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Druckluftbremse Die Erfindung bezieht sich auf Druckluftbremsen mit
einem vorsteuernden Zweidruckventil, einem den Bremszylinderdruck überwachenden
nachgesteuerten Dreidruckventil und einer dazwischengeschalteten Hilfssteuerkammer,
deren Druck vom Vorsteuerventil bestimmt ist, und die ihrerseits das für die Überwachung
des Bremszylinderdruckes dienende Dreidruckventil steuert. Bei Druckluftbremsen
dieser Art muB die Hauptluftleitung mit der Hilfssteuerkammer durch eine sogenannte
Empfindlichkeitsbohrung in Verbindung stehen, die es erlaubt, daß geringe Druckschwankungen
zwischen Hauptluftleitung und Hilfssteuerkammer sich ausgleichen können, d$mit das
Vorsteuerventil nicht ungewollt in Richtung Bremsen anspricht. Ferner muB bei diesen
Druckluftbremsen eine Einrichtung vorhanden sein, die verhindert, daß die Entleerung
des Bremsluftzylinders sich schneller als in der vorgeschriebenen Lösezeit vollzieht.
Dies wird üblicherweise durch die Einschaltung eines Drosselorgans in der Entlüftungsleitung
der Bremszylinder erzielt, welches die Entlüftung auf die vorgeschriebene Lösezeit
ausdehnt.
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Je nach der Verwendung eines Wagens in Güter-oder Personenzügen sind
die vorgeschriebenen Lösezeiten verschieden, und es ist daher erforderlich, bei
Wagen, die sowohl in Güter- als auch in Personenzügen laufen sollen, das die Lösezeit
bestimmende Drosselorgan verstellbar zu machen.
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Die Verwendung einheitlicher, die Lösezeit bestimtuender
Drosselorgane
scheitert aber daran, daß die Größe der verschiedenen Bremszylindertypen sehr unterschiedlich
ist.
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Die Erfindung bezweckt, die vorgenannten, an eine Druckluftbremse
zu stellenden Anforderungen in besonders einfacher Weise zu lösen, und zwar in einer
Form, die unabhängig von der Größe des Bremszylinders ist.
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Der Lösungsgedanke der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der
Druckabfall im Bremszylinder vom Verlauf des Druckanstiegs in der Hilfssteuerkammer
abhängig ist, und daß daher die vorgeschriebene Lösezeit für einen Bremszylinder
beliebiger Größe erreicht wird, wenn die Füllzeit der Hilfssteuerkammer, welche
von der Größe des Bremszylinders unabhängig ist, auf die vorgeschriebene Lösezeit
ausgedehnt wird. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in den Luftweg
von der Hauptluftleitung zur Hilfssteuerkammer während des Lösevorgangs ein die
Lösezeit, jedoch nicht die Ansprechempfindlichkeit des Vorsteuerventils bestimmendes
Drosselorgan eingeschaltet ist. Wenn nämlich das Drosselorgan so bemessen ist, daß
es die vorgeschriebene Lösezeit herbeiführt, muß zur Vermeidung eines ungewollten
Ansprechens des Vorsteuerventils in Richtung Bremsen bei Druckschwankungen zwischen
der Hauptluftleitung und der Hilfssteuerkammer eine Druckausgleichsmöglichkeit über
die sogenannte Empfindlichkeitsbohrung geschaffen werden, für die der Querschnitt
des die Lösezeit bestimmenden Drosselorgans unzureichend ist. Andererseits muß der
Weg, über den sich die Druckunterschiede zwischen der Hauptluftleitung und der Hilfssteuerkammer.
ausgleichen können, beim Lösevorgang geschlossen sein oder höchstens bei geringem
Überdruck in der Hauptluftleitung gegenüber der Hilfssteuerkammer offen sein.
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Die Erfindung ist in drei verschiedenen Ausführungsbeispielen in den
Fig. i bis '3 schematisch dargestellt, wobei in diesen Figuren gleiche Teile mit
den gleichen Bezugzeichen versehen sind.
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Durch das Vorsteuerventil i wird über die Hilfssteuerkammer 2 und
das an den Vorratsluftbehälter 3 angeschlossene Dreidruckventil 4 der Druck im Bremszylinder
5 überwacht. Der Verlauf des Druckabfalls im Bremszylinder 5 beim Lösen richtet
sich nach dem Verlauf des Druckanstiegs in der Hilfssteuerkammer 2 entsprechend
dem Ansteigen des Leitungsdrucks in der Hauptluftleitung 6 beim Füllen. Beim Lösen
der Bremse wird nun durch den Überdruck von der Hauptluftleitung her der Steuerkolben
7 des Vorsteuerventils i in eine Stellung gebracht, in der er die Verbindung von
der Leitung 6 zur Hilfssteuerkammer 2 über die Empfindlichkeitsöffnung 8 und das
Ventil 9 unterbricht. Die Füllung der Hilfssteuerkammer 2 erfolgt dann über das
Rückschlagventil io und das Drosselorgan ii. Dieses ist so bemessen, daß auch bei
dem stärksten normalen Füllstoß die Füllzeiten der Hilfssteuerkammer Lösezeiten
des Bremszylinders ergeben, die den internationalen Bedingungen entsprechen. Um
diese Lösezeiten den unterschiedlichen Bedingungen für Güter- und Personenzüge anzupassen,
ist das Drosselorgan ii mit zwei verschiedenen entsprechend großen Bohrungen versehen
und umstellbar. Wenn beim Bremsen der Druck in der Hauptluft-Leitung 6 abgesenkt
wird, schließt das Rückschlagventil io die Verbindung von der Hilfssteuerkammer
2 nach .der Hauptluftleitung 6 ab. Der Vorgang der Absenkung des Druckes in der
Hauptluftleitung wird daher nicht durch aus der Hilfssteuerkammer 2 nach der Hauptluftleitung
zurückströmende Luft gestört.
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Bei sinkendem Druck in der Hauptluftleitung hebt sich der Kolben 7
von dem Ventil 9 ab und gibt damit zunächst den Weg von der Hilfssteuerkammer 2
nach der Hauptluftleitung 6 über die Empfindlichkeitsbohrung 8 frei, so daß unbeabsichtigte
Drucksenkungen sich über die Empfindlichkeitsbohrung 8 ausgleichen können, ohne
daß das Vorsteuerventil schon in Richtung Bremsen anspricht. Bei größerer Absenkung
des Druckes in der Hauptluftleitung schließt der Kolben 7 den Weg über die Empfindlichkeitsbohrung
wieder ab, indem er sich mit einem zweiten Ventilsitz auf die Unterseite des Ventiltellers
9 wieder aufsetzt und öffnet anschließend das Ventil 12, so daß die Luft aus der
Hilfssteuerkammer 2 über das Drosselorgan 13 nach dem Bremszylinder 5 abströmen
kann.
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Die vorbeschriebene Einrichtung vereinigt also folgende Eigenschaften:
i. Die Lösezeit der Bremse ist ausschließlich durch das Volumen der Hilfssteuerkammer
2 und das Drosselorgan ii bestimmt und ist unabhängig vom Volumen des Bremszylinders.
Die Einrchitung kann also für Bremszylinder verschiedenster Größe verwendet werden;
2. das die Lösezeit der Bremse bestimmende Drosselorgan bestimmt nicht die Empfindlichkeit
des Vorsteuerventils und erhöht daher nicht die Empfindlichkeit auf ein unzulässiges
Maß; 3. das Drosselorgan ist umstellbar, so daß die mit der Einrichtung ausgerüsteten
Wagen sowohl in Güterzügen als in Personenzügen laufen können, weil das Drosselorgan
je nach seiner Einstellung die für Güter- bzw. Personenzüge vorgeschriebene Lösezeit
herbeiführt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung; bei der ein besonderes Rückschlagventil
io nicht erforderlich ist, zeigt Fig. z. Bei dieser ist der Steuerkolben 7 so ausgebildet,
daß er bei Überdruck in der Hauptluftleitung 6 gegenüber der Hilfssteuerkammer 2
den Weg über die Empfindlichkeitsbohrung 8 nicht dadurch abschließt, daß er sich
mit einem Ventilsitz auf das Ventil 9 aufsetzt, sondern indem er den Durchgang am
Ventilsitz 14 absperrt. Die Leitung, in der sich das Drosselorgan ii befindet, verbindet
die Räume zu beiden Seiten des Ventilsitzes 14. Infolgedessen muß die Luft, die
durch die Empfindlichkeitsbohrung 8 auf der einen Seite des Ventilsitzes 14 eintritt,
nach der anderen mit der Hilfssteuerkammer 2 in Verbindung stehenden Seite des Ventilsitzes
14 über das Drosselorgan ii überströmen. Dieses Drosselorgan bestimmt daher wiederum
die Füllzeit für den Hilfssteuerbehälter 2 und damit die Lösezeit für den Bremszylinder
5.
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Beim Bremsen legt sich der Kolben 7 mit seinem auf der Untgrseite
des Ventiltellers 9 befindlichen Ventilsitz auf diesen Ventilteller auf und sperrt
damit den Weg von der Hilfssteuerkammer 2 über die Empfindlichkeitsbohrung 8 nach
der Hauptluftleitung 6 ab.
Dieses Ventil erfüllt damit also gleichzeitig
die Funktion des Rückschlagventils io der Fig. i. Nachdem der Kolben 7 sich auf
die Unterseite des Ventiltellers aufgesetzt hat, öffnet er anschließend das Ventil
12 und läßt damit die Luft von der Hilfssteuerkammer 2 nach dem Bremszylinder 5
über das Drosselorgan 13 abfließen.
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Fig.3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung für lange und schwere
Güterzüge. Da es eine charakteristische Eigenschaft der stufenlösenden Bremse ist,
daß sie während des Lösevorgangs einen hohen Luftbedarf hat, bereitet die Fortpflanzung
der Drucksteigerung in der Hauptluftleitung bis an das Ende des Zuges besondere
Schwierigkeiten. Es ist daher bei den Wagen am Ende langer Züge nicht die Gefahr
vorhanden, daß die vorgeschriebene Lösezeit unterschritten wird, vielmehr besteht
hier das Bedürfnis, eine übermäßige Ausdehnung der Lösezeit über die vorgeschriebenen
Lösezeiten hinaus zu vermeiden. Diese Aufgabe erfüllt das in Fig. 3 dargestellte
Vorsteu6rventil. Dieses unterscheidet sich von dem Vorsteuerventil der Fig. i dadurch,
daß auf der Unterseite des Kolbens 7 noch eine Feder 15 angeordnet ist, die bei
Druckausgleich zwischen der Hauptluftleitung 6 und der Hilfssteuerkammer 2 sich
mit ihrem Federteller 16 gegen Anschläge 17 anlegt und dadurch den Kolben 7 in einer
solchen Stellung hält, daß der Weg von der Hauptluftleitung 6 nach der Hilfssteuerkammer
2 auch über die Ventilquerschnitte am Ventil 9 offen ist. Steigt nun der Druck in
der Hauptluftleitung 6 an, wird die Feder 15 zusammengedrückt und damit der Durchflußquerschnitt
am Ventil 9 verkleinert, bis er bei einem bestimmten Überdruck in der Hauptluftleitung
6 gegenüber der Hilfssteuerkammer 2 ganz geschlossen wird und nur noch der Luftweg
über die Drosselbohrung ii offenbleibt. Steigt also der Überdruck der Hauptluftleitung
gegenüber der Hilfssteuerkammer auf ein bestimmtes Maß, so daß der Durchfluß am
Ventil 9 geschlossen ist, ist die Wirkungsweise des Vorsteuerventils der Fig. 3
die gleiche wie die des Vorsteuerventils der Fig. i. In den hinteren Wagen eines
langen Zuges jedoch, bis zu denen sich der Füllstoß nur schwach fortsetzt, gibt
das Vorsteuerventil der Fig. 3 der Luft zur Auffüllung der Hilfssteuerkammer 2 einen
zusätzlichen Weg frei, der um so größer ist, je geringer die Druckdifferenz zwischen
Hauptluftleitung und Hilfssteuerkammer ist. Hierdurch wird die Auffüllung der Hilfssteuerkammern
am Ende langer Züge in vorteilhafter Weise beschleunigt.
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Das Drosselorgan ii kann selbstverständlich auch in einer Umführungsleitung
wie in Fig. i angebracht werden und dadurch außerhalb des Vorsteuerventils verlegt
werden, so daß es leichter als umstellbares Drosselorgan ausgebildet werden kann.
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Selbstversändlich kann auch das Vorsteuerventil der Fig. 2 so ausgebildet
werden, daß es wie das Vorsteuerventil der Fig. 3 beim Lösevorgang neben dem Luftweg
über das Drosselorgan ii noch einen zweiten Luftweg freigibt, der nur bei geringem
Überdruck in der Hauptluftleitung 6 gegenüber der Hilfssteuerkammer 2 offen ist,
und dessen Querschnitt mit zunehmendem Überdruck der Hauptluftleitung 6 gegenüber
der Hilfssteuerkammer 2 abnimmt.