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Einkammerdruckluftbremse. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung
der Einkammerdruckluftbremsen, die mit einem Steuerventil nach Westinghouse-Art
ausgerüstet sind.
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Der größte Mangel an Bremsen dieser Art ist die Erschöpfbarkeit. Diese
beruht auf dem Umstand, daß die Hilfsluftbehälter nur durch das Steuerventil aufgeladen
werden können, wenn dasselbe in Lösestellung die in der Abb. i mit L bezeichnete
Füllnut am hinteren Ende der Steuerkolbenbüchse freigelegt hat.
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Ist aber diese Füllnut freigelegt, durch welche die Druckluft beim
Aufladen in die innere Steuerkammer und von dort zum Hilfsbehälter strömt, so wird
auch gleichzeitig der Bremszylinder mit der Außenluft verbunden. Der Bremszylinder
entleert sich infolge dieser Anordnung, bevor der Hilfsbehälter nachgefüllt ist.
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Bei der Fahrt auf langen Gefällstrecken, auch bei der Einfahrt in
Bahnhöfe, wird das Anstellen der Bremsen. nach vorausgegangenem Auslösen- sehr oft
nötig, bevor die Hilfsbehälter vollständig geladen sind. Wiederholt sich dieser
Vorgang, dann wird die Bremskraft infolge Luftmangels so geschwächt, daß die Wirkung
der Bremsen den erforderlichen Umständen nicht entspricht. Als besonders nachteilig
zeigt sich in diesen Fällen, daß die zum --Anstellen der Bremsen erforderliche
Druckverminderung
in der Hauptleitung unverhältnismäßig zunehmen muß, je mehr der Hilfsbehälterdruck
abfällt. Diese Umstände bedingen gerade dann, große Mengen Leitungsluft unverwertbar
ins Freie abzuführen, wenn die Druckluft besonders nötig zur Erzeugung der Bremskraft
im Bremszylinder gebraucht würde.
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Die Erfindung beseitigt den Mangel der Erschöpfbarkeit an Bremsen
dieser Art dadurch, daß die Hilfsbehälter während des Bremsens durch ein Zusatzsteuerventil
aufgeladen werden können. Die Erfindung gibt außerdem den Vorteil, daß die Druckluft
in der Hauptleitung und in den luftführenden Teilen der Notbremsevorrichtungen als
Bremskraft nutzbar gemacht wird, und die Möglichkeit der direkten Bremsung, so daß
während des Bremsens Hauptbehälterluft der Hauptleitung und durch das Zusatzsteuerventil
den Bremszylindern zugeführt werden kann. Insbesondere werden beim Befahren langer
Gefällstrecken durch diese Möglichkeit die Hilfsbehälter weniger beansprucht werden.
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In einer schematischen Darstellung zeigt die Zeichnung eine beispielsweise
Ausführungsform des Erfindungsgedankens in drei Abbildungen, alle im senkrechten
Längsschnitt.
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Abb. i zeigt ein bekanntes Westinghouse-Steuerventil.
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Abb. 2 ist das Zusatzsteuerventil, Abb. 3 das Wechselventil.
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'Durch Leitung 8 ist die Hauptleitung mit dem Zusatzsteuerventil verbunden,
durch Leitung 9 das Zusatzsteuerventil mit dem Hilfsbehälter. Leitung io verbindet
das Zusatzsteuerventil über das Wechselventil mit dem Bremszylinder; Leitung i i
verbindet das Steuerventil.4 Über das Wechselventil mit dem Bremszylinder.
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Das Zusatzsteuerventil (Abb.2), welches dazu bestimmt ist, beim Füllen
die Hauptleitung mit dem Hilfsbehälter, beim Bremsen mit dem Bremszylinder zu verbinden,
besteht im wesentlichen aus dem in seinem Gehäuse befindlichen Bremskolben i, einem
Druckrsgler 2 und einer Steuerkammer 4. Der Bremskolben i ist ein Zylinder, der
luftdicht im Gehäuse geführt wird. Derselbe ist mit horizontal lind vertikal geführten
Luftkanälen versehen.
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Vorn, .gegen die Hauptleitung, ist der Kolben i durch einen Kegel
13, der mit einer Kranzbohrung i2 versehen ist, .gegen Eindringen von 5emutz und
Wasser geschützt. I-iinten, gegen ,die Steuerkammer ¢, wird .der Kolben i: durch
ein Rückschlagventil 3 gegen das Zurückströmen der Druckluft .aus der Steuerkammer
4 .und dein Hilfsbehälter @5 nach der Hauptleitung gesichert. Im `Gehäuse befindet
sich vorn ein Luftkanal r9 mit Anschluß für die Leitung io, der zum Bremszylinder
führt. Der Druckregler 2 ist im Deckel des Gehäuses untergebracht. Derselbe besteht
aus einem Kolben, einer Druckfeder und einer Reglerschraube. Im Gehäuse und dem
Reglerkolben sind die zum Aufladen des I-Tilfsbehälter s erforderlichen Kanäle 16-17.
Kanal 17 führt unter den Reglerkolben und nach dem Ansehiuß iß, an welchen Leitung
9, die zum Hilfsbehälter führt, angeschlossen wird, wodurch das Zusatzsteuerventil
mit dem Hilfsbehälter verbunden ist.
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Das Wechselventil (Abb. 3), das die Verbindung des Steuerventils (Abb.
i) und des Zusgtzsteuerventils (Abb. 2) mit dem Bremszylinder 6 vermittelt, hat
in seinem Gehäuse die zur Luftführung erforderlichen Kanäle.
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Im Gehäuse beweglich befindet sich der Stufenkolben 2o. Derselbe wird
im Gehäuse durch seinen Schaft und Kolben luftdicht geführt. Im Kolben 2o ist ein
Luftkanal 2i angeordnet. Der Luftkanal wird oben durch ein Ventil 27 abgedeckt.
Über dem Ventil 27 befindet sich der Zapfen 24, der mit feinen Bohrungen versehen
ist.
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Über dem Kanal 25 befindet sich Kanal 26, der durch ein Rückschlagventil
abgedeckt ist. Der Kanal ist angeordnet, damit die Luft vom Hilfsbehälter auch dann
zum Bremszylinder strömen kann, wenn der Kolben 2o angehoben ist. Eine Entlüftungsbohrung
29 im Ventilsitz hält den Kolben 2o unten druckfrei, so daß derselbe beim Schließen
keinen Widerstand findet. Wirkungsweise der Bremsteile. Das Aufladen der Bremsorgane
geht folgendermaßen vor sich: Das Steuerventil A (Abb. i) ist vermittels des Anschlusses
7 in Verbindung mit der Hauptleitung.
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Das Aufladen des Hilfsbehälters ist von der Stellung des Steuerkolbens
im Steuerventil A (Abb. i) nicht mehr abhängig. Die Füllnut L in .der Steuerkolbenbüchse
des Steuerventils A wird verschlossen. Der Kanal-in wird gleichfalls verschlossen.
Der Kanal n wird durch ein Ventil 28 abgedeckt. Das Ventil erhält .eine Drosselbohrung,
so daß durch diese Bohrung .der Druck in der vorderen Steuerkammer von A nur langsam
erhöht, durch -das Ventil 28 aber bei Bedarf schnell ermäßigt werden =kann
(insbesondere bei einer nötigen Schnellbremsung).
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Durch die Verbindungsleitung 8 wird die Luft von =der Hauptleitung
dem Zusatzsteuerventii -(Abb. 2) zugeführt. Der Bremskolben i wird ,durch den Luftdruck
:n die :in Abb. 2 gezeichnete Stellung <(Füllstellung) geschoben.
Die
Luft strömt durch Kranzbohrung 12 im Kegel 13, durch die Luftkanäle 1q.-15, durch
das geöffnete Rückschlagventil 3 in die Steuerkammer q.. Von der Steuerkammer q.
strömt die Luft durch den Kanal 16 über den Reglerkolben nach dem Kanal i f zu dem
Anschluß 1$ und von dort durch die Verbindungsleitung g nach dem Hilfsbehälter 5
und in die innere Steuerkammer von A.
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Der Druckregler 2 schließt - den Kanal 16, sobald der Hilfsbehälter
auf 5 Atm. aufgeladen ist, weil in denn Falle der Druck auf der unteren Kolbenseite
den Kolben gegen die Kraft der Feder nach aufwärts bewegt, wobei der Kanal 16 überdeckt
wird. Sobald der Hilfsbehälterdruck abfällt, wird der Kanal 16 dadurch freigelegt,
daß die nun größere Spannkraft der Druckfeder den Kolben wieder zurückbewegt. Der
Hilfsbehälter 5 und die innere Steuerkammer des Steuerventils A werden mit 5 Atm.
aufgeladen. In der Steuerkammer 4. und in der vorderen Kammer des Zusatzsteuerventils
und in der vorderen Kammer des Steuerventils A und in der Hauptleitung wird der
Druck auf 5,5 Atm. erhöht.
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Dieses deshalb, damit das Zusatzsteuerventil beim Umsteuern in Bremsstellung
dem Steuerventil voreilt, also vom Hilfsbehälterdruck unabhängig in Bremsstellung
geführt werden kann.
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Das Bremsen geschieht nach folgendem Verfahren Durch Druckverminderung
in der Hauptleitung um o, i Atm. wird der Bremskolben i des Zusatzsteuerventils
(Abb.2) durch den Überdruck in der Steuerkammer q. in Bremsstellung geschoben .(nach
unten, entgegen der in Abb.2 gezeichneten Stellung). In dieser Stellung verbindet
der Kolben i die Hauptleitung-mit dein Bremszylinder. Die Luft der Hauptleitung
wird durch die Luftkanäle 12-14.-1g durch die Verbindungleitung 1o nach dem Wechselventil
{Abb.3) geleitet. Der Luftdruck führt den Stufenkolben 2o nach obere, so daß der
Kanal 21 .im Kolben 2o den Kanal 22 im Gehäuse deckt und die Luft der Hauptleitung
in den Bremszylinder strömt. Durch die großen Luftkanäle wird der- Bremszylinder
schnell (ungefähr in einer Sekunde) mit einem bestimmten Druck aufgeladen (z. B.
mit oß Atm.). Ist dieser bestimmte Druck im Bremszylinder erreicht, so wird der
Stufenkolben 2o geschlossen .(in,die gezeichnete Stellung gedrückt). Die Luft der
Hauptleitung kann in dieser Stellung .des Kolbens 2o nur durch die feinen -Bohrungen
im Zapfen 2q. strömen: Sinkt der Druck in der Hauptleitung infolge des Abströmens
der Luft nach den Bremszylindern unter den des Hilfsbehälters, so führt der Überdruck
des Hilfsbehälters 5 den Steuerkolben des Steuerventils A in Bremsstellung (Stellung
rechts).
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Durch diese Bewegung des Steuerkolbens wird das Abstufungsventil d
von seinem Sitz gezogen, so daß Druckluft durch eine Seitenöffnung g in den Kanal
e gelangen kann. Der Schieber f wird bei der weiteren Bewegung des Steuerkolbens
nach rechts ebenfalls mitgenommen, bis der Kanal e der zum Bremszylinder führenden
Bohrung a gegenübersteht und nun Druckluft aus dem Hilfsbehälter in die freigelegten
Kanäle und durch die von der Leitung 11 hergestellte Verbindung nach dem Wechselventil
(Abb. 3), dann von dort durch die Kanäle 25-22-23 in den Bremszylinder b strömt.
Der durch ein Rückschlagventil abgedeckte Kanal26 führt, falls der Stufenkolben
2o (Abb. 3) den direkten Weg überdeckt, Luft über den Kolben, so daß derselbe nach
abwärts gedrückt wird und der Hilfsbehälterluft den direkten Weg freigibt. Dieser
Fall kann bei einer Zugtrennung vorkommen, bei welcher die Luft der Hauptleitung
hauptsächlich ins Freie abströmt. Das Entleeren des Bremszylinders wird bei einer
Zugtrennung durch das Rückschlagventil 27 im Kölbeh 2o @Abb. 3) verhindert; welches
den Luftkanal2i gegen die offene Hauptleitung abschließt. Eine eingeleitete Bremsung
steilt sich automatisch auf die Höchstwirkungein, wenn solche nicht vordem unterbrochen
wird. Die Bremsung kann, nachdem der beabsichtigte Wirkungsgrad erreicht ist, dadurch
unterbrochen werden, daß Druckluft vom Hauptbehälter .durch das Führerbremsventil
kurz ungedrosselt der Hauptleitung zugeführt wird (durch einen sogenannten Füllstoß).
Der entlastete Bremskolben i (Abb. 2) wird durch den in der Hauptleitung sich fortpflanzenden
Luftstoß in Füllstellung geschoben und dadurch das Abströmen der Hauptleitungsluft
nach dem Bremszylinder unterbrochen. Das Abstufungsventil 'd des Steuerventils A
wird geschlossen, weil ein kleiner Überdruck auf .der Hauptleitungsseite den Steuerkolben
so weit zurückbewegt, bis der Flachschieber f größeren (durch seine Belastung und
Reibung verursachten) Bewegungswiderstand entgegenstellt. Der Hilfsluftbehälter
kann, ohne die Bremsung aufzuheben, nachgefüllt werden, und zwar deshalb, weil der
Bremskolben i des Zusatzsteuerventils -(Abb. -2) einen geringeren Bewegungswiderstand
zeigt als .das Steuerventil A mit dem einselig belasteten Flachschieber f. Zudem
ist die Anordnung so getroffen, daß ein Luftstoß, der in der Hauptleitung sich fortpflanzt,
auf den Bremskolben i (Abb. 2) ungehindert wirken kann, so _daß .der Kolben i sofort
in Füllstellung gedrückt wird und die Verbindung der Hauptleiturig
mit
dem Hilfsbehälter herstellt. Die Druckluft der Hauptleitung strömt nach dem Hilfsbehälter.
Das Abströmen der Druckluft nach dem Hilfsbehälter verhindert, daß der Druck in
der vorderen Steuerkammer von A durch die Drosselbohrung im Ventil 28 so hoch steigen
kann (über den Hilfsbehälterdruck), daß das Steuerventil gegen den Widerstand des
Flachschiebers f und der Belastungsfeder h in Lösestellung geführt wird. Will man
den Hilfsbehälter aufladen, ohne die Bremsen zu lösen, so wird nach dem Umsteuern
des Zusatzsteuerventils (durch den Füllstoß) die Luft vom Hauptbehälter so der Hauptleitung
zugeführt, daß der Druck in derselben mit dem Hilfsbehälterdruck langsam auf 5 Atm.
ansteigt, d. h. es wird in diesem Falle so viel Luft der Hauptleitung zugeführt,
als durch die Druckregler der Zusatzsteuerventile abgenommen und den Hilfsbehältern
zugeführt wird. Dieser Vorgang ist leicht an dem hierfür angebrachten Druckmesser
(an der Hauptleitung und dem Hilfsbehälter der Lok) zu beobachten. Durch die. Verwertung
der Leitungsluft, auch der Luft in den luftführenden Teilen der Notbremsevorrichtungen,
werden die Hilfsbehälter weniger als bisher in Anspruch genommen.
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Regulierbremsungen auf längen Gefällstrecken können durch Leitungsluft
und vermittels direkter Bremsung ausgeführt werden. Zum Zweck einer direkten Bremsung
braucht nur nach dem Anbremsen der Druck in der Hauptleitung auf 4,8 Atm. gehalten
zu werden, und zwar dadurch, daß die Druckluft, die aus der Hauptleitung durch die
Zusatzsteuerventile den Bremszylindern zugeführt wird, im gleichen Verhältnis aus
dem Hauptbehälter durch das Führerventil ersetzt wird. In diesem Falle werden die
Hifsbehälter kaum beansprucht, weil das Anstufüngsventil d des Steuerventils A geschlossen
wird, sobald der Druck im Hilfsbehälter-etwas unter 4,8 Atmgesunken ist und darauf
keine Luft vom Hilfsbehälter . nach dem Bremszylinder mehr abströmt.
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Ist bei der Fahrt auf langer Gefällstrecke eine für die Geschwindigkeit
des Zuges maßgebende Bremswirkung eingestellt, so werden die Hilfsbehälter, soweit
dieselben beansprucht wurden, während des Bremsens aufgeladen. Nach dem Aufladen
der Hilfsbehälter wird das Führerventil nicht (wie bisher üblich) in Abschlußsteilung
verbracht, sondern bleibt in Fahrtstellung. Der Druckregler am Führerventil wird.
so eingestellt, daß der Druck in der Hauptleitung auf 4.,8 Atm. gehalten wird. Ein
solches Verfahren hat den Vorteil, daß fortwährend die Luftverluste in der Hauptleitung
und den Hilfsbehältern ersetzt werden. Die Luftverluste in der Hauptleitung bewirken
kein Nachbremsen mehr. Es ist dann nur nötig, entsprechend dem Gefällwechsel und
dem Bahnwiderstand den Bremszylinderdruck zu regeln.
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Sollen die Bremsen gelöst werden, so wird die Druckluft vom Hauptbehälter,
nachdem die Hilfsbehälter geladen sind, mit Überdruck der Hauptleitung zugeführt.
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' Sind die Hilfsbehälter aufgeladen, so schließt sich der Druckregler
2 in Abb. 2. Der entstehende Überdruck auf der vorderen Steuerkolbenseite des Steuerventils
A drückt den Steuerkolben mit dem Abstufungsventil d gegen den Grundschieber f und
führt denselben in die gezeichnete Stellung (Lösestellung) ; in dieser Stellung
verbindet die Schieberhöhlung b den zum Bremszylinder führenden Kanal ca mit dem
Kanal c, der ins Freie mündet, so daß der Bremszylinder mit der Außenluft in Verbindung
gebracht wird, demnach dieselben sich entleeren und so die Bremsen lösen.
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Durch Einbau des Zusatzsteuerventils und des Wechselventils an die
vorhandenen Einkammerbremsen wird die bisher "gebrauchte Einrichtung der nicht selbsttätigen
Bremse für Gebirgsstrecken entbehrlich.