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Schlußventil zur Druckluftbremsung von Eisenbahnzügen. Die Erfindung
betrifft ein Schlußventil zur Bremsung von Eisenbahnzügen, das insbesondere zur
Verwendung an Zügen bestimmt ist, die mit -einer luftbetriebenen Bremsvorrichtung,
insbesondere zur Druckluftbremsung, ausgestattet sind. In den gewöhnlichen, mit
einer Drucklufrbremseinrichtung ,ausgestatteten Zügen ist der Lokomotivführer über
den Zustand der Leitung, die alle Wagen dieser Züge bedient, nur unzureichend unterrichtet.
Vor der Abfahrt untersucht der Lokomotivführer die Dichtigkeit
der
Leitung und nimmt dann ein Anziehen der Bremsen vor. Ein Beamter, der den Zug entlangläuft,
vergewissert sich dann, daß der Unterdruck sich bis zum Schlusse fortgepflanzt hat
und daß die Bremsung aller Fahrzeuge sich in gewöhnlicher Weise vollzogen hat.
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Der verantwortliche Lokomotivführer ist also hinsichtlich der Wirkungsweise
der Bremsen nur auf die Auskünfte angewiesen-, die er von diesem Beamten erhält.
Ferner bildet diese Verfahrensart eine Betriebsstokkung, wenn sie auf Güterzüge
von großer Länge angewendet wird.
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Wenn sich ,anderseits bei den bisherigen Druckluftbremsen infolge
einer geringen, nicht durch ausreichende Zufuhr aufgewogenen Undichtigkeit der Druck
in der Hau ptbremsleitung langsam senkt, kann ein gleichläufiger Auslauf der Hilfsbehälter
ohne entsprechende Bremsung eintreten mit der Gefahr, die Bremse betriebsunfähig
zu machen und dem Zuge die Bremsmöglichkeit zu nehmen, ohne daß der Lokomotivführer
davon Kenntnis erhält.
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Das Schlußventil nach der Erfindung, das diese Übelstände behebt,
kennzeichnet sich durch eine empfindliche Kammer, die zwischen einer Haupt- oder
Leitungskammer, die sich in ständiger Verbindung mit der Bremsleitung befindet,
und einer Regelkammer eingeschaltet ist. Die Regelkammer ist mit einem Anschluß
verringerten Querschnittes an die Leitungskammer versehen. Die empfindliche, mit
einem in geeigneter Weise gesteuerten, zu einer Druckvorratskammer führenden Anschluß
versehene Kammer bat bewegliche oder in ihrer Form veränderliche Wände. Diese Wände
stehen durch geeignete Übertragungen, beispielsweise Schieber o. dgl., mit Gliedern
in Verbindung, welche die Verbindung der Haupt- oder Leitungskammer und folglich
der Bremsleitung mit der Außenluft zu dem Zwecke steuern, um durch Druckveränderungen
Verstellungen von Kolben oder Wänden der empfindlichen Kammer zur Regelung des Auslaufes
der Hauptbremsleitung zu veranlassen. Die Druckveränderungen können in der Haupt-
oder Leitungskammer durch den Lokomotivführer bei der Prüfung der Leitung oder gegebenenfalls
durch Undichtigkeiten im Laufe der Fährt hervorgerufen sein.
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Auf der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel des Schlußventils
nach der Erfindung dargestellt.
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Abb. i ist eine schematische Schnittansicht des ani hinteren Kupplungshaken
eines Schlußwagens des Zuges angebrachten Ventils. Abb. 2 bis io sind schematische
Darstellungen der Wirkungsweise. Das Ventil enthält drei Kolben von zweckmäßig vers.clii°den-er
Abmessung 1, 2, 3, durch die innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses vier gesonderte
Kammern 5, 6, 7, 8 gebildet werden. Die erste Kammer 5 bildet die Druckvorratskammier,
wie sie nachfolgend bezeichnet werden soll, die zweite Kammer 6 die Haupt-oder Leitungskammer,
die dritte Kammer die empfindliche Kammer, die den Empfindliclikcitsgrad des Ventils
bestimmt, und die vierte Kammer 8 bildet die Regelkammer. Die Haupt- oder Leitungskammer
6 steht über einen Verbindungsschlauch 9 mit der nicht dargestellten Hauptbremsleitung
in Verbindung. Sie steht weiter über eine enge Bohrung io mit der Regelkammer 8
in ständig-Ir Verbindung. Ferner hat diese Kammer 6 bei der untersten, in Abb. i
dargestellten Lage des Kolbens i mit der Druckvorratskammer 5 über die Zufuhmut
i i Verbindung.
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Die Kammern 5 und 7 haben durch Vermittlung von Kanälen 12, 13 Verbindung,
die durch den Dreiwegehahn miteinander in. Verbindung gebracht werden können, der
entweder dis Verbindung dieser beiden Räume mit der Außenluft über den Kanal 15
oder die gegenseitige Trennung dieser Kammern und ihre Trennung von der Außenluft
ermöglicht. Das Ende 16 dieses Hahnes ist mit einem Handgriff 17 versehen, der selbst
mit einer Hängeleiste 18 verbunden ist. Diese trägt eine Querstange i9, die zwischen
zwei Backen 2o eingreift. Diese Bachen sind zu beiden Seiten des Kupplungshakens
21 angeordnet, um die Aufhängung des Ventils zu gewährleisten. Wie aus der Zeichnung
zu erkennen, ist, sind die beiden Kammern 5 und 7 in der Anschaltstellung des Ventils
getrennt.
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Ein von der empfindlichen Kammer 7 ausgehender banal 22 verläuft (Abb.
io) nach Öffnungen 23 und 24. eines Fensters 25, das an einer der senkrechten Wände
des Gehäuses Y .angeordnet ist. Dieses Fenster hat zwei Öffnungen 26, 27 zweckmäßig
verschiedener Abmessung. Eine von der Kammer 5 ausgehende Leitung 53 führt nach
der öffnung 55 des Fensters 25.
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Auf diesem Fenster sind zwei übereinandergelegte Schieber 28, 29 so,
daß sie gleiten können, .angebracht und mit den Kolben 2 bzw. 3 verbunden. Der obere
Schieber 28 ist durch Vermittlung einer Feder 30 mit dem Kolben 2 verbunden.
Diese Feder drückt die beiden Schieber gegen das Fenster an. Der untere Schieber
29 ist über ein Gestänge 31 mit dem Kolben 3 verbunden. Am Ende seines Laufes nach
oben kann der Schieber 29 auf einen Hilfsschieber 33 mit einer Nut 6o treffen, welche
die Kammer 7 mit der ; Außenluft über die Verbindung 22, 23 und die Nut 6o, 27 verbinden
kann.
Der obere Schieber 28 enthält eine in die Kammer 6 mündende
Öffnung 3.1 und eine Nut 35 (Abb.8).
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Der untere Schieber 29 enthält eine Öffnun- 36 und eine Schrägöffnung
37, außerdem Löcher 39 (Abb.9), 38, 4o. Das Loch 4.o hat Verbindung finit der Schrägöffnung
37. Der Kolben 2 trägt eine feste Klaue .1i, und der Kolben 3 trägt unter seiner
Unterseite eine bewegliche, an einer Achse ,13 angelenkte Klaue .12. Die Klaue .12
steht unter dem Druck einer Feder .1.1 und liegt gegen einen Nocken ,15 an, der
durch eine Erhöhung der Wand der Kammer 7 gebildet wird. Die Kolben i, 2 bzw. 3
sind mit Stangen 46, ,17 bzw. .18 ausgestattet, und die Kolben 2 bzw. 3 sind der
Einwirkung von Druckfedern 49 bzw. 50 unterworfen.
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Vor der Ansclialtung stehen die Kammern 5, 6, ; , 8 des Ventils unter
atmosphärischem Druck, die Kammern 6 und 8 haben mit der Atmosphäre über den Schlauch
9 bzw. den Kanal io Verbindung, während die Kammern 5 und ,~ über den geöffneten
Hahn 14 Verbindung haben. Infolge der Einwirkung der Federn .19, 5o befinden sich
die Kolben 2 und 3 in der auf der Zeichnung dargestellten untersten Lage. Der untere
Kolben i nimmt eine beliebige gleichgültige Lage ein.
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Wenn das Ventil auf dem Kupplungshaken 21 aufgehängt und angeschlossen
ist, sind die Kammern 5 und 7 gegeneinander und von der Außenluft getrennt, und
die Leitungskammer 6 ist mit der Bremsleitung über den Schlauch 9 verbunden.
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Die Regelkammer 8 ist über den Kanal io und die Leitungskammer 6 ebenfalls
an die Bremsleitung angeschlossen.
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Wenn beim Fertigmachen der Bremsen Luft in der Leitung verdichtet
wird, erhöht sich der Druck in den Kammern 6 und 8 (über Kanal i o miteinander verbunden)
und in der Druckvorratskammer 5, die mit der Leitungskammer 6 über die Speisenut
i i Verbindung hat. Der Kolben i ist durch den Luftdruck in die dargestellte untere
Lage gebracht worden.
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Bei fertiggemachten Bremsen und vorderer, Prüfung befinden sich die
Kammern 5, 6, 8 auf einem Druck von beispielsweise 5 kg, während die Kammer 7 auf
atmosphärischem Druck bleibt. Die drei Kolben i, 2, 3 nehmen die auf der Zeichnung
dargestellte untere Lage ein, und zwar der Kolben i infolge der Dru.cklierstellung
in der Kammer 6, der Kolben 2 unter Einwirkung der Feder ,19 und der Kolben 3 durch
den an seiner oberen Seite- bestehenden Druck, vereinigt mit der Wirkung der Feder
5o.
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Die Schieber 28, 29 Nehmen dann die in Abb. i und 2 :angegebene Lage
ein. Der Lokomotivführer kann zunächst die Dichtigkeit untersuchen, indem er einen,
Unterdruck von o,5 kg bis o,8 kg herstellt: Dieser Unterdruck bewirkt in der Leitungs.
kammer 6 die Verstellung des Kolbens i, dessen Stange 46 sich gegen das untere Ende
der Stange 47 des Kolbens 2 legt. In dieser neuen Lage ist die Speisenut i i geschlossen,
und die Druckvorratskammer 5 ist abgetrennt. Der Kolbe 2 widersteht infolge des
Vorhandenseins der Feder 49 der Aufwärtsbewegung des Kolbens i, die Sachlage bleibt
unverändert, die Schieber bleiben in der Stellung der Abb. i und 2, und das Ventil
behält seine Sühließstellung.
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Zur Untersuchung der ununterbrochenen Fortdauer bewirkt der Lokomotivführer
einen neuen Unterdruck, der den Druck am Schlusse der Leitung, d. h. in der Leitungskammer
6, auf etwa ,1 kg bringt. In diesem Augenblick wird der Kräfteausgleich gestört,
und die Anordnung der Kolben i und 2 hebt sich, bis der Kolben 2 gegen das untere
Ende der Stange .18 des Kolbens 3 stößt. Infolge des Druckes, der in der Regelkammer
8 entgegentritt, widersteht der Kolben 3 dem Fortgang der Bewegung.
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Der Kolben 2 hat bei seiner Verschiebung den Schieber 28 in die Stellung
der Abb. 3 gebracht, und die Deckung der Öffnungen 26, 36, 3:1 verursacht die ruckartige
Entleerung der Kammer 6, d. h. der Bremsleitung. Der Druck fällt in dieser Kammer
6 und in der Leitung sehr rasch, sinkt aber nur sehr langsam in der Regelkammer
8, aus der die Luft nur durch den Kanal io geringen Querschnittes .ausströmen kann.
Dias Ventil ist dann geöffnet.
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Während des Aufstieges der beiden Kolben i, 2 verschiebt sich die
am Kolben. 2 feste Klaue .4i gegenüber der am Kolbens 3 festen Klaue 42 und befindet
sich jetzt oberhalb der Klaue 42.
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Der Druck, der in der Kammer 6 rasch gefallen ist, sinkt nur sehr
langsam, wie oben erwähnt, in der Kammer 8, und wenn der Druck der Kammer 8 auf
etwa 2 kg gesunken ist, bietet der Kolben 2 der Bewegung keinen `Widerstand mehr.
Die Gesamtanordnung der drei Kolben i, 2, 3 steigt von neuem, bis sich der Kolben
2 gegen den Anschlag 51
legt. Das Ventil schließt sich. Während dieser Verstellung
ist die Klaue 42 durch ihre Verschiebung entlang ihres Nockens 45 angehoben worden,
sie befindet sich aber nicht in Berührung mit der Klaue 41, die über ihr liegt.
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'Während des Anhebens der Anordnung und ehe die Deckung der Öffnungen
26, 36, 3.1 vollständig aufhört (Abb. q.), haben, die Löcher 38, 39 angefangen,
durch Vermittlung der
Nut 35 eine Verbindung zwischen den Kanälen
52, 53, d. h. zwischen den Kammern 5 und 7 (Abb. q.) herzustellen. Die Kammer 5
befand sich auf einem Druck von nahezu 4.,8 kg, wenn man die Entspannung und die
Verluste in Rechnung stellt, die haben entstehen können, und die Kammer 7 befindet
sich .auf atmosphärischem Druck. Diese Verbindung erhöht den Druck in der empfindlichen
Kammer 7, und der Kolben 3 wird unter der Einwirkung dieser Drucksteigerung angehoben
und sucht mit seinem Anschlag 54. in Berührung zu kommen. Er wird daran durch die
Klaue ,12 gehindert, die, durch den Nocken 4.5 in angehobener Stellung gehalten,
in die Klaue. 41 eingreift.
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Die Schieber nehmen dann die Stellung der Abb. 5 ein. Die öffnungen
34., 36 sind um eine gewisse Größe verlagert, und die Verbindung zwischen den Kammern
5 und 7, die während eines Teiles der Verschiebung der von der Stellung der Abb.
q. nach der Stellung der Abb. 5 gehenden Schieber aufrechterhalten worden ist, hat
diese beiden Kammern 5 und 7 in Druckausgleich gebracht. In der in Abb.5 dargestellten
Endstellung sind ,alle Verbindungen unterbrochen, und die Sachlage ist folgende:
Druckgleichheit zwischen den Kammern 5 und 7.
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Druckausgleich auf etwa 2 kg zwischen der Bremsleitung und den Kammern
6 und B. Die Kolben i und 2 haben ihre obere Grenzlage erreicht.
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Der Kolben 3 ist mit dem Kolben 2 durch seine Klaue ¢2 gekuppelt und
übt unter dem Einfluß des Druckes in der Kammer 7 einen Zug nach oben auf den Kolben
2 aus. Es sei bemerkt, daß in dieser Lage die Verlagerung a zwischen den Schiebern
28 und 29 für die Stellung der Abb. 5 größer ist als die Verlagerung b zwischen
dien Schiebern für die Stellung der Abb. i und 2.
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Wenn die Wiederzuführung vor sich geht, zeigt die ganze Anordnung
ein Bestreben, infolge der Drucksteigerung auf der oberen Fläche des Kolbens i hinabzusteigen.
Der Kolben 3 widersteht dieser Bewegung infolge der langsamen Druckwiederherstellung
in der Kammer 8 und infolge des erhöhten Druckes, der in der Kammer 7 herrscht.
Trotzdem wird unter dem Enfluß der Feder 4.9, die auf den Kolben 2 wirkt, der Kolben
3 durch die Klauen ti, :12 nach unten gezogen.
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Wenn ein gewisser Druck erreicht ist, haben die Kolben i und 2 von
selbst ihre Ausgangsstellung wieder eingenommen, der Kolben 3 aber nimmt infolge
seiner Ankupplung und infolge des Übergewichtes der in der Kammer 7 ausgeübten Kraft
über die in der Kammer 8 ausgeübte Kraft und ebenso infolge der Verlagerung zwischen
a und b die Endstel-
Die Schrägöffnung setzt dann die Kammer
5 mit der Außenluft über 53, 55, 40, 37 und 26 (Abb.7) in Verbindung. Der Kolben
i fällt dann in seine untere, in Abb. i dargestellte Lage zurück.
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Der Schieber 28 gelangt in seine Ausgangsstellung (Abb.7), und die
Kammer 6 wird in Verbindung mit der Außenluft gebracht. Die Bremsleitung entleert
sich unmittelbar und ruft dann das Anziehen der Bremsen hervor.
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Wenn der Kolben 3 mit seinem Anschlag 54 in Berührung kommt, bewirkt
der Schieber 29 die Verstellung des Hilfsschiebers 33, der über die Verbindung 22,
23, 60, 27 eine langsame Entleerung der Kammer 7 veranlaßt. Die Kammern 6, 7 und
8 entleeren sich, und der Kolben 3 kommt unter der Einwirkung seiner Feder 50 langsam
in seine in Abb. i dargestellte untere Lage zurück. Der Schieber 29 schließt durch
den Ansatz 32 des Gestänges 31 die Verbindung der Kammer 7 mit der Außenluft nur,
wenn der Kolben 3 die untere Grenzlage .erreicht hat. Das Ventil befindet sich dann
im gleichen Zustand wie im Augenblick der Ankupplung.
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Diese Wirkungsweise, die für die Sicherheit des Schlußventils auf
der Fahrt kennzeichnend ist, wenn sich der Druck unter einen vorbestimmten Wert
von beispielsweise 2,25 kg senkt, kann ebenso durch den Lokomotivführer herbeigeführt
werden., und zwar in dem Falle, wo die Prüfung des ununterbrochenen Zusammenhanges
nicht genügend war. Da in diesem Falle die unter ähnlichem, Bedingungen vorgenommene
Prüfung nicht die Prüfungsart des ununterbrochenen Zusammenhanges bildet, muß diese
Prüfung immer wieder gemacht werden, um die Fertigmachung des Ventils sicherzustellen.
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Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht die Durchführung der Prüfung
des ununterbrochenen Zusammenhanges der Bremsen durch die einfache Bedienung des
Hahnes. Die Prüfung läßt sich also mittels eines einfachen und raschen Handgriffes
erzielen. Das Ventil erzeugt bei seiner öffnung ohne Bedenken unzeitgemäßer Schließung
einen schlagartigen Druckabfall, der am Druckmesser des Lokomotivführers eine genaue
Ablesung ergibt. Diese öffnung wird bei einem sehr hohen. Druck vorgenommen, was
die Ablesung sehr genau macht.
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Die beschriebene Vorrichtung Ermöglicht die erneute Speisung der Leitung,
unmittelbar nachdem -die Prüfung des ununterbrochenen Zusammenhanges stattgefunden
hat, und anderseits spricht das Ventil nicht mehr unter den vom Lokomotivführer
gegebenen Bremshüben an. Das Ventil bietet also bei der Prüfung eine große Empfindlichkeit,
die während der Fahrt verschwindet.
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Das Ventil läßt dem Lokomotivführer die Möglichkeit, seine Prüfung
im Bedarfsfalle zu wiederholen, und wirkt bei relativen und nicht absoluten Drucken.
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Die Vorrichtung lä.ßt sich an allen Zügen verwenden, die mit einer
drwckluftbetrieb.enen Bremssteuerung ausgestattet sind. Sie bedarf keiner besonderen
Anordnung. Das Schlußventil wird am hinteren Kupplungshaken des letzten Wagens unter
gleichzeitiger Herstellung einer Verbindung zwischen der Rohrleitung 9 und der Hauptbremsleitung
angekuppelt, einer Verbindung, die in beliebiger Weise hergestellt werden kann.
Die Kolben. können durch Biegehäute ersetzt werden., die an Steuerglieder zur Steuerung
der Verbindung der verschiedenen Kammern angeschlossen werden. Diese Verbindung
kann mittels Ventilöffnungen jeder beliebigen Art erzielt werden, die unmittelbar
oder mittelbar durch die Kolben oder Biegehäute gesteuert werden.. Diese Steuerung
l,äßt sich mit Hilfe von Steuerhebeln jeder beliebigen Anordnung oder mittels elektrischer
Vorrichtungen. o. dgl. jeder beliebigen Herkunft durchführen.
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Die Erfindung ist zur Bremsung von Personen- oder Güterzügen. und
im allgemeinen zur Bremsung aller Züge anwendbar, die auf Schienensträngen oder
Gleisen laufen, im allgemeinen also überall, wo eine Schnellwirkung auf pneumatischem
Wege auf Entfernung gesteuert werden soll.