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Ventil zur Regelung des Luftdurchflusses durch eine Leitung Die Erfindung
betrifft ein Ventil zur Rege, lung des Durchflusses von Druckluft durch eine Leitung,
insbesondere einen Kupplungshahn für Luftbremseinrichtungen an Eisenbahnen und anderen
Fahrzeugen.
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Wenn ein Kupplungshahn bekannter Bauart an einer-: Stelle eines Eisenbahnzuges
geschlossen wird, sei es zufällig oder unbefugt, so können die hinter dem geschlossenen
Kupplungshahn befindlichen Bremsen nicht vom 'Zugführer betätigt werden.
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Es handelt sich beim Gegenstand der Erfindung um ein Ventil zur Regelung
des Luftdurch-Russes, bei dem für gewöhnlich eine Verbindung der beiden Seiten des
A'bschlußorganes selbsttätig aufrechterhalten wird. Die Erfindung besteht nun bei
dieser Art von Ventilen in der besonderen Steuereinrichtung eines Kolbens. Dieser
wird nämlich gemäß der Erfindung durch die an der einen oder anderen oder auch an
beiden Seiten des Abschlußorganes herrschenden Druckverhältnisse in der Leitung
beeinflußt und durch eine Druckänderung, die durch ein von Hand betätigtes Ventil
hervorgerufen wird, derart gesteuert, daß er nur zeitweise den Luftdurchfluß von
der einen zur anderen Seite des Abschlußorganes unterbricht oder drosselt.
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Es sind bereits Ventile zur Regelung des Luftdurchflusses durch eine
Leitung bekannt geworden, bei denen auch in der Schließstellung des Abschlüßorganes
Luft von der einen zur anderen Seite des Abschlußorganes fließen kann. Beim Gegenstand
der Erfindung ist jedoch eine von Hand zu betätigende Vorrichtung vorgesehen, mittels
der dieser Luftdurchgang zeitweise unterbrochen oder gedrosselt werden kann. Diese
Einrichtung hat insbesondere den Vorteil, daß beim Abkuppeln eines Fahrzeuges kein
unerwünschter Luftverlust eintritt und keine unbeabsichtigte Bremsung stattfindet.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, bei der die
Luft von der einen zur anderen Seite des geschlossenen Hahnes durch eine Umleitung
fließt, in der ein Ventil angeordnet ist, soll das Ventil in der Umleitung bei geschlossenem
Hahn durch den Luftdruck geöffnet werden, der im Kanal herrscht, durch den bei einer
bestimmten Stellung des Hahnes zeitweise nur ein gedrosselter Luftstrom fließt.
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Eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes bezieht sich
auf ein mit einem steuerbeeinflußten Kolben o. dgl. verbundenes, von Hand zu betätigendes
Ventil, mittels dessen die Verbindung der beiden Seiten des geschlossenen Hahnes
nur zeitweise unterbrochen werden kann.
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In der für gewöhnlich offenen Umleitung tun den Hahn herum ist gemäß,
einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ein Ventil angeordnet,
das durch den im Kanal herrschenden, auf eine Seite eines Kolbens wirkenden Luftdruck
geöffnet und durch Auslaß, von Luft von dieser
Kolbenseite über
ein Ventil geschlossen werden kann, das durch einen federbeeinflußten Kolben o.
dgl. betätigt wird.
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Endlich kommt auch noch eine Ausführungsform der Erfindung in Betracht
mit einem Ventil, welches mittels Druckluft, die durch ein von Hand betätigtes Ventil
gesteuert wird, geschlossen und in der Schließstellung noch eine bestimmte 'Zeitspanne
gehalten wird, nachdem das für gewöhnlich geschlossen gehaltene, von Hand betätigte
Ventil geöffnet worden ist.
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Auf der Zeichnung ist in Abb. i ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Die Abb.2, 3 und 4 zeigen verschiedene Stellungen des Kükens des Kupplungshahnes.
Die Abb. 5 und 6 zeigen andere Ausführungsformen der Erfindung.
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Nach Abb. i bis 4 setzt sich der Kupplungshahn aus einem Gehäuse i
mit einem drehbaren Küken 2 zusammen, welches den üblichen Durchgang 3 enthält,
der in der offenen Stellung des Kükens den Kanal 4 der einen Seite 5 des Kupplungshahnes
mit dem zum 'Zugleitungsstutzen 7 führenden Kanal 6 verbindet.
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In dem Gehäuse i ist eine Umleitung 8, die von dem Kanal 4 abzweigt,
und eine vom Kanal 6 abzweigende Umleitung 9 sowie ein Ventilkolben io vorgesehen,
der zur Regelung der Verbindung zwischen den Umleitungen 8 und 9 dient. Wenn der
Ventilkolben io auf seinem Sitz ruht, so ist er auf seiner innerhalb des Sitzringes
i i befindlichen Fläche dem Druck in der Umleitung 9 unterworfen, während seine
äußere Fläche mit dem Kanal 4 in Verbindung steht. Eine Kammer 12 an der äußeren
Seite des Ventilkolbens i o ist mit einem Kanal 13 verbunden, der zum Sitz des Kükens
2 führt. Die Kammer enthält eine Schraubenfeder 14, die auf den Kolben i o einwirkt.
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In dem Küken 2 ist eine Höhlung 15 vorgesehen, die den Kanal 13 mit
dem Auslaß. 16 in allen den Stellungen des Kükens verbindet, in denen die Verbindung
zwischen den Kanälen 6 und 4 durch den Durchgang 3 unterbrochen ist.
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Wenn die Fahrzeuge eines Zuges gekuppelt sind und sich das Küken 2
in seiner offenen Stellung befindet (Abb. i), wobei der Durchgang 3 die Kanäle 4
und 6 verbindet, so kann die Zugleitung in der üblichen Weise mit Druckluft aufgeladen
werden. In dieser Stellung hat die Höhlung 15 des Kükens 2 keine Verbindung mit
dem Auslaß@ 16, aber sie verbindet die Kanäle 4 und 13. Infolgedessen fließt
Druckluft von dem Kanal 4 zur Kammer 12. Da die untere Seite des Ventilkolbens i
o nur dem gleichen, durch die Umleitungen 9 und 8 übermittelten Luftdruck unterworfen
ist, hält die Feder 14 den Ventilkolben io auf seinem Sitz.
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Wenn ein Kupplungshahn zufällig, absichtlich oder unbefugt geschlossen
wird (Abb. 2), so verbindet die Höhlung 15 den Kanal 13
mit dem Auslaß,
16, so daß die Druckluft aus der Kammer 12 ins Freie entweicht. Die Folge davon
ist, daß die auf die untere Seite des Ventilkolbens wirkende Druckluft den Ventilkolben
von seinem Sitz abhebt und eine Verbindung zwischen den Kanälen 6 und 4 durch die
Umleitungen 9 und 8 hergestellt wird. Es wird auf diese Weise selbsttätig eine Umleitung
um das geschlossene Küken durch die Bewegung des Kupplungshahnes in seine Schließstellung
geschaffen, und es kann Druckluft in beiden Richtungen durch den Kupplungshahn fließen,
so daß die Bremsen auf der ganzen Zuglänge genau so betätigt werden können, wie
wenn der Kupplungshahn nicht geschlossen wäre.
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Will man ein Fahrzeug, dessen Bremseinrichtung nicht mit Druckluft
aufgeladen ist, an einen 'Zug ankuppeln, dessen Bremssystem mit Druckluft aufgeladen
ist, so wird der Handgriff 17 des Kupplungshahnes am Zugende derart verdreht, daß
Druckluft durch die üblichen Schlauchanschlüsse zu dem nicht aufgeladenen Fahrzeug
fließen kann, und zwar langsam genug, damit hierbei nicht eine Gefahrbremsung an
den Bremsen des Zuges stattfindet (Abb.3). Hierbei befindet sich der Kupplungshahn
an dem nicht aufgeladenen Fahrzeug in seiner offenen Stellung. Aus dem Kanal 6 fließt
dann auch durch die Höhlung 15 und den Känal 13 Druckluft zur Kammer 12. Obgleich
auch Druckluft durch die Umleitung g zur Fläche innerhalb des Sitzringes i i gelangt,
bleibt der Ventilkolben io auf seinem Sitz zufolge der Einwirkung der Feder 14 und
der auf die größere Kolbenfläche wirkenden, in der Kammer 12 befindlichen Druckluft.
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Man sieht hieraus, daß. die Umleitung um das Küken 2 beim Anschließen
eines nicht aufgeladenen Fahrzeuges an den 'Zug nicht in der Zeit geöffnet wird,
während der das Fahrzeug mit Druckluft vom Zuge aus aufgeladen wird.
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Da im Schlauch am Ende des letzten Fahrzeuges des Zuges kein Druck
herrscht, steht die äußere Unterfläche des Ventilkolbens io unter Atmosphärendruck;
die Feder 14 hat genügend Kraft, um den Ventilkolben gegen den Zugleitungsdruck,
welcher durch die Umleitung-9 auf die Fläche innerhalb des Sitzringes i i einwirkt,
auf seinem Sitz zu halten. Infolgedessen kann an dem hinteren Zugende aus dem Kupplungshahn
über die Umleitung keine Druckluft entweichen.
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Aus Abb. 4 ist ersichtlich, daß. beim Fehlen
einer
Verbindung der Kanäle ¢ und 6 durch den Durchgang 3 die Umleitungen 9 und 8 durch
die Aufwärtsbewegung des Ventilkolbens io, infolge der Entlüftung der Kammer 12
durch den Kanal 13 und den Auslaß 16,
miteinander verbunden werden.
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Nach Abb. 5 ist der Kolben io mit einem ventilartigen Ansatz 18 ausgebildet,
der in einer entsprechenden Kammer des Gehäuses geführt wird und an seinem unteren
Ende einen Sitzring i9 hat. Der Ansatz 18 kann die Verbindung zwischen dem Kanal
9, der über einen Drosselstopfen 2o mit dem Kanal 6 in Verbindung steht, und dem
Kanal 8 regeln, der über einen Drosselstopfen 21 mit dem Kanal 4 in Verbindung steht.
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Das Gehäuse enthält ferner eine Kammer 22, die durch einen Kanal 24
mit der Kolbenkammer 23 verbunden ist und ein Ventil 25 enthält, das für gewöhnlich
durch eine Feder 26 auf seinem Sitz gehalten wird. An das Ventil 25 schließt sich
eine ausgekehlte Stange 27 an, die durch eine öffnung im Gehäuse hindurchgeht. An
dem äußeren- Ende der Stange 27 ist ein Druckknopf 28 ange= bracht. Ein verengter
Durchgang 29 verbindet die Kolbenkammer 23 mit der Umleitung 9 und ein verengter
Durchgang 3o die Umleitungen 8 und 9. Die Kammer 12 an der oberen Seite des Kolbens
mündet durch eine öffnung 31 ins Freie. In der offenen Stellung des Kükens 2 wird
die Zugleitung über Kanal 6, Durchgang 3 und Kanal 4 in der üblichen Weise aufgeladen.
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Die in dem Kanal 6 befindliche Druckluft fließt durch den Drosselstopfen
2o, die Umleitung 9 und den verengten Durchgang 3o in die Umleitung 8; ebenso fließt
aus dem Kanal 4 durch den Drosselstopfen 21 Druckluft in die Umleitung 8 und dann
durch den verengten Durchgang 29 in die Kolbenkammer 23 und weiter aus dieser durch
den Kanal 24 in die Ventilkammer 22. Ruht das Ventil 25, wie in der Zeichnung dargestellt,
auf einem Sitz, so staut sich die Druckluft in der Kammer 23 und beaufschlagt den
Kolben io. Wird der Druck in der Kammer 23 groß, genug, um die Kraft der entgegenwirkenden
Feder 14 zu überwinden, so bewegen sich der Kolben io und der Ansatz 18 nach außen,
bis der Kolben gegen die Anschlagfläche 32 stößt. Der Ansatz 18 legt dann die Umleitung
8 frei, so daß die Leitungen 8 und 9 verbunden werden.
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Wird nun das Küken 2 in die Schließstellung gebracht, bei der eine
Verbindung der Kanäle 4 und 6 durch den Durchgang 3 nicht besteht, so sind doch
die Kanäle 4 und 6 noch über den Drosselstopfen 2o, die Umleitungen 9 und 8 und
den Drosselstopfen 21 miteinander verbunden, so daß auf der ganzen Zuglänge in der
üblichen Weise ein betriebsmäßiges Anlegen und Lösen der Bremsen und sogar eine
Gefahrbremsung bewirkt werden kann.
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Will man ein Fahrzeug oder einen Zugteil, dessen Bremseinrichtung
aufgeladen ist, abkuppeln, so dreht man den Handgriff 17. der Kupplungshähne der
betreffenden beiden benachbarten Fahrzeuge, an welchen das Loskuppeln erfolgen soll,
derart, daß die Verbindung zwischen den Kanälen 4 und 6 über den Durchgang 3 unterbrochen
wird. Das Ventil25 wird dann in beiden Kupplungshähnen durch Niederdrücken des Druckknopfes
28 von seinem Sitz abgehoben, so daß die Druckluft in der Ventilkammer 22 um die
ausgekehlte Stange 27 des Ventils ins Freie entweichen kann. Da die Kolbenkammer
23 über den Kanal 24 mit der Ventilkammer 22 verbunden ist, entweicht auch die auf
den Kolben io einwirkende Druckluft in der Kammer 23 ins Freie, so daß die Feder
14 den Kolben io mit Ansatz 18 in die auf der Zeichnung dargestellte Stellung bewegen
kann, bei der die Umleitungen 8 und 9, abgesehen von dem verengten Durchgang 30,
voneinander getrennt sind.
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Nachdem sich der Kolben io in die auf der Zeichnung dargestellte Stellung
bewegt hat, wird das Ventil 25 in nur einem der Kupplungshähne geöffnet gehalten
und dabei die Schlauchkupplung gelöst.
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Das Ventil 25 in einem der Kupplungshähne wird so- lange geöffnet
gehalten, bis die Schlauchkupplung gelöst ist; dadurch wird verhindert, daß die
durch den verengten Durchgang 30 fließende Druckluft den Kolben io derart bewegt,
daß die Umleitungen 8 und 9 miteinander wieder verbunden werden, bevor das Loskuppeln
beendet ist.
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Wenn die Schlauchkupplung zwischen den Fahrzeugen gelöst ist, kann
das Ventil 25 auf seinen Sitz gehen. Es fließt dann Druckluft aus der Zugleitung
über den verengten Durchgang 3o und das offene Schlauchende ins Freie. Indessen
ist dieser Luftausfluß so klein, daß, er auf die Wirkungsweise der Bremseinrichtung
keinen nennenswerten Einfluß hat.
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Wenn ein Zugteil abgetrennt und wieder angekuppelt wird und der Bedienungsmann
es vergiß,t, die Kupplungshähne an den Fahrzeugen dort, wo das Ankuppeln geschieht,
zu öffnen, dann fließt durch den verengten Durchgang 3o; die Umleitung 8 und den
verengten Durchgang 29 Druckluft, die sich allmählich in der Kolbenkammer 23 . staut,
den Kolben io mit Ansatz 18 in die äußere Stellung führt und damit die Umleitungen
8 und 9 verbindet, so daß eine normale Betätigung der Bremseinrichtung ermöglicht
wird.
Die beiden Drosselstopfen 2o und 21 verzögern den Druckluftausfluß
aus der Kolbenkammer 23 in dem Falle, wo eine plötzliche Druckverminderung in der
Zugleitung zwecks Veranlassens einer Gefahrbremsung herbeigeführt wird. Der Kolben
io und der Ansatz 18 werden dadurch noch eine bestimmte Zeit in ihrer äußeren Stellung
gehalten, so daß ein genügender Druckabfall in der Zugleitung hinter dem geschlossenen
Kupplungshahn und dort eine regelrechte Bremsung stattfinden kann.
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Der Kolben io legt sich in seiner äußeren Stellung gegen die Anschlagfläche
32 dicht an. Dies ist wünschenswert, um einen unnötigen Luftabfluß infolge von Undichtheiten
aus der Kolbenkammer 2,3 und der Zugleitung zur Kolbenkammer 12 und dann durch die
öffnung 31 ins Freie zu verhindern.
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Nach Abb. 6 ist eine Aussparung 33 vorgesehen, die bei der inneren
Stellung des auf dem Sitzring i i ruhenden Kolbens io eine ringförmige Aussparung
34 des Kolbens mit einer Kammer 3 5 verbindet. Die Aussparung 33 hat an der Übergangsstelle
zur Kammer 35 einen verengten Durchgang 36.
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Wenn das Küken 2 seine Schließstellung einnimmt und die 'Zugleitung
mit Druckluft aufgeladen, ist, wird der Kolben io durch die Feder 14 in Berührung
mit der Sitzfläche i i gehalten. Die auf die kleine Fläche des seine innere Stellung
einnehmenden Kolbens io wirkende Druckluft reicht dann nicht aus, um den Kolben
io entgegen der Wirkung der Feder 14 anzuheben.
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Wenn ein Fahrzeug, dessen Hauptluftleitung . mit Druckluft aufgeladen
ist, mit einem Fahrzeug gekuppelt wird, dessen Hauptluftleitung keine Druckluft
enthält, so drückt der Bedienungsmann. den Kolben 28 herunter, bevor das Küken 2
in seine offene Stellung bewegt wird. Hierdurch -wird der Auslaß 3 i abgeschlossen
und das Ventil 2 5 geöffnet, so daß Druckluft aus der aufgeladenen Leitung 6 zur
Leitung 4 durch einen Kanal 37, um das offene Ventil 25 herum und einen Kana138
fließen kann. Da sich der Kolben io in seiner unteren Stellung. befindet, fließt
die Druckluft weiter zur Kammer 35, durch die Aussparung 33, den Ringraum 34 und
eine Bohrung 39 im Kolben io zur Kammer 23 an der unteren Kolbenseite und schließlich
durch die Umleitung 8 zum Kanal 4. Ist der Kanal 4 und die sich daran anschließende
Zugleitung bis zu dem im Kanal 6 herrschenden Druck aufgeladen, so kann der Kolben
28 losgelassen und das Küken 2 in seile offene Stellung bewegt werden, ohne daß
eine plötzliche Druckverminderung im Kanal 6 zu befürchten wäre.
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Wird der Kolben 28 losgelassen, so bewegt die Feder z6 das Ventil
25 auf seinen Sitz, und der Auslaßkana13 i wird freigelegt. Es wird dann die Kammer
3 5 durch den Auslaßkanä13 i entlüftet. Die auf den Kolben io einwirkende Druckluft
in der Kammer 23 zusammen mit der auf die innerhalb der Sitzfläche i i auf den Kolben
einwirkenden Druckluft bewegt den Kolben gegen die Spannung der Feder i4, so daß,
damit eine Verbindung zwischen den Kanälen 6 und 4 um das Küken 2 herum hergestellt
wird. Wenn in einem Zug gekuppelter Fahrzeuge ein Kupplungshahn zufällig oder durch
Unbefugte in seine Schließstellung gebracht wird, so besteht doch noch eine Verbindung
der Zugleitung über die Umleitung 9, die Kammer 23 und die Umleitung 8, so daß die
Bremsen in der bekannten Weise betätigt werden können, auch wenn ein oder mehrere
Kupplungshähne die Schließstellung einnehmen sollten.
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Beim Loskuppeln wird das Küken 2 zunächst in seine Schließstellung
gebracht und dann der Kolben 28 herabgedrückt. Damit wird der Auslaßkanal31 abgeschlossen
und das Ventil 25 geöffnet, so daß Druckluft aus dem Kanal 6 zum Kanal 38
fließt. Die so zugeführte, auf die Fläche des Kolbens io innerhalb des Sitzringes
4o einwirkende Druckluft genügt- in Verbindung mit der Spannung der Feder 14, um
den auf die andere Kolbenseite wirkenden Druck zu überwinden, so daß der Kolben
nach unten bewegt und die Verbindung zwischen den Umleitungen 8 und 9 über die Kammer
23 unterbrochen wird.
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Es wird hierdurch ein Druckluftdurchfluß vom Kanal 6 zum Kanal 4 verhindert.
Während der Kolben 28 herabgedrückt gehalten wird, löst der Bedienungsmann. die
Schlauchkupplung. Der Kanal 4 tritt auf diese Weise mit der Außenluft in Verbindung,
so daß in der Kammer 23 Atmosphärendruck herrscht. Der Kolben 28 wird dann losgelassen,
so daß i die Kammer 25 mit dem Auslaßkanal 31 in Verbindung tritt. Der Kolben io
verläßt dabei den Sitzring i i nicht, da die Spannung der Feder 14 ausreicht, um
ihn in seiner unteren Stellung zu halten.
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Nach einer anderen Ausführungsform wird die Verbindung über einen
Kupplungshahn durch ein Hauptventil gesteuert, dessen öffnen und Schließen von einer
in. axialer Richtung beweglichen Klappe, Ventilscheibe o. dgl. bewirkt wird und
das selbsttätig durch Druckluft geschlossen wird, die aus der 'Zugleitung z. B.
über ein von Hand betätigtes Klappenventil zugeführt wird, welches für gewöhnlich
geschlossen ist. Das Hauptventil wird in seiner offenen Stellung z. B. durch eine
Feder gegen den auf die untere Seite
des Kolbens, durch den das
Hauptventil betätigt wird, wirkenden Atmosphärendruck gehalten. Wenn man das Hauptventil
zeitweise schließen und damit die Verbindung über den Kupplungshahn unterbrechen
will, wie z. B. beim Ankuppeln eines Fahrzeuges an den 'Zug, so wird das von Hand
betätigte Ventil derart betätigt, daß zwischen der Zugleitung und der Unterseite
des Kolbens, die vorher dem Atmosphärendruck unterworfen war, eine Verbindung hergestellt
wird. Zu diesem 'Zweck kann die Verbindung zwischen der Kammer an der unteren Seite
des Kolbens und der Atmosphäre abgeschnitten werden. Der Kolben wird dann durch
den Zugleitungsdruck entgegen der Wirkung einer Feder angehoben, so daß die Verbindung
über den Kupplungshahn mittels des Hauptventils unterbrochen wird. Wenn das Fahrzeug
an den Zug angekuppelt ist, so wird der Handgriff des von Hand betätigten Ventils
losgelassen, so daß dieses Ventil selbsttätig die Verbindung zwischen der 'Zugleitung
und der unteren Seite des Kolbens unterbricht und anderseits die Verbindung zwischen
der unteren Kolbenseite und der Außenluft herstellt. Das Hauptventil wird dann durch
seine Feder geöffnet. Man kann das öffnen des Hauptventils für eine bestimmte 'Zeitspanne
nach dem Loslassen des Handgriffes des von Hand betätigten Ventils hinauszögern,
indem man eine Kammer in Verbindung mit der unteren Kolbenseite vorsieht, die als
Ausgleichsbehälter wirkt.
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Die Verwirklichung des Erfindungsgedankens ist nicht an die beschriebene
besondere bauliche Ausgestaltung und Anordnung der Teile gebunden.