DE596667C - Vorrichtung zur Beschleunigung des Fuellens und Loesens von Druckluftbremsen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, die dazu dient, das Füllen der Druckluftleitung bei Druckluftbremsen an Eisenbahnzügen und das dadurch herbeigeführte Lösen der Bremsen zu beschleunigen, was besonders im Betriebe langer Züge (Güterzüge) dringend erwünscht ist.

Man hat sich beim Füllen der Bremsleitung langer Züge in der Weise zu helfen gesucht,

■ o daß man das Führerbremsventil so lange in der Füllstellung belassen hat, als dies ohne

Gefahr des Überladens des ersten Hilfsbehälters im Zuge möglich war.

Es liegt in der Natur der Sache, daß bei diesem Vorgehen nur sogenannte Füllstöße zu erzielen sind, die wohl hinreichen mögen, die Steuerventile an den mit Bremsvorrichtung versehenen Wagen aus der Bremsstellung oder der Bremsabschlußstellung in die 'Lösestellung umzusteuern, jedoch wird die für die Füllung der Hilfsbehälter, besonders derjenigen, die sich in großer Entfernung von der Lokomotive, also im hinteren Zugteil, befinden, erforderliche Zeit dadurch fast gar nicht abgekürzt.

Das erklärt sich daraus, daß sich innerhalb der Zeit, während welcher ein Füllstoß in die Bremsleitung hineingegeben wird, der Druck in dieser fortschreitend erhöht. Am Anfang der Bremsleitung herrscht daher nach kurzer Zeit Hauptbehälterdruck, während am Ende der langen Bremsleitung noch der für die Durchführung der Bremsung erforderlich gewesene geringere Druck herrscht.

Da nun die Überfüllung des Hilfsbehälters schon am ersten Fahrzeug vermieden werden muß, so muß das Führerbremsventil bereits dann aus der Füllstellung in die Fahrtstellung verlegt werden, wenn in jenem Behälter der volle Lösedruck (5 atü) erreicht ist. Die weitere Füllung der Bremsleitung erfolgt dann über den Leitungsdruckregler, der nur dann Druckluft aus dem Hauptbehälter in die Bremsleitung strömen läßt, wenn in deren vorderen Teil der Druck durch Abfluten der durch den Füllstoß veranlaßten Druckerhöhungswelle unter den vom Druckregler eingestellten Druck (5 atü) sinkt. Die durch den Füllstoß geschaffene Welle höheren Druckes am Leitungsanfang fällt daher in sich zusammen, indem sie sich nach dem Zugende hin ausgleicht. Die Strömung in der Bremsleitung wird immer geringer, bis der Druck am Leitungsanfang unter den vom Druckregler eingestellten Druck gesunken ist; erst dann beginnt der Druckregler eine neue Strömung in der Bremsleitung zu erzeugen.

Da der Füllstoß bei einem langen Zuge gemäß den erläuterten Tatsachen nur einen Bruchteil der zur Füllung der Bremsleitung

• *) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Ernst Möller in Berlin-Karlshorst.

und der Hilfsluftbehälter erforderlichen Gesamtzeit andauern kann, so ist mit den erläuterten Maßnahmen bzw. den zu ihrer Durchführung dienenden Vorrichtungen kein zufriedenstellender Erfolg zu erzielen.

Erschwerend kommt hinzu, daß die bekannten, mit Federwirkung arbeitenden Druckregler den Aufbau der erneuten Strömung nach der Durchführung des kurzen Füll-Stoßes dadurch verzögern, daß sie eine negative Strömungscharakteristik besitzen, die sich folgendermaßen auswirkt:

Ein auf 5 atü eingestellter Druckregler öffnet einen um so reichlicheren Über-Strömungsquerschnitt, je größer der Unterschied zwischen dem zu erhöhenden Bremsleitungsdruck und der Spannung seiner Belastungsfeder ist; in dem Maße, wie sich der Leitungsdruck der Spannung der Belastungsfeder des Druckreglers angleicht, wird der Überströmungsquerschnitt im Druckregler geringer, d. h. daß der Druck am Anfang der durchströmten Bremsleitung um so weiter unter den von der Druckreglerfeder eingestellten Druck sinkt, je größer der Luftbedarf in der Bremsleitung ist, das bedeutet: je größer die Strömung ist.

Diese Tatsache führt dazu, daß, weil der Leitungsdruck am Anfang des Zuges nach dem Übergang von der Füllstellung zur Fahrtstellung infolge Abebbens der Hochdruckwelle unter den Druckregler druck sinkt, der Druckregler sich öffnet und die Strömung wieder entstehen läßt, die infolge des Abzapfens von Leitungsluft durch die Hilfsluftbehälter sich bis zu einem gewissen Zeitpunkt weiter verstärkt, was aber nur dadurch möglich ist, daß der Druck am Anfang der Leitung weiter unter den eingestellten sinkt. Die Strömung nimmt sodann wieder ab; der Druck steigt infolgedessen wieder, bis die Strömung bei vollendeter Füllung der Bremsvorrichtungen aufhört.

Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, die selbsttätig eine Füllung der Bremsleitung über die Periode des Füllstoßes hinaus bewirken. Diese bekannten Vorrichtungen arbeiten in der Weise, daß sie eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Hauptluftbehälter und der Bremsleitung für eine gewisse Zeitdauer offenhalten und der Bremsleitung unabhängig vom Druck und unabhängig von der Strömung Druckluft zuführen. Da hierbei der Bremsleitung Druckluft von der im Hauptbehälter herrschenden hohen Spannung zugeführt wird, also eine selbsttätige Verlängerung der Hochdruckfüllperiode eintritt, die bei in Füllstellung befindlichem Führerventil willkürlich herbeigeführt wird, so muß nach. obigen Erläuterungen nach kurzer Zeit eine selbsttätige Unterbrechung derselben eintreten, und eine wirksame Beschleunigung der Füllung der Bremseinrichtung kann nicht zustande kommen.

Außerdem arbeiten diese bekannten Vorrichtungen in der Weise, daß ein Behälter beim Bremsen mit der hierbei aus der Bremsleitung ausströmenden Luft gefüllt wird; beim Lösen der Bremse wird dieser Behälter entleert, und seine Entleerungszeit bestimmt die Dauer desjenigen Zeitabschnittes, während dessen Hauptbehälterluft in die Bremsleitung gelangt. Diese Maßnahme ist insofern unzulänglich, als der in der Bremsleitung bei deren Füllen auftretenden Strömung überhaupt kein Einfluß auf die Füllvorrichtung eingeräumt ist; außerdem hat diese Art der Leitungsfüllung den Nachteil, daß Veränderungen der Zuglänge, die nach dem Füllen des erwähnten Behälters, also nach -dem Anziehen der Bremse, vorgenommen werden, keinen Einfluß auf die Entleerung jenes Behälters beim Füllen der Bremsleitung, also auf die Dauer des Füllvorganges, haben.

Demgegenüber stellt der Erfindungsgegenstand eine selbsttätige Vorrichtung dar, die eine reichliche Füllung der Bremsleitung mit Druckluft aus dem Hauptluftbehälter durchführt, ohne daß dabei in die Bremsleitung Druckluft von höherer Spannung hineingelangt, als für diese vorgesehen ist und als sie der Druckregler zuläßt. Dementsprechend arbeitet die Vorrichtung entweder in völliger Unabhängigkeit von der beim Füllen der Bremsleitung in dieser auftretenden Strömung, indem lediglich der in der Bremsleitung sich steigernde Druck in Gegenwirkung zu dem von einem von der Strömung unabhängigen Druckregler aufrechterhaltenen Druck zur Steuerung der Füllvorrichtung herangezogen wird, oder es findet eine Heranziehung der in der Bremsleitung auftretenden Strömung als zusätzliche Kraftwirkung zu den ersterwähnten Steuerkräften statt.

Im letzteren Falle ist die zusätzliche Steuervorrichtung so ausgebildet, daß sie eine positive Strömungscharakteristik besitzt. Das besagt, daß, je stärker die in der Bremsleitung auftretende Strömung ist, mit um so höherem Druck die Leitung gespeist wird, wobei jedoch dieser höhere Druck den normalen Bremsleitungslösedruck nur um einen geringen Betrag überschreitet; mit' sinkender bzw. geringer werdender Strömung wird auch der Druck der in die Bremsleitung einströmenden Druckluft geringer.

Die negative Strömungscharakteristik, die vornehmlich den bekannten, mit federbelasteter Membran arbeitenden Leitungsdruckreglern eigentümlich ist, bedingt demgegenüber die Speisung der Bremsleitung mit um so ge-

ringerem Druck, je stärker die Strömung ist und umgekehrt.

Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch veranschaulicht.

Abb. ι zeigt das Schema einer Vorrichtung, bei der die Füllung der Bremsleitung völlig unabhängig von der in der Bremsleitung auftretenden Strömung erfolgt.

ίο Abb. 2 zeigt eine Vorrichtung, bei der die Füllvorrichtung für die Bremsleitung durch eine Zusatzvorrichtung mit positiver Strömungscharakteristik beeinflußt wird.

Die Abb. 3 und 4 zeigen besondere Ausführungsformen der in Abb. 2 dargestellten Vorrichtung.

In den Abbildungen ist der Hauptluftbehälter mit i, das Führerventil mit 2, der vom Leitungsdruck nicht beeinflußte Druckregler mit 3, das in ihm befindliche Einlaßventil mit 4, das Auslaßventil mit S, das Gehäuse des Füllventils mit 6, dessen Steuerkolben mit 7, das von diesem gesteuerte Füllventil mit 8 und die Bremsleitung mit 9 bezeichnet.

· Die Bezeichnungen weiterer Teile werden, bei der Erörterung der Ausführungsformen genannt, denen solche Teile eigentümlich sind. Die Durchführung eines Füllstoßes erfolgt bei den Vorrichtungen mittels des Führerventils 2, das in der Füllstellung eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Hauptluftbehälter ι und der Bremsleitung 9 herstellt, die auf der Zeichnung nicht dargestellt ist, da sie den Druckregler nicht berührt. Nach dem Verlegen des Führerventils in die Fahrtstellung und nach dem Abebben der Hochdruckwelle sinkt der Druck in der Leitung 9. Infolgedessen wird der Kolben 7 durch den Druck, der im Raum rechts von ihm herrscht, nach links verschoben und öffnet das Speiseventil 8. Der Raum rechts vom Kolben 7 wird, falls in ihm der Druck infolge von Undichtigkeiten sinkt, dadurch wieder mit Druckluft gefüllt, daß der unter dem Ventil 5 befindliche Kolben im Druckregler 3 durch Ausdehnen seiner Belastungsfeder gehoben wird und das Ventil 4 öffnet, das eine über das Führerventil geführte Verbindung mit dem Hauptbehälter herstellt. Steigt der Druck rechts vom Kolben 7 dadurch, daß etwa während der Hochdruckfüllperiode durch Kolbenundichtigkeit Druckluft von höherer Spannung in diesen Raum gelangt, so wird der unter dem Ventil 5 befindliche Kolben unter Erhöhung der Spannung seiner Belastungsfeder abwärts gedrückt, und die Luft entweicht ins Freie, bis Kolbenbelastung und Federspannung im Druckregler 3 die Aufwärtsbewegung des Kolbens und das Schließen des Ventils 5 herbeiführen.

Bei der Vorrichtung nach Abb. 2 ist zur Erzeugung der positiven Strömungscharakteristik neben den gemäß Abb. 1 angewandten Teilen der Stoßkolben 10 mit der Stoßstange 11 vorgesehen, dessen beide Seiten durch die Leitungen 12 und 13 an verschiedene, in hinreichender räumlicher Entfernung voneinander befindliche Punkte der Bremsleitung 9 herangeführt sind.

Entsteht nach der mittels des Führerventils herbeigeführten Hochdruckfüllperiode in der Bremsleitung eine Strömung durch das Verebben der Hochdruckwelle, so bildet sich auf beiden Seiten des Kolbens 10 ein Druckunterschied, der für den Kolben 7 des Speiseventils 8 eine Zusatzkraft im Sinne des Öffnens des Ventils 8 schafft, so daß, solange die Strömung besteht, die Bremsleitung 9 mit höherem Druck gespeist wird. Hört der Druckunterschied zu beiden Seiten des KoI-bens 10 auf, so verliert der Kolben 10 seine Wirksamkeit gegenüber dem Kolben 7, und dessen Stellung· wird allein durch den Druckregler 3 bestimmt.

Es kann unter Umständen erwünscht sein, die Strömung nicht unmittelbar auf den Zusatzkolben 10 einwirken zu lassen.

Eine entsprechende Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zeigt die Abb. 3. Bei dieser ist die eine (die linke) go Seite des Kolbens 10 mittels der Freiluftöffnung 14 entlüftet. Ein unter der Einwirkung der in der Bremsleitung 9 auftretenden Strömung gesteuertes Ventil 16 im Ventilgehäuse 15 beherrscht die Verbindung zwisehen der Bremsleitung 9 und einem Behälter 17, der mit dem Raum rechts vom Zusatzstoßkolben 10 in Verbindung steht. Schließt sich das Ventil 16 beim Aufhören der durch Strömung herbeigeführten Unter- 10c schiede auf beiden Seiten des zugehörigen Steuerkolbens, so entlüftet sich der Behälter 17, dessen Inhalt die rechte Seite des Zusatzstoßkolbens IO beaufschlagte, allmählich durch eine Düse 18, wodurch sich die auf den KoI-ben 7 ausgeübte zusätzliche Nachstellkraft verliert.

Wird die Verbindung zwischen dem Ventil 16 und dem Behälter 17 über eine Düse 19 geführt, die größer ist als die Entlüftungsdüse 18, so erreicht man, daß die Auffüllung des Behälters 17 und damit die auf den Kolben 7 ausgeübte Zusatzkraft sowie die Dauer des Wirkens dieser Kraft in Abhängigkeit von der Öffnungsdauer des Ventils 16 gelangt.

Abb. 4 zeigt eine gegenüber der Ausführungsform nach Abb. 3 vervollkommnete Ausführungsform, bei der die Größe der Fülldüse 19 für den Behälter 17 vom Hub des Strömungsventils 15 bzw. 16 abhängig gemacht wird, wodurch der Steuerkolben des Ventils 15 eine Belastungsfeder 20 erhält. Die Düse

19 ist hier als der konische Sitz des als Konus ausgebildeten Ventils 16 ausgeführt. Hierdurch wird erreicht, daß der Füllungsgrad des Behälters 17 auch von der Stärke der Strömung in der Leitung 9 abhängig ist. Die Entlüftung des Behälters 17 wird ebenfalls in Abhängigkeit von der Stellung des Strömungsventils 16 gebracht, in dem mit diesem ein die Entlüftungsbohrung 18 steuernder Teil verbunden wird. Infolge dieser Anordnung findet keine Entlüftung des Behälters 17 statt, solange er über das Ventil 16 gefüllt wird.

Es ist sinngemäß jedes andere strömungsabhängige Mittel, Ventilwirkungen, Strömungsdruck- oder Strömungssaugwirkung an Stelle des Abgreifens einer Potentialdifferenz an der Bremsleitung 9 möglich.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Beschleunigung des Füllens und Lösens von Druckluftbremsen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung, die das Füllen der Leitung nach dem Abschluß der Hochdruckfüllperiode übernimmt, von der Strömung in der Bremsleitung unabhängig ist.

2. Vorrichtung zur Beschleunigung des Füllens und Lösens von Druckluftbremsen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung, die das Füllen der Leitung nach dem Abschluß der Hochdruckfüllperiode übernimmt, eine positive Strömungscharakteristik aufweist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Speiseventil (6) besteht, das von dem durch einen Druckregler (3) eingestellten Druck gesteuert wird, wobei der Druckregler (3) selbst nicht am Füllen der Leitung (9) beteiligt ist (Abb. i).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Druckregler (3) gesteuerte Speisevorrichtung (6) eine unmittelbar von der Strömung erzeugte Zusatzkraft (Kolben 10) erhält (Abb. 2).

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Druckregler (3) gesteuerte Speisevorrichtung (6) eine mittelbar von der Strömung erzeugte Zusatzkraft (Kolben 10) erhält (Abb. 3).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mittelbar von der Strömung erzeugte Zusatzkraft bei geöffnetem S trömungs ventil (Abb. 3) in einem Behälter (17) aufgespeichert wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspeicherung durch leine Düse (19, Abb. 3) in Abhängigkeit von der Dauer der Strömung erfolgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspeicherung durch eine Düse (16, Abb. 4) erfolgt, deren öffnung der Stärke der Strömung entspricht.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen S bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzlich wirkende Überdruck durch eine Düse (18, Abb. 3), die den Behälter langsam entlüftet, ausgeglichen wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese Entlüftungsdüse (18) bei geöffnetem Strömungsventil geschlossen ist (Abb. 4).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen