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Druckluftbremseinrichtung Die Erfindung betrifft eine Druckl:uftbremseinric'htiuig,
insbesondere deren. Steuerventil. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,e eine
Steuereinrichtung einfacher und gedrungener Bauart zu schaffen; auch soll das Anziehen
oder das Lösen der Bremsen schnell bewirkt werden können.
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Die Bremseinrichtung enthält ein Steuerventil für die Zufuhr und den
Auslaß von Luft zu bzw. .aus dem Bremszylinder, eritsprechend den Änderungen des
Bremsleitungsdruckes, welches den entgegengesetzt wirkenden Drücken der Bremsleitung
und einer für gewöhnlich Druckluft enthaltenden Kammer unterworfen ist.
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Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß bei der zwecks Zufuhr
von Luft zum Bremszylinder erfolgenden Bewegung des Steuerventils in die Bremsstellung
Drwkluft aus der Kammer ausgelassen wird, so daß das Steuerventil in die Abdeckstellung
gebracht wird, bei der die Luftzufuhr zum Bremszylinder unterbrochen ist.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsr. form der neuen Bremseinrichtung
schematisch dargestellt.
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Die Steuereinrichtung enthält ein Gehäuse i mit einem Steuerventil,
des sich aus einem Kolben 2 in einer Kolbenkammer 3, einem Hauptschieber 4 und einem
Abstufungsschieber 5 in einer Schieberkammer 6 zusammensetzt; die beiden Schieber
werden vom Kolben 2 gesteuert. Die Sdhieberkammer 6 steht mit einem Hilfsbehälter
7 in Verbindung; die Kolbenkammer 3 ist mit der Bremsleitung 8 über Kanäle 9 und
io verbunden.
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Im Gehäuse i befindet sich ein Auslaßsteuerventil mit .einem Kolben
i i in. einer Kolbenkammer 12 und einem vom Kolben i i gesteuerten Ventil 13 in
einer Ventilkammer 14. In die Kolbenkammer 12 mündet ein Kanal 15, der zum Sitz
des Schiebers q. führt. Das Ventil 13 regelt die Verbindung zwischen dem Bremszylinder
16 und einem Auslaß 2o iüber die Kanäle 17, 18 und i g.
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Es ist feiner ein Betriebsbremsungs-Steuerventü vorgesehen, das sich
aus einem Kolben 21 in einer Kolbenkammer 22 und einem Doppelventil 23, 24 zusammensetzt,
welches vom Kolben 2 i gesteuert wird und in Ventilkammern 25 und 26 untergebracht
ist. In seiner auf der Zeichnung dargestellten inneren Stellung ruht der Kolben
21 auf seinem Sitz. Um zu ermöglichen, daß gleichzeitig der Kolben und das Ventil
24 sieh aufsetzen, ist das Ventil 2.4 mit einer Stange ausgebildet, die sieh gegen
eine bewegliche Scheibe 27 anlegt, welche in einem zylindrischen Fortsatz des Kolbens
21 angeordnet ist.
Gegen die Scheibe 27 legt sich eine Feder 28
an, so daß das Ventil 24 und der Kolben 21 gegeneinander verschoben werden können
und beide in der inneren. Stellung des Kolbens auf ihrem Sitz ruhen.
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Das Doppelventil 23, 24 steuert einen Ventilkolben 29, der seinerseits
die Druckluftzufuhr zum Bremszylinder beim Anziehen der Bremsen regelt.
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Für Schnellbremsungen ist :eine Steuervorrichtung vorgesehen, die
ähnlich wie das beschriebene Betriebsbremsungs-Steuerventil ausgebildet ist und
sich aus einem Kolben 30 in einer Kolbenkammer 3 i und einem vom Kolben 3o gesteuerten
Doppelventil 32, 33 in Ventilkammern 34, 35 zusammensetzt.
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Der Kolben 30 gelangt in seiner inneren gezeichneten Stellung
auf seinen Sitz. Das Ventil 32 ist mit einer Stange ausgebildet, die sich gegen
eine Scheibe 36 im zylindrischen Fortsatz des Kolbens 3o anlegt; auf die Scheibe
36 wirkt eine Feder 37 ein.
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Das Doppelventil 32, 33 steuert einen Ventilkolben 38, der seinerseits
die Druckluftzufuhr zurr Bremszylinder bei einer Schnellbremsung regelt.
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Es ist dann noch .ein Schnellbremshilfs ventil vorgesehen, das sich
aus einem Kolben 39 in einer Kolbenkammer 40 und einem vom Kolben 39 gesteuerten
Ventil 41 in einer Ventilkammer 42 zusammensetzt, welches zur Entlüftung der Bremsleitung
dient.
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Dem schnellen Lösen der Bremsen ,am ganzen Zuge dient eine Steuervorrichtung,
die sich aus einem Kolben. 43 in ,einer Kolbenkammer 44 und einem vom Kolben 43
gesteuerten Schieber 45 in einer Schieberkammer 46 zusammensetzt. Ein von einer
Biegehaut 48 ,gesteuertes Ventil 47 regelt den Luftauslaß aus der Kolbenkammer 44.
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Die beschriebene Steuereinrichtung eignet sich besonders für Fahrzeuge,
die eine Druckluftquelle enthalten, wie es beispielsweise bei zusammengesetzten
Einheitsfahrzeugen an Untergrundbahnen und anderen schweren Förderanlagen der Fall
ist.
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Hier enthält jedes Fahrzeug des Zuges einen Hauptluftbehält@er 49,
der in der üblichen Weise mit Druckluft aufgeladen wird. Der Hauptluftbehälter ist
über eine Leitung 5o mit einem Kanal 51 verbunden, der zur Ventilkammer 35 des Hochdruck-Schnellbremsventils
und zur Kammer 52 am äußeren Teil der Sitzfläche des Ventilkolbens 38 führt.
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Die Hauptbehalterleitung 50 ist ferner mit einem Speiseventil
53 verbunden, von dem Luft mit bestirnrntem geringeren Druck zum 54 gießt, der zur
Schieberkammer :16 und über ein Rückschlagventil 55 zum Kanal 56 und weiter zum
Sitz des Schiebers 4 Führt. Vom Speiseventil 53 fließt auch. Druckluft durch einen
Kanal 57 zur Kammer 58 am äußeren Teil der Sitzfläche des Ventilkolbens 29.
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Wenn die Bremsleitung 8 mit Druckluft aufgeladen wird, gelangt der
Steuerkolben. 2 in die gezeichnete Lösestellung. Die Schieberkammer 6 und der Hilfsbehälter
7 werden dann schnell vom Speiseventil 53 über den Kanal 54, das Rückschlagventil
55, den Kanal 56 und den Durchgang 59 im Hauptschieber 4 mit Druckluft aufgeladen.
Um die Erzeugung verschiedener Drücke auf den beiden Seiten des Kolbens 2 infolge
von Druckschwankungen in der Bremsleitung oder in der Schieberkammer 6 zu verhindern,
ist neben dem Steuerkolben 2 eine Nut 6o vorgesehen, über die sich die Drücke auf
beiden Kolbenseiten ,ausgleichen können.
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In der Lösestellung des Steuerventils liegen die Höhlung 61 im Hauptschieber
4, die über den Durchgang- 62 in die Schieberkammer 6 mündet, und der Kanal 63 übereinander,
so daß, aus der Schieberkammer 6 über die Kanäle 62 und 63 der Kolbenkammer 3 i
Druckluft zugeführt wird.
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Luft mit durch. das Speiseventil bestimmtem Druck wird auch über eine
Abzweig un.g des Kanals 56, Kanal ioo im Hauptschieber 4, Höhlung ioi im Abstufungsschieber
5, Kanal 102 im Hauptschieber 4 und Kanal 15 der Kolbenkammer 12 zugeführt.
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Die der Kolbenkammer 12 zugeführte Druckluft verschiebt den Kolben
i z in die gezeichnete innere Stellung, bei der das Ventil 13 von seinem Sitz abgehoben
ist. Infolgedessen steht der Bremszylinder 16 über Kanal 17, Ventil
13, Kanäle 18 und 19 und Auslaß 20 mit der Atmosphäre in Verbindung.
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Die der Kolbenkammer ,3 i zugeführte Druckluft verschiebt den Kolben
3o in die gezeichnete innere Stellung, bei der das Ventil 32 :geschlossen und das
Ventil 33 geöffnet ist. Bei geöffnetem Ventil 33 fließt vom Hauptbehälter 49 Druckduft
durch die Ventilkammer 35 und den Kanal 64 zur Kammer 65 an einer Seite des Ventilkolbens
38. Die Kammer 52 an der anderen Sexte des Kolbens 38 erhält ebenfalls Luft mit
Hauptbebä.lterdruck durch den. Kanal 51. Da der innere Teil der Sitzfläche
des Ventilkolbens 38 mit dem Bremszylinder 16 und demnach. mit der Atmosphäre in
Verbindung steht, hält die Feder 66 den Ventilkolben 38 auf seinein Sitz, wie es
in der Zeichnung dargestellt ist.
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Die Kolbenke.-nmer 22 erhält aus der Schieberkammer 6 über die Kanäle
62 und 67 im Hauptschieber 4 und den Kanal 68 Druckluft, 'so daß der Kolben 21 in
die gezeichnete innere Stellung 'kommt, bei der
das Ventil 24 geschlossen
und das Ventil 23 geöffnet ist. Bei geöffnetem Ventil; 2 3 fließt Luft mit Speiseventildruck
aus der Kammer 58 über den Kanal 69, die Ventilkammer 25, das Ventil 23 und den
Kanal 7 o zur Kolbenkammer 7 i. Infolgedessen wird der Ventilkolben 29 von der Feder
72 auf seinem Sitz gehalten.
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Eine Beschleunigerkammer 73 mündet ins Freie über Kanal 83. Höhlung
7 5 ihn Schieber 4 und Auslaß 74, so daß in der Fahrtstellung des Steuerventils
die Kammer 73 drucklos ist.
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Die Kolbenkammer 4o des Schnellbremshilfsventils mündet ins Freie
über Kanal 76, Höhlung 77 im Schieber 4, Kanal 9o und Auslaß 74.
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Bei Vornahme einer Betriebsbremsung wird der Bremsleitungsdruck in
der üblichen Weise vermindert und dadurch der Steuerkolben nach außen bewegt. Hierbei
wird der Abstufungsschieber 5 mitgenommen, so daß der Kanal 78 in die Schieberkammer
6 mündet und die Schieberhöhlung 79 die Kanäle 8o und 8 i im Hauptschieber 4 verbindet.
Gleichzeitig deckt der Schieber 5 den Kanal 59 ab, so daß der Luftdurchfluß vom
Speiseventil 53 zur Schieberkammer 6 verhindert wird. Darauf wird der Hauptschieber
4 vom Kolben 2 mitgenommen, so daß die Höhlung 82 im Schieber 4. die Kanäle 83 und
84 verbindet. Druckluft fließt dann aus der Bremsleitung 8 über den Kanal i o und
das Rwckschlagventil85 zur Beschleunigerkammer 73, wodurch eine örtliche Entlüftung
der Bremsleitung und eine schnelle Fortpflanzung der- Druckminderung über den ganzen
Zug bewirkt wird.
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In der Betriebsbremsstellung liegt die Höhlung 86 des Schiebers 4
über dem Kanal 15. Da die Schieberhöhlung 86 durch einen Kanal im Hauptschieber
mit der Schieberhöhlung 75 verbunden ist, werden demnach der Kanal 15 und die Kolbenkammer
12 über den Auslaß 74 mit der Atmosphäre verbunden. Wenn die Kolbenkammer 12 drucklos
wird, führt die Feder 87 das Ventil 13 auf seinen Sitz, so da.ß die Verbindung zwischen
dem Bremszylinder 16 und dem Auslaß 2o unterbrochen wird.
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In der Betriebsbremsstellung liegen die Kanäle 8o und 68 übereinander.
Infolgedessen wird die Kammer a2 über den Kanal 8o, die Schieberhählung 79, den
Kanal 81, die Schieberhöhlung 75 und den Auslaß 74 entlüftet. Das Ventil 23 wird
dann durch die -Feder 88 geschlossen und das Ventil 24 geöffnet,. so daß Druckluft
aus der Kolbenkammer 71 über die Kanäle 70, 89, i9 und 20 ins Freie fließt. Die
in der Kolbenkammer 58 wirksame, vom Speiseventil kommende Luft verschiebt dann
den Kolben. 29, so daß die Kammer 58 mit dem Kanal 17 und dem Bremszylinder
16 verbunden wird. Es wird also dem Bremszylinder Druckluft zugeführt und eine Bremsung
bewirkt. Diese Luftzufuhr hält so lange an, wie der Ventilkolben 29 geöffnet ist
oder bis der Bremszylinderdruck !, den vollen Speiseventildruck erreicht hat. In
der Betriebsbremsstellung liegt der Kanal 78 im Schieber 4 über dem Banal 9o, der
zum Auslaß 74 führt. Demnach wird aus der Sc'hieberkammer 6 und -dem Hilfsbehälter
7 Druckluft ausgelassen. Sinkt der Hilfsbehälterdruck hierbei so weit, daß er etwas
kleiner als der verminderte Bremsleitungsdruck ist, dann verschiebt sich der Kolben
2 und der Schieber 5 nach rechts, so daß der Kanal 78 abgedeckt wird und die weitere
Entlüftung des Hilfsbehälters aufhört.
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Bei dieser Bewegung des Schiebers: 5 werden auch: von der Schieberhöhlung
79 die Kanäle 8o und 8 i nicht mehr vorhanden, vielmehr gelangt der Kanal 9 i über
den Kanal 8o. Es fließt dann Druckluft von der Schieberkammer 6 zur Kolbenkammer
22. Der Kolben 2 i bewegt sich dann nach innen, schließt das Ventil 24 und öffnet
das Ventil 23. Bei geöffnetem Ventil 23 gleichen sich die Luftdrücke :auf beiden
Seiten des Ventilkolbens 29 ,aus, so daß die Feder 72 den Ventilkolben 29 auf seinen
Sitz führt und damit die weitere Druckluftzufuhr zum Bremszylinder unterbricht.
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Da der Kanal 15 bei der beschriebenen Bewegung des Abstufungsschiebers
5 durch den Verbindungskanal zwischen den Schieberhöhlungen 86 und 75 mit dem Awslaß
74 verbunden bleibt (diese Verbindung also ausschließlich vom Hauptschieber 4 gesteuert
wird), bleibt der Kolben i i des Ausla,ß@steuerventils in der Stellung, bei der
das Ventil 13 geschlossen ist.
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Weitere Druckverminderungen in der Bremsleitung können beliebig vorgenommen
werden, um entsprechende Druckerhöhungen im Bremszylinder zu bewirken. Der Abstufungsschieber
5 wird vom Kolben 2 so bewegt, da.ß aus der Kolbenkammer 22 Luft ausgelassen und
dadurch der Ventilkolben 29 zwecks Zufuhr von Luft zunn Brems zylinder in der beschriebenem.
Weise betätigt wird. Ebenso findet ein weiteres Eutlüfteri-des Hilfsbehälters statt,
bis der Brennsleitungsdruck den Druck in der Schieberkammer 6 um einen geringen
Betrag übersteigt und den Kolben a wieder so verschiebt, daß der Abstufungsschieber
5 die A,bdeck-Stellung einnimmt.
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Um die Bremsen -ganz zu lösen, erhöht man den Bremsleitungsdruck auf
den normalen
Wert. Der Steuerkolben 2 wird dadurch. in. die Fahrtstellung
gebracht, bei der der Kolbenkammer 12 über dem Kanal i oo, die Schieberhöhlung i
o i und die Kanäle 102 und 15 Druckluft zugeführt wird. Der Kolben i i des Auslaßsteuerventils
wird dadurch nach innen bewegt und das Ventil 13 geöffnet. Aus dem Bremszylinder
entweicht dann die Luft über den Kanal 17, die Ventilkammer 14, das offene Ventil
13, die Kanäle 18 und 19 und den Auslaß 2o.
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Gleichzeitig fließt die vom Bremszylinder zum Kanal 18 gelangte Luft
über den Kanal 92 zur Kammer 93 an einer Seite der Biegehaut 48. Hierdurch wird
das Ventil 47 geöffnet und Druckluft aus der Kolbenkammer 44 zum Auslaß 94 ausgelassen.
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Die Luftdrücke auf beiden Seiten des Kolbens 43 gleichen sich für
gewöhnlich über die enge Bohrung 95 im Kolben 43 aus, so daß der Kolben 43 von der
Feder 96 für gewöhnlich in der gezeichneten Stellung gehalten wird.
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Wird jedoch die Kolbenkammer 44 entlüftet, so verschiebt der Druck
in. der Schieberkammer 46 den Kolben 43 nach außen, so da.ß der Schieber 45 den
Kanal 97 freilegt. Druckluft fließt dann von dem Speiseventil 53 zur Bremsleitung
B. Aauf diese Weise wird der Brernsleitungsdxuck örtlich erhöht und dadurch die
Drud@änderung am ganzen Zuge beschleunigt. Im Kanal i9 ist ein Stopfen 98 mit enger
Bohrung angeordnet; er bewirkt, da.ß der Druck der aus dem Bremszylinder durch den
Kanal 18 fließenden Luft zeitweise groß genug gehalten. wird, um die Verschiebung
der Biegehaut 48 zu sichern.
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Hat sich der Bremszylinderdruck etwa auf Atmosphärendruck vermindert,
so schiebt die auf das Ventil 47 einwirkende Feder die Biegehaut 48 zurück in ihre
normale .Stellung. Das Ventil 47 schließt sich dann, die Luftdrücke an beiden Seiten
des Kolbens 43 gleichen sich über die Bohrung 95 aus, die Feder 96 schiebt denkolben
43 zurück in sein normale Stellung, und der Schieber 45 schließt den Kanal 97 ab.
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Wenn der Hauptschieber 4 und der Abstufungsschieber 5 die 7A tungsstellung
einnehmen, fließt vom Speiseventil 53 Druckluft über den Kanal 59 zur Schieberkarnmer
6, so daß .ein schnelles Wiederaufladen des Hilfsbehälters stattfindet.
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Ein allmähliches Lösen der Bremsen kann bewirkt werden, indem man
den Bremsleitungsdruck stufenweise und nicht etwa auf den vollen Wert erhöht. Die
allmähliche oder teilweise Erhöhung des Bremsleitungsdru&es bewirkt die Verschiebung
des Steuerkolbens 2 in die -Lösestellung. Der Kolben j i das Auslaßsteuerventils
Öffnet dann das Ventil 13, so daß aus dem Bremszylinder Luft ausgelassen wird. Nach
einer teilweisen Entlüftung des Bremszylinders wird jedoch der .Kolben 2 durch den
anwachsenden Druck in der Schieberkammer 6 nach außen bewegt, der die Folge der
Druckluftzufuhr vom Speiseventil 53 über den Kanal 59 ist und davon abhängt, in
welchem Maße der Bremsleitungsdruck erhöht wird.
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Wenn sich der Kolben 2 nach außen bewegt, verbindet die Höhlung i
o i des Abstufungsschiebers 5 den Kanal 102 mit dem in die Höhlung 86 mündenden
Kanal io3. Da die Sdhieberhö.hlung 86 über dem Kanal 15 liegt und andererseits mit
der Auslaß schieb'erhöhlung 7 5 verbunden ist, fließt Druckluft vom Kanal 15
und von der Kolbenkammer 12 ins Freie, so daß sich der Kolben i i verschiebt und
das Ventil 13 geschlossen wird, womit der Luftauslaß aus dem Bremszylinder aufhört.
Wird der Bremsleitungsdruck um einen weiteren bestimmten. Betrag erhöht, so wird
der Kolben 2 wieder in seine innere Stellung gebracht und vom Kolben i i wiederum
das Ventil 13 in der beschriebenen Weise geöffnet.
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Wird der Bremsleitungsdruck zwecks Vornahme einer Schnellbremsung
plötzlich vermindert, so gelangt der Steuerkolben 2 in seine äußerste Stellung nach
links, bei der er die Feder 104 zusammendrückt. In. diesem Falle gelangt der Kanal
78 im Hauptschieber 4 über den Kanal 76, so daß, aus der Schieberkammer 6 und. dem
Hilfsbehälter 7 der Kolbenkammer 4o Druckluft zugeführt wird.
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Der Kolben 39 des Schnellbremshilfsventils wird dadurch nach links
verschoben, so daß sich das Entlüftungsventil 41 öffnet und Druckluft :aus der Bremsleitung
ausgelassen wird. Man erhält hierdurch eine örtliche Entlüftung der Bremsleitung
und damit eine schnelle Fortpflanzung der Druckänderung über den ganzen Zug.
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In der Sdhnellbremsstellung des Hauptschiebers 4 liegt die Schieberhöhlung
86 über dem Kanal 63, so daß die Kolbenkammer 3.1 über die Schieberhöhlung 75 und
den Auslaß 74 entlüftet wird. Der Kolben 3o wird dann nach links verschoben, wobei
sich das Ventil 33 schließt und das Ventil 32 öffnet. Die Folge hiervon ist die
Entlüftung der Kolb.enkmnmer 65 über den Kanal 6q., den Kanal io5 und den Auslaß
20. Wenn die Kolbenkammer 65 drucklos wird, verschiebt der in der Kammer 52 wirksame
Luftdruck den Ventükplben 38 nach links, so .daß eine Verbindung zwischen der Hauptbehälterleitung
51 und dem zum Bremszylinder führenden Kanal 17 hergestellt wird. .
Demnach
wird dem Bremszylinder Luft mit Haupthehü,lterdruck zugeführt und eine Hochdruck-Schnellbremsung
vorgenommen.
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In der Schnellbremsstellung des Hauptschiebers 4 liegt die Schieberhöhlung
86 auch über dem Kanal 15, so daß die Kolbenkammer 12 wie bei einer Betriebsbremsung
ins Freie entlüftet und das Ventil 13 geschlossen wird.
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Auf der Zeichnung ist nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In der baulichen Ausbildung und Anordnung der Teile können mancherlei Änderungen
vorgenommen werden;- z. B. können an die Stelle der beschriebenen Ventile vielfach
Schieber treten, und umgekehrt.