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Steuerventil für Luftdruckbremsen. Bei allen mit Druckluft betriebenen
Eisenbahnbremsen pflanzt sich die auf der Lokomotive eines Zuges eingeleitete Bremswirkung
nur allmählich von Wagen zu Wagen fort, so daß bei langen Zügen die Bremse des letzten
Wagens um mehrere Sekunden später zur Wirkung kommt als die der Lokomotive. Infolgedessen
läuft der ganze rollende Zug bei jeder Bremsung auf die Lokomotive auf und drückt
dabei die Pufferfedern stark zusammen.
Sobald in dem hinteren Zugteil
die Bremswirkung stärker wirkt, beginnt der ganze Zug sich zu strecken; dabei üben
die zusammengepreßten Pufferfedern Rückstöße von solcher Stärke aus, daß häufiger
Zugzerreißungen herbeigeführt werden. Um solche Zerreißungen zu vermeiden, konnte
bei den für lange Züge bestimmten Bremssystemen der Bremsdruck nur ganz langsam
gesteigert werden, wodurch sich naturgemäß längere Bremswege ergeben.
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Um das gefährliche Auflaufen des Zuges 711 vermindern, suchte
man die Geschwindigkeit, mit welcher sich die Bremswirkung im Zuge fortpflanzt,
nach Möglichkeit zu steigern. Ein auch nur einigermaßen .gleichzeitiges Einsetzen
aller Bremsen eines langen Zuges ist aber bei den mit Druckluft betriebenen Bremssystemen
nicht zu erreichen.
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Das gleichzeitige Einsetzen aller Bremsen läßt sich aber auf einem
anderen Wege erzielen, indem man in dem vorderen Zugteil den Beginn der Bremswirkung
verzögert. Dadurch wird zwar der Bremsweg etwas verlängert; es kann aber durch die
nun zulässige schnellere Steigerung des Bremsdruckes der Wagen nicht nur diese Verlängerung
beseitigt, sondern der Bremsung darüber hinaus noch verkürzt werden. Das Auflaufen
des Zuges wird dabei wesentlich verringert oder ganz beseitigt.
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Eine solche Verzögerung der Bremswirkung läßt sich durch die nachfolgend
beschriebene Erfindung ermöglichen.
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In der Abb. r ist in schematischer Weise ein Steuerventil der üblichen
Bauart dargestellt. Die Bremsleitung i mündet in den Deckel 2 des Steuerventilgehäuses,
in welchem sich der Steuerkolben 3 bewegt. In der ausgezogen gezeichneten Stellung
befindet sich der Steuerkolben in der Lösestellung, in der punktiert gezeichneten
Stellung in der Bremsstellung. Zwischen der Bremsleitung und dem Steuerventil ist
nach vorliegender Erfindung eine Drosselstelle 5 angeordnet. Die Wirkung dieser
Anordnung ist nun folgende: Beim Laden der Bremse strömt die Druckluft von der Leitung
i durch die verengte Durchgangsöffnung 5 etwas verlangsamt in den Vorraum 4. des
Ventils, drückt den Steuerkolben 3 nach rechts in die Endstellung und gelangt dann
durch eine nicht gezeichnete Füllnut über den Kolben hinweg in den Hilfsluftbehälter.
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Soli gebremst werden, so wird der Druck in der Bremsleitung vermindert.
Diese Druckverminderung findet in dem hinteren Teil langer Züge nur allmählich und
schleichend statt. Die Drosselstelle 5 ist nun in ihrem Querschnitt so bemessen,
daß beim Vorgehen des Steuerkolbens 3 aus der Lösein die Bremsstellung die in dem
Raum q. befindliche Leitungsluft durch diese Drosselstelle 5 in solchem Maße abströmen
kann, daß in dem Raum q. die gleiche allmähliche Druckabnahme wie in der Bremsleitung
des hinteren Zugteils stattfindet. Es tritt demnach hier keine Beeinflussung der
Bewegung des Steuerkolbens ein.
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In dem vorderen Zugteil nimmt aber der Druck in der Bremsleitung schnell
und stark ab. Infolgedessen schnellen hier die Steuerkolben stoßartig aus der Löse-
in die Bremsstellung vor. Wegen des Einbaues der Drosselstelle 5 kann aber die Leitungsluft
aus dem Raum 4. nur langsam durch die enge Öffnung in die Leitung i abströmen, und
es kann demgemäß auch der Steuerkolben i nur langsam, der allmählichen Entleerung
des Raumes entsprechend, in die Bremsstellung vorgehen. Da der Steuerschieber erst
kurz vor dem Erreichen der linken Endstellung die Verbindung am Hilfsluftbehälter
mit dem Bremszylinder herstellt, so wird durch das langsamere Vorgehen des Steuerkolbens
auch der Eintritt der Bremswirkung entsprechend verzögert. Da diese Verzögerung
bei allen Bremswagen im vorderen. Zugteil eintritt, wird auch das Auflaufen des
hinteren Teiles dadurch entsprechend vermindert.
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Das Auflaufen des hinteren Zugteils läßt sich aber ganz beseitigen,
wenn die Einrichtung zur Verzögerung der Bremswirkung nach der in der Abb.2 schematisch
dargestellten Bauart ausgeführt wird. Vor dem Ventilgehäuse 7 ist in der Bremsleitung
6 wieder eine dauernd öffene Drosselstelle 8 angeordnet. Daneben ist noch eine zweite
enge Öffnung 9 vorgesehen, die über ein Rückschlagventil io und eine Öffnung i i
mit der Bremsleitung 6 in Verbindung steht. Mit dem Rückschlagventil io ist ein
kleiner lose gedichteter Kolben i2 fest verbunden. Beide werden durch eine leichte
Feder 13 in der rechten Endstellung gehalten. Die Querschnitte der beiden engen
Öffnungen 8 und 9 sind zusammen nur so bemessen, daß bei langsamer Druckabnahme
in der Bremsleitung die Leitungsluft aus dem Raum 14 durch die Düse 8, ferner aber
auch durch die Öffnung 9 über das geöffnete Rückschlagventil io und durch die Öffnung
ii in die Bremsleitung 6 genügend schnell abströmen kann, so daß hierbei eine merkbare
Druck-11 differenz zwischen Raum i¢ und Leitung 6 nicht -entsteht. Die Bewegung
des Steuerkolbens 15 wird bei der allmählichen Druckabnahme in der Bremsleitung
in den hinteren Zugteil daher nicht beeinflußt. 12 Bei plötzlicher Druckabnahme
in der Bremsleitung, wie sie in dem vorderen Zugteil
stattfindet,
kann aber die Leitungsluft aus dem Raum 14 durch die Düsen 8 und 9 nicht schnell
genug abströmen; es bildet sich infolgedessen in dem Raum 14 ein Überdruck, der
auf den kleinen Kolben 12 wirkt und das Rückschlagventil io zu schließen sucht.
Sobald der Steuerkolben aus der Lösestellung vorschnellt, wird die Luft in der Kolbenkammer
verdichtet, und dieser geringe Verdichtungsstoß schließt nun das Rückschlagventil.
Die Füllnut ist demnach schon geschlossen, ehe die weite Düse geschlossen ist. Eine
Entladung der Bremse wird damit sicher verhindert.
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Der Weg durch die enge Öffnung 9 ist damit versperrt. Die Luft in
dem Raum 14 wird durch den vorschnellenden Steuerkolben und den auf ihm lastenden
Hilfsbehälterdruck stark verdichtet, die verdichtete Luft hemmt den Steuerkolben
in seinem Weg und schiebt ihn zurück. Die Luft aus dem Raum 14 kann nur noch durch
die Drosselstelle 8 abströmen, deren Weite so bemessen wird, daß der Steuerkolben
zur Zurücklegung des Weges aus der Löse- in die Bremsstellung genau soviel Zeit
verbraucht, wie die Durchschlagszeit bei den längsten Zügen beträgt, das heißt die
Zeit, nach welcher die Bremswirkung des letzten Wagens später einsetzt wie die der
Lokomotive. Dann wirken sämtliche Bremsen des langen Zuges gleichzeitig, und ein
Auflaufen des hinteren Zugteils kann nicht eintreten. Sobald sich die Drücke in
Räume 14 und der Leitung 6 ausgeglichen haben, wird das Durchschlagventil mit dem
Kolben 12 durch die Feder wieder in die rechte Endstellung gedrückt.
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Durch Verengerung der Drosselstelle 8 kann die Verzögerung so weit
getrieben werden, daß die Bremsen hinten im Zug früher wirken wie vorn. Dann tritt
beim Bremsen sofort ein Strecken des rollenden Zuges ein.
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Beim Lösen der Bremsen findet die Druckerhöhung in der Bremsleitung
stets langsamer statt, wobei die Düsen genügende Luftmengen durchlassen, so daß
der Steuerkolben hierbei nicht beeinflußt wird. Im vorderen Zugteil wird das Lösen
etwas- verlangsamt, wodurch das Vorschießen des vorderen Teils und die Gefahr des
Abreißens vermindert wird. Der verringerte Durchgangsquerschnitt der Drosselstellen
5 bzw. 8 und 9 wirkt verzögernd auf den Durchgang der Druckluft sowohl bei der Einleitung
des Bremsvorgangs als auch bei der Lösung der Bremsen. Man kann die letztere unerwünschte
Nebenwirkung wesentlich dadurch abschwächen, daß die Drosselstellen in Form von
kegelförmig verjüngten Düsen ausgebildet werden, tN elche so angeordnet sind, daß
beim Entleeren der Räume 4. und 7 die Luft in der Richtung von der engeren gegen
die weitere Öffnung dieser Düse, beim Füllen dagegen in entgegengesetzter Richtung
durch diese hindurchströmt. Da im letzteren Fall der Durchströmungswiderstand der
Düse etwa nur halb so groß ist wie bei der der Querschnittsverjüngung der Düse entgegengesetzten
Strömungsrichtung, so läßt sich dadurch bei gegebener Größe der Drosselung die Lösung
der Bremse erheblich beschleunigen.