DE3634653A1

DE3634653A1 - Bremseinrichtung fuer lange und schnellfahrende zuege

Info

Publication number: DE3634653A1
Application number: DE19863634653
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dieter Dr I Meier-Credner; Wulf Prof Dr In Schwanhaeusser
Original assignee: MEIER CREDNER WOLF DIETER DR I
Current assignee: MEIER CREDNER WOLF DIETER DR I
Priority date: 1986-06-13
Filing date: 1986-10-10
Publication date: 1987-12-17

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für lange und schnellfahrende, eine indirekte Druckluftbremse aufweisende Züge, mit einer den Zug durchziehenden Hauptluftleitung, mit an den einzelnen Fahrzeugen angeordneten Bremssteuerventilen und gegebenenfalls mit gegebenenfalls in diese integrierten, zu Bremsbeginn eine begrenzte Druckluftmenge aus der Hauptluftleitung abzapfenden Betriebsbremsbeschleunigern.

Die indirekt wirkende Eisenbahndruckluftbremse besitzt als Steuerleitung die von Fahrzeug zu Fahrzeug über Bremskupplungen mit manuell kuppelbaren Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfen verbundene Hauptluftleitung. Ein Bremsvorgang wird von der Lokomotive, d.h. der Zugspitze aus, durch Absenken des Druckes in der Hauptluftleitung eingeleitet. Da bei einer Schnellbremsung, d.h., der stärksten und am schnellsten angesteuerten Bremsstufe, die Druckluft aus einer großen Öffnung entweicht, wird luftströmungsbedingt der angesteuerte, niedrigere Enddruck des Regelbereichs der Bremse im vorderen Zugteil wesentlich schneller erreicht als im übrigen Teil des Zuges. Die Bremssteuerventile der Fahrzeuge, die die Druckänderung in der Hauptluftleitung in eine entgegengesetzte Druckänderung für den in Bremszylindern wirkenden Bremsdruck umsetzen, haben üblicherweise zwei Zugart-Stellungen, eine Zugart-Stellung "Personenzug", mit der eine hohe Druckänderungsgeschwindigkeit für den Bremsdruck erreicht wird, und eine Zugart-Stellung "Güterzug" mit einer im Vergleich dazu wesentlich niedrigeren, maximalen Druckänderungsgeschwindigkeit. Dabei entspricht die maximale Druckänderungsgeschwindigkeit in der Zugart-Stellung "Personenzug" in etwa der im Schnellbremsfall im vorderen Zugteil erreichten, zugehörigen Druckänderungsgeschwindigkeit in der Hauptluftleitung, während die maximale Druckänderungsgeschwindigkeit in Zugart-Stellung "Güterzug" in etwa der im Schnellbremsfall im Bereich der letzten Fahrzeuge der längsten, betrieblich bildbaren Züge erreichten, zugehörigen Druckänderungsgeschwindigkeit in der Hauptluftleitung entspricht. In der Zugart-Stellung "Personenzug" kann deshalb bei Schnellbremsungen nur in einem relativ kurzen Zug ein fast gleichzeitiger Bremsdruckanstieg aller Fahrzeuge bis zur Maximalkraft erreicht werden, während mit zunehmender Verlängerung des Zuges der Bremskraftanstieg im hinteren Zugteil zunehmend langsamer wird und damit sowohl die mittlere Bremsverzögerung des Zuges mindert als auch zu wachsenden Ausgleichskräften längs des Zuges führt. Aus diesem Grunde lassen einige Eisenbahnunternehmen für Züge ab einer bestimmten Länge nur die Zugart-Stellung "Güterzug" zu. Da in dieser Zugart-Stellung im Fall der Schnellbremsung der Bremskraftanstieg entlang des ganzen Zuges fast gleichzeitig, aber wesentlich langsamer als in Zugart-Stellung "Personenzug" erfolgt, bleiben zwar die Ausgleichskräfte längs des Zuges auf unkritischem Niveau, doch liegt die mittlere Bremsverzögerung des Zuges niedriger, so daß bei gleichem, vorgegebenem maximalen Bremsweg eine entsprechend niedrigere Bremsausgangsgeschwindigkeit, also eine niedrigere Höchstgeschwindigkeit für den Zug, gewählt werden muß.

Es ist jedoch bekannt, daß die Eigenschaft aller neueren, indirekt wirkenden Eisenbahndruckluftbremsen, mittels zumeist in die Bremssteuerventile integriert angeordneter Betriebsbremsbeschleuniger bei erster Druckabsenkung in der Hauptluftleitung vom Regeldruck zu Bremsbeginn eine gewisse Menge Luft aus der Hauptluftleitung abzuzapfen - diese Eigenschaft wird als Übertragungskammerwirkung oder auch als Betriebsbremsbeschleunigerwirkung bezeichnet - , eine pneumatische Expansionswelle erzeugt, die annähernd mit Schallgeschwindigkeit durch die Hauptluftleitung eilt. Diese Expansionswelle gibt auch an die Bremssteuerventile am Ende eines langen Zuges sehr schnell die Information, in die Bremsstellung umzusteuern, auch wenn aus der Expansionswelle noch nicht auf die Größe der weiteren Druckabsenkung in der Hauptluftleitung geschlossen werden kann, die an der Zugspitze angesteuert worden ist. Die vorstehend angesprochenen Umstände bedingen, daß bei einem gegebenen Signalabstand, innerhalb welchem ein Zug ohne Überschreiten bestimmter, im Zugverband auftretender Längskräfte anhaltbar sein muß, nur eine von der Zugarteinstellung abhängige, sich mit der Zuglänge verringernde Höchstgeschwindigkeit gefahren werden darf, wobei die Zugarten-Stellung "Personenzug" nur bei relativ kurzen Zügen zulässig ist. Es ist jedoch aus vielen Gründen anstrebenswert, auch mit langen Zügen schnell fahren zu können.

Es sind des weiteren die bereits erwähnten Schnellbremsbeschleuniger bekannt, welche nur bei einen Schwellenwert übertreffenden Druckabsenkgeschwindigkeiten in der Hauptluftleitung ansprechen und hierbei die Hauptluftleitung über große Querschnitte rasch in die Atmoshäre entlüften. Nach internationaler Vereinbarung beträgt der Schwellenwert 1,8 bar in 6 sec. bei 3,5 bar Hauptluftleitungsdruck. Die Schnellbremsbeschleuniger können gesondert oder in die Bremssteuerventile integriert an den Fahrzeugen angeordnet sein.

Um bei langen Zügen eine einigermaßen gleichmäßige Bremssteuerung über die Zuglänge zu erreichen und damit die im Zugverband auftretenden Kräfte in zulässigen Grenzen zu halten, ist es bekannt, in den Zugverband eine oder mehrere Relaisstationen einzuordnen. Die Relaisstationen werden dabei von der Zugspitze aus über Funk mit den jeweiligen Bremssteuerungen entsprechenden Signalen angesteuert und sie setzen die Signale in entsprechende Druckänderungen für die Hauptluftleitung um (US-PS 45 53 723). Auch ist es bereits bekannt, an das Ende der Hauptluftleitung eine am Zugende einhängbare Überwachvorrichtung anzukoppeln, die über Funk die jeweiligen Hauptluftleitungsdrücke selbsttätig zur Zugspitze meldet und von der Zugspitze bei Schnellbremsungen auch per Funk zum Öffnen einer großquerschnittigen Hauptluftleitungsentlüftung ansteuerbar ist. Diese Einrichtungen sind jedoch aufwendig und bedürfen elektrischer Energie, also einer aufwendigen Wartung und Überwachung zum rechtzeitigen Batteriewechsel. Außerdem kann durch Tunnels oder Brücken der Funkkontakt unterbrochen werden; infolge dieser Unsicherheit sind diese Einrichtungen nicht geeignet, eine Steigerung der ansonsten zulässigen Zuglängen und/oder Fahrgeschwindigkeiten zuzulassen.

Aus der US-PS 34 68 585 ist ein Relaisventil bekannt, welches vorzugsweise mittig in die Hauptluftleitung einzuordnen ist und welches die von der Zugspitze ankommenden Hauptluftleitungsdruckänderungen durch diese gesteuert aufgefrischt in Richtung zum Zugende in die Hauptluftleitung weitergibt. Der Aufbau dieses Relaisventils ist jedoch derart kompliziert und vielteilig, daß keine Beschleunigung, sondern höchstens eine Verzögerung der Bremssteuervorgänge erfolgt; auch dieses Relaisventil erlaubt somit keine Steigerung der zulässigen Zuglängen und/oder Fahrgeschwindigkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrichtung der eingangs angegebenen Art mit einfachen Mitteln derart auszubilden, daß bei gleichbleibendem Signalabstand bremstechnisch ohne Uberbeanspruchung der Fahrzeug-Kupplungsvorrichtungen die Züge in längerer Zusammenstellung und/oder schneller als bisher zulässig fahrbar sind. Dies soll bei entsprechender, zweckmäßiger Ausbildung ohne Eingriff oder Änderung an den bestehenden Signal- und Bremseinrichtungen ermöglicht werden. Insbesondere soll in Zügen bis zur betrieblich maximal möglichen Länge im Falle der Schnellbremsung die Dauer der Druckabsenkung entlang der ganzen Hauptluftleitung von entsprechender Regeldruckhöhe bei gelösten Bremsen bis zum niedrigsten Steuerdruck, d.h., demjenigen Druck, der in einen maximalen Bremszylinderdruck umgesetzt wird, bestmöglich an die Dauer der Druckabsenkung im Bereich des Hauptentlüftungsortes, dem Ort des Führerbremsventiles, angenähert werden, ohne daß jedoch bei Betriebsbremsungen störende, höchstens auch deren Einsteuerung beschleunigende Effekte auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im hinteren Bereich des Zuges eine Vorrichtung vorgesehen ist, die von der zu Bremsbeginn die Hauptluftleitung durchlaufenden Druckminderungswelle angestoßen in einem bezogen auf die ganze Einsteuerungszeit einer Bremsung kurzen Zeitbereich nach dem Anstoß mindestens soviel Luft dosiert aus der Hauptluftleitung abzapft, daß, bezogen auf eine schwächste, erste, vom Führerbremsventil zu Bremsbeginn einstellbare Betriebsbremsstufe, in dem der Vorrichtung nächstgelegenen Bremszylinder ein gegenüber dem dieser schwächsten (ersten) Betriebsbremsstufe entsprechenden Enddruck ohne Vorrichtung kurzzeitig mindestens doppelt so großer Bremsdruck erreicht wird.

Möglichkeiten für nach der weiteren Erfindung vorteilhafte und zweckmäßgige Ausbildungen der Bremseinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es kann somit je nach Gegebenheit des Eisenbahnunternehmens und Art der Betrtiebsweise sinnvoll sein, entweder eine Vorrichtung an einem Ort oder mehrere Vorrichtungen an entsprechend mehreren Orten eines Zuges dadurch pneumatisch an die Hauptluftleitung anzuschließen, daß diese Vorrichtung entweder als tragbares Gerät durch ein Anschließen zwischen die Bremskupplungen zweier angrenzender Fahrzeuge oder als fester Bestandteil jedes Fahrzeuges mit Verbindung zur Hauptluftleitung durch die Betätigung einer Einschalteinrichtung am Fahrzeug vor Fahrantritt funktionsbereit gemacht wird.

Die allein die Vorrichtung zum Ansprechen bringende Expansionswelle in der Hauptluftleitung wird sowohl bei Schnellbremsungen als auch bei Betriebsbremsungen erzeugt, so daß die Vorrichtung in beiden Fällen anspringt. Da jedoch in erster Linie eine möglichst starke Verkürzung der Hauptluftleitungs-Druckabsenkzeit im Schnellbremsfall, d.h. in einem kurzen Zeitraum nach Bremseinleitung erreicht, und andererseits im Bereich der Betriebsbremsstufen mit kleinen Hauptluftleitungs-Druckabsenkungen die vom Führerbremsventil in die Hauptluftleitung ausgesteuerte Druckhöhe durch die Vorrichtung möglichst wenig und nur kurzzeitig unterschritten werden soll, muß unter Berücksichtigung der bauartspezifischen Eigenschaften der Bremssteuerventile und der Nachspeiseeigenschaft der Führerventile für die Vorrichtung eine Zeitdauer der Öffnungsphase und ein während dieser Zeitdauer ggf. sich verändernder Strömungsweg von der Hauptluftleitung ins Freie gewählt werden, um den genannten Forderungen im Schnellbrems- und Betriebsbremsfall hinreichend zu genügen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei Zügen bis zur betrieblich maximal möglichen Länge von beispielsweise 700 m, bestehend beispielsweise aus 70 Fahrzeuge zu je 10 m Länge, mit Zugart-Stellung "Personenzug" in allen Wagen bei Schnellbremsung das Niveau sowohl der Ausgleichskräfte längs des Zuges als auch der Bremswege auf das eines wesentlich kürzeren Zuges gleicher Zugart-Stellung reduziert wird, so daß eine freizügige Zugbildung in Zugart-Stellung "Personenzug" verbunden mit dem Vorteil der gegenüber der Zugart-Stellung "Güterzug" höheren mittleren Bremsverzögerung möglich wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in Fig. 1 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiels mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen zwei Fahrzeugen nach 3/4 der Zuglänge, die gemäß Anspruch 2 das Vorhandensein von Fahrzeugen mit Schnellbremsbeschleunigern im Zugverband berücksichtigt, näher erläutert. Das Beispiel ist in seiner Wirkung mit Hilfe von Simulationsrechnungen berechnet worden. Es zeigt:

Fig. 1 einen Zug in Lösestellung mit Prinzipdarstellung der indirekt wirkenden Druckluftbremse und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 einen Durchmesserverlauf des durch die Vorrichtung führenden Strömungsweges von der Hauptluftleitung zur Atmosphäre über der Zeit während einer Schnellbremsung;

Fig. 3 den zeitlichen Verlauf des Druckes in der Hauptluftleitung (P _L) hinter dem 53. Fahrzeug am Ort der Vorrichtung während einer Betriebsbremsung;

Fig. 4 den zeitlichen Verlauf des Bremsdruckes (C-Druck) bei kleinster bzw. niedrigster Bremsstufe ohne (Fig. 4A) und mit (Fig. 4B) der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 5 den zeitlichen Verlauf der Momentanverzögerung des 70-Wagenzuges (Lokomotive in Zugart-Stellung "Güterzug") bei Betriebsbremsung für drei unterschiedliche Steuerdrücke in der Hauptluftleitung von 3,5-4,0-4,6 bar ohne und mit der Vorrichtung;

Fig. 6 den zeitlichen Verlauf des Druckes in der Hauptluftleitung (HL-Druck) und des Bremsdruckes (C-Druck) in Höhe der Wagen 1, 10, 30 bzw. 35, 50 bzw. 53, 60 und 70 bei Schnellbremsung und Zugart-Stellung "Personenzug" in allen Wagen ohne (Fig. 6A) und mit der Vorrichtung (Fig. 6B);

Fig. 7 und 8 eine Seitenansicht und eine Aufsicht der in ein Fahrzeug eingehängten und an die Hauptluftleitung angeschlossenen Vorrichtung;

Fig. 9 und 10 weitere Möglichkeiten zum Anbringen der Vorrichtung,

Fig. 11 bis 14 jeweils ein schematisches Schnittbild der Vorrichtung in unterschiedlichen Schaltstellungen.

Die Darstellungen in Fig. 1 bis 6 beziehen sich auf einen Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung in einem 700 m langen Wagenzug (betrieblich maximal mögliche Wagenzuglänge bei einigen europäischen Eisenbahnunternehmen), bestehend aus 70 je 10 m langen Wagen bzw. Fahrzeugen in Zugart-Stellung "Personenzug" und einer Lokomotive in Zugart-Stellung "Güterzug" mit nachspeisendem Führerbremsventil.

Das Ausführungsbeispiel ist abgestimmt auf die Eigenschaften der UIC-Luftdruckbremse (UIC=Internationaler Eisenbahnverband) mit einem Regeldruck in der Hauptluftleitung (1 1/4 Zoll Durchmesser) von 5,0 bar, einem Regelbereich der Betriebsbremse von 4,6 bis 3,5 bar Hauptluftleitungsdruck, einem maximalen Bremszylinderdruck von 3,8 bar und einer Eigenzeit der Bremssteuerventile in Zugart-Stellung "Personenzug" von 5,0 s.

In Fig. 1 ist die Druckluftbremse dieses Zuges als Prinzipskizze dargestellt mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 9 als eigenständigem Gerät, wobei die Vorrichtung am 3/4-Punkt der Zuglänge als dem effektivsten Anschlußort bei Einsatz nur einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 9, also hinter dem 53. Wagen zwischen den Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfen 8 der Wagen 53 und 54, an die Hauptluftleitung 4 angeschlossen ist. In Fig. 1 bedeuten die Bezugszahlen

1 Luftpumpe
2 Hauptluftbehälter
3 Führerbremsventil
4 Hauptluftleitung
5 Bremszylinder
6 Hilfsluftbehälter
7 Bremssteuerventil
8 Halbschalen-Luftleitungskupplungskopf
9 Erfindungsgemäße Vorrichtung

Mit Ausnahme der Vorrichtung 9 stellt somit die Fig. 1 eine übliche Druckluftbremse dar, die keiner weiteren Erläuterung bedarf.

In Fig. 2 ist der zeitliche Verlauf des Durchmessers d einer im Querschnitt kreisförmigen, den wirksamen Durchströmungsquerschnitt bestimmenden Entlüftungsöffnung des Strömungsweges von der Hauptluftleitung 4 direkt ins Freie dargestellt, der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 9 selbsttätig, z.B. durch Federkraft, pneumatischen oder hydraulischen Mechanismus, gesteuert eingestellt wird, nachdem die Vorrichtung 9 von einer durch Einleiten einer Schnellbremsung zum Zeitpunkt t=0 erzeugten Expansionswelle angesprungen ist. Zum Zeitpunkt t=7,2 schließt die Vorrichtung den Durchströmungsquerschnitt wieder. Bei Einleiten einer Betriebsbremsung wird die Expansionswelle ca 0,4 s später ausgelöst, die Vorrichtung 9 würde hierbei zum Zeitpunkt t=3,1 anspringen und zum Zeitpunkt t=7,6 wieder schließen, wie später zu Fig. 3 beschrieben wird. Der Durchmesser d ist in der Dimension (mm), die Zeit t in (s) angegeben. Der Durchmesser d ändert sich bei beiden Bremsarten - Betriebsbremsungen und Schnellbremsungen - gleichartig:

Beim durch entsprechende Einstellung ihrer Ansprechempfindlichkeit bewirkten Anspringen der Vorrichtung 9 wird die Entlüftungsöffnung sprungartig bis auf ca. d=7 mm geöffnet, sodann erfolgt während einer Zeitspanne von 2,5 s eine lineare Durchmessersteigerung bis auf ca. d=11,2 mm, unmittelbar anschließend eine sprungartige Durchmesserverkleinerung auf ca. d=10,4 mm, weiter eine lineare Durchmesserverkleinerung während einer Zeitspanne von 2,0 s auf ca. d=7 mm und abschließend ein sprungartiges, völliges Schließen. In dem Beispiel wird angenommen, daß im näheren Wirkbereich der Vorrichtung 9 wenigstens ein Fahrzeug, beispielsweise der Wagen 53 und/oder 54, mit Schnellbremsbeschleunigern nach UIC-Merkblatt 541-1 existiert. Da diese Schnellbremsbeschleuniger ab einer Unempfindlichkeitsgrenze von 1,8 bar Druckabsenkung in der Hauptluftleitung 4 innerhalb einer Zeit von 6 s nicht mehr anspringen dürfen, ist der Durchmesserverlauf der Vorrichtung 9 in Fig. 2 während der Druckabsenkungsphase von 2,5 s so eingestellt, daß die Öffnungsphase erst mit Schließung der Übertragungskammer im Bremssteuerventil 7 des 53. Wagens, also etwas verzögert beginnt und daß die Vorrichtung 9 im Betriebsbremsfall in dieser Zeit keine schnellere, örtliche Druckabsenkung in der Hauptluftleitung 4 erzeugt als es der Unempfindlichkeitsgrenze der Schnellbremsbeschleuniger entspricht; in Fig. 3 ist dies für eine Betriebsbremsung verdeutlicht: Da die Expansionswelle im Betriebsbremsfall 0,4 s später ausgelöst wird als im Schnellbremsfall, beginnt demzufolge auch die Öffnungsphase der Vorrichtung 9 in Fig. 3 erst 0,4 s später (zum Zeitpunkt 3,1 s) als in Fig. 2. Die durch die erfindungsgemäße Einrichtung erzeugte Druckabsenkung endet im Bereich einer gewählten, mittleren Betriebsbremsstufe von 4,0 bar Druck in der Hauptluftleitung 4 (siehe Fig. 3). Hierdurch wird einerseits eine ausreichend starke Luftabzapfung aus der Hauptluftleitung 4 sichergestellt, um insbesondere während Schnellbremsungen auch im hinteren Zugteil einen schnell einsetzenden und raschen Bremsdruckanstieg zu gewährleisten, und andererseits tritt im Fall der kleinsten, vom Führerbremsventil ansteuerbaren Betriebsbremsstufe von 4,6 bar Hauptluftleitungsdruck in der Hauptluftleitung 4 im Umkreis des 53. Wagens keine zu starke Druckuntersteuerung auf, welche eine Bremsdruckübersteuerung erzeugt. Der Schließzeitpunkt der Vorrichtung 9 ist so gewählt, daß er im Schnellbremsfall (Schließzeitpunkt 7,2 s) in etwa mit dem Zeitpunkt maxinmal erreichbarer Ausgleichskräfte längs des Zuges übereinstimmt. Im Fall der Betriebsbremsung im Bereich zwischen 4,6 und 4,0 bar Hauptluftleitungsdruck schließt sich an das Schließen der Vorrichtung 9 im Umkreis des 53. Wagens eine Phase des Lösens der Bremse an, bis das Führerbremsventil 7 die von der Vorrichtung 9 zuviel entnommene Luftmenge wieder nachgespeist hat. In Fig. 3 ist als Gerade "1,8 bar in 6 s" die Unempfindlichkeitsgrenze von Schnellbremsbeschleunigern und zum Verdeutlichen der Wirkung der Vorrichtung 9 gestrichelt der Druckverlauf ohne diese Vorrichtung 9 eingezeichnet.

In Fig. 4 ist der zeitliche Verlauf des Bremsdruckes (C-Druck) bei kleinster bzw. erster Betriebsbremsstufe insbesondere am 53. Wagen ohne Vorrichtung 9 (Fig.4A) dem mit Vorrichtung hinter dem 53. Wagen (Fig.4B) gegenübergestellt. In Fig. 4A hat der Hauptluftleitungsdruck in allen Fahrzeugen nach ca. 4 s einen Enddruck von ca. 4,6 bar erreicht, der über die Steuerventile der Fahrzeuge nach kurzer, durch die Wirkung der Betriebsbremsbeschleuniger verursachter Übersteuerung zu einem Enddruck in den Bremszylindern von ca. 0,8 bar führt. In Fig. 4B ist die am 53. Wagen (wie Fig. 3) und in abgeschwächter Form an den von der Vorrichtung 9 weiter entfernt befindlichen Fahrzeugen von der Düsenquerschnittssteuerung (Fig. 2) der Vorrichtung 9 verursachte Druckabsenkung in der Hauptluftleitung zu erkennen, die den Bremsdruck in dem der Vorrichtung nächstgelegenen 53. Wagen vorübergehend auf ca. 2,6 bar, d.h. den 3,25-fachen Wert des Enddruckes ohne die Vorrichtung 9 ansteigen läßt, bis nach Schließung des Düsenquerschnittes zum Zeitpunkt 7,2 s und beginnendem Nachspeisen durch das Führerbremsventil 3 der Druck in der Hauptluftleitung wieder ansteigt und demzufolge auch die Bremsdruckübersteuerung wieder abbaut. Somit übersteigt zwar der in diesem Ausführungsbeispiel gewählte 3,25-fache Wert des Bremszylinder-Enddruckes mit Vorrichtung 9 den in Anspruch 1 genannten "mindestens doppelt so großen Druck", bleibt jedoch im Rahmen des Erfindungsprinzips.

In Fig. 5 ist der zeitliche Verlauf der Momentanverzögerung a (konstanter Reibwert der Bremse angenommen) des Zuges für drei unterschiedliche Betriebsbremsstufen mit Hauptluftleitungsdrücken von 3,5, 4,0 und 4,6 bar über der Zeit t (s) ohne und mit der Vorrichtung 9 dargestellt. Danach wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 9 im Bereich kleiner Betriebsbremsstufen zwischen 4,6 und ca. 4,2 bar eine anfängliche Verzögerungsüberhöhung erzeugt. Dagegen wird mit der Vorrichtung 9 im Bereich höherer Betriebsbremsstufen zwischen ca. 4,2 bar und 3,5 bar die jeweilige Endverzögerung wesentlich früher erreicht. Fig. 5 zeigt somit, daß die Dosierbarkeit der Bremse auch mit der Vorrichtung 9 erhalten bleibt, wenn auch das zeitliche Ansprechverhalten verändert wird.

In Fig. 6, bestehend aus Fig. 6A und 6B, ist schließlich die Auswirkung der Vorrichtung 9 auf den Abfall des Hauptluftleitungsdruckes HL und den Anstieg des Bremsdruckes (C-Druck) über der Bremszeit T (s) bei Schnellbremsung dargestellt. Ohne die Vorrichtung 9 erreicht das letzte Fahrzeug gemäß Fig. 6A erst nach ca. 22 s den maximalen Bremsdruck, mit der Vorrichtung 9 gemäß Fig. 6B schon vor Ablauf von 15 s. Insbesondere im Zeitraum der ersten 8 s, der für das Entstehen hoher Ausgleichskräfte längs des Zuges entscheidend ist, wird durch die Vorrichtung 9 eine wesentliche zeitliche Angleichung des Bremsdruckanstieges längs des Zuges erreicht. Es ist für dieses Beispiel des 700 m langen Wagenzuges errechnet worden, daß mit der Vorrichtung 9 im Fall der Schnellbremsung das Niveau sowohl der Ausgleichskräfte längs des Zuges als auch des Bremsweges auf das eines 500 m langen Wagenzuges reduziert wird.

Wenn nicht mit Fahrzeugen mit Schnellbremsbeschleunigern im näheren Bereich der Vorrichtung 9 gerechnet werden muß, dann kann der Entlüftungs-Strömungsweg dieser Vorrichtung unmittelbar nach dem Anspringen freigegeben und so gestaltet werden, daß eine schnellere Druckabsenkung im Anschlußbereich der Hauptluftleitung erzeugt wird. In diesem Fall kann mit der Vorrichtung 9 eine noch bessere Wirkung erzielt werden.

Die Vorrichtung 9 wird gemäß Fig. 7 und 8 zweckmäßig als eigenständiges, an die Hauptluftleitung 4 anschließbares und an einem Fahrzeug bzw. Wagen 10 lösbar anzubringendes, tragbares Gerät ausgebildet. Zwischen zwei Fahrzeugen verläuft die Hauptluftleitung 4 durch Kupplungsschläuche 11, die einerseits über Absperrhähne 12 mit Entlüftung fest an die als Rohrleitung 13 in den Wagen 10 verlegten Abschnitte der Hauptluftleitung 4 angeschlossen sind und andererseits mit den Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfen 8 enden. Im Zugverband sind zwischen einander benachbarten Fahrzeugen die Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfe 8 mittels ihre offenen Mündungen umgebender, nicht dargestellter Kupplungsvorrichtungen zu kuppeln und die Absperrhähne 12 zu öffnen, so daß sich eine durchgehende Hauptluftleitung 4 ergibt. Die Wagen 10 sind stirnseitig mit üblichen Bremskupplungshaltern 14 versehen, in welche bei ungekuppelter Hauptluftleitung der Halbschalen-Luftleitungskupplungskopf 8 des jeweiligen Wagens 10 einzuhängen ist. Die Bremskupplungshalter 14 können internationalen Vereinbarungen, beispielsweise nach ORE B 12/ET 85 entsprechen und in Fahrzeuglängsrichtung pendelnd angeordnet sein.

Das die Vorrichtung 9 aufnehmende Gehäuse weist auf seiner Rückseite zwei Laschen 15 und 16 auf, mit welchen es an einen Bremskupplungshalter 14 anhängbar ist: Mittels der einen stiftartigen Steg aufweisenden Lasche 16 ist die Vorrichtung 9 in einen hakenartigen Ausschnitt des Bremskupplungshalters 14 einhängbar und die bügel- oder hakenartige Lasche 15 umgreift zumindest teilweise den Bremskupplungshalter 14, um die Vorrichtung 9 in ihrer Lage zu sichern. Die Anordnung ist dabei derart, daß die Vorrichtung 9 mit Abstand über der in Fig. 7 eingezeichneten, unteren Fahrzeugbegrenzungsebene 17 endet; mit 17′ ist die Schienenoberkante angedeutet. Von der Vorrichtung 9 geht ein Anschlußschlauch 18 aus, der in ein ringartiges Kupplungsteil 19 einmündet. Das Kupplungsteil 19 weist an beiden Stirnseiten Kupplungsvorrichtungen 20 auf, in welche die Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfe 8 des die Vorrichtung 9 tragenden und des mit diesen gekuppelten Fahrzeuges kuppelbar sind; im gekuppelten Zustand befindet sich somit das Kupplungsteil 19 zwischen zwei Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfen 8. Die gegebenenfalls pendelnde Anordnung des Bremskupplungshalters 9 erleichtert das Einhängen und Kuppeln der Vorrichtung 9. Die Anordnung ist dabei derart, daß beim Anheben des Kupplungsteiles 19 eine Relativdrehung zwischen diesem und dem dem gekuppelten Fahrzeug zugehörenden Halbschalen-Luftleitungskupplungskopf 8 erfolgt, welche zum selbsttätigen Entkuppeln führt; bei einem Trennen der Fahrzeuge ohne vorheriges Entkuppeln der Hauptluftleitung 4 führt das Strecken der Kupplungsschläuche 11 zu einem Anheben des Kupplungsteiles 19 und damit zum selbsttätigen Entkuppeln, wodurch Beschädigungen, insbesondere Schlauchrisse, vermieden werden.

Der nach Fig. 7 und 8 linke Wagen 10 entspricht den 53. Wagen nach Fig. 1.

In Abänderung zur vorbeschriebenen Anordnung kann die Vorrichtung 9 gemäß Fig. 9 mit einem Kupplungsteil 19′ baulich vereint ausgebildet sein, welches an beiden Seitenflächen Kupplungsvorrichtungen zum Kuppeln mit den Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfen 8 zweier benachbarter Fahrzeuge 10 aufweist. Das Kupplungsteil 19′ ist ähnlich dem Kupplungsteil 19 nach Fig. 8 zwischen die Halbschalen-Luftleitungskupplkungsköpfe 8 einzukuppeln. Die Vorrichtung 9 wird hierbei über das Kupplungsteil 19′ von den Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfen und damit von den Kupplungsschläuchen 11 getragen. Die Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfe 8 sind dabei derart an das Kupplungsteil 19′ angekuppelt, daß bei einem Anheben der Vorrichtung 9 oder einem Strecken der Kupplungsschläuche 11 ein selbsttätiges Entkuppeln erfolgt.

Die Vorrichtung 9 kann auch gemäß Fig. 10. am freien Ende des letzten Fahrzeuges 10′ eines Zuges angeordnet werden. Hierbei ist die Vorrichtung 9 mit einem Kupplungsteil 19′′ baulich vereint ausgebildet, dessen eine Stirnseite eine Kupplungsvorrichtung zum Kuppeln mit dem Halbschalen-Luftleitungskupplungskopf 8 des Kupplungsschlauches 11 an der Zugschlußseite aufweist. Die Vorrichtung 9 weist einen Bügel 66 auf, mit welchem sie auf der Zugschlußseite in den Zughaken 65 des letzten Fahrzeuges 10′ einzuhängen ist. Durch Öffnen des Absperrhahnes 12 wird die Vorrichtung 9 an die Hauptluftleitung 4 angeschlossen und wirksam geschaltet.

Gemäß Fig. 11 bis 14 beinhaltet die Vorrichtung 9 zur Anordnung nach Fig. 7 und 8 einen Steuerkolben 21, der zwei Steuerkammern 22 und 23 voneinander trennt. Die erste Steuerkammer 22 ist über ein erstes Absperrventil 24, das von einer ersten Düse 25 überbrückt ist, an eine Druckmittelverbindung 26 angeschlossen, in welche der Anschlußschlauch 18 einmündet. Die zweite Steuerkammer 23 ist über eine zweite Düse 27 und ein zu dieser in Serie angeordnetes, zweites Absperrventil 28 ebenfalls an die Druckmittelverbindung 26 angeschlossen. Das erste Absperrventil 24 ist durch eine Feder 29 in Schließrichtung, das zweite Absperrventil 28 durch eine Feder 30 dagegen in Öffnungsrichtung belastet. Beiden Absperrventilen 24 und 28 ist als gemeinsames Kolbenglied 31 eine Membrane zugeordnet, welche entgegen der Belastung durch die Federn 29 und 30 vom Druck in einer Zwischenkammer 32 belastet ist.

Der Steuerkolben 21 trägt seitens der ersten Steuerkammer 22 einen exzentrischen Stößel 33, der der Verbindung mit einer dem Steuerkolben 21 zugewandten Ventildichtung 34 dient. Der zentrisch angeordneten Ventildichtung 34 steht eine Steuerhülse 35 gegenüber, deren anderes Ende eine ringflanschartige Ventildichtung 36 trägt. Eine Feder 37 belastet die Steuerhülse 35 in Andrückrichtung an die Ventildichtung 34. Der Ventildichtung 36 steht steuerkolbenabgewandt ein gehäusefester Ventilsitz 38 gegenüber, der eine Öffnung von der Zwischenkammer 32 zur Atmosphäre umgibt. Zwischen dem Ventilsitz 38 und der Ventildichtung 34 durchragt die Steuerhülse 35 abgedichtet verschieblich eine Gehäusewand 39, welche die die Ventildichtung 34 aufnehmende, erste Steuerkammer 22 gegen die Atmosphäre abdichtet. Die Steuerhülse 35 bildet zusammen mit der Ventildichtung 34, der Ventildichtung 36 und dem Ventilsitz 38 ein erstes Wechselventil 35, 34; 36, 38, welches die Zwischenkammer 32 wechselweise mit der Atmosphäre oder der ersten Steuerkammer 22 verbindet.

Steuerkolbenabgewandt trägt die Ventildichtung 34 zentrisch einen Ventilstößel 40, der zwei Gehäusewände 41 und 42 abgedichtet verschieblich durchragt und in einem an die Gehäusewand 42 angrenzenden Raum 43 mit einem Ventilsitz 44 endet. Der Ventilsitz 44 bildet zusammen mit einem weiteren, von ihm durchgreifbaren, gehäusefesten Ventilsitz 45 und einer beiden Ventilsitzen 44 und 45 zugeordneten, in einem Raum 46 befindlichen Ventildichtung 47 ein zweites Wechselventil 44, 45, 47, welches den Raum 43 mit einem zwischen den Gehäusewänden 41 und 42 befindlichen Raum 48 oder dem Raum 46 verbindet; der Ventilstößel 40 weist hierzu eine Bohrung auf, die einerseits innerhalb des Ventilsitzes 44 und andererseits im Raum 48 endet. Die Druckmittelverbindung 26 führt über eine dritte Düse 49 und ein in Serie zu dieser angeordnetes Rückschlagventil 50 in den Raum 48. Vom Raum 46 führt eine erste Entlüftungsdüse 51 zur Atmosphäre.

An den Raum 43 ist eine dritte Steuerkammer 52 angeschlossen, die von einem Dosierkolben 53 begrenzt ist. Der Dosierkolben 53 trägt der dritten Steuerkammer 52 abgewandt einen Dosiereinsatz 54, welcher beiderseits mit je einer ringflanschartigen Ventildichtung 55 bzw. 56 endet. Der Dosiereinsatz 54 ist an seinem Außenumfang profiliert, er weist eine doppelkegelartige, an ihrem Grund sich sprunghaft ändernde Einschnürung 57 auf. Zwischen einem mit der Zwischenkammer 32 verbundenen Raum 58 und einem an den Dosierkolben 53 angrenzenden Entlüftungsraum 59 befindet sich eine Gehäusewand, die von einer Dosierbohrung 60 durchsetzt ist; die Dosierbohrung 60 ist verschieblich vom Dosiereinsatz 54 durchsetzt, derart daß sich die eine Ventildichtung 56 im Raum 58 befindet und mit der ihr zugewandten Mündung der Dosierbohrung 60 ein drittes Absperrventil 56, 60 bildet, und daß sich die andere Ventildichtung 55 im Entlüftungsraum 59 befindet und mit der ihr zugewandten Mündung der Dosierbohrung 60 ein viertes Absperrventil 55, 60 bildet. Im Raum 58 befindet sich eine den Dosiereinsatz 54 in Schließrichtung des dritten Absperrventils 56, 60 belastende Feder 61. Vom Entlüftungsraum 59 führt eine zweite Entlüftungsdüse 62 zur Atmosphäre; mit der zweiten Entlüftungsdüse 62 ist eine nicht dargestellte Pfeife kombiniert.

Eine Feder 63 belastet den Ventilstößel 40 in Richtung zum Steuerkolben 21 und eine weitere Feder 64 belastet die Ventildichtung 47 in Andrückrichtung an den Ventilsitz 45.

Die erst Düse 25 ist größer als die zweite Düse 27 bemessen.

Im drucklosen Zustand der Vorrichtung 9 sind das erste Absperrventil 24 geschlossen, das zweite Absperrventil 28 geöffnet, das dritte Absperrventil 56, 60 geschlossen, das erste Wechselventil 35, 34; 36, 38 verbindet die Zwischenkammer 32 mit der Atmosphäre und das zweite Wechselventil 40, 45, 47 schließt die dritte Steuerkammer 52 an den Raum 48 an. Soll ein Zug mit der Vorrichtung 9 ausgestattet werden, so ist letztere gemäß Fig. 7 und 8 an einen Wagen 10 anzuhängen und bei geschlossenen Absperrhähnen 12 an die Hauptluftleitung 4 anzuschließen; anschließend sind die Absperrhähne 12 beiderseits der Anschlußstelle wieder zu öffnen. Der Wagen 10 soll sich dabei im hinteren Zugteil, zweckmäßig gemäß Fig. 1 bei 3/4 der Zuglänge befinden.

Beim nachfolgenden Aufladen nach dem Ankuppeln an eine Hauptluftleitung nimmt die Vorrichtung 9 die in Fig. 11 dargestellte Schaltstellung ein, wobei Druckluft durch den Anschlußschlauch 18, die Druckmittelverbindung 26 und durch die erste Düse 25 in die erste Steuerkammer 22 und, hierzu etwas verzögert, durch das geöffnete, zweite Absperrventil 28 und die Düse 27 in die zweite Steuerkammer 23 einströmt. Zugleich gelangt Druckluft durch die dritte Düse 49 und das Rückschlagventil 50 in den Raum 48 und von diesem durch den Ventilstößel 40 in den Raum 43 sowie in die dritte Steuerkammer 52. Während der Steuerkolben 21 seine aus Fig.11 ersichtliche Lage mit den gezeigten Schaltstellungen der beiden Wechselventile beibehält, drückt der ansteigende Druck in der dritten Steuerkammer 52 den Dosierkolben 53 allmählich entgegen der Feder 61 abwärts, wobei sich das dritte Absperrventil 56, 60 öffnet, der Dosiereinsatz 54 die Dosierbohrung 60 durchwandert und sodann das vierte Absperrventil 55, 60 schließt. Damit gelangt die Vorrichtung 9 in die gefüllte und betriebsbereite Stellung nach Fig. 12.

Wird nunmehr eine Betriebsbremsung eingeleitet, so bewirkt die in die Hauptluftleitung 4 eingesteuerte Druckabsenkung über die erste Düse 25 in der ersten Steuerkammer 22 eine raschere Druckminderung als über die zweite Düse 27 in der zweiten Steuerkammer 23, so daß sich zwischen beiden Steuerkammern 22 und 23 eine den Steuerkolben 21 belastende Druckdifferenz aufbaut. Die beiden Düsen 25 und 27 sind auf die Volumen der beiden Steuerkammern 22 und 23 nun derart abgestimmt, daß die erwähnte Druckdifferenz gerade dann einen zum Anheben des Steuerkolbens 21 ausreichenden Wert errreicht, wenn sich die Betriebsbremsbeschleuniger an den der Vorrichtung 9 benachbarten Wagen 10 schließen, d.h. ihre Übertragungskammern absperren. Dem Anheben des Steuerkolbens 21 folgt anfänglich die Steuerhülse 35 unter der Kraft der Feder 37 nach, bis sich die Ventildichtung 36 auf den Ventilsitz 38 aufsetzt und sodann die Ventildichtung 34 von der Steuerhülse 35 abhebt. Damit hat das erste Wechselventil 35, 34; 36, 38 umgeschaltet, wodurch die Zwischenkammer 32 von der Atmosphäre abgesperrt und an die erste Steuerkammer 22 angeschlossen wird. Aus der ersten Steuerkammer 22 strömt Druckluft in die bisher entlüftete Zwischenkammer 32 ein, wodurch sich in der ersten Steuerkammer 22 eine die Aufwärtsbewegung des Steuerkolbens 21 vestärkende Druckminderung ergibt und zugleich das Kolbenglied 31 druckluftbeaufschlagt wird, so daß sich das erste Absperrventil 24 öffnet und das zweite Absperrventil 28 schließt. Die erste Steuerkammer 22 ist nunmehr durch das erste Absperrventil 24 über einen großen Querschnitt an die Hauptluftleitung 4 angeschlossen, während der augenblicklich in der zweiten Steuerkammer 23 herrschende Druck abgesperrt ist und somit erhalten bleibt. Während dieser Vorgänge oder auch nachfolgend hierzu legt sich der Ventilsitz 44 an die Ventildichtung 47 an und hebt letztere vom Ventilsitz 45 ab, das zweite Wechselventil 44, 45, 47 schaltet also um, wodurch die dritte Steuerkammer 52 vom Raum 48 abgetrennt und durch den Raum 46 und die erste Entlüftungsdüse 51 an die Atmosphäre angeschlossen wird. In der dritten Steuerkammer 52 ergibt sich durch gedrosselte Entlüftung durch die erste Entlüftungsdüse 51 eine gesteuerte Druckabsenkung, so daß die Kraft der Feder 61 ausreicht, den Dosiereinsatz 57 mit dem Dosierkolben 53 allmählich nach oben zu verschieben. Dabei öffnet sich anfänglich das vierte Absperrventil 55, 60 durch Abheben der Ventildichtung 55 von der Mündung der Dosierbohrung 60, so daß Druckluft aus der Hauptluftleitung 4 durch das erste Absperrventil 24 und parallel hierzu durch die erste Düse 25, die erste Steuerkammer 22, die Steuerhülse 35, den Raum 58, durch die Dosierbohrung 60, den Entlüftungsraum 59 und die zweite Entlüftungsdüse 62 unter Betätigung der Pfeife zur Atmosphäre abströmt. Die Abströmung von der Hauptluftleitung ist dabei durch den die Dosierbohrung 60 allmählich durchwandernden Dosiereinsatz 54 gedrosselt, wobei anfänglich, beim Öffnen des vierten Absperrventils 55, 60, ein bestimmter Durchströmungsquerschnitt entsprechend beispielsweise einer Düsenöffnung von 7 mm sprungartig geöffnet wird. Während der folgenden 2,5 sec durchwandert der Dosiereinsatz 64 bis zur Taille seiner Einschnürung 57 die Dosierbohrung 60, wodurch sich in Übereinstimmung zu Fig. 2 ein linearer Anstieg des wirksamen Drosselquerschnittes bis auf ca. 11,2 mm ergibt. Der folgende Querschnittssprung in der Einschnürung 57 bewirkt ein sprungartiges Absenken des wirksamen Dosselquerschnittes auf ca. 10,4 mm, woraufhin bei weiterem Anheben des Dosiereinsatzes 54 die Einschnürung 57 allmählich nach oben aus der Dosierbohrung 60 herauswandert und sich eine lineare Verminderung des wirksamen Drosselquerschnittes während der folgenden 2 sec bis auf wieder ca. 7 mm Durchmesser ergibt. Das folgende Aufsetzen der Ventildichtung 56 auf die Mündung der Dosierbohrung 60, also das Schließen des dritten Absperrventils 56, 60, verschließt sodann sprungartig den Entlüftungsweg für die Hauptluftleitung 4 durch die Vorrichtung 9. In Fig. 13 ist eine Zwischenstellung der Vorrichtung 9 während des beschriebenen Entlüftungsvorganges für die Hauptluftleitung dargestellt, der Dosiereinsatz 54 befindet sich dabei etwa mittig in der Dosierbohrung 60.

Nach Schließen des dritten Absperrventils 56,60 und damit Beenden des Entlüftungsvorganges nimmt die Vorrichtung 9 die in Fig.14 dargestellte Schaltstellung ein, welche sie während der ganzen Zeitdauer der eingeleiteten Bremsung unter dem in der zweiten Steuerkammer 23 zurückgehaltenen Druck beibehält.

Beim Einleiten einer Schnellbremsung spielen sich entsprechende Vorgänge ab, lediglich wird der Druck in der Hauptluftleitung 4 nicht nur bis auf einen Zwischendruck, sondern bis auf Atmosphärendruck abgesenkt. Bei völliger Entleerung der Hauptluftleitung und damit auch der mit dieser durch die Steuerhülse 35 verbundenen Zwischenkammer 32 entfällt die Druckluftbeaufschlagung des Kolbengliedes 31, so daß unter ihren jeweiligen Federbelastungen das erste Absperrventil 24 schließt und das zweite Absperrventil 28 öffnet, wodurch auch die zweite Steuerkammer 23 sich allmählich entleert und die Vorrichtung 9 in den vorstehend beschriebenen, drucklosen Zustand übergeht.

Wird nach einer Betriebsbremsung durch entsprechende Drucksteigerung in der Hauptluftleitung 4 ein Lösen der Bremsen eingesteuert, so wird, ausgehend von der Schaltstellung nach Fig.14, bei Erreichen eines Hauptluftleitungsdruckes und damit auch Druckes in der ersten Steuerkammer 22 von ca. 4,85 bar der Steuerkolben 21 abwärts gedrückt, wobei anfänglich das zweite Wechselventil 44, 45, 47 rückschaltet und die dritte Steuerkammer 52 unter Abtrennen von der ersten Entlüftungsdüse 51 an den Raum 48 anschließt. Aus der Hauptluftleitung 4 strömt nunmehr durch die dritte Düse 49 und das Rückschlagventil 50 gedrosselt Druckluft in die dritte Steuerkammer 52 ein und baut in dieser allmählich einen Druck auf; da jedoch durch die erste Steuerkammer 22 und die Steuerhülse 35 auch im Raum 58 der ansteigende Hauptluftleitungsdruck herrscht, bleibt unter der sich zur Kraft der Feder 61 addierenden Druckluftbelastung der Ventildichtung 56 vom Raum 58 her das dritte Absperrventil 56, 60 noch geschlossen. Bei weiterem Druckanstieg in der Hauptluftleitung bis auf die volle Regeldruckhöhe von 5 bar wird der Steuerkolben 21 bis zum Umschalten auch des ersten Wechselventiles 35, 34; 36, 38 abgesenkt, wobei die Zwischenkammer 32 von der Haupluftleitung abgetrennt und in die Atmosphäre entlüftet wird. Damit entfällt die Druckluftbeaufschlagung des Kolbengliedes 31, so daß sich das erste Absperrventil 24 schließt und das zweite Absperrventil 28 öffnet. Zugleich entfällt die Druckbeaufschlagung des Raumes 58, so daß der Dosierkolben 53 den Dosiereinsatz 54 unter Öffnen des dritten Absperrventils 56, 60 und rasch nachfolgendem Schließen des vierten Absperrventils 55, 60 in die in Fig. 12 dargestellte, untere Stellung absenken kann. Die erzwungene Schaltfolge: Rückschalten des ersten Wechselventils 35, 34; 36, 38 mit Absperren des Raumes 58 von der Hauptluftleitung und Entlüften des Raumes 58 sowie erst nachfolgendem Öffnen des dritten Absperrventils 56, 60 schließt hierbei einen unerwünschten Entlüftungsvorgang für die Hauptluftleitung 4 aus. Die Vorrichtung 9 gelangt damit wieder in die in Fig. 12 dargestellte Schaltstellung.

Werden die Bremsen nach einer Schnellbremsung gelöst, so wird die Vorrichtung 9, wie eingangs zum anfänglichen Auffüllen beschrieben, aufgeladen, wobei sie die Schaltstellung nach Fig. 11 durchläuft und vor oder bei Abschluß der Lösevorganges in die in Fig. 12 dargestellte Schaltstellung gelangt; die Anlage der Steuerhülse 35 an der Ventildichtung 34 schließt auch hierbei unerwünschte Entlüftungsvorgänge für die Hauptluftleitung 4 aus.

Vor einer Abnahme der Vorrichtung 4 von dem sie tragenden Wagen 10 sind die Absperrhähne 12 zu beiden Seiten des in die Hauptluftleitung 4 gekuppelten Kupplungsteiles 19 zu schließen, falls die Hauptluftleitung 4 aufgeladen ist. Der Anschlußschlauch 18 wird dabei durch die Entlüftung der Absperrhähne 12 entlüftet und die Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfe 8 können vom Kupplungsteil 19 abgekuppelt und gegebenenfalls anschließend miteinander gekuppelt werden. Dabei muß eine vollständige Entlüftung der Vorrichtung 9 nicht abgewartet werden, da allen sich entlüftenden Räumen der Vorrichtung 9 Düsen zugeordnet sind, welche nur eine allmähliche Entlüftung zulassen und ein ungefährdetes Auskuppeln des Kupplungsteiles 9 ermöglichen. Die Vorrichtung 9 benötigt aus diesem Grunde auch keinen eigenen, beispielsweise zwischen den Anschlußschlauch 18 und die Druckmittelverbindung 26 einzuordnenden Absperrhahn.

Bei schleichenden, unter der Ansprechempfindlichkeit der Bremssteuerventile 7 liegenden Druckänderungen in der Hauptluftleitung 4 erfolgen über die Düsen 25 und 27 entsprechende Druckänderungen in der ersten und zweiten Steuerkammer 22 und 23 der Vorrichtung 9, wobei sich am Steuerkolben 21 keine Druckdifferenz aufbaut. Die Vorrichtung 9 verbleibt hierbei also in Ruhe.

Es ist möglich, die Vorrichtung 9 derart abzuändern, daß das erste Absperrventil 24 in eine Verbindung von der Druckmittelverbindung 26 nicht zur Steuerkammer 22, sondern zum von der Zwischenkammer 32 abgetrennten Raum 58 eingeordnet ist. Die Funktionsweise der Vorrichtung 9 wird hierdurch nur unwesentlich verändert.

In Abänderung zu vorbeschriebenem Ausführungsbeispiel kann eine der Vorrichtung 9 entsprechende Anordnung auch mit den Bremssteuerventilen baulich kombiniert ausgebildet werden, es ist diesen Anordnungen dann jedoch ein gesondertes Absperrventil zuzuordnen. In einem Zugverband sind zum Erzielen der vorstehend beschriebenen Funktionen dann alle Anordnungen bis auf eine bei etwa 3/4 der Zuglänge befindliche Anordnung abzusperren.

Weiterhin ist es in Abänderung zu vorstehend beschriebenem Ausführungsbeispiel auch möglich, unter Inkaufnahme einer gewissen Funktionsverschlechterung die Vorrichtung 9 abweichend von der 3/4-Zuglänge an anderen Orten vorzugsweise im hinteren Zugteil anzuordnen, beispielsweise kann sie am Zugende an die Hauptluftleitung 4 angekuppelt werden. Schließlich ist es auch möglich, einige wenige Vorrichtungen 9 am Zugverband anzuordnen, es ist dabei jedoch darauf zu achten, daß die mehreren Vorrichtungen 9 bei Betriebsbremsungen keine zu rasche, ein Anspringen von Schnellbremsbeschleunigern auslösende Druckabsenkung in der Hauptluftleitung bewirken.

Zur Funktionskontrolle der Vorrichtung 9 nach ihrem Anbringen an einem Zugverband kann die mit der zweiten Entlüftung zur Düse 62 kombinierte Pfeife dienen: Springt bei einer Bremsprobe die Vorrichtung 9 an, so gibt die Pfeife während des folgenden, durch die Vorrichtung 9 bewirkten Entlüftungsvorganges für die Hauptluftleitung ein akustisches Signal, welches als Anzeige für die Funktion der Vorrichtung 9 dienen kann. Weiterhin kann zur Funktionskontrolle in der Lokomotive ein Kontrollgerät angeordnet werden, welches einen Meßpunkt an der Hauptluftleitung aufweist und die dort auftretende Luftströmungsrichtung registriert und im Führerstand anzeigt. Der Lokomotivführer hat dann die Möglichkeit, bei einer Bremsprobe nach Ausführung des Auftrages "Bremse anlegen" die Anzeige zu beobachten: Die Vorrichtung 9 bewirkt beim einer niedrigen Bremsstufe entsprechenden Bremsenanlegen eine örtliche Untersteuerung des Hauptluftleitungdruckes, was, wie vorstehend bereits beschrieben, zu einer Druckluftnachspeisung durch das Führerbremsventil 3 führt. Das Kontrollgerät zeigt bei korrekt arbeitender Vorrichtung 9 somit ca. 6 sec nach Ausführung des Auftrages "Bremse anlegen" ein Abklingen der Druckluftabströmung aus der Hauptluftleitung 4 an, welchem nach kurzer Ruhe eine Strömungsumkehr, also die erwähnte Drucklufteinspeisung durch das Führerbremsventil 3 in die Hauptluftleitung 4, folgt, die ihrerseits erst nach ca. 46 sec wieder abklingt. Durch Beobachten dieser Vorgänge kann mittels des Kontrollgerätes auch während der Fahrt durch Einsteuern der kleinsten Bremsstufe die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung 9 überprüft werden.

Zum Anordnen gemäß Fig. 9 oder 10 ist, bezogen auf Fig. 11 bis 14, die Vorrichtung 9 unter Weglassen des Anschlußschlauches 18 und entsprechender Anderung des Kupplungsteiles 19 in das Kupplungsteil 19′ oder 19′′ abzuwandeln. Diese Anordnungen sind besonders geeignet für vereinfacht ausgebildete Vorrichtungen 9, welche zur Verwendung in Zügen ohne Schnellbremsbeschleuniger dienen. Da bei derartigen Vorrichtungen keine Ansprungschwelle benachbarter Schnellbremsbeschleuniger zu berücksichtigen ist, kann bei diesen Vorrichtungen 9 nach ihrem Anspringen eine örtlich rasche, dosierte Entleerung der Hauptluftleitung 4 auf einen Druck erfolgen, daß bei Einsteuern einer schwächsten bzw. ersten Bremsstufe einer Betriebsbremsung von Seiten des Führerbremsventils, entsprechend etwa 4,6 bar Hauptluftleistungsdruck, durch die örtliche, weitere Luftabzapfung in den der Vorrichtung benachbarten Bremszylindern kurzfristig eine Bremsdrucküberhöhung auf zumindest doppelten Brems-Enddruck der schwächsten oder ersten Bremsstufe erreicht wird; die Drucküberhöhung wird nach Schließen der Vorrichtung 9 wieder abgebaut. Durch die vereinfachte Luftabzapfung aus der Hauptluftleitung 4 kann die Vorrichtung 9 kleiner und leichter ausgebildet werden, was für die Anordnung nach Fig. 9 wesentlich ist, und es kann eine verstärkte Luftabzapfung erfolgen, was bei einer Anordnung nach Fig.10 wesentlich sein kann.

Bezugszeichenliste: 1 Luftpumpe
2 Hauptluftbehälter
3 Führerbremsventil
4 Hauptluftleitung
5 Bremszylinder
6 Hilfsluftbehälter
7 Bremssteuerventil
8 Halbschalen-Luftleitungskupplungskopf
9 Vorrichtung
10 Fahrzeug bzw. Wagen
10′ letztes Fahrzeug bzw. Wagen
11 Kupplungsschlauch
12 Absperrhahn
13 Rohrleitung
14 Bremskupplungshalter
15 Lasche
16 Lasche
17 Fahrzeugbegrenzungsebene
17′ Schienenoberkante
18 Anschlußschlauch
19 Kupplungsteil
19′ Kupplungsteil
19′′ Kupplungsteil
20 Kupplungsvorrichtung
21 Steuerkolben
22 1. Steuerkammer
23 2. Steuerkammer
24 1. Absperrventil
25 2. Düse
26 Druckmittelverbindung
27 2. Düse
28 2. Absperrventil
29 Feder
30 Feder
31 Kolbenglied
32 Zwischenkammer
33 Stößel
34 Ventildichtung
35 Steuerhülse
36 Ventildichtung
37 Feder
38 Ventilsitz
39 Gehäusewand
35, 34; 36, 38 1. Wechselventil
40 Ventilstößel
41 Gehäusewand
42 Gehäusewand
43 Raum
44 Ventilsitz
45 Ventilsitz
46 Raum
47 Ventildichtung
44, 45, 47 2. Wechselventil
48 Raum
49 3. Düse
50 Rückschlagventil
51 1. Entlüftungsdüse
52 3. Steuerkammer
53 Dosierkolben
54 Dosiereinsatz
55 Ventildichtung
56 Ventildichtung
57 Einschnürung
58 Raum
59 Entlüftungsorgan
60 Dosierbohrung
56, 60 3. Absperrventil
55, 60 4. Absperrventil
61 Feder
62 2. Entlüftungsdüse
63 Feder
64 Feder
65 Zughaken
66 Bügeld Durchmesser
t Zeit
T Zeit
C-Druck Bremsdruck
HL Hauptluftleitungsdruck

Claims

1. Bremseinrichtung für lange und schnellfahrende, eine indirekte Druckluftbremse aufweisende Züge, mit einer den Zug durchziehenden Hauptluftleitung (4) mit an den einzelnen Fahrzeugen angeordneten Bremssteuerventilen (7) und gegebenenfalls mit gegebenenfalls in diese integrierten, zu Bremsbeginn eine begrenzte Druckluftmenge aus der Hauptluftleitung (4) abzapfenden Betriebsbremsbeschleunigern, dadurch gekennzeichnet, daß im hinteren Bereich des Zuges eine Vorrichtung (9) vorgesehen ist, die von der zu Bremsbeginn die Hauptluftleitung (4) durchlaufenden Druckminderungswelle angestoßen in einem bezogen auf die ganze Einsteuerungszeit einer Bremsung kurzen Zeitbereich nach dem Anstoß mindestens soviel Luft dosiert aus der Hauptluftleitung (4) abzapft, daß, bezogen auf eine schwächste (erste), vom Führerbremsventil (3) zu Bremsbeginn einstellbare Betriebsbremsstufe (ca. 4,6 bar Hauptluftleitungsdruck), in dem der Vorrichtung (9) nächstgelegenen Bremszylinder (5) ein gegenüber dem dieser schwächsten (ersten) Betriebsbremsstufe entsprechenden Brems-Enddruck ohne Vorrichtung (9) kurzzeitig mindestens doppelt so großer Bremsdruck erreicht wird.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, mit Fahrzeugen mit Schnellbremsbeschleunigern im Zugverband, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) nach dem Anstoß einen Entlüftungsweg von der Hauptluftleitung (4) zur Atmosphäre mit einem zeitlich gesteuerten Entlüftungsquerschnitt öffnet, der so bemessen ist, daß in der Hauptluftleitung (4) am Ort des der Vorrichtung (9) nächstgelegenen Schnellbremsbeschleunigers die für diesen Schnellbremsbeschleuniger geltende Ansprechgrenze der Druckänderungsgeschwindigkeit nicht erreicht wird.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) bei ihrem Ansprechen zeitlich gesteuert anfangs einen von einem ersten Ansprungwert weiter bis zu einem Maximalwert ansteigenden und anschließend wieder bis auf einen zweiten Abschaltwert absinkenden Entlüftungsquerschnitt für die Hauptluftleitung (4) öffnet, wobei der Maximalwert kurz nach Ablauf der Hälfte der Öffnungszeit erreicht wird.

4. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) als eigenständiges, an die Hauptluftleitung (4) anschließbares und an einem Fahrzeug (10) lösbar anbringbares, tragbares Gerät ausgebildet ist.

5. Bremseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) mit einem Anschlußschlauch (18) verbunden ist, der in ein ringartiges Kupplungsteil (19) einmündet, welches an beiden Stirnseiten Kupplungsvorrichtungen (20) zum Kuppeln mit Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfen (8) aufweist und welches zwischen die Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfe (8) des die Vorrichtung (9) tragenden (10) und eines mit diesem gekuppelten Fahrzeuges einkuppelbar ist, und daß die Vorrichtung (9) an einem Fahrzeug (10) einhängbar ausgebildet ist.

6. Bremseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbschalen-Luftleitungskupplungskopf (8) des gekuppelten, die Vorrichtung (9) nicht tragenden Fahrzeuges derart an das Kupplungsteil (19) angekuppelt ist, daß beim Anheben des Kupplungsteiles (19) ein selbsttätiges Entkuppeln erfolgt.

7. Bremseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) in den Bremskupplungshalter (14) eines Fahrzeuges (10) einhängbar ausgebildet ist.

8. Bremseinrichtung Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) mit einem Kupplungsteil (19′) baulich vereint ausgebildet ist, welches an beiden Stirnseiten Kupplungsvorrichtungen zum Kuppeln mit Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfen (8) aufweist und welches zwischen die Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfe (8) zweier gekuppelter Fahrzeuge (10) einkuppelbar ist, und daß die Vorrichtung (9) im eingekuppelten Zustand über den Kupplungsteil (19′) von den Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfen (8) getragen wird.

9. Bremseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen-Luftleitungskupplungsköpfe (8) der gekuppelten Fahrzeuge (10) derart an das Kupplungsteil (19′) der Vorrichtung (9) angekuppelt sind, daß beim Anheben der Vorrichtung (9) ein selbsttätiges Entkuppeln erfolgt.

10. Bremseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichznet, daß die Vorrichtung (9) mit einem Kupplungsteil (19′′) baulich vereint ausgebildet ist, welches an der Stirnseite eine Kupplungsvorrichtung zum Kuppeln mit einem Halbschalen-Luftleitungskupplungskopf (8) aufweist und welches mit dem Halbschalen-Luftleitungskupplungskopf (8) des letzten Fahrzeuges auf der Zugschlußseite kuppelbar ist, und daß die Vorrichtung (9) auf der Zugschlußseite des letzten Fahrzeuge (10′) einhängbar ausgebildet ist.

11. Bremseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, da8 die Vorrichtung (9) durch Öffnen des Absperrhahnes (12) wirksam gemacht wird, der die Verbindung von der Hauptluftleitung (4) zur Vorrichtung herstellt.

12. Bremseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, da8 die Vorrichtung (9) in den Zughaken (65) des letzten Fahrzeuges (10′) auf der Zugschlußseite einhängbar ausgebildet ist.

13. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Vorrichtung (9) in die Bremssteuerventile integriert und abschaltbar ausgebildet ist, wobei im Zug nur eine, im hinteren Zugteil befindliche Vorrichtung (9) ein-, die anderen Vorrichtungen (9) abgeschaltet sind.

14. Bremseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) nach 3/4 der Zuglänge (53. Wagen) angeordnet bzw. eingeschaltet ist.

15. Bremseinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einsteuern der ersten Betriebsbremsstufe die Vorrichtung (9) den Druck in der Hauptluftleitung (4) örtlich auf ca. 4 bar absenkt und kurzzeitig bei diesem Druck hält.

16. Bremseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9)

- eine zum Anspringen im Zeitpunkt von ca. 3,1 sec. nach Einleiten einer Betriebsbremsung bzw. ca. 2,7 sec. nach Einleiten einer Schnellbremsung, bezogen auf eine Zuglänge von 700 m, bemessene Ansprechempfindlichkeit aufweist,
- den Durchmesser (d) der Entlüftungsöffnung während der folgenden Zeitspanne von ca. 2,5 sec. auf ca. 11,2 mm linear steigert, dann sprungartig auf ca. 10,4 mm verringert, anschließend während einer Zeitspanne von ca. 2 sec. auf ca. 7 mm linear verringert
- und sodann die Entlüftungsöffnung sprungartig vollständig verschließt.

17. Bremseinrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Vorrichtung (9) ein erstes Absperrventil (24) in einer Entlüftungsverbindung von der Hauptluftleitung (4) zur Atmosphäre aufweist;
- die Vorrichtung (9) einen Steuerkolben (21) aufweist, der einerseits vom Druck in einer ersten Steuerkammer (22), die über eine erste Düse (25) an die Hauptluftleitunmg (4) angeschlossen ist, und andererseits vom Druck in einer zweiten Steuerkammer (23), die über ein zweites Absperrventil (28) und eine in Serie zu diesem geschaltete zweite Düse (27) an die Hauptluftleitung (4) angeschlossen ist, beaufschlagt ist;
- dem Steuerkolben (21) ein erstes Wechselventil (35, 34; 36, 38) zugeordnet ist, welches eine Zwischenkammer (32) bei überwiegendem Druck in der zweiten Steuerkammer (23) an die erste Steuerkammer (22) bzw. die Hauptluftleitung (4), ansonsten an die Atmosphäre anschließt;
- dem Steuerkolben (21) ein zweites Wechselventil (44, 45, 47) zugeordnet ist, welches eine dritte Steuerkammer (52) nur bei überwiegendem Druck in der zweiten Steuerkammer (23) über eine erste Entlüftungsdüse (51) an die Atmosphäre anschließt, ansonsten in Serie zu einer dritten Düse (49) und einem Rückschlagventil (50) an die Hauptluftleitung (4) anschließt;
- die Zwischenkammer (32) an zwei gegebenenfalls zusammengefaßte Kolbenglieder (31) angrenzt, die bei Druckbeaufschlagung entgegen Federkräften (29, 30) das erste Absperrventil (24) öffnen und das zweite Absperrventil (28) schließen;
- die dritte Steuerkammer (52) an einen Dosierkolben (53) angrenzt, der einen beiderseits von Verschlußgliedern (55, 56) für ein drittes und ein viertes Absperrventil (56, 60 bzw. 55, 60) begrenzten Dosiereinsatz (54) trägt, wobei der an seinem Umfang profilierte Dosiereinsatz (54) in einer Dosierbohrung (60) bewegbar ist, deren eine Mündung in einen dem ersten Absperrventil (24) nachgeordneten Raum (58) durch das mit ihr das dritte Absperrventil (56, 60) bildende Verschlußglied (56) verschließbar einmündet und deren andere Mündung in einen Entlüftungsraum (59) durch das mit ihr das vierte Absperrventil (55, 60) bildende Verschlußglied (55) verschließbar einmündet, wobei das Verschlußglied (56) des dritten Absperrventils (56, 60) entgegen der Druckbaufschlagung des Dosierkolbens (53) durch die dritte Steuerkammer (52) von einer Feder (61) belastet ist; und
- der Entlüftungsraum (59) über eine zweite Entlüftungsdüse (62) an die Atmosphäre angeschlossen ist.

18. Bremseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Absperrventil (24) die erste Düse (25) überbrückend angeordnet ist und daß die Dosierbohrung (60) von der Zwischenkammer (32) zum Entlüftungsraum (59) führt.

19. Bremseinrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungsraum (59) an den Dosierkolben (53) angrenzt.

20. Bremseinrichtung nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Entlüftungsdüse (62) mit einer Pfeife kombiniert ist.