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Steuerventil für Druckluftbremsen. Die Erfindung bezieht sich auf
Steuerventile, die an Eisenbahnfahrzeugen in Verbindung mit der Hauptbremsleitung
und einem Hilfsluftbehälter die Wirkung des zugehörigen Bremszylinders regeln.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, bei Ventilen der vorgenannten
oder ähnlicher Art Mittel vorzusehen, die bei Notbremsungen eine schnellere und
gleichmäßigere Wirkung aller Bremsen eines Zuges ermöglichen.
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Ein weiterer Erfindungszweck besteht darin, Einrichtungen anzugeben,
welche die verbesserte Wirkung liefern und die ohne weiteres an Stelle der vorhandenen
Schnellbremseinrichtungen der im Betriebe befindlichen Steuerventile angewendet
werden können, ohne daß Änderungen der übrigen Steuerventilteile erforderlich sind.
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Zur Erfüllung des erstgenannten Zweckes sieht die Erfindung Mittel
vor, die bei Notbremsungen nacheinander die folgenden Wirkungen veranlassen. Erstens:
einen schnellen Einschuß von Druckluft aus der Hauptleitung der Bremse in den Bremszylinder,
wodurch die Bremswirkung schnell von einem zum andern Fahrzeuge eines Zuges fortgepflanzt
und so viel Druck im Bremszylinder erzeugt wird, daß der Bremskolben und das damit
verbundene Gestänge in ihre Bremsstellung getrieben und die Bremsklötze leicht an
die Räder gedrückt werden. Zweitens: ein langsames Auffüllen des Bremszylinderdruckes
durch Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter, bis ein vorher bestimmter mäßiger Druck
in allen Bremszylindern des Zuges erreicht ist; und schließlich: eine schnelle Zunahme
des Druckes im Bremszylinder durch verstärkte Zuführung von Hilfsbehälterdruckluft
nach dem Bremszylinder.
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Die Erfindung besteht in der Kombination der genannten drei an sich
bekannten Einzelmaßnahmen.
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Andere Zwecke und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
ausführlichen Beschreibung aller Einzelheiten der Ausführungsbeispiele.
In
den beiliegenden Zeichnungen zeigt die Abb. i einen Querschnitt durch ein Steuerventil,
dessen Teile sich in der Lösestellung befinden, wobei die Erfindung zur Anwendung
gekommen ist. Die Abb.2 stellt einen ähnlichen Querschnitt durch das Ventil dar,
dessen Teile sich in ihrer Notbremsstellung befinden.
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Die verbesserte Ventileinrichtung nach der Erfindung ist so ausgebildet,
daß sie meinen vorhandenen Steuerventilkörper der normalen Bauart an Stelle der
bisher benutzten Notbremseinrichtung eingesetzt werden kann. Sie enthält ein zylindrisches
Gehäuse i, das leicht in die Notbremskolbenkammer des normalen Steuerventilkörpers
2 eingesetzt werden kann. Dabei wird zunächst ein kreisförmiger Dichtungsring 3
in die Nebenkolbenbüchse 4. eingelegt. Dieser Ring ist mit einer konischen Fläche
versehen, die sich an eine entsprechende Abschrägung des Gehäuses i anlegt. Wenn
das Gehäuse i in seine Lage gebracht ist, wird das Mittelteils mit dem Steuerventilgehäuse
2 verbunden, wodurch das Gehäuse i luftdicht gegen den Dichtungsring 3 gepreßt wird.
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In dem Gehäuse i ist ein Notbremskolben 6 angeordnet, der eine zylindrische
Führung von geringerem Durchmesser hat, und der sich bei Schnellbremsungen mit dichtem
Abschluß auf den Dichtungsring 8 legen kann. In dem Kolben 6 liegt ein Rückschlagventil
i o, auf das die Schraubenfeder i i wirkt, und das in seiner zylindrischen Führung
eine Anzahl von Bohrungen 12 besitzt, und außerdem ist der Ventilteller mit einer
engen Bohrung 13 versehen.
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Die mittlere Kammer 14 wird gegen das Gehäuse i durch das Ventil 9
luftdicht abgeschlossen. In der Kammer 14 befindet sich ein Kolben 16, der auf dem
ringförmigen Ventilsitze 15 ruht, und der eine sich nach unten erstreckende
hohle Stange 17 besitzt, die am unteren Ende einen Ansatz trägt, der das Auslaßventil
18 von seinem Sitze abhebt, wenn der Kolben 16 sich um eine geringe Hublänge
aufwärts bewegt.
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Das Ventil 9 kann mit einem Führungszylinder i 9 versehen werden,
der in eine entsprechende Ausbohrung des Kolbens 16 und dessen Stange 17 eingreift.
Ferner kann eine Schraubenfeder 2o zwischen dem Ventile 9 und dem Boden der Stange
17 eingeschaltet werden, um den Abschluß des Ventils 9 unter gewissen Umständen
zu sichern. Auch zwischen dem Kolben 16 und dem Auslaßventile 18 kann eine
Schraubenfeder 2 i vorgesehen werden, um den Abschluß des Auslaßventilg zu sichern.
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Das Steuerventilgehäuse 2 enthält die bekannten Einzelteile, nämlich
die Hauptkolbenkammer 22, die mit der Hauptleitung 23 in freier Verbindung steht,
ferner den Hauptsteuerkolben 24., die Schieberkammer 25, die mit dem Hilfsluftbehälter
26 frei verbunden ist, den Hauptschieber 27 und den Abstufungsschieber 28.
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Beim Betriebe der Bremse werden Schieberkammer 25 und Hilfsluftbebälter
26 von der Hauptleitung 23 aus in bekannter Weise durch die Füllnut 3 i mit Druckluft
gefüllt, und der auf die untere Fläche des Kolbens i 6 wirkende Hauptleitungsdruck
hebt diesen Kolben von seinem Sitze ab, so daß Druckluft aus der Leitung in die
Kammer i-1 einströmt. Wenn der Druck in der Kammer 14 im Verein mit der Spannung
der Feder 2o den Leitungsdruck überwindet, so wird der Kolben 16 wieder auf seinen
Sitz zurückbewegt. Das Ventil 18 wird vom Leitungsdrucke auf seinem Sitze festgehalten.
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Bei einer starken Verminderung des Hauptleitungsdruckes bewegen sich
die Teile des Steuerventils in bekannter Weise in ihre S.chnellbremsstellungen,
die in der Abb. 2 dargestellt sind. Das Hauptschieberventil 27 öffnet dann
den Kanal 29, der nach der Notbremskolbenkammer 3o führt. Der Notbrenmskolben 6
wird auf seinen Sitz 8 gedrückt, und das Rückscblagventil io legt sich auf seinen
Sitz am Kolbenkörper 6. Die Umstellung des Kolbens 6 öffnet ferner das Ventil 9,
so daß Druckluft aus - der Kammer 14 durch das Rohr 33 in den Bremszylinder 32 einströmt.
Der in der Hauptleitung herrschende Luftdruck, der auf die untere Fläche des Kolbens
16 wirkt, hebt diesen Kolben von seinem Sitze, und nun strömt auch Leitungsluft
in den Bremszylinder über.
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Wenn der Kolben 16 weit genug fortbewegt worden ist, um den toten
Gang zwischen der Stange 17 und dem Auslaßventil i 8 aufzunehmen, öffnet die Weiterbewegung
des Kolbens das Ventil 18, und Druckluft aus der Hauptleitung strömt dann
in den Durchgang 34, der mit der Außenluft in Verbindung steht, wobei zunächst angenommen
wird, die im unteren Gehäuse 35 dargestellte Ventileinrichtung sei nicht vorhanden.
In dem Gehäuse 5 sind auch eine Anzahl von Nuten 36 so angeordnet, daß diese Nuten
am Kolben 16 vorbeiführende Durchgänge bilden, die geöffnet werden, sobald sich
das Auslaßventil 18 öffnet. Die Leitungsluft strömt also teils nach dem Bremszylinder
und teils ins Freie, so daß ein übermäßiger Zustrom in den Bremszylinder vermieden
wird.
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Auf diese Weise entsteht ein schneller Einschuß von Druckluft aus
der Hauptleitung in den Bremszylinder und gleichzeitig ein schnell°r Auslaß von
Leitungsluft unmittelbar ins Freie.
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Der schnelle Einschuß der Druckluft in den
Bremszylinder
genügt, um den Bremskolben und das damit verbundene Gestänge in die Bremsstellung
zu treiben und die Bremsklötze mit mäßiger Kraft an die Räder zu drücken, so daf#
die Bremswirkung zu Anfang einer Bremsung keine so starke Verzögerung der Fahrzeuge
verursacht, daß dabei Zerrungen und Stöße in den Zügen auftreten können.
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Wenn der Druck in der Hauptleitung so weit vermindert worden ist,
daß er im wesentlicben finit dem Drucke in der Kammer 14 und im Bremszylinder übereinstimmt,
so legt sich der Kolben 16 auf seinen Sitz i 5 und schließt dabei die Verbindung
zwischen. der Hauptleitung und dem Bremszylinder ab. Die Bewegung des Kolbens 16
auf seinen Sitz veranlaßt auch den Abschluß des Auslaßventils 18, so daß das weitere
Ausströmen von Leitungsluft ins Freie ebenfalls verhindert wird.
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Während die oben beschriebene @Virkung stattfindet, strömt Druckluft
aus dem Hilfsluftbehälter durch den engen Kanal 13 im Rückschlagventile io, welches
dann auf seinem Sitze aufliegt, nach dem Bremszylinder. Sobald der Druck im Zylinder
hierdurch so weit erhöht worden ist, daß dieser Druck zusaminen mit der Spannung
der Feder i i etwas höher wird als der in -der Kammer 3o herrschende verminderte
Hilfsbehälterdruck, so wird das Rückschlagventil io von seinem Sitze gehoben, und
die Hilfsbehälte.rdruckluft s-römt nun sowohl durch die Kanäle 12 als auch durch
die Bohrung 13 schnell in den Bremszylinder über.
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Wenn der Druck im Hilfsluftbehälter, der auf eine Seite des Kolbens
6 wirkt, sich mit dem auf die entgegengesetzte Kolbenseit-- wirkenden Luftdrucke
im Bremszylinder ausgeglichen hat, so bewegt die Feder 2o das Ventil 9 und den Kolben
6 in ihre gewöhnlichen Abschlußstellungen.
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Wird eine Schnellbremsung nach einer vorangegangenen Betriebsbremsung
eingeleitet, so wird das Ventil 9 geöffnet, und Druckluft aus der Kammer i,. strömt
nach dem Bremszylinder. Auch der Kolben 16 wird so betätigt, daß er das Auslaßventil
i 8 öffnet, wie früher beschrieben ist. Da jedoch durch die vorangegangene Betriebsbremsung
bereits ein gewisser Druck im Bremszylinder entwickelt worden ist, so kann Druckausgleich
auf beiden Seiten des Kolbens 16 eintreten, und das Auslaßventil i 8 kann sich dann
schließen, weil der Kolben auf seinen Sitz bewegt wird, :ehe der Leitungsdruck so
weit abgenommen hat, daß eine im ganzen Zuge wirksame Schnellbremsung zustande kom
i;t.
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Um zu erreichen, daß das AUslaßventll i 8 unter diesen Umständen offen
bleibt, bis der Hauptleitungsdruck genügend vermindert worden ist, kann eine Ventileinrichtung
verwendet werden, wie sie in Verbindung mit dem unteren Gehäuse 35 gezeichnet ist.
Dieses Gehäuse, das an dem Steuerventilmittelteile 5 angebracht wird, besitzt eine
Kammer 37, die mit dem Auslaßkanale 3,. in Verbindung steht. In der Kolbenkammer
38 ist ein Kolben 39 angeordnet, dessen eine Fläche in unmittelbarer Verbindung
mit der Kammer 37 steht, und der durch die Stange ,.o mit dem Auslaßventile 18 verbunden
ist. Bei der Bewegung des Kolbens 39 aus der in Abb. i gezeichneten Stellung in
die Lage, die Abb.2 darstellt, öffnet der Kolben eine Anzahl von Kanälen ,.1, die
in die Außenluft münden.
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Wenn beim Betriebe der Bremse das Auslaßventil i8 bei einer Schnellbremsung
von seinem Sitze abgehoben wird, so strömt Druckluft aus der Hauptleitung in die
Kammer 37 und wirkt auf die untere Fläche des Kolbens 39. Da die entgegengesetzte
Kolbenz71 unter dem Drucke der Außenluft steht, so wird der Kolben 39 von dem Leitungsdrucke
aufwärts bewegt. Das Auslaßventil 18 wird dann durch die Stange .fo und den Kolben
39 geöffnet gehalten, wenn auch der Kolben 16 sich inzwischen wieder auf seinen
Sitz bewegt, wie früher beschrieben worden ist. Erst wenn der Hauptleitungsdruck
im wesentlichen bis zum Drucke der Außenluft abgenommen hat durch Entweichen von
Druckluft aus. den vom Kolben 39 freigelegten Kanälen 4.1, wird der Kolben 39 in
seine gewöhnliche Stellung (Abb. i ) zurückbewegt und das Ventil 18 geschlossen.
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Eine schnelle Zufuhr von Leitungsluft in den Bremszylinder bei Betriebsbremsungen
wird dadurch erreicht, daß der Kanal -.2, der auch bei den jetzt vorhandenen Steuerventilen
zu diesem Zwecke dient, in das Mittelteil 5 weitergeführt ist, so daß er in die
Ventilkammer unterhalb des Kolbens 16 mündet.
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Bei einer Betriebsbremsung bewegen sich die Steuerventilteile in bekannter
Weise in ihre Betriebsbremsstellungen, und der Kanal ,12 wird dabei durch den Kanal
-13, die Höhlung ,.,. im Abstufungsschieber 28 und den Kanal. .15 mit der
Kolbenkammer 3o und von dort durch die Bohrungen 12 in dem Führungszylinder des
Rückschlagventils io mit dem Bremszylinder 32 verbunden. Der Auslaß von Druckluft
aus dem Raume unterhalb des Kolbens 16, außerhalb des Sitzes 15, verursacht einen
Luftstrom aus der Kammer 1-. durch die enge Bohrung ,.6 im Kolben 16 nach dem Bremszylinder
durch den Kanal 42, so daß der höhere Leitungsdruck, der dann auf die Fläche des
Kolbens 16 innerhalb seines Sitzes 15 wirkt, den Kolben von seinen.: Sitze abhebt
und dadurch eine Verbindung von der Hauptleitung nach dem Bremszylinder herstellt,
so daß eine schnelle
Druckminderung in der Hauptleitung bei Betriebsbremsungen
erzielt wird.
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Infolge des vorgesehenen toten Ganges zwischen der Stange
17 und dem Auslaßventile 18 kann der Kolben 16 genügend aufwärts
bewegt werden, um die beschleunigte Entlüftung der Hauptleitung bei Betriebsbremsungen
zu erzielen, ohne das Auslaßventil 18 zu öffnen, und ohne die Verbindung von der
Hauptleitung nach der Kammer i q. zu öffnen.