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Druckluftbremse Die Erfindung bezieht sich auf Druckluftbremsen, welche
als Steuerventil ein sogenanntes Dreidruckventil besitzen, in welchem einerseits
die Drücke im Bremszylinder und in der Hauptluftleitung, andererseits ein konstanter
Druck einer Steuerkammer wirksam ist.
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Um Druckverluste in der vorgenannten Steuerkammer, die durch Undichtigkeiten
eintreten, wieder auszugleichen, ist es notwendig, die Steuerkammer von der Hauptluftleitung
aus wieder auffüllen zu können. Es ist bekannt, zu diesem Zweck das Steuerventil
so auszubilden, daß es eine Verbindung der Hauptluftleitung mit der Steuerkammer
herstellt, wenn der Druck der Hauptluftleitung gleich oder größer als der Druck
in der Steuerkammer ist. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß bei sogenannten
Füllstößen in der Hauptluftleitung, wie sie zur Einleitung der Lösung der Bremse
erforderlich sind, der über dem vorgeschriebenen Höchstdruck liegende Fiillstoßdruck
sich in die Steuerkammer hinein fortpflanzt und dadurch die Steuerkammer über den
vorgeschriebenen normalen Höchstdruck der Hauptluftleitung aufgeladen wird. Dadurch
würde ein Lösen der Bremse mit dem normalen Höchstdruck der Hauptluftleitung nicht
mehr möglich sein.
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Es ist daher schon vorgeschlagen worden, während der Zeit, in der
die vorgenannten Füllstöße in der Hauptluftleitung auftreten, also während der Zeit,
in der im Bremszylinder Druck herrscht, die
\'erl>indung zwischen
Hauptluftleitung und Steuerkammer geschlossen zu halten und zu diesem Zweck in die
Verbindungsleitung ein Absperrorgan einzuschalten, das unter dem Einfluß des Bremszylinderdruckes
steht und geschlossen gehalten wird, solange im Bremszylinder Druck herrscht. Diese
Einrichtung hat den Nachteil, daß bei gelöster Bremse, während also das Absperrorgan
in der Verbindungsleitung offen steht, Luft aus der Steuerkammer in die Hauptluftleitung
zurückfließen kann, wenn in der Hauptluftleitung zur Einleitung der Bremsung eine
Drucksenkung erfolgt. Diese Drucksenkung hat zwar zur Folge, daß das Dreidruckventil
die Belüftung des Bremszylinders aufsteuert und dadurch das Absperrorgan in der
Verbindungsleitung zwischen Hauptluftleitung und Steuerkammer geschlossen wird.
Bis aber im Bremszylinder eine Drucksteigerung eingetreten ist und diese Drucksteigerung
das Absperrorgan in der Verbindungsleitung zwischen Hauptluftleitung und Steuerkammer
geschlossen hat, vergeht eine gewisse Zeit, während welcher der vorerwähnte Nachteil
des Entweichens von Luft aus der Steuerkammer nach der Hauptluftleitung hin eintreten
kann.
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Die Erfindung bezweckt, die vorerwähnten Nachteile zu beseitigen.
Zu diesem Zweck werden in die Verbindungsleitung zwischen Hauptluftleitung und Steuerkammer
zwei Absperrorgane eingeschaltet, die hei gelöster Bremse beide offen sind und von
denen das eine geschlossen wird, sobald hei Einleitung des Bremsvorganges ein Druckabfall
in der Hauptluftleitung eintritt, während das andere geschlossen wird, solange der
Bremszylinder belüftet ist.
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Da das erstgenannte Absperrorgan zweckmäßig so eingerichtet ist, daß
es schon bei Druckausgleich zwischen Hauptluftleitung und Steuerkammer offensteht,
damit geringe Druckschwankungen in der Hauptluftleitung nicht schon dazu führen,
daß das Steuerventil auf Bremsen anspricht, sondern bei geringen Druckschwankungen
ein Druckausgleich zwischen Steuerkammer und Hauptluftleitung hin und her sich vollziehen
kann, ist es notwendig, die Verbindung zwischen Hauptluftleitung und Steuerkammer
mit einer die Empfindlichkeit des Steuerventils bestimmenden Drosselstelle zu versehen.
Es empfiehlt sich, diese Drosselstelle in ein besonderes Drosselorgan zu verlegen,
das in der Verbindungsleitung zwischen Hauptluftleitung und Steuerkammer angeordnet
ist.
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Bei einer die Unempfindlichkeit des Steuerventils übersteigenden Drucksenkung
in der Hauptluftleitung bewegt sich der vom Druck der Hauptluftleitung und Steuerkammer
beaufschlagte Kolben und betätigt dabei den unter dem Bremszylinderdruck stehenden
Kolben, der seinerseits das Ventil aufstößt, welches der Bremsluft den Weg zum Bremszylinder
freigibt. Bei Einrichtungen, bei denen die Bewegung des erstgenannten Steuerkolbens
die Verbindung zwischen Hauptluftleitung und Steuerkammer absperrt, ist es vorteilhaft,
gemäß der Erfindung diesen Kolben von dem vom Bremszylinderdruck beaufschlagten
Kolben zu trennen und zwisch°n beiden Kolben ein Spiel von der Größe vorzusehen,
das dem zur Absperrung der Verbindungsleitung zwischen Hauptluftleitung und Steuerkammer
erforderlichen Weg des vom Druck der Hauptluftleitung und der Steuerkammer heaufschlagten
Kolbens entspricht. Das hat den Vorteil, daß die Massen der hei Einleitung der Bremsung
zur Absperrung der Verbindungsleitung zur Steuerkammer zu bewegenden Teile verringert
werden und auch der Federdruck, der der Bewegung dieser Teile entgegensteht, durch
.lnordnung einer besonders weichen Feder vermindert werden kann, ohne dabei den
Druck der Feder zu beeinflussen, der für die Belastung des unter dein Bremszylinderdruck
stehenden Kolbens des Steuerventils erforderlich ist.
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Die Erfindung ist in den Fig. i und 2 in zwei verschiedenen Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen
sind.
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Gemäß Fig. i ist an die Hauptluftleitung i einer Druckluftbremsanlage
über ein Rückschlagventil3 ein Druckluftbehälter 5 angeschlossen. Außerdem führt
ein Leitungszweig 7 von der Ilauptluftleitung zu einer Kammer 9 eines als Dreidruckventil
ausgebildeten Steuerventils i i. Ein Kolben 13 scheidet den Raum 9 von einer
Kammer i 5, welche über die Leitung 17 mit einer Kammer ic verbunden ist. Die beiden
Kammern 15 und i 9 bilden zusammen die Steuerkammer konstanten Druckes. Der Kolben
13 trägt eine Kolbenstange 2i, w-elclie in der Führung 23 abgedichtet gelagert ist
und eine Strömungsnut 25 aufweist. Diese Nut ül)erw acht in Abhängigkeit von der
axialen Stellung der Kolbenstange 21 die Strömung von der Hauptluftleitung i über
die Leitung 7 und die Kammer 9 in eine zur Steuerkammer i9 führende Leitung 27.
In diese Leitung ist nun eine zweite Überwachungseinrichtung in Form eines Ventils
29 eingeschaltet, welches von einer Feder 31 im geöffneten Zustand gehalten wird.
Der zum Schließen des Ventils vorgesehene Kolben 33 wird über die Leitung 34 durch
den Druck im Bremszylinder 35 beaufschlagt. In die Leitung 27 ist zwischen Steuerventil
i i und Ventileinrichtung 29 eine Drosselöffnung 37 eingeschaltet.
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Im Steuerventil i i ist mit dem Kolben 13 über die Kolbenstange 21
ein weiterer Kolben 38 gekuppelt, dessen in der Zeichnung untere Seite über die
Öffnung 39 mit der Außenluft in X'erbindung steht, während seine obere Seite durch
eine Feder 41 und den jeweiligen Druck im Bremszylinder 35 beaufschlagt ist. Die
Kolbenstange 21 enthält einen Kanal 43, welcher Ober- und Unterseite des Kolbens
38 miteinander verbindet. Mittels der Kolbenstange 21 wird unter gleichzeitigem
Abschluß des Kanals 43 ein Ventil 45 angehoben, welches sonst mittels einer Feder
47 auf seinem Sitz gehalten wird. Das Ventil 45 verbindet den Drucklufthehälter
5 mit dem Bremszylinder 35 über die Leitungen 49 und 34.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Im vollgelösten
Zustand der Bremse nehmen die einzelnen Teile die in der Abbildung gezeigte Lage
ein. Hierbei herrscht in der
Haul)tluftleitung 1 der vorgeschriebene
Höchstdruck von z. ß. 5 atü und der Behälter 5 ist über das Rückschlagventil 3 ebenfalls
mit diesem Druck aufgefüllt. Außerdem steht über die Leitung 7 auch die Kammer g
des Steuerventils i i unter dem Hauptleitungsdruck. Da weiterhin der Auslaß 25 der
Kammer 9 bei der durch die Feder 41 bedingten untersten Stellung des Kolbensatzes
13, 38 und das Ventil 29, weil kein Druck im Zylinder 35 herrscht, geöffnet sind,
ist die Leitung 27 freigegeben, und es herrscht auch in der Steuerkammer 15, i9
der gleiche Druck wie in der Kammer 9 und der Hauptluftleitung i. Die Drosselöffnung
37 dient einerseits dazu, die Steuerkammer 15, i9 nach einer gewünschten Charakteristik
zu füllen; andererseits wird durch diese Drosselöffnung auch die Ansprechempfindlichkeit
des Steuerventils gegenüber Druckschwankungen in der Hauptluftleitung auf ein gewünschtes
Maß begrenzt. Druckverringerungen in der Hauptluftleitung, welche langsamer als
ein festgelegter Grenzwert verlaufen, bringen infolge des Druckausgleiches über
die Drossel 37 das Steuerventil noch nicht zum Anspringen. Der Bremszylinder
35 steht durch die Leitung 34, den offenen Kanal 43 und den Auslaß 39 mit der Außenluft
in Verbindung. Wird nun zwecks Einleitung einer Bremsung der Druck in der Hauptluftleitung
i verringert, so fällt er um den gleichen Betrag auch in der Kammer 9 des Steuerventils
i i. Infolge des damit sich ergebenden Überdruckes in der Steuerkammer 15, ig, aus
welcher infolge der Drosselöffnung 37 die Luft nur langsam entweichen könnte, bewegt
sich der Kolben 13 nach aufwärts, und die mitbewegte Kolbenstange 21 legt sich an
das Ventil 45 an, während dieses gleichzeitig den Kanal -43 abschließt und anschließend
das Ventil 45 anhebt. Dadurch wird der Bremszylinder 35 aus dem Druckluftbehälter
5 über diel Leitung 49, das geöffnete Ventil 45 und die Leitung 34 mit Druckluft
gefüllt, was eine entsprechende Arbeitsbewegung des Kolbens 51 zur Folge hat.
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liei Einleitung einer Bremsung ist es von großer Wichtigkeit, daß
möglichst gleichzeitig mit der Absenkung des Druckes in der Hauptluftleitung i die
Verbindung zur Steuerkammer 15, i9 unterbrochen wird, weil sonst die Luft aus der
Steuerkammer nach der Hauptluftleitung zurückströmen kann und die zur vorgeschriebenen
Abwicklung der Brems-und Lösevorgänge notwendige Druckhöhe in der Steuerkammer nicht
aufrechterhalten bleibt. Dies wird durch die Verschiebung der Nut 25 erreicht. Wenn
dann mit Nacheilung gegenüber dem anspringenden Steuerventil der Druck im Bremszylinder
35 eine gewisse Höhe erreicht hat, wird auch das Ventil 20 geschlossen, und damit
ist der Weg von der llauptluftleitung i zur Steuerkammer i9 an einer zweiten Stelle
gesperrt.
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Der wachsende Druck im Zylinder 35 beaufschlagt den Kolben 38 des
Dreidruckventils i i schließlich so stark. daß dieser den Kolbensatz in die Bremsabschlußstellung
zurückdrängt, wobei das Ventil 45 geschlossen die Entlüftung 43 und die Nut 25 jedoch
noch nicht geöffnet werden. Durch erneutes Verringern des Hauptleitungsdruckes wird
dann eine neue Bremsstellung mit nachfolgender Bremsabschlußstellung erreicht. Während
aller Brems-' stufen einschließlich der Vollbremsung bleibt sowohl die Nut 25 als
auch das Ventil 29 geschlossen.
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Wird umgekehrt aus einer Bremsstellung heraus der Druck in der Hauptluftleitung
i und damit in der Kammer g zwecks Lösens. der Bremse erhöht, so bewegt sich der
Kolbensatz 13, 38 unter der gemeinsamen Wirkung von erhöhtem Hauptleitungsdruck,
bestehendem Bremszylinderdruck und Spannung der Feder 41 unter Öffnen des Auslasses
43, 39 nach abwärts, bis infolge der Verringerung des Druckes im Bremszylinder 35
sich wieder Gleichgewicht einstellt und eine sogenanmte Löseabschlußstellung erreicht
ist, bei welcher die Entlüftung 43 wieder geschlossen ist, ohne daß das Ventil 45
aufgesteuert ist. Bei erneutem Steigen des Druckes in der Hauptluftleitung wiederholt
sich das Spiel, bis endlich bei praktisch vollgelöster Bremse der Kolbensatz 13,
38 gegen den konstant gebliebenen Überdruck in der Kammer 15, i9 sich so weit abwärts
bewegt hat, daß die Nut 25 wieder aufsteuert. Der Bremszylinder 35 ist entsprechend
der Volllösung drucklos geworden, so daß das Ventil 29 durch die Kraft der Feder
31 geöffnet wurde. Der Weg zwischen Hauptluftleitung i und der Steuerkammer 15,
i9 ist damit wieder frei, so daß eine etwaige Nachspeisung in diese Kammer aus der
nun unter Volldruck stehenden Hauptluftleitung erfolgen kann. Wesentlich ist, daß
erst bei praktisch überdruckfreiem Zylinder 35, also bei vollgelöster Bremse das
Ventil 29 wieder aufmacht, so daß, wenn durch Füllstöße während des Lösevorganges
der Kolben 13 infolge der starken Druckerhöhung in der Kammer 9 in eine die Nut
25 freigebende Stellung geworfen wird, der Weg zur Steuerkammer 15, i9 trotzdem
geschlossen bleibt und damit die Steuerkammer gegen Überladungen auf einen, ihren
vorgeschriebenen Druck überschreitenden Druck gesichert ist.
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Bei der in Fig. 2 gezeigten Bremsanlage ist zum Unterschied gegenüber
derjenigen der Fig. i die Kolbenstange zwischen den beiden Kolben 13 und 38 des
Steuerventils i i in zwei Teile 53 und 55 unterteilt, welche im vollgelösten Zustand
der Bremse durch den Abstand x voneinander getrennt sind, wobei der Kolben 38 an
einem Anschlag 56 anliegt. Diese Unterteilung hat den Vorteil, daß bei einer Bremseinleitung
der Kolben 13 mit seinem Stangenteil 55 in den ersten entscheidenden Augenblicken
nur gegen eine verhältnismäßig schwache Feder 57 bewegt werden muß, während die
der gewünschten Lösetendenz angepaßte Feder 41 erst nach Zurücklegung des Weges
x zur Wirkung kommt. Die Widerstände sind damit vermindert, und die Nut 25 wird
während der Zurücklegung des Weges x mit größter Beschleunigung abgeschlossen. Nachdem
der Teil 55 auf den Teil 53 aufgetroffen ist, vollziehen sich die weiteren
Brems- und Lösevorgänge in der gleichen Weise wie bei dem Beispiel nach Fig. i.
Die Stangenteile 53 und 55 trennen sich
erst wieder, wenn kurz vor
der Vollösung der Kolben 38 auf dem Anschlag 56 liegt und der Kolben 13 mit seinem
Teil 55 den restlichen Weg x zurücklegt, wobei die Nut 25 den Verbindungsweg zwischen
den Leitungen 7 und 27 öffnet.