DE4309298C2 - Steuerventil an Schienenfahrzeugen für eine mehrlösige Druckluftbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerventil an Schienenfahrzeugen für eine mehrlösige Druckluftbremse, bestehend aus einem UIC-Steuerventil, vorzugsweise einem KEd-Steuerventil, einem Zweidruckorgen, einem Geräteträger und einer Zusatzeinrichtung.

Mehrlösige Druckluftbremsen, bestehend aus der Kombination eines einlösigen Zweidruckorganes mit einem mehrlösigen Dreidruckorgan sind bekannt, Beispiele hierfür sind die Druckluftbremsen Breda, Hildebrandt-Knorr und Matrossow.

Die DE-PS 8 16 410 zeigt eine den eingangs genannten Merkmalen entsprechende Bremse. Diese Druckschrift offenbart das Grundprinzip der vorstehend erwähnten Hildebrandt-Knorr-Druckluftbremse, ihr ist entnehmbar, daß beim Steuerventil dieser Bremse der Druck in einer Hauptluftleitung ein Zweidruckventil steuert, das die Entlüftung eines nur bei gelöster Bremse auf Hauptluftleitungsdruck, deren Regeldruckhöhe, aufladbaren Hilfsluftbehälters steuert, dessen Druck seinerseits den Steuerdruck eines Dreidrucksteuerventils bildet, dessen Kolbensystem von zwei weiteren Drücken, einem möglichst konstant auf die Regeldruckhöhe in der Hauptluftleitung gehaltenen Bezugsdruck und einem Bremszylinderdruck, beaufschlagt ist und über ein Doppelventil den Bremszylinderdruck steuert.

Die Verwendung nur eines Dreidruckorganes gemäß der in der Patentschrift GB 3167 (1982) vorgeschlagenen Lösung scheiterte zunächst an Unzulänglichkeiten der konstruktiven Wirkungsmittel, gegenwärtig haben sich im UIC-Bereich auf einem Dreidruckorgan allein beruhende Steuerventile, die sogenannten Dreidrucksteuerventile, durchgesetzt.

Abweichend hiervon haben die russischen Bahnen das Wirkungsprinzip mit zwei Steuerventilen beibehalten, weil diese bei sehr langen Zügen sowohl in der Ebene als auch im Gefälle Vorteile aufweisen, wie zum Beispiel die Möglichkeit, die Druckluftbremse durch Umstellung auch einlösig betreiben zu können. Das gegenwärtig bei den russischen Bahnen eingeführte Steuerventil 483 beruht auf einem Zusammenwirken eines Zweidruckorganes mit einem Dreidruckorgan der eingangs erwähnten Art. Die allein auf den russischen Bahnbetrieb abgestimmten Merkmale entsprechen indessen nicht den von der UIC geforderten Merkmalen. Dies ist ein Nachteil, weil die aktuelle Entwicklung des Schienenverkehrs zwingend ein Steuerventil erfordert, welches sowohl die Bedingungen der UIC als auch diejenigen der russischen Bahnen erfüllt, um einen grenzüberschreitenden Schienenverkehr zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für ein Steuerventil, bestehend aus einem UIC-gerechten Steuerventil und Baugruppen des Steuerventiles 483 der russischen Bahnen so zu erarbeiten, daß es den Einsatzvorschriften für beide Bahnen entspricht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für ein den eingangs genannten Merkmalen entsprechendes Steuerventil dadurch gelöst, daß die Zusatzeinrichtung gebildet wird aus einem Zweiwegeumschalter, einem A/Ü-Überwacher, einem Füllverzögerer und einem Füllorgan und daß am Ü-Überwacher des UIC-Steuerventils ein Arretierkolben aufgesattelt ist, der mit dem Zweidruckorgan und der Zusatzeinrichtung Verbindung hat.

Für ein derartig ausgebildetes Steuerventil sind in den Unteransprüchen 2 und 3 nach der Erfindung weitere, vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten angegeben.

Das bekannte Steuerventil KEd weist wegen seiner speziellen Verknüpfung mit der Einrichtung für die Beschleunigung vor allen anderen UIC-Ventilen eine große Eigenempfindlichkeit auf und ist daher vorzugsweise für die erstrebte Koppelung mit dem Zweidruckorgan des Steuerventiles Matrossow 483 geeignet. Es ist als bekannt vorauszusetzen, daß die UIC-Steuerventile und damit auch das Steuerventil KEd eine Leitungskammer und eine Steuerkammer aufweisen, die im normalen, UIC-gemäßen Betrieb vom Druck in der Hauptluftleitung bzw. einem allgemein mit "A" bezeichneten Bezugsdruck beaufschlagt sind. Diese Steuerventile umfassen des weiteren zum Steuern der Druckluftfüllung der Steuerkammer einen A-Überwacher mit einer Empfindlichkeitsdüse sowie einen Ü-Überwacher zum Unterstützen bestimmter Drucksteuerungsvorgänge zu Bremsbeginn. Das Steuerventil Matrossow 483 ist wie für einlösige, ein Zweidruckorgan beinhaltende Steuerventile allgemein bekannt mit einer Leitungs- und einer Schieberkammer ausgestattet, welche im einlösigen Normalbetrieb vom Druck in der Hauptluftleitung bzw. in einem Vorratsluftbehälter beaufschlagt sind; zusätzlich beinhalten derartige Steuerventile eine Angleichvorrichtung.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 Ein nach der Erfindung ausgebildetes Steuerventil in seiner Einstellung für eine Wirksamkeit im UIC-Bereich

Fig. 2 Die Stellung des Mehrwegeumschalters in der Einstellung für eine Wirksamkeit im russischen Breitspur-Bereich.

Es zeigt sich folgende Anordnung:
Am Geräteträger 1 ist das KEd-Steuerventil 2, das Zweidruckorgan 3 und eine Zusatzeinrichtung 4 angeordnet. Mit Ausnahme des Arretierkolbens 5 sind der Ü-Überwacher 6, der Düsenschalter 7 und der A-Überwacher 8 bekannte Bestandteile des KEd-Steuerventiles 2.

Die Zusatzeinrichtung 4 umfaßt einen Mehrwegeumschalter 9, einen A/Ü-Überwacher 10, einen Füllverzögerer 11 und ein Füllorgan 12, wobei die Elemente der Zusatzeinrichtung 4 in der in auf den Einsatz im UIC-Bereich abgestellten Fig. 1 dargestellten Weise untereinander sowie mit dem UIC-Steuerventil und dem Steuerventil 483 in Verbindung stehen.

Ausgehend von der in der auf den UIC-Betrieb abgestellten Fig. 1 dargestellten Anordnung ergibt sich folgende Wirkung:
Beim Erstauffüllen gelangt Druckluft aus der Hauptluftleitung 13 über das Füllorgan 12 und die Leitung 14 in den Vorratsluftbehälter 15 und in die bekannten Druckräume des KEd-Steuerventiles 2. Weiterhin gelangt die Druckluft aus der Hauptluftleitung 13 über den Mehrwegeumschalter 9 in die mit der Leitungskammer des KEd-Steuerventiles 2 verbundene Leitung 16. Auf bekannte Weise wird bei geöffnetem A-Überwacher 8 auch die Steuerkammer 17 aufgefüllt. Der Leitungsast 18 der Steuerkammer 17 mündet am Mehrwegeumschalter 9 und ist dort selbst verschlossen.

Die vom Mehrwegeumschalter 9 zur Leitungskammer des Zweidruckorganes 3 und zum Druckraum des Arretierkolbens 5 geführte Leitung 19 und die mit der Schieberkammer 20 und dem dazugehörigen Druckraum innerhalb des Zweidruckorganes 3 in Verbindung stehende Leitung 21 sind über den Mehrwegeumschalter 9 verbunden, und ein der Leitung 19 entspringender Leitungsast 22 mündet über den Mehrwegeumschalter 9 ins Freie.

Damit ist das Zweidruckorgan 3 bei gleichzeitiger Entleerung seiner Druckräume vom KEd-Steuerventil 2 getrennt. Insbesondere ist der am Ü-Überwacher 6 aufgesattelte Arretierkolben 5 wirkungslos und das KEd-Steuerventil 2 reagiert auf Druckänderungen in der Hauptluftleitung 13 in der bekannten Weise.

Ausgehend von den in Fig. 2 dargestellten, nach Umstellung auf einen Betrieb im russischen Breitspur-Bereich veränderten Verbindungen der Leitungen über den Mehrwegeumschalter 9 ergibt sich folgende Wirkung
Beim Erstauffüllen gelangt Druckluft aus der Hauptluftleitung 13 über den Mehrwegeumschalter 9 in die Leitung 19 und von dort in die Leitungskammer des Zweidruckorganes 3 und auch in den Druckraum des Arretierkolbens 5. Dieser bewegt den Ü-Überwacher 6 in die Verschlußstellung. Infolgedessen schließt auf bekannte Weise der Düsenschalter 7 den Zugang zur Steuerkammer 17. Mit steigendem Druck in der Leitung 19 und damit auch in der Leitungskammer des Zweidruckorganes 3 wird auf bekannte Weise die dem Zweidruckorgan 3 entspringende Leitung 21 und mit ihr die Schieberkammer 20 aufgeladen. Aus der Leitung 21 gelangt die Druckluft über den Mehrwegeumschalter 9 in die zur Leitungskammer des KEd-Steuerventils 2 führende Leitung 16 und über die Empfindlichkeitsdrossel 23 des A/Ü-Uberwachers 10 in die Leitung 24. Aus der Leitung 24 strömt die Luft sowohl zu der innerhalb des Zweidruckorganes 3 gelegenen, bekannten Ausgleichsvorrichtung, als auch über den Mehrwegeumschalter 9 in den Leitungsast 18 zur Steuerkammer 17. Die Drücke in den Leitungen 19 und 21 werden, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, auch den Druckräumen 25 und 26 des Füllverzögerers 11 vermittelt.

Bei mit Regeldruck aufgeladenem System nimmt das Zweidruckorgan 3 und das Dreidruckorgan des KEd-Steuerventiles 2 die Lösestellung ein. Somit ist der Bremszylinder 27 über die Leitung 28, den freien Hubraum 29 des Füllverzögerers 11 und die Leitung 30 auf bekannte Weise entleert. Die Befüllung des Vorratsluftbehälters 15 erfolgt unabhängig von der Stellung des Mehrwegeumschalters 9 in stets gleicher Weise.

Wird zum Zwecke des Bremsens der Druck in der Hauptluftleitung 13 ermäßigt, so hat daran über den Mehrwegeumschalter 9 auch die zum Zweidruckorgan 3 führende Leitung 19 teil. Das Zweidruckorgan 3 geht auf bekannte Weise in die Bremsstellung und belüftet, d. h. druckbeaufschlagt zunächst die zum A/Ü-Überwacher 10 führende Leitung 31 und belastet den Kolben 32 des A/Ü-Überwachers 10. Dieser verschiebt den Kolben 33 gegen die Kraft der Feder 34, wodurch das Absperrelement 35 die Empfindlichkeitsdrossel 23 überschleift. Damit wird die Leitung 21 von der Leitung 24 getrennt und die Steuerkammer 17 isoliert. Der Kolben 32 wirkt in Bezug auf das Absperrelement 35 im gleichen Sinne wie der Kolben 33, jedoch wird der Kolben 32 zeitlich eher aktiviert als der Kolben 33. Dies geschieht mit der Absicht, die Empfindlichkeitsdrossel 23 beim Einbremsen rasch zu sperren, bevor dies durch den Kolben 33 geschieht, wie weiter unten noch gezeigt wird. Der Druck in der Leitung 21 wird auf bekannte Weise durch das Zweidruckorgan 3 nachgeführt, so daß auch in der zur Leitungskammer des KEd-Steuerventiles 2 führenden Leitung 16 eine Depression erfolgt. Durch die gemäß obiger Darlegung zustanden gekommene Isolierung der Steuerkammer 17 bewegt sich das KEd-Steuerventil 2 in die Bremsstellung und belüftet auf bekannte Weise über die Leitung 30, den Hubraum 29 und die Leitung 28 den Bremszylinder 27. Mit steigendem Bremsdruck in der Leitung 30 und damit auch im Druckraum 45 des Kolbens 33 bewegt sich dieser nach zuvor erfolgtem, durch den Kolben 32 ausgelösten Teilhub weiter und kommt in Kontakt mit dem durch eine Feder 36 verspannten Verschlußorgan 37 und verschließt die bis zu diesem Zeitpunkt ins Freie führende Leitung 31.

Dieser Schaltzustand des A/Ü-Überwachers 10 entspricht einer ersten stabilen Bremsstufe. Durch weitere Druckabsenkungen in der Hauptluftleitung 13 sind Drucksteigerungen im Bremszylinder 27 bis zum Volldruck in bekannter Weise möglich.

Beim Lösen, das heißt während totaler Entleerung des Bremszylinders 27 und damit der Leitung 30, öffnet mit Schwinden der Kraft des Kolbens 33 zunächst das Verschlußorgan 37, entleert die Leitung 31 und damit den Druckraum des Kolbens 32. Danach wird durch das Absperrelement 35 die Verbindung der Leitung 21 mit der Leitung 24 über die Empfindlichkeitsdrossel 23 wiederhergestellt. Dieser Schaltzustand des Systems entspricht dem eingangs erwähnten Lösezustand.

Ausschließlich bei Schnellbremsungen und sehr langen Zügen kommt es zu einer bedeutenden Voreilung des Druckabfalles im Druckraum 25 gegenüber dem Druckraum 26, entsprechend den über die Leitungen 38 und 39 vermittelten Drücken in den Leitungen 19 und 21. Diese Voreilung nimmt mit Annäherung an die Zugspitze zu. Der Kolben 40 bewegt damit vermöge der Feder 41 den Rundschieber 42 mehr oder weniger in den Hubraum 29 hinein und verengt durch nacheinander folgende Abschaltung der radialen Kanäle 43 den vollen Füllquerschnitt der Leitungen 30 und 28 zum Bremszylinder 27. Damit ist bezweckt, im russischen Breitspur-Bereich bei sehr langen Zügen im Falle einer Schnellbremsung die Bremsdruckentwicklung mit Annäherung an die Zugspitze mehr und mehr zu strecken.

Die Einlösigkeit des hier vorgeschlagenen Systems wird auf bekannte Weise durch mechanischen Eingriff in das Zweidruckorgan 3, insbesondere dessen Angleichvorrichtung vorgenommen, wobei die beabsichtigte Beeinflussung des Druckes in der Steuerkammer 17 über die Leitung 24, den Mehrwegeumschalter 9 und den Leitungsast 18 erfolgt.

Claims (3)

1. Steuerventil an Schienenfahrzeugen für eine mehrlösige Druckluftbremse, bestehend aus einem UIC-Steuerventil, vorzugsweise einem KEd-Steuerventil (2), einem Zweidruckorgan (3), einem Geräteträger (1) und einer Zusatzeinrichtung (4), gekennzeichnet dadurch, daß die Zusatzeinrichtung (4) gebildet wird aus einem Zweiwegeumschalter (9), einem A/Ü-Überwacher (10), einem Füllverzögerer (11) und einem Füllorgan (12) und daß am Ü-Überwacher (6) des UIC-Steuerventiles (2) ein Arretierkolben (5) aufgesattelt ist, der mit dem Zweidruckorgan (3) und der Zusatzeinrichtung (4) Verbindung hat.

2. Steuerventil für eine mehrlösige Druckluftbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der A/Ü-Überwacher (10) einen mit einer Feder (34) verspannten Kolben (33) mit einer auf seiner einen Druckraum (45) durchragenden Kolbenstange (44) ein einer ersten Leitung (21) und einer zweiten Leitung (24) sowie über den Mehrwegeumschalter (9) und eine dritte Leitung (19) auch dem Arretierkolben (5) zugeordnetes Absperrelement (35) aufweist, und daß das Ende der Kolbenstange (44) bei gleichzeitiger Durchragung eines weiteren Raumes (46) Kontakt hat mit einem einer vierten Leitung (31) zugeordneten Kolben (32) und die der Kolbenstange (44) abgewandte Seite des Kolbens (33) unter Zwischenschaltung eines Spieles (47) Kontakt hat mit einem durch eine Feder (36) verspannten und der ersten Leitung (21) zugeordneten Verschlußorgan (37).

3. Steuerventil für eine mehrlösige Druckluftbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Füllverzögerer (11) eingefügt ist in eine fünfte Leitung (30) zum direkten oder indirekten Füllen eines Bremszylinders (27), wobei dessen vom Druck einer sechsten Leitung (39) und einer siebten Leitung (38) beiderseits beaufschlagter und mit einer Feder (41) verspannter Kolben (40) mit einem Rundschieber (42) verbunden ist, und in einem Hubraum (29) des Rundschiebers (42) mehrere, zum Hubraum (29) radial gestellte und in einem gemeinsamen Leitungsast (48) mündende Kanäle (43) unterschiedlichen Querschnittes registerförmig angeordnet sind.