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Bremsbeschleuniger. Die Erfindung betrifft Bremsbeschleunigerfür selbsttätige
Druckluftbremsen, bei denen beim Einleiten von Betriebsbremsungen die Leitung mit
einer Kammer und beim Einleiten von sehr starken Betriebsbremsungen und Schnellbremsungen
mit einer zweiten Kammer verbunden wird.
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Es ist bei Druckluftbremsen bekannt (Patentschrift 181 398
Westinghouse), zwei Kammern, und zwar bei Brernssteuerventilen mit zwei Stellungen
des Grundschiebers des Bremssteuerventils, zu benutzen. Bei dieser Anordnung wird
die erste Kammer während eines stufenweisen Erhöhens der Bremskraft mit der Leitung
dauernd verbunden, um weitere Abzapfungen aus der Leitung zu verhindern, damit es
nach Einleiten der ersten Bremsstufe möglich wird, die Bremskraft feinstufig zu
erhöhen. Die Einschaltung der zweiten Kammer hängt nur davon ab, wie schnell der
Leitungsdruck vermindert wird. Dieser Vorgang in der Leitung schwankt aber sehr
stark, und zwar je nach der Zuglänge und der Anzahl der vorhandenen Leitungswagen.
Wenn in einem langen Zug mehrere Leitungswagen hintereinander geschaltet sind, wird
daher bei den nachfolgenden Wagen die zweite Kammer nicht eingeschaltet. Da es im
Betrieb nicht zu vermeiden ist, daß einige Steuerkolben schwergängiger werden, so
kommt es vor, daß bei der ersten Druckverminderung in der Leitung einige Steuerkolben
sich nicht weit genug bewegen, um den Steuerschieber zu verstellen. Bei einer weiteren
Druckverminderung in der Leitung, um die Bremskraft zu erhöhen, bewegt sich aber
der Steuerkolben plötzlich in seine Endlage und schaltet die zweite Kammer ein,
da dieser nur unter der Einwirkung der Druckdifferenz im Hilfsluftbehälter und der
Leitung steht. Es tritt daher unbeabsichtigt selbsttätig eine Schnellbremswirkung
ein, im Betrieb als »Schlager« bezeichnet. Bei dieser Anordnung werden beide Kammern
wieder von der Leitung abgeschaltet und mit der Außenluft verbunden, wenn der Leitungsdruck
um etwa o,a Atm. erhöht wird und das Bremssteuerventil in Lösestellung geht. Diese
Anordnung ist daher für eine rückwärts regulierbare Bremse unbrauchbar. Durch das
ältere Patent 373 774 des Erfinders ist eine Anordnung bei einer rückwärts
regulierbaren Bremse bekannt geworden, bei der der Steuerkolben des Bremssteuerventils
selbst beire Einleiten einer Bremsung eine Kammer einschaltet, die während des stufenweisen
Bremsens und Lösens ohne besondere Einrichtungen dauernd mit der Leitung verbunden
bleibt und erst bei annähernd oder ganz gelöster Bremse von der Leitung abgeschaltet
und mit der Außenluft verbunden wird. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß diese
Bremse nur bei einem durch die bei gelöster Bremse gespannte Belastungsfeder des
Steuerkolbens bestimmten Leitungsdruck, z. B. 5 Atm., gelöst ist.
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Die Erfindung bezweckt die Anwendung eines Bremsbeschleunigers mit
zwei Kammern unter Vermeidung der genannten Nachteile, der bei jedem Leitungsdruck
und auch bei rückwärts regulierbaren Bremsen verwendbar ist, zu ermöglichen, und
zwar soll dies durch ganz einfache Mittel und durch ein stabiles Gesetz erreicht
werden. Bei Einleitung einer Betriebsbremsung wird die Leitung zunächst mit einer
Kammer und beim Erreichen des maximalen oder annähernd maximalen Bremszylinderdruckes
mit einer zweiten Kammer derart verbunden, daß die zweite Kammer beim geringen Wiedererhöhen
des Leitungsdruckes und geringen Vermindern des maximalen Bremszylinderdruckes mit
der Außenluft verbunden wird. Das Einschalten der zweiten Kammer an die Leitung
erfolgt erst wieder beim Erreichen des maximalen oder annähernd maximalen Bremszylinderdruckes.
Die Abschaltung der ersten Kammer von der Leitung geschieht nur bei ganz oder annähernd
ganz gelöster Bremse, indem sie mit der Außenluft verbunden wird. Bei sehr starken
Bremsungen und bei Schnellbremsungen wird die zweite Kammer entsprechend früher
eingeschaltet, während das angegebene Abschalten der Kammern von der Leitung beibehalten
wird.
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Die Abb. z bis 3 stellen ein Ausführungsbeispiel dar.
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Abb. r zeigt einen Längsschnitt durch das Bremssteuerventilbei gelöster
Bremse. Abb. a zeigt die Lage des Steuerkolbens mit Kolben-
Stange
nach Einleiten der ersten geringsten Bremsstufe und Abb. 3 die Lage des Steuerkolbens
nach Erreichen des maximalen Zylinderdruckes bzw. nach Einleiten einer Schnellbremsung.
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Die Dienstbereitschaft der Bremse wird dadurch erreicht, daß der Lokomotivführer
das Führerbremsventil öffnet,wodurchDruckluft die Leitung und den Hilfsluftbehälter
B über ein nicht gezeichnetes Rückschlagventil und den Kanal 2d., z. B. auf 5 Atm.,
auffüllt. Ferner strömt Luft durch den Absperrhahn 95 und Kanal
28 nach der oberen Seite des Steuerkolbens i und durch das sehr enge Drosselloch
37 durch den Stutzen 39 in den Steuerbehälter A, bis hier derselbe Druck
wie in der Leitung herrscht. Beim Vermindern des Leitungsdruckes, z. B. um 0,3 Atm.,
wird zunächst, wie bekannt, durch Schließen des nicht gezeichneten Rückschlagventils
das Rückströmen der Luft aus dem HilfsluftbehäIter in die Leitung verhindert und
gleichzeitig hört sofort die Verbindung zwischen dem Steuerbehälter A und der Leitung
auf, weil durch die Druckdifferenz zwischen Steuerbehälter A und der Leitung der
Steuerkolben i etwas in die Höhe gedrückt wird, wodurch die Ledermanschette 58 an
dem sehr engen Drosselloch 37 vorbeigeht und gegen die Zylinderwand abdichtet. Der
Steuerkolben i setzt seine Bewegung fort, bis die Ledermanschette 115 seiner Kolbenstange
2 die Löcher ig schließt und die Löcher 18 freilegt und eine Verbindung der Leitung
mit der Kammer I herstellt. Hierdurch tritt eine plötzliche Druckverminderung in
der Leitung entsprechend der Größe der Kammer I ein, die z. B. so groß gewählt wird,
daß sie das vom Steuerkolben i beim Hochgehen in die Leitung zurückgedrängte Hubvolumen
aufnimmt und außerdem z. B. o,2 Atm. Druckverminderung in der Leitung verursacht.
Hierdurch wird eine sehr rasche Fortpflanzung der vom Lokomotivführer eingeleiteten
Druckverminderung in der ganzen Leitung erreicht. Gleichzeitig wird durch das Hochgehen
des Steuerkolbens i die äußere vorgespannte Spiralfeder 13 etwas weiter angespannt
und durch Vermittelung der noch ungespannten Schieberfeder i i der Auslaß-_ kolben
i?- gegen das Auslaßventil 16 gedrückt, wodurch die Verbindung des Bremszylinders
C mit der Außenluft abgesperrt wird. Weiter wird das Einlaßventil 5 angehoben. Hilfsbehälterluft
strömt jetzt durch den Kanal 2q., Hahn 95, die Öffnung 25 und durch die Einlaßkanäle
qo über das angehobene Einlaßventil 5 durch den Kana122 in den Bremszylinder C.
Führt der Lokomotivführer das Führerbremsventil in die Abschlußstellung, damit nicht
mehr Luft als entsprechend einem Druckabfall von z. B. 0,3 Atm. aus der . Leitung-entweichen
kann, so bleibt der Steuerkolben i in der ihm durch die Druckerniedrigung eindeutig
-zugewiesenen Stellung sofort stehen, wenn der Druckunterschied auf den Steuerkolben
- i, -hervorgerufen durch den Druck im Steuerbehälter A und .den verminderten -Leitungsdruck,
im Gleichgewicht gehalten wird durch die jeweilige Kraft der Schieberfeder ii, welche
gleich dem Bremszylinderdruck mal der Fläche des Auslaßkolbens 12 ist. Wenn der
Bremszylinderdruck den Auslaßkolben 12 unter Spannung-der.Schieberfeder ii.genügend
weit zurückgedrückt hat, schließt sich das Einlaßventil 5 durch seine. Belastungsfeder
g und -den auf ihm ruhenden Hilfsbehälterdruck. Jeder Druckverminderung in- der
Leitung entspricht ein bestimmter Zylinderdruck. Die Kraft -der. Kolbenfeder 13
übt auf die Stellung des Steuerkolbens i fast keinen-Einfluß aus, da die Feder 13,
prinzipiell nur notwendig ist, um den Druck infolge -der einseitigen Kolbenstange
2 aufzunehmen.
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Wenn der Leitungsdruck bei einer Betriebsbremsung entsprechend annähernd
maximaler Bremswirkung vermindert ist, hat der Steuerkolben i die in Abbr 3 gezeichnete
Lage eingenommen. Hierdurch gibt die Ledermanschette i 15 der Kolbenstange 2 die
Verbindung der Leitung mit der Kammer II über die Nuten 2o der Kolbenstange :2 und
die Öffnungen 34 frei, wodurch eine weitere plötzliche Druckverminderung in der
Leitung eintritt.. Bei einer Schnellbremsung wird sofort durch Hochgehen des Steuerkolbens
i die Kammer I und fast gleichzeitig die zweite Kammer II eingeschaltet, weil die
Verhältnisse so sind, daß der Leitungsdruckabfall im Verhältnis zum Ansteigen des
Zylinderdruckes (Länge der Füllzeit) in viel kürzerer Zeit erfolgt. Der Steuerkolben
i bewegt sich daher sehr rasch in seineEndlage, da er keinen genügenden Widerstand
von dem Bremszylinderdruck bekommt.
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Will der Lokomotivführer die maximale Bremswirkung etwas verkleinern,
so erhöht er den Leitungsdruck um eine entsprechende Größe. Der Steuerkolben i bewegt
sich dann wieder entsprechend nach unten. Die Ledermanschette 115 der Kolbenstange
2 gibt dann die Öffnungen 34 zu der Kammer II wieder frei, wodurch die Luft in dieser
durch die Öffnungen 34 und die Nuten 21 der Kolbenstangenverlängerung 211 in den
Federraum und von hier durch die Öffnung 5¢ ins Freie entweichen kann. Wird der
Druck in der Leitung nicht weiter erhöht, so bleibt der Steuerkolben i stehen, wenn
so viel Luft aus dem Bremszylinder C
über das Auslaßventil 16 und
die- Auspufföffnungen i¢ und 54 ins Freie entwichen ist, daß die Schieberfeder i
i den Auslaßkolben 12 in die Höhe drückt und das Auslaßventil 16 schließt. So kann
durch Erhöhen des Leitungsdruckes die Bremskraft stufenweise vermindert werden.
Während dieses Vorganges bleibt die Kammer I dauernd mit der Leitung in Verbindung.
Erst wenn der Leitungsdruck auf die vor der Bremsung gewesene Spannung erhöht wird,
bewegen sich der Steuerkolben i und Auslaßkolben 12 wieder in ihre tiefste Lage,
wie in Abb. i gezeigt. Die restliche Luft aus dem Breniszylinder entweicht dann
über das Auslaßventil 16 und die Auspufföffnungen 14 und 54 ins Freie. Gleichzeitig
oder kurz vorher hat. die Ledermanschette 115 der Kolbenstange :2 die Verbindung
zwischen der Kammer I und der Leitung unterbrochen, indem sie die Löcher 18 geschlossen
hat. Nachdem diese Verbindung unterbrochen ist; wird die Auspufföffnung i9 freigegeben,
wodurch sich die Kammer I über die öffnung i9 und Nuten 21 in der Kolbenstangenverlängerung
2a und Auspufföffnung 54 wieder entlüftet.
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Bei Schnell- und Personenzugbremsen, die eine sehr kurze Füllzeit
im Verhältnis zu der Güterzugbremse haben, ist es erwünscht und auch zulässig, bei
Schnellbremsungen eine erhebliche Menge von Leitungsluft in den Bremszylinder überströmen
zu lassen, um die Bremskraft zu verstärken und um die rasche Druckverminderung in
der Leitung noch weiter zu beschleunigen. Um dies zu erreichen, ist die Kammer II
über ein federbelastetes Rückschlagventil 75. mit - dem Kanal 22 zum Bremszylinder
durch die Rohrleitungen 74 und 76 verbunden. Bei Schnellbremsungen öffnet sich daher
das Rückschlagventil 75 durch den hohen Leitungsdruck und läßt plötzlich Leitungsluft
in den Bremszylinder strömen. Nach Erreichen eines bestimmten Zylinderdruckes von
z. B. 1,5 Atm. schließt sich das Rückschlagventil durch die gewählte Spannung seiner
Belastungsfeder und den Zylinderdruck. Damit dieser Vorgang gut zur Wirkung kommt,
wird der Durchgang vom Hilfsluftbehälter zum Bremssteuerventil entsprechend gedrosselt.