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Führerbremsventil für Luftdruckbremsen Die Erfindung betrifft ein
Führerbremsventil für Luftdruckbremsen, das mit einem kolbenförmigen Ventilorgan
versehen ist, das zwischen dem Hauptbehälter für das Bremssystem und einer durch
den Zug gehenden Bremshauptleitung in einem Ventilgehäuse beweglich angeordnet ist
und dadurch, daß es auf der einen Seite dem Drucke der Hauptleitung ausgesetzt ist
und auf der anderen Seite durch einen Schalthandgriff o. dgl. betätigt wird, einer
veränderlichen, seine Eilistellung veranlassenden Belastung unterworfen ist.
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Der Gegenstand der Erfindung unterscheidet sich von den bekannten
Ausführungsformen derartiger Ventile durch eine bauliche Verbesserung des Ventilorgans,
welches erfindungsgemäß die Form eines Hohlkolbens erhält, der in einer im Ventilgehäuse
zwischen dem Hauptbehälter und der Hauptleitung angeordneten Scheidewand verschiebbar
ist und in seiner äußeren, gegen diese Scheidewand abgedichteten Fläche eine Anzahl
parallel zur Kolbenachse verlaufender, gegebenenfalls verschieden langer Ventilnuten
aufweist, während in ihm ein federbelasteter Ventilkörper verschiebbar angeordnet
ist, der mit der Ventilöffnung für die Verbindung der Haupt-Leitung mit der Atmosphäre
zusammenwirkt.
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Die Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind eine weitgehende
Einfachheit in der Bauart und eine große Empfindlichkeit im Betrieb, so daß das
Ventil alle Forderungen erfüllt, welche an eine neuzeitliche Druck-Luftbremse gestellt
werden. Auch ist die Vorrichtung nach der Erfindung außerordentlich geeignet für
die Zusammenarbeit mit gewöhnlichen Kontrollern aller Art, welche beispielsweise
auf elektrischen Fahrzeugen, wie Straßenbahnwagen, verwendet werden, indem die vom
Ventil eingestellte Bremskraft vollständig proportional der Verdrehung der Kontrollerkurbel
sich ändert, d. h. proportional mit dem Drehwinkel der Kontrollerkurbel in der einen
Richtung zunimmt und auf gleiche Weise beim Drehen in der anderen Richtung der Kurbel
bis auf eine Normallage, welche den gelösten Bremsen entspricht, abnimmt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt: Abb. r einen Schnitt durch das Führerbremsventil und Abb. :2 ein Schema
zur Darstellung der Handhabung des Ventils im Zusammenhang mit dem Kontroller eines
Straßenbahnwagens oder einer elektrisch betriebenen Lokomotive.
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Beim ersten Blick auf die Zeichnung fällt sofort auf, wie ungemein
einfach das Führerbremsventil gemäß der Erfindung im Vergleich zu den bisherigen
Ventilen der gleichen Art ist. Es besteht aus dem Ventilgehäuse r, dessen Hohlraum
durch eine Wand 2 in zwei Kammern 5 und q. aufgeteilt ist, von denen die erstgenannte
g mit einem Stutzen 5 an den Hauptbehälter des Bremssystems und die letztgenannte
q. mit einem anderen Stutzen 6 an die Hauptleitung des Zuges angeschlossen ist._
Von der Kammer 4 führt auch noch eine
Üffnung 7 ins Freie, und um
diese Öffnung ist auf der Innenseite der Kammer ein Ventilsitz 8 vorgesehen.
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Das Innere des Ventilgehäuses ist zylinderförmig und nimmt einen Kolben
9 in sich auf, der sich durch die Kammer 3 und die Zwischenwand 2 erstreckt, so
daß er an diesem Ende dem Druck in der Hauptleitung (durch den Stutzen 6) ausgesetzt
ist. Das andere Ende des Kolbens 9 oder ein damit verbundener Teil (z. B. eine Kolbenstange)
ist durch das Ventilgehäuse i hindurchgeführt, wie es später näher beschrieben ist.
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Der Kolben 9 ist hohl, und im Hohlraum ist cin in der Längsrichtung
verschiebbarer, mit einem Aufsatz ioa auf dem Kolben ruhender Ventilkörper io angebracht,
der am äußeren Ende mit einer Ventilscheibe ii zwecks Zusammenwirkung mit dem Ventilsitz
8 versehen ist und unter dem Einfluß einer Feder 12 stellt, welche das Bestreben
hat, . die Ventilscheibe i i an den Ventilsitz 8 angepreßt zu halten. Durch den
Ventilkörper io und die Scheibe ii führt eine Bohrung i3, welche mittels der öffnung
7 den Hohlraum des Kolbens 9 mit der freien Luft in ständige offene Verbindung setzt,
so daß die Bewegungen des Ventils nicht durch Luftkompression oder Undichtigkeiten
gehemmt werden können. Aus diesem Grunde muß jedoch der Ventilkörper io im Kolben
9 abdichtend geführt sein, beispielsweise in der in der Zeichnung dargestellten
Weise.
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Der Kolben 9 ist ebenfalls abdichtend im Ventilgehäuse geführt, und
zwar teils derart, daß die Kammer 3 von der freien Luft ständig abgesperrt ist,
und teils so, daß sie normal von der Kammer 4 abgesperrt ist. Indessen sind an der
Außenfläche des Kolbens 9 axial verlaufende I Nuten. 14 o. dgl. vorgesehen, die
sich bei der in der Zeichnung dargesteIIten Normalstellung des Kolbens von der Scheidewand
2 aus in die Kammer,3 erstrecken. In demjenigen Teil der Scheidewand 2, der die
Führung für den Kolben 9 bildet, finden sich ähnliche Nuten i5, gegebenenfalls von
verschiedener Länge vor, die sich von der Kammer 4 aus nach der Kammer 3 erstrecken,
aber nicht ganz bis zu dieser reichen.
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Wie oben angedeutet, ist der Kolben 9 in an sich bekannter Weise belastet.
Diese Belastung ist auch in bekannter Weise veränderlich, und das Arbeiten des Ventils
ist auf dieser Belastungsveränderung begründet. Bei der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsform besteht die Belastung aus einem lamellierten Gewicht, dessen einzelne
Lamellen j e für sich angehoben werden können, um die Maximalbelastung stufenweise
vermindern zu können. Diese Vorrichtung kann natürlich auch durch verschiedenartige
andere Organe ersetzt werden, beispielsweise durch eine Feder mit veränderlicher
Belastungswirkung, ein auf einem Hebel verschiebbares Gegengewicht, ein Hebelstangensystem
mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis o.dgl., denn die Hauptsache ist nur, daß
die auf dem Kolben 9 ruhende Belastung je nach Bedarf veränderlich ist.
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Bei der dargestellten Ausführung ist nun als Kolbenbelastung ein lamelliertes
Gewicht verwendet, und dieses besteht aus den fünf Lamellen 16, 17, 18, 19 und 2o.
Hierdurch kann man eine Vollbremsung oder Entbremsung stufenweise in fünf Stufen
erhalten, was für alle praktischen Zwecke genügen dürfte, jedoch steht natürlich
nichts im Wege, die Anzahl der Lamellen je nach Bedarf und Belieben zu vergrößern
oder vermindern mit entsprechender Veränderung der Anzahl Bremsstufen. Bei Verwendung
einer veränderlichen Federbelastung o. dgl. wird die Bremsung und Entbremsung nicht
stufenweise, sondern allmählich mit gleichmäßiger Erhöhung oder Verminderung der
Bremswirkung erfolgen. Die Maximalbelastung des Kolbens 9 sollte auf jeden Fall
so groß sein, daß der Kolben unter Aufhebung der Belastung durch den in der Hauptleitung
bzw. der Kammer 4 herrschenden Druck, der bei gelösten Bremsen aufrechterhalten
wird, nicht nach oben verschoben wird.
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Die Gewichtslamellen 16 bis 2o sind mit Zapfen 21 derart miteinander
verbunden, daß eine obenliegende Lamelle nach einer gewissen Anhebung die nächste
unter ihr befindliche Lamelle anhebt. Die nicht angehobenen Lamellen haben jedoch
eine gewisse Bewegungsfreiheit nach unten, welche genügend ist, damit der Kolben
9 so weit nach unten sinken kann, daß die Nuten 14 mit den Nuten 15 in Verbindung
kommen. Die oberste Lamelle 16 ist mit einem Zapfen 22 mit einer vorzugsweise mit
mehreren Gewinden versehenen Schraube 23 mit großer Steigung verbunden, i und die
Schraube ist am freien Ende zur Anbringung eines Handgriffes eingerichtet. Die Gewichtslamellen
16 bis 2o sind vorzugsweise in einem Gehäuse 24 angebracht, das eine Verlängerung
des Ventilgehäuses i bildet, und wenn das Gehäuse 24 geschlossen ist, müßte es natürlich
mit Ventilationslöchern 25 versehen sein, um Luftkompression durch die Bewegungen
des Kolbens 9 oder Drucksteigerungen infolge Undichtigkeiten, z. B. von der Kammer
3, zu verhindern.
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Die Wirkungsweise des neuen Führerbremsventils ist folgende: In Normalstellung
nehmen die Teile des Ventils die in der Zeichnung dargestellten Stellungen ein,
die Bremsen sind gelöst, und die Hauptleitung ist vorn Hauptdruckbehälter
abgesperrt.
Wenn der Druck in der Hauptleitung durch unvermeidliche Undichtigkeiten sinken sollte,
so wird der Druck in der Kammer 4 auf der Unterseite des Kolbens 9 vermindert, und
infolgedessen sinkt der Kolben nach unten, wodurch die Nuten 14 mit den Nuten 15
in Verbindung gesetzt werden. Hierdurch wird Verbindung mit dem Hauptbehälter hergestellt,
bis der Druck in der Hauptleitung wieder auf normale Höhe gestiegen ist und der
Kolben 9 sich dann wieder nach oben bewegt und die Verbindung unterbricht. Das Ventil
dient somit als Hauptleitungsdruckregler und hält einen konstanten Druck in der
Hauptleitung aufrecht.
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. Bei Bremsung wird die auf den Kolben wirkende Belastung vermindert,
beispielsweise wie auf der Zeichnung dargestellt durch Drehen der Schraube 23, so
daß die eine Gewichtslamelle 16 bis 2o nach der andern angehoben wird, wodurch der
Kolben 9 durch den in der Hauptleitung (Kammer 4) herrschenden Druck nach oben verschoben
wird. Hierdurch wird offenbar keine Verbindung zwischen der Hauptleitung und dem
Hauptbehälter durch die Nuten 14, 15 hergestellt, jedoch wird der Kolben mit den
Ansätzen 1o« den Ventilkörper 1o anheben, so daß die Ventilscheibe i i von ihrem
Sitz 8 angehoben wird und die Hauptleitung durch die Kaminer 4 und die Öffnung 7
mit der freien Luft in Verbindung gesetzt wird. Hierbei erfolgt die Bremsung in
üblicher Weise durch Drucksenkung in der Hauptleitung, und wenn diese Drucksenkung
so weit fortgeschritten ist, daß der Druck nicht mehr ausreicht, den Kolben. 9 mit
den darauf wirkenden Gewichten oben zu halten, sinkt der Kolben wieder nach unten,
wodurch die Verbindung der Hauptleitung mit der freien Luft unterbrochen wird; und
die Bremswirkung wird bei dem Wert gehalten, den sie durch die Drucksenkung erhalten
hat, wobei jedoch die Hauptleitungsdruckreglung in gleicher Weise wie oben beschrieben
erfolgt, wenn der Druck in der Hauptleitung infolge von Undichtigkeiten unter den
der teilweisen Entlastung des Kolbens entsprechenden Wert sinken sollte.
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Wünscht man eine stärkere Bremswirkung, so wird der Kolben 9 noch
weiter entlastet, und hierbei wiederholt sich der oben beschriebene Bremsungsverlauf,
wobei jedoch der Druck in der Hauptleitung entsprechend der weiteren Entlastung
des Kolbens weiter gesenkt und infolgedessen die Bremswirkung größer wird.
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Soll dagegen während einer Bremsung die Bremswirkung abgeschwächt
oder sollen die Bremsen ganz gelöst werden, so wird die Belastung des Kolbens 9
vergrößert, was zur Folge hat, daß die Nuten 14 und 15 miteinander und der Hauptbehälter
mit der Hauptleitung verbunden werden und der Druck in der letzteren erhöht wird,
und hierdurch wird eine abgeschwächte Bremswirkung oder bei erfolgter Maximalbelastung
des Kolbens eine rollständige Entbremsung erzielt.
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Aus dem Angeführten dürfte somit hervorgehen, daß ein Herumdrehen
der Schraube 23 von ihrer Stellung entsprechend ganz gelösten Bremsen, d. h. bei
Maximalbelastung des Kolbens 9, in eine Stellung, in welcher die Kolbenbelastung
mehr oder weniger verkleinert ist, eine mehr oder weniger wirksame Bremsung verursacht,
und daß die Bremswirkung zur Drehung der Schraube in ein und derselben Richtung
in direktem Verhältnis steht. Die Handhabung ist demnach die denkbar einfachste.
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In Abb.2 ist schematisch ein Kontroller eines Straßenbahnwagens oder
einer elektrischen Lokomotive mit dem Schalter in Neutrallage A dargestellt, in
welcher sowohl die Motoren als auch die Bremsen ausgeschaltet sind. Ein Drehen des
Schalters im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers von A nach B kann beispielsweise
dem Bremsen mit gesteigerter Bremswirkung, je nachdem der Schalter dem Punkt B näher
kommt, entsprechen und ein Drehen im umgekehrten Sinne von A nach G1 und C-' dem
Einschalten der Motoren in üblicher Weise entsprechen. Wenn man nun die Schraube
23 o. dgl. am Führerbrernsventil nach der Erfindung mit diesem Kontrollerschalter
derart vereinigt, daß sie bei Drehung des Schalters von A bis B und zurück von
B bis A diesem stets mitfolgt, jedoch nicht mitgenommen wird, wenn
der Schalter auf dem Gebiet A-Cl-C' hin und her gedreht wird, so erhält man die
pneumatische Bremsung gleichzeitig und gleichförmig wie die elektrische. Es dürfte
ferner klar sein, .daß main das Führerbremsventil nach der Erfindung mit einem Kontroller
vereinigen kann, auch wenn der elektrisch betriebene Wagen keine elektrische, sondern
nur eine Luftdruckbremse hat.
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Wenn das Führerbremsventil nach der Erfindung beispielsweise auf einer
Dampflokomotive verwendet wird, kann es derart angeordnet sein, daß man mit einer
Drehung der Schraube 23 auch eine ständige Verbindung zwischen Hauptbehälter und
Hauptleitung herstellen kann, um beispielsweise bei langen Güterzügen eine schnellere
Drucksteigerung in der Hauptleitung beim sogenannten Laden zu erzielen. In dieser
Stellung werden dann auch die kürzeren Nuten 15 den Durchlaufsquerschnitt -zwischen
den Kammern 3 und 4 vergrößern. Man kann auch die Verbindung. zwischen der Schraube
23 und den Belastungsgewichten 16 bis 2o derart anordnen,
daß man
nach vorgenommener Maximal-, stufenweiser Bremsung (Abschwächung der Belastung)
bei weiterer Drehung der Schraube oder Handhabung des Equivalents der Schraube eine
maximale und ständige Verbindung zwischen Hauptleitung und der freiell Luft erhält,
zum Zwecke bei Schnellbremsung eine möglichst schnelle Entleerung der Hauptleitung
zu erhalten: