die Leitung E wirkt, und daß die Bremsen
plötzlich aber auf der ganzen Zugslänge kräftig und gleichmäßig angezogen werden.
Ist der Druck auf beiden Kolbenseiten
wieder ausgeglichen, so wirkt
der federnde Anschlag des Kolbens, um letzteren bis in die Lag( zu bringen, wo die
Öffnung d durch die Liderung geschlossen ist, was zuerst die Verbindur#-der Hauptleitung
einerseits und nachher -dei Kammer A anderseits mit der Außenluft abschließt.
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Mit dieser Einrichtung ist ein gefühlvolles Bremsen möglich. Es sind
nirgends gleitende Steuerteile vorhanden, die durch den in Behältern oder Leitung
vorhandenen Druck einseitig auf ihre Bewegungsflächen angepreßt werden, so daß die
Gefahr des momentanen Klebenbleibens nicht vorhanden ist. Die Teile der ganzen Einrichtung
sind auf ein Minimum herabgesetzt. Die Bremse kann ohne weiteres in Zugsabschnitte
eingeschaltet werden, wo z. B. die Westinghouse-Bremse verwendet wird. Durch die
Ausbildung des Kolbens c als Differentialkolben wird dem Umstand Rechnung getragen,
daß der auf dem Kolben b wirkende Druck immer dem in der Leitung vorhandenen entgegenarbeiten
muß, statt wie bei der Westinghouse-Bremse nur gegen den atmosphärischen Druck.
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Die in Abb. q. dargestellte Konstruktion einer Steuerung für eine
Zweikammerdruckluftbremse nach vorliegender Erfindung ist der in Abb. i, 2 und 3
analog gebaut. Die verschiedenen Teile sind entsprechend bezeichnet, und es genügt,
auf die Unterschiede aufmerksam zu machen, die diese Konstruktion gegenüber der
vorher beschriebenen aufweist und die ihr gestatten, noch vollkommener zu wirken
als diese.
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Im Kanal dir ist ein Kugelventil vorgesehen, das das Füllen erlaubt,
aber ein Zurücksirömen der Luft aus der Kammer Al des Bremszylinders verhindert.
Das Ventil f1 ist derart gemacht, daß es in halbgeöffnetem Zustand einem Luftstrom
einen gewissen Widerstand entgegensetzt, aber einen großen Auftrittsquerschnitt
aufdeckt, wenn es durch die Kolbenwirkung ganz geöffnet wird.
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Das Ausgleichsventil v1 ist hier mit der Steuerung vereinigt. Der
Kanal B1 wird durch ein in Abb. i punktiert angedeutetes Rohr mit der Kammer B des
Bremszylinders verbunden; seine Wirkung ist den bereits beschriebenen ähnlichen
Organen der Abb. 3 identisch.
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Die Steuerung S1 dagegen wirkt auf eine andere Art. Der Einbau des
Kugelventils hat zur - Folge, daß die Hauptleitung nicht mehr, wie es in den gebräuchlichen
Systemen der Fall ist, Luft aus dem Bremszylinder bekommt, wenn in ihr eine Druckverminderung
durch Öffnen des Steuerhahnes verursacht wird. Dieses Rückströmen der Luft aus dem
Bremszylinder arbeitet der Druckverminderungswelle-entgegen und schwächt sie von
Wagen zu Wagen. Hier geschieht die Füllung durch dl-Fl-hl-dll_ ral-d21.
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Durch eine mäßige Druckverminderung wird dl geschlossen, und die Luft
aus Al kann durch d2'-e"- f1 entweichen. Die Durchlaßöffnung des Ventils ist dabei
der-irt, daß nur. ein mäßiges Bremsen zustande kommt. Bei der Dienstbremsung schnellt
der Kolben c1° zurück. Die Spannung der Spindelfeder bringt ihn wieder in eine Mittellage
zurück, nachdem er einen Augenblick eine Verbindung dl-Dl-611-d31 der Hauptleitung
mit der Außenluft hergestellt hat und so zur Weiterleitung der Druckverminderungswelle
seinen Beitrag geleistet hat. Bei einer Notbremsung wird durch eine große Druckverminderung
in der Hauptleitung der Kolben bis auf seinen Anschlag gebracht, und dadurch werden
Hauptleitung durch dl-D1-ell-Fl-d31 und Kammer A durch d21-ell-8-d31 an die Außenluft
gelegt.
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Jedes Zurückfluten von Luft von den Steuerungsapparaten oder vom Zylinder
ist bei allen Vorgängen durch das Kugelventil verhindert, was viel zur Fortpflanzungsschnelligkeit
der Druckverminderung beiträgt.