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Druckluftbremse mit einem Vorratsluftbehälter und einem steuernden
Hilfsluftbehälter Die stufenlösende Druckluftbremsehatsich wegen ihres großen Vorteils,
daß sie nach jedem Lösevorgang sogleich wieder bremsbereit ist, insbesondere in
Ländern mit ,schwierigen Gefälleverhältnissen, schnell einzuführen vermocht. Der
Einführung dieser Bremse bei langen und schweren Zügen hat jedoch bisher im Wege
gestanden, daß während des Lösevorgangs die Bremsapparate auf den vollen Druck gebracht
werden mußten, aber innerhalb der Lösezeit die hierfür erforderlichen großen Luftmengen
durch die Hauptluftleitung nicht hindurchgebracht werden konnten. Bei stufenlösenden
Bremsen mit einem den Bremszylinderdruck überwachenden Dreidruckventil, einem Vorsteuerventil
und einem zwischen diesen eingeschalteten Hilfsluftbehälter wird die rechtzeitige
Auffüllung des Hilfssteuerbehälters am Ende langer Züge und damit das rechtzeitige
Lösen der Bremse am Ende des Zuges unter Umständen unmöglich gemacht, wenn die auch
mit stärkstem Füllstpß in die Hauptluftleitung gegebene Luft von den Vorratsluftbehältern
zu stark verschluckt wird: Zwar sind den Vorratsluftbehältern üblicherweise Drosseldüsen
vorgeschaltet, die die Auffüllung über einen gewissen Zeitraum ausdehnen. Diese
vermögen aber den vorerwähnten Nachteil nicht zu verhindern, es sei denn, daß sie
so eng sind, daß sie wiederum die rechtzeitige AufZüllung der Vorratsluftbehälter
gefährden.
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Der vorerwähnte Nachteil wird ' nun gemäß der Erfindung dadurch vermieden,
daß in die Leitung zwischen Hauptluftleitung und Vorratsluftbehälter ein Steuerorgan
eingeschaltet ist, das unter dem Einfluß des Druckes im Hilfsluftbehälter steht
und
nur öffnet, wenn der Druck im Hilfsiuftbehälter den Druck im
Vorratsluftbehälter übersteigt. Auf diese Weise wird nicht nur erreicht, daß eine
unnötige vorzeitige Auffüllung der. Vorratsluftbehälter zum Nachteile ausreichender
Speisung der Hilfsluftbehälter vermieden wird, sondern es wird auch bei Druckluftbremsen
dieser Art mit Einrichtungen zur möglichst gleichmäßigen Auffüllung der Hilfsluftbehälter
und damit zum möglichst gleichmäßigen Lösen über die ganze Zuglänge die Wirksamkeit
dieser Einrichtungen nicht dadurch gestört, daß die Vorratsluftbehälter unnötig
früh zu ihrer Auffüllung der Hauptluftleitung Luft entziehen. Andererseits gewährleistet
die Erfindung, daß die Vorratsluftbehälter nach Auffüllung der Hilfsluftbehälter,
also nach vollständigem Lösen der Bremse, auch selbst wieder ausreichend aufgefüllt
sind, um für die nächste Bremsung bereit zu sein.
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Von besonderem Vorteil kann es sein, die Auffüllung der Vorratsluftbehälter
der Auffüllung der Hilfsluftbehälter nicht nur nicht voreilen zu lassen, sondern
mit gewissem Abstande nachfolgen zu lassen, d. h. also, das Steuerorgan in der Verbindungsleitung
zwischen Hauptluftleitung und Vorratsluftbehälter so auszubilden, daß es erst öffnet,
wenn im Hilfsluftbehälter bereits ein bestimmter Überdruck gegenüber dem Vorratsluftbehälter
entstanden ist. In diesem Falle bleibt die Druckdifferenz auch bis zur vollständigen
Auffüllung des Hilfslufthehälters bestehen, und es muß dann noch der Vorratsluftbehälter
weiter bis auf den Druck der Hauptluftleitung aufgefüllt werden. Um dies zu erreichen,
wird gemäß der Erfindung neben der das Steuerorgan enthaltenden Leitung noch eine
mit Drosselquerschnitt versehene Leitung von der Hauptluftleitung nach dem Vorratsluftbehälter
vorgesehen, durch die die Nachfüllung des Vorratsluftbehälters erfolgt, nachdem
der Hilfsluftbehälter bereits auf den vollen Druck gebracht worden ist. Damit die
den Drosselquerschnitt enthaltende Leitung das mit der Erfindung erstrebte Ziel
nicht vereitelt, wird sie während der Auffüllung der Hilfsluftbehälter durch ein
Organ abgesperrt, das unter dem Einfluß der Druckdifferenz zwischen Hauptluftleitung
und Hilfsluftbehälter steht und hei der während des Lösens der Bremse sich einstellenden
Druckdifferenz geschlossen gehalten wird.
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Die Erfmdung ist in zwei Ausführungsbeispielen in den Fig. i und 2
veranschaulicht. In Fig. i ist die Hauptluftleitung i an das Zweidruckventil 2 zur
Beaufschlagung der Kolbenseite, die in der Zeichnung rechts liegt, angeschlqssen.
Die in der Zeichnung links liegende Seite dieses Kolbens steht unter dem Einfluß
des Druckes im Hilfsluftbehälter 3, der" seinerseits mit dem Raum 4 des Dreidruckventils
5 leitend verbunden ist. Der Kolben 6 ist über eine Kupplung 7 mit dem Bremsventil
8 verbunden. Die Kupplung 7 läßt eine beschränkte Eigenbewegung des Kolbens 6 gegenüber
dem Ventil 8 zu. Dies ist notwendig mit Rücksicht auf die später zu beschreibende
Wirkung eines ebenfalls vom Kolben 6 betätigten Ventils 9, welches die an die Hauptluftleitung
i angeschlossene Fülleitung io für den Hilfsluftbehälter 3 steuert. Durch das Ventil
8 wird die Kammer i i überwacht, die in die zum Bremszylinder 12 führende Entlüftungsleitung
des Behälters 3 und des Raumes 4 eingeschaltet ist. Der Bremszylinder 12 wird über
die Leitung 13 vom Vorratsluftbehälter 14 aus mit Bremsluft beschickt, wobei diese
Verbindung durch das Dreidruckventil5 in bekannter Weise überwacht wird.
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Gemäß der Erfindung ist ein Ventil 15 vorgesehen, das die Verbindung
16 von der Hauptluftleitung i zum Vorratsluftbehälter 14 steuert. Der Kolben 17
dieses Ventils ist auf seiner einen Seite vom Druck im Vorratsbehälter 14 und auf
seiner anderen Seite über die Leitung 18 vom Druck im Hilfsluftbehälter 3 beaufschlagt,
so daß je nach dem Unterschied zwischen diesen beiden Drücken der Kolben in der
einen oder anderen Richtung bewegt und das Ventil 15 damit geöffnet oder geschlossen
wird.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Wird
zum Lösen der Bremse der Druck in der Hauptluftleitung i erhöht, so bewirkt dies
eine Bewegung des Kolbens 6 entgegen der Feder i9. Die Größe der Bewegung des Kolbens
6 hängt von der Höhe des Druckunterschiedes zwischen der Hauptluftleitung i und
dem Behälter 3 ab. Ist dieser Unterschied, z. B. durch die Höhe des Füllstoßes im
vorderen Teil eines Zuges groß, so wird der Kolben 6 unter Zusammendrückung der
Feder i9 in der Kupplung 7 entsprechend weiterbewegt, wodurch im Ventil 9 eine stärkere
Drosselung des Füllweges io für den Behälter 3 und die Kammer .4 eintritt. Im hinteren
Zugteil ist natürlich der Füllstoß in der Leitung 1 bedeutend schwächer, der Kolben
6 drückt die Feder i9 daher weniger zusammen, und der Füllweg io wird weniger gedrosselt.
Damit ist eine Egalisierung des Füllverlaufes in den Hilfsluftbehältern 3 (der Druckanstieg
in diesen bewirkt in bekannter Weise über das Dreidruckventil5 das Lösen der Bremsen)
über die Länge des Zuges erzielt. Die während der Füllung des Hilfsluftbehälters
3 auftretenden Drücke bestimmen nun im Zusammenwirken mit dem durch das vorhergehende
Bremsen abgesunkenen Druck im Vorratsluftbehälter 14 die Füllung des letzteren in
folgender Weise: Jeder Druck im Behälter 3 wirkt auf die eine Seite des Kolbens
17, und sobald er größer ist als der auf die andere Seite dieses Kolbens wirkende
Druck im Vorratsluftbehälter 14, wird das Ventil 15 geöffnet und der Vorratsluftbehälter
über die Leitung 16 gefüllt. Diese Füllung hört wieder auf, wenn der Druck im Vorratsluftbehälter
14 denjenigen im Hilfsluftbehälter 3 erreicht und das Ventil 15 dadurch geschlossen
wird. Die Füllung des Hilfsluftbehälters 3 bleibt somit immer bestimmend für den
Füllverlauf im Vorratsluftbehälter 14, unabhängig von den jeweiligen Abmessungen
des letzteren. Ist der Druckunterschied
zwischen leiden Behältern
groß, so öffnet sich das Ventil i .s weit und die Füllung des Vorratsluftbehälters
erfolgt schnell. Wird der Druckunterschied kleiner, so verlangsamt sich die Füllung,
bis sie bei Druckgleichheit abgesperrt ist. Es ist ohne weiteres erkennbar, daß
sich eineFüllcharakteristik für den Hilfsluftbehälter 3, wie sie z. B. durch die
Fiillstoßabhängigkeit des Ventils 9 erzielt wird, auch auf die Füllung des Vorratsluftbehälters
14 überträgt. Damit ist die Zurückhaltung der Füllung sowohl der Hilfsluftbehälter
als auch der Vorratsluftbehälter der vorderen Wagen zugunsten derjenigen der hinteren
Wagen von langen Zügen erzielt. Aber auch ohne besondere Beeinflussung der Füllcharakteristik
des Behälters 3 behält der letztere seine bestimmende Rolle für die Füllcharakteristik
des Vorratsluftbehälters 14 bei.
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Fig. 2 zeigt eine Anordnung, mit welcher eine bestimmte Nacheilung
der Füllung des Vorratsluftbehälters 14 gegenüber der Füllung des Hilfsluftbehälters
3 erzielt wird. Der Kolben des Zweidruckventils 2 ist in diesem Fall als Membran
20 ausgebildet. Außerdem weist das Ventil 15 eine es zusätzlich im Schließsinn belastende
Feder 21 auf. Die übrigen von der Bremsanlage gemäß Fig. i abweichenden Teile werden
im Zusammenhang mit ihrer Wirkungsweise beschrieben.
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Wird aus der Bremsstellung heraus zum Lösen der Bremse der Druck in
der Hauptluftleitung i erhöht, so wird die Membran 20 unter dem nunmehrigen Cberdruck
durchgebogen und sperrt dabei (durch abdichtendes Aufliegen auf den entsprechenden
öffnungen im Ventilgehäuse 2, wie strichpunktiert dargestellt) außer der Einmündung
der die Empfindlichkeitsbohrung 22 enthaltenden Ast der Leitung 23 und der Aufnahmekammer
i i eine Leitung 24 ab, die zum Vorratsluftbehälter 14 fuhrt. Mit der Drucksteigerung
in der Hauptluftleitung i erfolgt, ebenfalls durch die Membran 20 gesteuert, über
einen zweiten, die Einheitslösebohruiig 25 enthaltenden Ast der Leitung 23 und das
Zweidruckventilgehäuse auch eine Füllung und damit ein Druckanstieg im Hilfsluftbehälter
3 sowie im Raum .4 des Dreidruckventils 5 mit der Folge der Absperrung der Leitung
13 gegen den Vorratsluftbehälter 14 und der Entlüftung des Bremszylinders
12. Der Druckverlauf ist dabei durch die Größe der Einheitslösebohrung25 bestimmt,
welche zusammen mit einer zweiten solchen Bohrung in einem Umschalthahn angeordnet
ist. Die Füllung des Behälters 3 wirkt sich auf den Kolben 17 aus und versucht,
das Ventil 15 zu öffnen. Dies wird aber zunächst durch die Feder 21 verhindert.
Der Behälter 14 zapft somit vorläufig noch keine Luft aus der Leitung i ab, und
es ergibt sich, wie das Kurvenbild gemäß Fig. 3 zeigt, im Anfang ein verhältnismäßig
starker Druckanstieg im Hilfsluftbehälter 3 mit der Folge eines ebenso bevorzugten
Lösebeginns im Bremszylinder 12. Beim weiteren Ansteigen des Druckes im Hilfsluft:behälter
3 wird die Druckdifferenz zwischen Hilfsluftbehälter3 und Vorratsluftbehälter 14
schließlich so groß, daß im Punkt 27 der Fig. 3 die Gegenkraft der Feder 21 überwunden
und das Ventil 15 geöffnet wird. Damit beginnt mit einer durch die Feder 21 bedingten
Nacheilung, aber wiederum völlig unabhängig vom Volumen des Vorratsluftbehälters
14 und nur beeinflußt durch den Füllungsverlauf im Hilfsluftbehälter 3, der seinerseits
von der Größe der Einheitsbohrung 25 abhängt, die Füllung des Vorratsbehälters 14,
bis der Hilfsluftbehälter 3 im Punkte 28 der Fig. 3 aufgefüllt ist und das
Ventil 15 unter der zusätzlichen Wirkung der Feder 21 wieder schließt.
Der Druck im Vorratsluftbehälter 14 liegt dann noch unter dem Druck des Hilfsluftbehälters
3. Inzwischen hat sich aber der Membran-, kolben 2o infolge der eingetretenen Druckgleichheit
beiderseits von ihm in seine Mittellage eingestellt und dabei die Einmündung der
Leitung 24 in das Gehäuse 2 freigegeben. Durch die Leitung 24 erfolgt nun die langsame
Restfüllung des Behälters 14 ebenfalls bis zum Druck der Hauptluftleitung über ein
Rückschlagventil und eine entsprechend bemessene Drosseldüse (letzter Teil der Kurve
14 in Fig. 3). Für die nächste Bremsung sind somit sowohl Hilfsluftbehälter 3 als
auch Vorratsluftbehälter 14 wieder mit dem gleichen, auch in der Leitung i herrschenden
Druck gefüllt.
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An Stelle der durch den Membrankolben 2o gesteuerten Nachfülleitung
24 könnte auch eine ungesteuerte Leitung mit Drosseldüse und Rückschlagventil zum
restlichen Füllen des Behälters 14 verwendet werden (strichpunktierte Nachfüllung
26 der Fig.2). Da diese Nachfülleitung aber auch schon zu Beginn der Füllperiode
offen ist, müßte die Drosselung des Luftdurchflusses so stark sein, daß die Verhinderung
einer zu frühzeitigen Auffüllung des Behälters 14 nicht vereitelt wird. Eine so
stark gedrosselte Leitung würde natürlich eine entsprechend verlangsamte Nachfüllung
des Behälters 14 zur Folge haben.
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Die erfindungsgemäße Steuerung der Füllung des Vbrratsluftbehälters
14 läßt sich auch durchführen, wenn an Stelle des Fülldruckes im Behälter 3 ein
anderer zu diesem Druck in Beziehung stehender Druckverlauf, z. B. der Druckabfall
bei Entlüftung des Bremszylinders 12, steuernd ausgenutzt wird. Außerdem wäre es
auch möglich, z. B. durch eine die öffnungsbereitschaft des Ventils 15 vergrößernde
Zusatzfeder, eine willkürliche Voreilung der Füllung des Vorratsluftbehälters 14
gegenüber dem steuernden Druckverlauf zu erzielen, falls dies erwünscht wäre.