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Druckmittelbremseinrichtung mit Vorratsluftbehälter und Hilfssteuerkammer
Die Erfindung bezieht sich auf die insbesondere bei Schienenfahrzeugen gebräuchlichen
Druckinittell>remseinrichtungen, bei welchen außer einem an der Bremssteuerung unbeteiligten,
nur zur Speicherung des Druckmittels für den ,Bremszy-linder dienenden Vorratsluftl>ehälters
eine besondere Hilfssteuerkaminer vorgesehen ist, deren Druckinittelinhalt vor allem
steuernde Funktionen ausübt. Bei dieser @_@rt von Bremseinrichtungen kann es vorkommen,
daß im gebremsten Zustand die Stetterventileinrichtung bzw. ein Teil derselben eine
Stellung einnimmt, bei der die sogenannte Hinpfindliclikeitsöffnung, welche eine
Verbindung -zwischen der Hilfssteuerkammer und der Hauptluftleitung bildet, geöffnet
ist, so da( bei einem aus irgendwelchen Gründen auftretenden langsamen weiteren
Absinken des Druckes in der Hauptluftleitung das Druckmittel der Hilfssteuerkammer
über die Empfindlichkeitsöffnung nach der Hauptluftleitung abströmen kann. Das dadurch
bedingte Mitabsinken des Druckes in der Hilf ssteuerkammer unter den Ausgleichsdruck
steuert das Hauptsteuerventil in die der Beaufschlagung des BremszvIinders aus .dein
Vorratsluftbehälter entsprechende Stellung, und diese Beaufschlagung kann bis zum
Druckausgleich zwischen Vorratslufttbehälter und Bremszylinder führen, was eine
unzulässige hohe Bremskraft bedeutet. Es ist Aufgabe der Erfindung, die geschilderte
Gefahr zu beseitigen, und zwar wird diese Aufgabe erfindungsgemäß ,dadurch gelöst.
daß zwischen Bremszylinder und Hilfssteuerkammer ein Überwachungsorgan, -vorzugsweise
ein
Rückschlagventil, eingeschaltet wird, welches bei Auftreten
eines Druckgefälles vom Bremszylinder zur Hilfssteuerkammer einen Strömungsweg in
dieser Richtung freigibt.
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In der Zeichnung ist die Verwirklichung des Erfindungsgedankens bei
einer Druckluftbremseinrichtung gezeigt, welche ein Vorsteuerventil, ein den Bremszylinderdruck
überwachendes Hauptsteuerventil und eine zwischen die beiden Ventile geschaltete
Hilfssteuerkammer aufweist.
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Gemäß der Zeichnung ist an die Hauptluftleitung i über ein Rüekschlagventil
3 ein Vorratsluftbehälter 5 angeschlossen, dessen Druckmittelinlialt keine steuernden
Funktionen ausübt, sondern nur zur Speisung des Bremszylinders 7 dient. Außerdem
ist an die Hauptluftleitung i über den Leitungsast 9 ein Vorsteuerventil 11 angeschlossen.
Die Leitung 9 mündet in den Raum r3 .dieses Vorsteuerventils, wobei die eine Begrenzungswand
des Raumes 13 durch einen federbelasteten Membrankolben 1 5 gebildet wird, der in
seiner Mitte die die Ansprechempfindlichkeit des Ventils ,bestimmende Empfindlichkeitsöffnung
17 aufweist, die den baum 13. mit einem weiteren Raum i9 verbindet, an welchen Tiber
.die Leitung 21 die Hilfssteuerkammer 23 angeschlossen ist. Die Verbindung 17 zwischen
den beiden Räumen 13 und i9 und damit zwischen der Hauptluftleitun.g i und der Hilfssteuerkammer
23 wird überwacht durch einen federbelasteten Ventilteller25, der sich abwechselnd
auf einen Sitz 27 oder einen weiteren Sitz 29 auflegen kann. Der Ventilteller
25 ist mit einem zweiten Ventilteller 31 verbunden, welcher mit einem Sitz 33 zusammenwirkt.
Das Ventil 31 überwacht die über das Hauptsteuerventil35 zum Bremszylinder 7 geführte
Leitung37, in welche eine den zeitlichen Ablauf .des Bremsvorganges bestimmende
Drosseldüse 39 sowie eine Druckluftaufnahmekammer 4i eingeschaltet sind. Die Leitung
37 mündet in den Raum 43 des Hauptsteuerventils 35, in welchem ein Kolben 45 gleitet,
der mit einem rohrförmigen Glied 47 verbunden ist. Letzteres Rohr weist an seinem
einen Ende einen Auslaß 49 auf, während sein anderes Ende als Sitz für einen Ventilteller
51 dient. Letzterer Ventilteller ist über ein Gestänge mit einem weiteren Ventilteller
53 verbunden, welcher mit einem Sitz 55 zusammenwirkt und die Verbindungsleitung
57 zwischen dein Vorratsluftbehälter 5 und dem Bremszylinder 7 überwacht. Von der
Hilfssteuerkammer 23 ausgehend, führt eine Leitung 59 zu einem Raum 61 des Hauptsteuerventils
35, in welchem Raum ein Kolben 63 gleitet, der eine von einem Ventil 65 überwachte
Füllöffnung 67 für den in der Zeichnung unterhalb des Kolbens 63 verbleibenden Teil
des Raumes 61 aufweist. Letzterer Raum bildet zusammen mit seiner Vergrößerung
69 eine Steuerkammer, in welcher der dem höchsten Regeldruck der Hauptluftleitung
entsprechende Überdruck möglichst konstant gehalten werden muß. Von der mit dem
Bremszylinder 7 dauernd in Verbindung stehenden Leitung 37 führt eine Leitung 71
zum Patini i9 des Vorsteuerventils i i, der seinerseits mit der H1lfSStenlerkaninler
23 ständig verbunden ist. Die Leitung 71 enthält ein Rückschlagventil 73, welches
die Strömung voni Bremszylinder zum Ventilraum i9 bzw. der Hilfssteuerkamnier 23
freigibt, in entgegengesetzter Richtung jedoch sperrt. Die Leitung 7 1 könnte auch,
vom 7vlinder 7 ausgehend, unmittelbar bis zur Kammer 23 geführt werden. Schließlich
ist noch eine Leitung 75 -vorgesehen, welche von der Hauptluftleitung i zum Raum
i9 des Vorsteuerventils i i und damit zur Hilfssteuerkammer 23 führt. I» die Leitung
75 sind eine Drosseldüse 77, die den zeitlichen Verlauf des Lösens der Bremse bestimmt,
sowie ein Rückschlagventi179 eingegliedert, welches nur die Strömung von der Hauptluftleitung
1 zum Ventilraum i9 erlaubt.
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Die im erfindungsgemäßen Zusammenhang wesentliche Wirkungsweise der
beschriebenen Einrichtung ist folgende: Nachdem mit Eintritt des Vollbremszustandes
der L'berdruck in der Hauptluftleitung i, in der 1dilfssteuerkatniner 23 und 1111
Bremszylinder 7 den vorgescliriel>eiien Ausgleichswert erreicht hat, kann der Membrankolben
15 weiter die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung einnehmen, in welcher (las
Ventil 25 sowohl vorn Sitz 27 als auch vom Sitz 29 abgehoben ist, womit eine
Verbindung zwischen der Hilfssteuerkammer 23 und der Hauptluftleitung i unter Vermittlung
der Räume 19 und 13 über die Öffnung 17 vorhanden ist. Sinkt aus irgendeinem in
vorliegendem Zusammenhang nicht näher zu beschreibenden Grunde der Druck in der
Hauptluftleitung i so langsam weiter, also unter den Ausgleichsdruck, ab, daß dabei
der Kolben 15 seine Stellung nicht ändert, so strömt infolge des von der Hilfssteuerkammer
zur Hauptluftleitung eintretenden Druckgefälles Luft aus der ersteren in (nie letztere
über die Öffnung 17, womit sich der Druck in der Kammer 23 ebenfalls weiter verringert.
Dies bedingt auch ein gleichzeitiges I111)sinken des Druckes in .dem mittels der
Leitung 59 mit der Kammer 23 verbundenen Raum 61 des Hauptsteuerventils,35. Infolge
letzterer Druckverminderung bewegt sich der Kolbensatz 45, 63 unter dem konstant
gebliebenen Überdruck unterhalb des Kolbens 63 nach oben und öffnet dabei das Ventil
53, womit Druckluft aus dein Vorratsbehälter 5 über die Leitung 57 in den Bremszylinder
7 strömt und die Bremskraft über das vorgeschriebene 'Maß hinaus verstärkt. Ohne
besondere Vorkehrungen würde das Abströmen der Luft aus der Hilfssteuerkammer 23
über die Empfindlichkeitsöffnung 17 in die Hauptluftleitung 1 mit absinkendem Hauptleitungsdruck
weiter anhalten und sich damit die Beaufschlagung des Bremszylinders 7 bis zum Druckausgleich
zwischen diesem und dem Inhalt des Vorratsluftbehälters 5 verstärken. Der Vorratsluftbehälter
5 enthält aber eine verhältnismäßig große Nlenge Druckluft, deren Überdruck gleich
oder nahezu gleich dein höchsten Regeldruck in der Hauptluftleitung ist, so daß
auch der Ausgleichsdruck zwischen Behälter 5 u11(1 13reniszvlin(ler 7 ein ziemlich
hofier ist. l11 m den geschilderten \Vorgang schon in
seinem Anfangsstadium
zu unterbrechen, ist die Leitung 71 mit Rückschlagventil 73 vorgesehen. Sobald infolge
des Abströmens -der Druckluft aus der Hilfssteuerkammer in die Hauptluftleitung
über die offene Empfindlichkeitsöffnung 17 der Druck in der Hilfssteuerkammer 23
und im Raum 61 des Hauptsteuerventils 35 unter den bisher bestehenden .\usgleiclisdruck
absinkt, öffnet der damit im Bremszylinder 7 gegenüber der Hilfssteuerkacnmer 23
auftretende Überdruck das Rückschlagventil 73 und läßt Druckluft aus dem Bremszylinder
7 in den Raum 1g des Vorsteuerventils i i, welcher mit der Hilfssteuerkammer 23
dauernd verhunden ist, überströmen. Diese Druckunterstützung reicht aus, um den
Meinbrankolben 15 zu einer eindeutigen Bewegung in der "Zeichnung nach rechts unter
:lbschluß der öffnung 17 durch ,Aufsetzen <ICs Ventils 25 auf seinen Sitz 29
711 veranlassen. Mit dem Abschluß des M'eges über die Empfindl:chkeitsöffnung
17 kann der Druck in der Hilfssteuerkammer 23 und damit auch im Raum 61 des I lauptsteuerventils
35 auch bei weiter fallendem Leitungsdruck nicht mehr absinken, es herrscht wieder
Druckgleichheit zwischen dem Bremszylinder und der Hilfssteuerkammer, und das Hauptsteuerventil35
nimmt seine Abschlußstellung ein, in welcher die Einspeisung in den Bremszylinder
7 aus dein Behälter 5 unterbrochen ist.
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Die anderen Vorgänge innerhalb ,des Brems- und Löseablaufes sind im
Zusammenhang mit der Erfindung nicht von Bedeutung und werden daher nicht näher
beschrieben.
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Abschließend wird erwähnt, daß der Erfindungsgedanke zwar an Hand
eines Vorsteuer- und Hauptsteuerventils sowie einer zwischengeschalteten Hilfssteuerkammer
aufweisende Bremseinrichtung beschrieben wurde, daß er jedoch nicht auf diese beschränkt
ist, sondern bei allen Bremseinrichtungen, bei welchen neben einem Vorratsluftbehälter
eine besondere Steuerzwecken dienende Hilfssteuerkammer vorgesehen ist, mit den
beschriebenen Vorteilen verwirklicht werden kann.