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Luftbremseinrichtung. Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftbremseinrichtung
und insbesondere eine solche, bei der selbsttätig aufeinanderfolgende Druckverminderungen
in der Zugleitung und dementsprechend aufeinanderfolgende Bremsungen bewirkt werden.
Diese Art der Bremsung entspricht- der bekannten zweistufigen Druckverminderung,
wie sie bisher von Hand besonders bei langen Zügen geregelt wurde. Bei dieser bekannten
Einrichtung nimmt der Zugführer zuerst eine geringe Zugleitungsdruckverminderung
vor, um ein leichtes Anziehen der Bremsen zu bewirken, und dann nach einem bestimmten
Zeitraum, der zur Fortpflanzung der Druckverminderung auf den ganzen Zug genügt,
eine zweite stärkere Verminderung des Zugleitungsdruckes, die die gewünschte Bremsung
bewirkt.
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Der vor der zweiten Zugleitungsdruckverminderung vergehende Zeitraum
sollte entsprechend der Zeit verändert werden, die für die Fortpflanzung der Druckverminderung
benötigt wird, die selbst aber wieder von- der Länge des Zuges abhängig ist.
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Um dieses Ziel zu verwirklichen, sind gemäß vorliegender Erfindung
Einrichtungen vorgesehen, die selbsttätig aufeinanderfolgende Verminderungen des
Zugleitungsdruckes bewirken. Hierbei wird die Zeit zwischen Ende der ersten Druckverminderung
und Beginn der zweiten Druckverminderung je nach der Zeit verändert, die erforderlich
ist, um die erste Druckverminderung in der Zugleitung durchzusetzen. Je länger der
Zug und je größer der Zeitraum, der für die erste Druckverminderung benötigt wird,
ist, um so größer ist demnach gemäß der Erfindung der Zeitraum, der vor der Einleitung
der zweiten Druckverminderung verstreicht.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Einrichtungen
vorgesehen sind; die selbsttätig aufeinanderfolgende Zugleitungsdruckverminderungen
bewirken, wobei ein Versagen des Auslaßventils, z. B. ungenügendes Schließen, für
die Erreichung der gewünschten Leitungsdruckverminderung nicht schädlich ist, und
wobei solche Druckverminderungen entweder sich aus aufeinanderfolgenden Verminderungen
oder einer entsprechenden zusammenhängenden Druckverminderung ergeben.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Die Bremseinrichtung enthält ein Bremsventil i mit einem Auslaßventil,
ein Steuerventil 2, ein Stufenventil 3 zur Erzeugung aufeinanderfolgender Zugleitungsdruckverminderungen,
ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil q. und ein Anzeigeventil 5.
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Das Bremsventil enthält ein Gehäuse mit
einer Ventilkammer
6 und einen von einem Handgriff 8 zu betätigenden Drehschieber 7 sowie das Auslaßventil,
das aus einem Kolben 9 mit von ihm betätigtem Auslaßventilkörper io besteht.
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Die auf einer Seite des Kolbens 9 befindliehe Kammer i i steht mit
einer Ausgleichskammer 12 in Verbindung, während die ihm gegenüberliegende Kammer
13 an die übliche Zugleitung 14 angeschlossen ist.
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Das Steuerventil 2 besteht aus einem in einer Kolbenkammer 15 enthaltenen
Kolben 32 und einem in einer Kammer 17 enthaltenen Schieber 16. Im Stufenventil
3 sind die Kolbenkammern 18 und 1g mit den Differentialkolben 2o und 21 enthalten.
Die beiden Kolben sind durch eine Stange 22 verbunden und steuern einen Schieber
23 in der zwischen ihnen liegenden Schieberkammer 24.
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Das Ventilgehäuse enthält ferner einen Kolben 26 in einer Kolbenkammer
25 und in einer Ventilkammer 27 einen Schieber 28, der durch den Kolben 26 betätigt
wird.
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Das Magnetventil 4 setzt sich aus einem Magneten 29 und einem von
diesem betätigten Doppelsitzventil 30, 31 zusammen. Der Elektromagnet wird je nach
den Betriebsbedingungen gesteuert.
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Wird der Magnet erregt, so schließt er das Ventil 3o und unterbricht
dadurch die zur Kolbenkammer 15 führende Leitung 33 von ihrer Verbindung mit der
Atmosphäre. Aus dem Hauptbehälter 34 wird der Kammer 17 durch die Leitung 35 und
die Kanäle 36 und 37 Druckluft zugeführt; sie fließt dann durch die verengte Bohrung
38 im Kolben 32 zur Kolbenkammer 15. Da sich nun auf beiden Seiten des Kolbens 32
die Drücke ausgleichen, hält die Feder 3,9 den Kolben in der gezeichneten
Lösestellung. Der Auslaßkanal 4o des Auslaßventils io führt durch eine verengte
Bohrung 41 ins Freie. Der Auslaßkanal 40 ist ferner durch eine Leitung 42 mit der
Kolbenkammer 18 des Stufenventils 3 verbunden, so daß in der Kolbenkammer 18 atmosphärischer
Druck herrscht,. solange das Auslaßventil io geschlossen ist. Ebenso herrscht in
der Schieberkammer z4 atmosphärischer Druck infolge ihrer Verbindung mit Kanal 43
im Schieber 23, Kanal 44, Rückschlagventil 45, Kanal 46, Leitung 47, Kanal 48, Schieberhöhlung
49 in 16 und Auslaßkanal 50. Die Zugleitung 14 hängt durch den Kanal 51 j mit der
Kolbenkammer i9 zusammen. Wenn die Kammer 24 und die Kolbenkammer 18 mit atmosphärischem
Druck beaufschlagt sind, hält der Zugleitungsdruck in der Kolbenkammer ig den Kolben
21 in seiner gezeichneten oberen Lage. Infolge ihrer Verbindung mit dem Kanal 44
steht auch die Schließkammer 52 unter atmosphärischem Druck. In der Normalstellung
des Schiebers 23 mündet die Kolbenkammer 25 durch Kanal 53, Höhlung 54 im Schieber
23, Kanal 55 und verengte Bohrung 56 ins Freie. Die Feder 57 hält demnach den Schieber
28 und den Kolben z6 in der gezeichneten Lage, da auch die Ventilkammer 27 durch
die Bohrung 58 ins Freie mündet.
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Eine erste Entlüftungskammer 59 ist mit einer zweiten Entlüftungskammer
6o durch Leitung 61, Kanal 62, Höhlung 63 im Schieber 28, Kanal 64 und Leitung
65 verbunden.
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Eine Zeitbegrenzungskammer 66 steht durch Kanal 67, verengten Durchgang
68, Rückschlagventil 69 und Kanal 53 mit der Atmosphäre in Verbindung. Außerdem
ist der Kanal 67 über die Ventilkammer 27 in der normalen gezeichneten Stellung
des Schiebers 28 mit der Atmosphäre verbunden.
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Wenn der Magnet 29 stromlos wird, öffnet sich das Ventil
30 und läßt aus der Kolbenkammer 15 des Steuerventils 2 über die Leitung
33 und den Auslaßkanal 7o Druckluft aus.
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Durch den Luftdruck in der Kammer 17 wird hierauf der Kolben 32 so
betätigt, daß er den Schieber 16 in eine Stellung bewegt, bei der die Ausgleichskammer
12 und die Ventilkammer i i des AuslaBventils mit der ersten Entlüftungskammer 59
über Kanal 71, Höhlung 72 im Schieber 16, Kanal 73 und Leitung 61 verbunden sind.
Durch den Ausgleich in die erste Entlüftungskammer 59 wird hiermit der Druck in
der Ausgleichskammer 12 vermindert, und zwar entsprechend dem Volumen der betreffenden
Behälter. Zweckmäßig werden diese Volumina so gewählt, daß eine Druckverminderung
von etwa % Atm. sich einstellt.
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Der Kolben g bewegt sich nun infolge des in der Kammer 13 herrschenden
Zugleitungsdruckes so, daß er das Auslaßventil io öffnet und Druckluft aus der Zugleitung
14 zum Auslaßkanal 4o fließen läßt. Hat sich der Zugleitungsdruck so weit gesenkt,
daß er etwas kleiner ist als der Druck in der Ausgleichskammer 12, so schließt der
Kolben 9 das Auslaßventil io.
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Die zum Auslaßkanal 40 eingelassene Luft fließt durch die verengte
Bohrung 41 ins Freie, und zwar in etwas kleinerer Menge, als Druckluft aus der Zugleitung
dem Kanal 40 zugeführt wird. Infolgedessen steigt der Luftdruck in der Leitung 42
und in der Kolbenkammer 18 des Stufenventils 3. Die Druckerhöhung in der Kolbenkammer
r8 hängt von der Druckverminderung in der Zugleitung und damit im Kolben ig sowie
von den Flächen der Kolben 2o und 21 ab. Hat sich der Luftdruck in der Kolbenkammer
18 auf einen bestimmten Betrag erhöht - z. B. 2,5 Atm. ; so bewegt der
Kolben
2o den Schieber 23 in eine Stellung, bei der der Kanal 53 durch die Schieberhöhlung
54 mit dem Kanal 74 verbunden ist. Dem Kanal 74 wird durch ein Druckminderungsventil
75 Druckluft mit geringerer Pressung als der des Hauptbehälters zugeführt. Die der
Kolbenkammer 25 zugeführte Druckluft mit der vom Druckminderungsventil erzeugten
Pressung bewegt den Kolben 26 und mit ihm den Schieber 28 so, daß die Verbindung
zwischen den Kanälen 62 und 64 abgeschnitten wird. Demnach steht während der ersten
Zugleitungsdruckverminderung nur die erste Entlüftungskammer 59 mit der Ausgleichskammer
12 in Verbindung.
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Die vom Druckminderungsventil kommende Luft fließt auch über Kanal
53, den verengten Durchgang 68 und Kanal _ 67 zur Zeitbegrenzungskammer 66, die
mit einer bestimmten Luftmenge in der Zeiteinheit aufgeladen wird, solange der Kolben
2o den Schieber 23 in seiner unteren Stellung hält. Die Schließkammer 52 wird mit
Zugleitungsdruck aufgeladen durch Kanal 76, Höhlung 49 im Schieber 16, Kanal 48,
Leitung 47, Kanal 77, Höhlung 78 im Schieber 23 und Kanal 44. Die Bewegung des Schiebers
23 in seine untere Stellung hat auch die Verbindung der Kammer -24 mit der Atmosphäre
durch Kanal 43 und Auslaßkanal 79 zur Folge. Auf diese Weise wird in der Kammer
24 ein Ansammeln von Druckluft verhindert, das der Wirkungsweise der Bremseinrichtung
während der ersten Stufe schädlich sein würde.
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Beim Heruntergehen auf seinen Sitz verringert das Auslaßventil io
die aus der Zugleitung zuni Auslaßkanal fließende Luftmenge. Wenn diese durchfließende
Luftmenge geringer wird als die durch die Bohrung 41 ins Freie austretende Luftmenge,
so verringert sich der Druck in der Leitung 42 und in gleichem Maße der Druck in
der Kolbenkammer i8, bis der in der Kolbenkammer i9 herrschende Zugleitungsdruck
ausreicht, den Kolben 2,1 in seine obere Lage zu schieben.
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Wenn das Auslaßventil infolge eine zwischen das Ventil und seinen
Sitz geratenen Fremdkörpers nicht ordentlich schließt, so daß z. B. eine Druckluftmenge
hindurchtritt, die geringer ist als die durch .li austretende Luftmenge, so wird
hiervon die Tätigkeit des Stufenventils 3 nicht berührt. Bleibt das Ventil io soweit
offen, daß es eine größere Druckluftmenge hindurchläßt, so tritt zwar das Stufenventil
nicht in Tätigkeit, aber die durch das Ventil io austretende Lufttnenge genügt dann,
um eine solche Druckverminderung in der Zugleitung zu bewirken, daß eine volle Bremsung
eintritt.
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Die Aufwärtsbewegung des Kolbens 21 hat die Bewegung des Schiebers
23 in eine solche Lage zur Folge, daß der Kanal 53 über Schieberhöhlung 54., Kanal
55 und verengte Auslaßbohrung 56 mit der Atmosphär° verbunden wird. Hierauf vermindert
sich der Druck in der Kolbenkammer 25 und in der Zeitbegrenzungskammer 66 auf einen
bestimmten Betrag. Wenn dieser bestimmte Betrag in der Kolbenkammer 25 erreicht
ist, so schiebt die Feder 57 den Kolben 26 und den Schieber 28 in die linke äußere
Stellung.
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Bei dieser Bewegung gibt der Schieber 28 den Kanal 67 frei, so daß
die in der Zeitbegrenzungskammer 66 noch enthaltene Luft in die Ventilkammer 27
übertritt und die Linksbewegung des Kolbens 26 unterstützt.
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In der gezeichneten Stellung des Schiebers 28 sind die Kanäle 62 und
64 durch die Schieberhöhlung 63 miteinander verbunden, so daß die beiden Entlüftungskammern
59 und 6o miteinander in Verbindung stehen. Es erfolgt also eine weitere Druckverminderung
der Ausgleichskammer i2 durch den Luftübertritt in die zweite Entlüftungskammer.
Infolgedessen wird der Kolben 9 wiederum betätigt, so daß er das Auslaßventil io
öffnet und so eine zweite Zugleitungsdruckverminderung bewirkt.
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Bei der ersten Zugleitungsdruckverminderung tritt die Luft in den
Auslaßkanal 4o und in die Leitung 42 über, wodurch eine Druckerhöhung in der Kolbenkammer
18 hervorgerufen wird. Eine nochmalige Abwärtsbewegung des Kolbens 2o ist jedoch
dadurch verhindert, daß bei der ersten Stufe die Schließkammer 52 mit Zugleitungsdruck,
wie oben beschrieben, aufgeladen wurde. Der Druck in der Schließkammer 52 teilt
sich deshalb der Ventilkammer 24 mit, wenn der Schieber :23 in seine obere Stellung
gelangt.
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Diese auf die größere Kolbenfläche 2o wirkende Druckluft zusammen
mit dem Zugleitungsdruck in der Kolbenkammer i9 verhindert die Abwärtsbewegung des
Kolbens 2o.
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Nach einer selbsttätigen Bremsung gelangt das Ventil 3o bei Wiedererregung
des Magneten 29 auf seinen Sitz. In der Kolbenkammer 15 des Steuerventils 2 erhöht
sich der Druck durch den Luftzutritt aus der Kammer 17 durch die Bohrung 38. Da
sich nun die Drücke auf beiden Seiten des Kolbens 32 ausgleichen, bewegt die Feder
39 den Kolben 32 und den Schieber 16 zurück in ihre normale Lösestellung.
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Beim Betriebe der beschriebenen Bremseinrichtung hängt der Pressungsgrad,
bis zu dem die Zeitbegrenzungskammer durch den verengten Durchgang aufgeladen wird,
von der Zeit ab, während welcher das Auslaßventil io offen steht; letztere wiederum
ist abhängig von der Länge des Zuges, den Undichtheiten
der gesamten
Zugleitung und der Höhe des Zugleitungsdruckes. Durch die Zeitbegrenzungskammer,
die mit einer bestimmten Luftmenge in der Zeiteinheit zur Veränderung der Zeiten
aufgeladen wird, wird die Möglichkeit einer selbsttätigen Zeitregelung geschaffen,
die den jeweiligen veränderten Betriebsbedingungen entspricht.