DE564136C - Vorrichtung zur Erhoehung der Durchschlagsgeschwindigkeit von Druckaenderungsimpulsen in Druckmittelleitungen, insbesondere in Luftbremsleitungen - Google Patents

Vorrichtung zur Erhoehung der Durchschlagsgeschwindigkeit von Druckaenderungsimpulsen in Druckmittelleitungen, insbesondere in Luftbremsleitungen

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DE564136C
DE564136C DEK121008D DEK0121008D DE564136C DE 564136 C DE564136 C DE 564136C DE K121008 D DEK121008 D DE K121008D DE K0121008 D DEK0121008 D DE K0121008D DE 564136 C DE564136 C DE 564136C
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DE
Germany
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valve
piston
chamber
outlet
pressure
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Expired
Application number
DEK121008D
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English (en)
Inventor
Dr-Ing Friedrich Hildebrand
Dr-Ing Ernst Moeller
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Knorr Bremse AG
Original Assignee
Knorr Bremse AG
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T15/00Construction arrangement, or operation of valves incorporated in power brake systems and not covered by groups B60T11/00 or B60T13/00
    • B60T15/02Application and release valves
    • B60T15/36Other control devices or valves characterised by definite functions
    • B60T15/42Other control devices or valves characterised by definite functions with a quick braking action, i.e. with accelerating valves actuated by brake-pipe pressure variation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)

Description

  • Vorrichtung zur Erhöhung der Durchschlagsgeschwindigkeit von Druckänderungsimpulsen in Druckmittelleitungen, insbesondere in Luftbremsleitungen In dem Hauptpatent ist die Vorrichtung, die erfindungsgemäß dazu dient, die Energie eines in der Bremsleitung eines Zuges eingeleiteten Druckänderungsimpulses (Druckverminderung beim Bremsen, gegebenenfalls Druckerhöhung beim Lösen) an einer oder mehreren Stellen der Leitung mit einer die Schallgeschwindigkeit erheblich übertreffenden Geschwindigkeit von Leitungsabschnitt zu Leitungsabschnitt derart zu übertragen, daß abschnittsweise neue Impulse verursacht «erden, die dem ursprünglichen vorauseilen, nur andeutungsweise wiedergegeben, indem dargelegt ist, daß in der Nähe der Enden der am Fahrzeug verlegten Bremsleitung Organe angeordnet sind, die durch eine Stange in Verbindung stehen und beim Bremseis Leitungsluft abzapfen.
  • Die auf der schematischen Zeichnung des Hauptpatentes angegebenen primitiven Mittel können naturgemäß Anspruch auf praktische Brauchbarkeit bei der Durchführung der der Vorrichtung zufallenden Aufgabe nicht erlieben. Die Erfindung bezieht sich nun auf die Durchbildung praktisch brauchbarer Vorrichtungen für die im Hauptpatent angegebene Aufgabe.
  • Bei der praktischen Ausführung der Vorrichtung muß darauf Rücksicht genommen werden, daß für die Vorrichtung meist v erh.iltnismäßig wenig Raum zur Verfügung steht, daß also die Hubbewegungen für die den Leitungsauslaß öffnenden Organe möglichst gering ausfallen müssen, ferner daß der Bewegung der wirksamen Teile möglichst wenig Widerstand geboten wird. Diese Bedingung weist von vornherein auf eine praktische Durchbildung der Vorrichtung hin, bei der hebelartige Zwischenglieder zwischen den steuernden Kolben und der die beiden Vorrichtungen an einem Fahrzeug verbindenden Stange oder des Zugdrahtes vermieden sind, die Kolben vielmehr möglichst unmittelbar und axial an der Zugstange angreifen, des weiteren, daß der Kolbenhub dem hinreichenden Öffnungshub der den Leitungsauslaß bewirkenden Überwachungsorgane entspricht, so daß mit geringen Kolbenbewegungen hinreichend bemessene Auslaßöffnungen freigegeben werden, ohne daß verhältnismäßig großen Kraftbedarf erfordernde Übersetzungen zwischengeschaltet werden. Es muß auch Vorsorge getroffen sein, daß möglichst nicht mehr Leitungsluft abgezapft wird, als zur Erreichung der beabsichtigten Wirkung erforderlich ist. Zu diesem Zweck ist an dem Gehäuse der Ventilvorrichtung eine Kammer vorgesehen, die die abgezapfte Leitungsluft aufnimmt und deren Fassungsvermögen hinreicht, die angestrebte Wirkung sicherzustellen, durch die jedoch die Leitung vor völliger Entleerung bewahrt wird.
  • Um ein möglichst rasches Ansprechen der Vorrichtung herbeizuführen, sind große Ausströmquerschnitte erforderlich, die ihrerseits große Steuerkolben für das Öffnen der Auslaßorgane bedingen. Das bedeutet, daß, wenn nicht durch andere Hilfsmittel Abhilfe geschaffen wird, ein beträchtlicher Teil des Leitungsdruckabfalles verbraucht wird, das Auslaßorgan zu öffnen.-Dieser nicht erwünschten Trägheit der Vorrichtung wird gemäß der Erfindung dadurch entgegengetreten, daß ein verhältnismäßig kleines, nur einen geringen Bewegungswiderstand bietendes Ventil mit geringem Öffnungshub durch die Impulsänderung geöffnet wird, das der Leitungsluft einen Weg :zu dem Steuerkolben des hinreichend bemessenen eigentlichen Leitungsauslaßventils öffnet, so daß eine geringe Druckminderung in der Leitung genügt, die Vorrichtung zum Ansprechen zu bringen.
  • In dem in der Zeichnung des Hauptpatentes dargestellten Schema müssen beim Eintreffen des Druckänderungsimpulses bei der ersten Vorrichtung sämtliche beweglichen Teile beider Vorrichtungen in Bewegung gesetzt werden, und zwar müssen Schieber bewegt werden, die erfahrungsgemäß durch Reibung einen größeren Widerstand bieten, damit bei der zweiten Vorrichtung ein neuer Impuls' eingeleitet wird, der ja dem die erste Vorrichtung treffenden vorauseilen muß.
  • Diese Art der Beeinflussung ist praktisch kaum brauchbar, weil bei ihr zu erhebliche Bewegungswiderstände zu überwinden sind.
  • Erfindungsgemäß wird auch hiergegen Abhilfe geschaffen, indem bei gewissen Ausführungsformen der Vorrichtung der Steuerkolben der vom Druckänderungsimpuls zuerst getroffenen Vorrichtung nur auf das Leitungsauslaßorgan der zweiten Vorrichtung einwirkt, deren Steuerkolben in Ruhe verbleibt. Dieser wird ja nur dann wirksam, wenn der Druckänderungsimpuls von der anderen Seite des Fahrzeugs kommt, wenn also die Lokomotive sich am anderen Zugende befindet (entgegengesetzte Fahrtrichtung).
  • Für die Durchführung dieser Wirkungsweise sind erfindungsgemäß zwei verschiedene Mittel vorgesehen. -Bei der einen Bauart der Vorrichtung ist der Steuerkolben jeder der beiden an einem Fahrzeug angeordneten Vorrichtungen mit dem mit ihm: in einem Gehäuse untergebrachten Leitungsauslaßorgan derart mit Spiel verbunden, daß seine Bewegung dieses Auslaßventil überhaupt nicht beeinflußt. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß nur ein Verbindungsdraht zwischen beiden Vorrichtungen angeordnet zu werden braucht, hat jedoch den Nachteil, daß ein Teil des Kolbenhubes sich als Leergang vollzieht, was sich aus der hierunter näher beschriebenen entsprechenden Bauart ergibt.
  • Bei einer zweiten Ausführungsform ist jeder Steuerkolben mit dem Auslaßorgan der am anderen Fahrzeugende befindlichen Vorrichtung durch je einen besonderen Zugdraht fest verbunden. Bei dieser Anordnung tritt kein Kolbenleergang auf, jedoch sind zwei Zugdrähte zwischen den beiden Vorrichtungen erforderlich.
  • Eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei der durch den zuerst von der Druckänderung in der Leitung betroffenen Steuerkolben Auslaßorgane in den beiden an den Fahrzeugenden befindlichen Vorrichtungen in Tätigkeit gesetzt werden, ist gegenüber der im Hauptpatent dargestellten Vorrichtung dadurch im Vorteil, daß die Auslaßorgane wenig Bewegungswiderstand bietende Ventile bilden.
  • Auf der Zeichnung sind vier verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung schematisch veranschaulicht.
  • Bei der Ausführungsform nach Abb. i ist an die Bremsleitung i an jedem Ende des Fahrzeugs ein kleiner Zylinder a angeschlossen, in dein sich der in it einer kleinen Füll-und Ausgleichsbohrung 3 versehene Kolben .1. befindet. Die eine Seite des Kolbens .I steht unmittelbar unter dem in der Hauptleitung herrschenden Druck, die andere Seite unter dem jeweils in der Steuerkammer 5 herrschenden Druck. Der Kolben .I ist auf dem die beiden an einem Fahrzeug angeordneten Vorrichtungen verbindenden Zugdraht 6 verschiebbar. Der Zugdraht 6 hat in der unmittelbar mit der Bremsleitung in Verbindung stehenden Kammer des Zylinders a einen Bund; und ist mittels eines Kupplungsgliedes 8 mit einem Ventil 9 lose verbunden. Zwischen dem Kolben 4. und dem Bund 7 sowie zwischen dem Kupplungsglied 8 und dem Ventil 9 ist ein Spielraum vorgesehen, der dem Öffnungshub des Ventils 9 entspricht. Das Ventil <9 beherrscht die Überströmö flfnunf; zu einer Aufnahmekannner i i, die iiber eine Drosselbohrung 12 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Ein im Zylinder 2 angebrachter Anschlag 13 legt die Normalstellung des Kolbens -. fest. die er einnimmt, wenn in der Bremsleitung i der Lösedruck (5 Atin.) herrscht.
  • Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist unter der Annahme, daß die Druckminderutigswelle, mit der die Bremsung herbeigeführt wird, con links kommt, die folgende. Sobald der Druck auf der linken Seite des Kolbens d. in der linksseitigen Vorrichtung sinkt, drückt der auf der rechten Kolbenseite wirksame Überdruck der Kammer 5 den Kolben nach links (die Öffnung 3 ist zu eng, urn einen raschen Druckausgleich zuzulassen). Sobald der Kolben am Bund 7 anliegt, öffnet er mittels des Zugdrahtes 6 das Ventil 9 in der rechtsseitigen Vorrichtung. Die Rückstc:llfeder 14 des rechtsseitigen Ventils wird dabei leicht gespannt. Die Kammer i i der rechtsseitigen Vorrichtung füllt sich mit Druckluft aus der Leitung. Dieses Abzapfen von Leitungsluft bewirkt, daß der Kolben .4 in der am rechten Fahrzeugende befindlichen Vorrichtung anspricht; da der Bund ; des Zugdrahtes 6 durch die Tätigkeit des Kolbens 4. in der am linken Fahrzeugende befindlichen Vorrichtung an dem Kolben .4 zur Anlage gebracht war, veranlaßt die Bewegung des Kolbens 4 am rechten Fahrzeugende da.: Schließen des Ventils 9 an diesem Ende und die i)ftnung des Ventils 9 am linken Hncle, (la die Drücke beiderseits des Kolbens am linken Ende sich inzwischen ausgeglichen haben. Es treten also nacheinander beide Kammern i i der Bremsleitung i gegenüber in Wirksamkeit, dadurch verteilt sich die der Bremsleitung abzuzapfende Luft auf die beiden Kaininern i i, und es ist mit Kammern von verhältnismäßig geringem Fassungsvermögen (1,5 1) bei einer etwa 2o m langen Bremsleitung auszukommen. Sobald sich der Druck beiderseits der Kolben -. ausgeglichen hat, schließt die Feder 14 das nunmehr offen stehende Ventil c) am linken Fahrzeugende, und der Inhalt der Kammer i i strömt durch die Öffnung 12 ins Freie, nachdem derselbe Vorgang sich bereits am rechten Fahrzeugende abgespielt hat. Beim Füllen der Leitung zwecks Lösens der Bremse werden die Kolben wieder in ihre durch den Anschlag 13 fe.tgelegte Normalstellung bewegt, soweit dies nicht bereits geschehen ist, und die Steuerkammern 5 füllen sich durch die Bohruilgen 3, bis beiderseits der Kolben Druckgleichheit herrscht (5 Atm.).
  • Die- Ausführungsform der Vorrichtung nach Abb. 2 unterscheidet sich von der vorbe;zchriebenen dadurch, daß der Kolben 4. der einen Vorrichtung mit dem Zugdraht 6, derjenige der anderen Vorrichtung finit dem Zugdraht 6a fest verbunden ist. Das Ventil ist mit dein Zugdraht 6 bzw. 6a fest verbunden. Eine im Ventil 9 befestigte Stange 15 ist durch einen Rückstellkolben 16 hindurchgeführt. Der am Ende der Stange 15 befindliche Bund 17 ist um die Hubhöhe des Ventils c) vom Boden des Rückstellkolbens 16 entfernt. Die Feder 18 dient zur Rückführung des Kolbens 17. Dieser beherrscht eine Ausströ möffnung.
  • Bei dieser Vorrichtung überträgt sich die Bewegung des Kolbens d. wegen dessen fester Verbindung mit dem Drahtzug 6 (bzw. 6a) sogleich auf das Ventil 9 der Vorrichtung am anderen Fahrzeugende. Es findet sogleich ein Überströmen von Leitungsluft in die Kammer i i statt. Aus der gefüllten Kammer i i gelangt Druckluft auf den Kolben 16 und verschiebt ihn gegen die Wirkung der Feder i8; sobald er am Bund 17 anliegt, schließt er bei einer Weiterbewegung das Ventil 9 und legt die Entlüftungsbohrung 2.4 frei. Durch diese entweicht die Luft aus der Kammer i i, und der Kolben 16 kehrt unter dem Druck der Feder 18 in seine Normallage zurück.
  • Bei der in -AM. 3 dargestellten Ausführungsforrn der Vorrichtung bewirkt der von den Leitungsdruckänderungen beeinflußte Kolben .1 nicht ein unmittelbares Öffnen eines Leitungsauslaßventils, sondern diese Ausführungsform arbeitet mit einem Relaisventil. Es ist übrigens zu beachten, daß die dargestellten Teile doppelt vorhanden sein müssen, indem den Teilen 2, 3, 4, 5 an einem Fahrzeugende und den Teilen 9, 11, 19, 21, 22, -23 gleiche Teile an den gegenüberliegenden Fahrzeugenden entsprechen.
  • Wenn bei dieser Einrichtung die wiederum beispielsweise von der linken Seite ankommende Druckminderungswelle in der Bremsleitung den-Kolben 4 erreicht, so öffnet dieser das Hilfsventil 2o. Dabei verbleibt der kleine Rückstellkolben 21 in seiner gezeichneten Normalstellung. Die Leitungsluft strömt durch das geöffnete Hilfsventil 2o in den unter dem Kolben i9 befindlichen Raum, hebt den Kolben i9 an und öffnet dadurch das Ventil o, das eine "v-eite Durchströinö ffnung für die nunmehr von der Bremsleitung zur Kamrner i i strömende Druckluft freilegt. Gleichzeitig gelangt Jetzt Leitungsluft in den Raum links vom Rückstellkolben 21 und verschiebt diesen nach rechts. Diese Verschiebung bewirkt das Schließen des Ventils 2o. Außerdem wird die Freiluftöffnung 22 überschliffen und dadurch die Kammer i i entlüftet, nachdem bereits vorher mit dem Eintritt von Druckgleichheit beiderseits des Kolbens i9 die Feder 23 Glas Ventil 9 geschlossen hatte. Wenn die Druckluft aus der Kammer ii und den mit ihr verbundenen Räumen entwichen ist, schiebt die Belastungsfeder des kleinen Rückstellkolbens -21 diesen wieder zurück, so daß die Öffnung 2a wieder von der Kammer i i getrennt ist.
  • Die in Abb. 4. dargestellte Vorrichtung bietet gegenüber den vorgeschriebenen Vorrichtungen den Vorteil, daß bei der Bewegung eines Kolbens je ein Ventil der an den Fahrzeugenden befindlichen beiden Vorrichtungen geöffnet wird. Bewegt sich beispielsweise der Kolben q. der am linken Fahrzeugende befindlichen Vorrichtung nach links, so öffnen sich die Ventile io in beiden Vorrichtungen, während die Ventile ioa geschlossen bleiben; bewegt sich der Kolben d. der am rechten- Fahrzeugende befindlichen Vorrichtung nach rechts, so öffnen sich an beiden Vorrichtungen die Ventile ioa.
  • Bei sämtlichen beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung dient die Bohrung 3 im Kolben 4 nicht allein der Füllung der Kaminer 5, sondern sie ermöglicht bei 'Betriebsbremsungen auch den Druckausgleich zwischen der Kammer 5 und der Bremsleitung i, ohne daß die Vorrichtungen ansprechen; man kann mittels der Bohrung 3 deren Wirkung auf Schnellbremsungen beschränken.

Claims (15)

  1. PATE IVTTANSPRÜCFIE: i. Vorrichtung zur Erhöhung der Durchschlagsgeschwindigkeit von Druckänderungsimpulsen in Druckmittelleitungen, insbesondere in Luftbremsleitungen, nach Patent 531 OIo, dadurch gekennzeichnet, daß die die Steuerkolbenbewegung auf die Auslaßorgane übertragenden Zug- oder Stoßstangen unmittelbar vom Steuerkolben beeinflußt werden und unmittelbar an die Leitungsauslaßorgane angreifen. '
  2. 2. Ausführungsform einer Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils zuerst von der Druckänderung in der Bremsleitung beeinflußte Steuerkolben nur das Auslaßorgan der am anderen Fahrzeugende befindlichen Vorrichtung öffnet.
  3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Vorhandensein nur einer die an den Fahrzeugenden befindlichen Ventilvorrichtungen verbindenden Zug- oder Stoßstange (6) die Steuerkolben (q.) dieser (6) gegenüber und letztere (6) den Bremsleitungsauslaßventilen (9) gegenüber einen Leergang besitzen, der gleich der Hubhöhe der Ventile (9) ist (Abb. i).
  4. Ausführungsform einer Vorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Steuerkolben (4) mit dem von ihm beeinflußten, am anderen Fahrzeugende befindlichen Leitungsauslaßventil (9) durch eine besondere, an den genannten Teilen (. und 9) befestigte Stoß- oder Zugstange (6 bzw. 611) in Verbindung steht (Abb. 2).
  5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Fahrzeugenden befindlichen Bremsleitungsauslaßventile nacheinander in Wirksamkeit treten.
  6. 6. Ausführungsform einer Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils von der Druckänderung in der Bremsleitung zuerst beeinflußte Steuerkolben (d.) je ein Auslaßventil (io, Ioa) an jeder der beiden an den Fahrzeugenden befindlichen Ventilvorrichtungen öffnet (Abb. q.).
  7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsleitungsauslaßventil (9) den Einlaß zu einer Kammer (i i) überwacht, deren Fassungsvermögen einen für die angestrebte Wirkung hinreichenden Druckabfall in der Bremsleitung (i) sichert. B.
  8. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Leitungsluft aufnehmende Kammer (i i) durch eine Drosselbohrung (12, Abb. i) mit der Außenluft in Verbindung steht, durch die die Entleerung der Kammer (ii) erfolgt, sobald sich das Bremsleitungsauslaßventil (9) infolge Eintritts von Druckausgleich beiderseits des Steuerkolbens (q.) durch Federdruck (14, Abb. i) geschlossen hat.
  9. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (9) unter dem Einfluß einer Rückstellvorrichtung (15, 16, Abb. 2) steht, die das Öffnen des Ventils nicht behindert. . io.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung für das Bremsleitungsauslaßventil die Auslaßöffnung (2q.) der Aufnahmekammer (I I) überwacht. i i.
  11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und io, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung durch einen Kolben (16, Abb. 2) gebildet wird, der mit dem Auslaßventil (9) mit Spiel gekuppelt ist, bei Füllung der Kammer (i i) unter den in ihr herrschenden Druck gelangt und beim Schließen des Ventils (9) eine Entlüftungsbohrung (2q.) freilegt, durch die die Kammer (ii) entleert wird, wobei der Kolben (16) nach Entleerung der Kammer (i i) unter Federdruck die Normallage einnimmt, dabei die Auslaßbohrung (Z4) schließt und das Auslaßventil (o) freigibt.
  12. 12. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (4) durch die Zug-oder Druckstange (6) auf ein Hilfsventil (2o, Abb.3) einwirkt, das die Verbindung zwischen der Bremsleitung (i) und einem Steuerkolben (i9) für das Bremsleitungsauslaßventil (g) überwacht.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung (21) auf das Hilfsventil (2o) einwirkt und beim Schließen desselben die Kammer (i i) entlüftet.
  14. 14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (21) der Rückstellvorrichtung -if einer am Hilfsventil (Zo) befestigten , ai Stange verschiebbar angeordnet ist und durch eine Rückstellfeder belastet ist.
  15. 15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 1q., dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Rückstellkolben (21) geführte Ventilstange einen Bund o. dgl. besitzt, mittels dessen der Kolben (21) bei seiner Beaufschlagung mit Druckluft aus der Kammer (i i) das Ventil (zo) schließt, wobei er die Kammer (i i) mit einer Auslaßöffnung (22) verbindet und nach Ausströmen der Druckluft aus der Kammer (i i) unter dem Federdruck die Auslaßöffnung (22) schließt.
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