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Steuerventilvorrichtung für Druckmittelbremssysteme für Eisenbahn-und
ähnliche Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf Steuerventilvorrichtungen für
Druckmittelbremssysteme für Eisenbahn- und ähnliche Fahrzeuge. Solche Ventilvorrichtungen
dienen zum Steuern der Vorgänge des Anlegens und Lösens der Bremsen durch Änderung
des Druckes in einer Bremsleitung und enthalten Ventile, die durch bewegliche Widerlager,
z. B. in Form von dem Druckmittel ausgesetzten biegsamen Membranen, betätigt werden.
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Bei einem Druckmittelbremssystem, auf das sich die Erfindung bezieht,
kann die Freigabe von Druckmittel aus dem oder den Bremszylindern nach einem Bremsvorgang
in abgestufter Weise derart erfolgen, daß der Bremszylinderdruck in Übereinstimmung
mit dem Druck geändert wird, mit welchem der Bremsleitungsdruck auf seinen Normalwert
zurückgebracht wird, oder es kann wahlweise der Bremszylinderdruck in einer einzigen
Stufe freigegeben werden, wenn der Bremsleitungsdruck um einen gewissen. Betrag
gegen seinen Normalwert zurückgebracht ist.
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Da es erforderlich sein kann, einen Wagen in einen Zug einzugliedern,
der aus anderen Wagen zusammengestellt ist, deren Bremsen so angeordnet sind, däß
sie auf die eine oder die andere der beiden vorstehend beschriebenen Arten (gewöhnlich
mit stufenweisem Lösen bzw. direktem Lösen bezeichnet) gelöst werden können, ist
es erwünscht, daß die die Bremsen steuernde Ventilvorrichtung dieses Wagens leicht
auf die eine oder die andere Bremsenlöseart eingestellt werden kann. Man hat daher
beieiner Steuerventilvorrichtung mit Ventilen,
welche die Verbindung
zwischen dem Bremszylinder und einem Hilfsbehälter oder der Außenluft steuern und
durch eine Säule von Membranen betätigt werden, einen Umschalthahn vorgesehen, in
dessen einer Stellung die Membransäüle den Drücken in einem Regelbehälter, im Hilfsbehälter,
im Bremszylinder und in der Bremsleitung unterworfen ist.
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Gemäß der Erfindung ist bei einer Einrichtung der vorgenannten Art
der Umschalthahn für die Einstellung der Einrichtung von der einen Bremsenlöseart
in die andere derart angeordnet, daß er in einer anderen Stellung die Wirkung des
Regelbehälterdruckes und des Bremszylinderdruckes auf die Membransäule aufhebt.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
erläutert, die in schematischer Weise eine Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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Die in der Zeichnung wiedergegebene Steuerventilvorrichtung umfaßt
eine Einheit I mit einem Satz I7 biegsamer Membranen, ein die verzögerte Wiederaufladung
bewirkendes Ventil 35, ein Löseventil 74, ein Mindestdruck- bzw. SchnelleinlaßventilIo6,
ein den Regelbehälter wiederaufladendes Ventil I4o, ein Schnellbetriebventi1 I55
und einen Umschalthahn I66, der auf Güterzug (Stellung G), Personenzug (Stellung
P) oder Schnellbetrieb (Stellung S) eingestellt werden kann.
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Ein das Lösen der Bremsen steuernder Umschalthahn 2I3 ist vorgesehen,
dessen drehbares Glied so ausgebildet ist, daß es in die eine oder andere von zwei
verschiedenen Winkelstellungen, welche mit den Buchstaben D und A bezeichnet sind,
eingestellt werden kann. In der wiedergegebenen Lage befindet sich der Umschalthahn
2I3 in der Stellung für stufenweises Lösen (ausgezogene Winkellinie A). In der Stellung
D (punktierte Winkellinie) ist der Umschalthahn 2I3 auf direktes Lösen eingestellt.
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Aus den Hilfsbehältern I72 bzw. I75 kommende Leitungen I24 und I28
sind mit Durchgängen 2I4 bzw. 2I5 im Gehäuse des Umschalthahnes 2I3 verbunden. Das
Gehäuse des Umschalthahnes 2I3 weist außerdem einen Durchgang 2I6 auf, der zu der
Leitung 130 führt. Das drehbare Glied des Umschalthahnes 2I3 ist mit einer Ausnehmung
2I7 versehen, durch welche der in der wiedergegebenen Stellung A (stufenweises Lösen)
befindliche Umschalthahn 2I3 die Durchgänge 2I4, 2I5. 2I6 miteinander verbindet.
Wenn jedoch der Umschalthahn 2I3 in die Stellung D (direktes Lösen) eingestellt
wird, dann wird der Hilfsbehälter I75 am Durchgang 2I5 isoliert, während die Leitung
I30 über die Ausnehmung 2I7 mit einem in die Außenluft mündenden Durchgang 2I8 verbunden
wird. Unter diesen Bedingungen wird der Hilfsbehälter I72 benutzt, und der Regelbehälter
I7I wird durch die Wirkung des Ventils I40 auf Atmosphärendruck gehalten.
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Bei der Einstellung des Umschalthahnes 2I3 auf direktes Lösen wird
über eine Ausnehmung 2I9 im Umschalthahn 2I3 die Entleerungsleitung I6o mit einer
Leitung 22o verbunden, die zu einem zusätzlichen Entleerungsauslaß 22I von Labyrinthart
führt, wodurch ermöglicht wird, die Entleerungszeit bei auf direktes Lösen eingestellter
Vorrichtung abzukürzen.
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Eine zum Schnelleinlaßventil Io6 führende Leitung 97 steht bei den
Bedingungen für abgestuftes Lösen über eine Ausnehmung 222 des Umschalthahnes 2I3
mit einem Durchgang I63 des Umschalthahnes I66 in Verbindung, so daß bei auf direktes
Lösen eingestelltem Umschalthahn 2I3 die Freigabe des Druckmittels aus dem Gefäß
88 durch eine Leitung 98 nur über die Kammer Ioo des Schnelleinlaßventils Io6 erfolgt.
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Eine aus der Kammer 27 der Membransäuleneinheit I herausführende Leitung
68 ist bei auf stufenweises Lösen eingestelltem Umschalthahn 2I3 über eine Ausnehmung
223 im Hahn 2I3 und eine Leitung 224 mit einer Leitung 7o verbunden, die zum Bremszylinder
I73 führt. Bei auf direktes Lösen eingestelltem Umschalthahn 2I3 wird jedoch die
Leitung 68 über die Ausnehmung 223 mit einem zur Außenluft führenden Durchgang 225
verbunden.
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Eine aus der Bremsleitungskammer 3I der Membransäuleneinheit I herausführende
Leitung 4I steht über Rückschlagventile 64 und 226, eine Leitung 227, eine Ausnehmung
228 im Umschalthahn 2I3 und eine Leitung 229 mit einem Aufladedurchgang 53 der Einheit
I in Verbindung.
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Der Durchgang 5ob in dem Hauptschieberventil 8 ist derart angeordnet,
daß er durch die anfängliche Abwärtsbewegung des Abstufungsventils II geschlossen
wird. Er steht mit einer Leitung 23o in Verbindung, die an einer Drossel 52 vorbei
zu einer Leitung 23I führt, die mit dem Raum zwischen der Drossel 52 und einer Drossel
232 verbunden ist. Die Leitung 23o ist über die Drosseln 52 und 232 hinaus verlängert,
um an einem Rückschlagventil 233 vorbei mit einer Leitung 62 in Verbindung zu treten,
die zum Schnellbetriebventil I55 führt.
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Eine Leitung 48, die zu einer Kammer I4 führt, um Druckmittel auf
die Membran I5 gelangen zu lassen, steht mit dem Raum zwischen dem Rückschlagventil
233 und der Drossel 232 in Verbindung.
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Ein unter Federbelastung stehendes Rückschlagventil 234 ist in einer
Leitung I2o vorgesehen, die zu dem Löseventil 74 führt. Dieses Rückschlagventil
234 gestattet dem Druckmittel, aus dem Regelbehälter I7I zur Außenluft zu strömen,
wenn das Löseventil 74 geöffnet ist, während es das Ausströmen von Hilfsbehälterluft
aus einer Leitung 71 an dem Ventilglied 77 des Löseventils 74 vorbei zu dem mit
der Außenluft in Verbindung stehenden Regelbehälter 171 verhindert, wenn sich der
Umschalthahn 213 in seiner Stellung für direktes Lösen befindet.
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Wenn bei auf stufenweises Lösen eingestelltem Umschalthahn 213 das
Ansteigen des Bremsleitungsdruckes durch das Führerbremsventil angehalten wird,
um den Lösevorgang abzustufen,
dann hält der Abfall im Bremszylinderdruck
an, bis die aufwärts gerichtete Kraft, die von dem Bremszylinderdruck ausgeübt wird,
welcher durch die Ausnehmung 223 im Umschalthahn 2I3 auf die Unterseite der Membran
26 wirkt, zusammen mit der aufwärts gerichteten Kraft des Bremsleitungsdruckes in
der Kammer 3I unter der Membran 28 geringer wird als die abwärts gerichtete Kraft
des Regelbehälterdruckes, der in der Kammer 2 auf die Membran 3 wirkt, worauf sich
die Membransäule mit ihrem Schaft Io abwärts bewegt und dabei das Abstufungsschieberventil
II mitnimmt. Während dieser Bewegung unterbricht das Schieberventil II die Verbindung
zwischen den Leitungen 47 und 6o und unterbricht so jeden weiteren Abfall im Bremszylinderdruck.
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Wenn sich jedoch der Umschalthahn 2I3 in seiner Stellung für direktes
Lösen befindet, werden die Regelbehälterkammer 2 und die Bremszylinderkammer 27
der Einheit I, wie bereits erwähnt, unter Atmosphärendruck gehalten. Die Membran
3 befindet sich dann in ihrer obersten Lage. Diese Membran 3 und die Membran 26
sind während des Betriebes der Vorrichtung unwirksam. Das Arbeiten des Hauptschieberventils
8 und des Abstufungsventils II wird dann allein durch die Membranen 24 und 28 bestimmt.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist unter den vorgenannten Bedingungen
die folgende: Aus der Bremsleitung 174 strömt Preßluft durch eine Leitung 69 und
tritt durch Leitungen 67 und 4o und das die verzögerte Wiederaufladung bewirkende
Ventil 30 in die Leitung 4I. Aus der Leitung 4I strömt die Luft an dem Rückschlagventil
64 vorbei durch die Ladedrossel 52, die Leitung 230 und den Durchgang 5ob im Hauptschieberventil
8 in die Hilfsbehälterkammer 4, mit welcher der Hilfsbehälter I72 über die Leitungen
54 und I24 verbunden ist, wobei jetzt der Hilfsbehälter I75, wie bereits beschrieben,
abgeschaltet ist.
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Wenn der Druck unter den Schieberventilen 8 und II größer als der
Druck in der Hilfsbehälterkammer 4 wird, werden diese Ventile auf ihren Sitzen dadurch
gehalten, daß die Kammer I4 über die Leitung 48 mit der Leitung 230 verbunden
wird.
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Die Leitung 53 ist nur mit der Leitung 54 verbunden. Es ist somit
ersichtlich, daß die Rufladung des Hilfsbehälters I72 nur stattfinden kann, wenn
sich die Schieberventile 8 und II beide in Lösestellung befinden, in welcher sie
den Durchgang 5ob unverdeckt lassen.
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Wenn der Bremsleitungsdruck in der Kammer 3I den Hilfsbehälterdruck
in der Kammer 4 um einen von einer Feder 22 abhängigen vorbestimmten Betrag übersteigt,
dann bewegen sich die Membranen und ihr Schaft Io aufwärts und bewirken, daß das
die verzögerte Wiederaufladung bewirkende Ventil 3o die Aufladegeschwindigkeit herabsetzt,
so daß die Aufladung des Hilfsbehälters I72 auf Grund einer konstanten Druckdifferenz
erfolgt, und zwar unabhängig von dem Wert, auf welchen der Bremsleitungsdruck gesteigert
worden ist. Der Schnellbetrieb Dieser Vorgang erfolgt in derselben Weise wie beim
stufenweisen Lösen der Bremsen.
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Der normale Bremsvorgang Wenn eine Verminderung des unter der Membran
28 wirkenden Bremsleitungsdruckes herbeigeführt wird, bewegt der über der Membran
24 herrschende Hilfsbehäiterdruck die Membransäule I7 mit ihrem Schaft Io abwärts,
wobei das Abstufungsventil II mitgenommen wird. Die erste Bewegung des Ventils II
schließt den Aufladedurchgang 5ob. Dann bewegt das Ventil nach dem Zusammendrücken
der Feder 5 das Abstufungsschieberventil II über seinen ganzen Hub und danach das
Hauptschieberventil 8, wodurch der Luft im Hilfsbehälter I72 gestattet wird, zum
Bremszylinder I73 zu strömen, und zwar aus der Kammer 4 durch eine Leitung 47, das
offene Schnelleinlaßventil Io6 und die Leitung 70.
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Dieser Luftstrom zum Bremszylinder I73 bleibt jedoch so lange bestehen,
bis ein Ausgleich zwischen dem Druck im Hilfsbehälter I72 und dem Druck im Bremszylinder
I73 hergestellt ist, so daß die Wirkung der Vorrichtung derjenigen eines normalen
Dreiwegeventils ähnlich ist, wobei das Schnelleinlaßventil Io6 auf die übliche Weise
arbeitet, um die Strömungsgeschwindigkeit der Luft zum Bremszylinder zu vermindern,
wenn der Druck darin einen vorbestimmten Wert erreicht. Der abgestufte Bremsvorgang
Soll der Bremsleitungsdruck nur teilweise herabgesetzt werden, dann strömt die Luft
aus dem Hilf sbehälter 172 so lange in den Bremszylinder 173, bis der Druck im Hilfsbehälter
etwas unter denjenigen in der Bremsleitung 174 vermindert worden ist, wonach sich
die Membranen 28 und 24 mit dem Schaft io aufwärts bewegen, wobei sie das Abstufungsventil
8 mitnehmen, um das Weiterströmen der Luft zum Bremszylinder. 173 zu unterbrechen.
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Bei weiteren kleinen Herabsetzungen des Bremsleitungsdruckes wird
das Abstufungsventil 8 in ähnlicher Weise bewegt, um Abstufungen im Bremszylinderdruck
hervorzurufen. Die Notbremsung Dieser Vorgang erfolgt in ähnlicher Weise bis zum
vollen Anlegen der Bremsen. Das Lösen der Bremsen Sobald der Bremsleitungsdruck
über den Druck im Hilfsbehälter 172 gesteigert wird, bewegt sich die Membransäule
17 aufwärts in die volle Lösestellung. In dieser Stellung wird die Bremszylinderleitung
47 durch die Schieberventile 8 und i i mit der Entleerungsleitung 6o verbunden,
während jedoch die zusätzliche Entleerungsöffnung 221 geöffnet ist. Die Bremszylinderluft
kann somit bei auf Güterzug eingestelltem Hahn 166 durch die Drossel 165 und außerdem
durch die Leitung 16o, die Ausnehmung Zig im Umschalthahn 213, die Leitung 22o und
die öffnung 22i zur Außenluft entweichen. Befindet sich der Umschalthahn 166 in
der Stellung
Personenzug oder Schnellbetrieb, dann kann die Luft
durch die Drossel 169 zur Atmosphäre entweichen.
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Die Wiederaufladung des Hilfsbehälters I72 erfolgt durch Luft, die
aus der Kammer 3I durch die Leitung 4I am Rückschlagventil 64 vorbei, durch die
Drossel 52 und den Durchgang 5ob in die Hilfsbehälterkammer 4 geführt wird.
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Wenn das Schnellbetriebventil I55 durch den Ausgleich zwischen dem
Bremsleitungsdruck und dem Hilfsbehälterdruck in die freie Lösestellung zurückgeführt
ist, werden die Gefäße 88 und 89 mit der Ventilkammer Ioo im Schnelleinlaßventil
Io6 verbunden, wobei die wahlweise Verbindung mit dem Durchgang 163 im Hahn 166
am Umschalthahn 2I3 unterbrochen wird.
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Während einer ersten Abstufung des Anlegens der Bremsen kehrt somit
das Schnellbetriebventil I55, in seine normale Lage zurück, jedoch findet während
weiterer Abstufungen keine weitere Schnellbetriebwirkung statt, weil die Gefäße
88 und 89 nicht entlüftet worden sind. Die Entlüftung dieser Gefäße findet tatsächlich
bis gegen Ende des Lösevorganges nicht statt, wenn der Bremszylinderdruck genügend
vermindert worden ist, um dem Schnelleinlaßventil Io6 zu gestatten, sein Ventil
IoI wieder zu öffnen. Die verzögerte Wiederaufladung Wenn während des Lösens der
Bremsen der Druckanstieg in der Bremsleitung I74 schnell erfolgt und wenn dieser
Druck zeitweise einen anomalen Wert erreicht, wie es z. B. am Kopfende eines Güterzuges
geschehen kann, kann die Geschwindigkeit des Anstieges des Bremsleitungsdruckes
größer sein als die Geschwindigkeit des Fallens des Bremszylinderdruckes.
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Wenn unter solchen Bedingungen der Umschalthahn 2I3 auf stufenweises
Lösen eingestellt ist, reichen die aufwärts gerichtete Kraft, die vom Bremszylinderdruck
ausgeübt wird, welcher durch die Ausnehmung 223 im Umschalthahn 2I3 auf die Unterseite
der Membran 26 wirkt, und die aufwärts gerichtete Kraft des Bremsleitungsdruckes
in der Kammer 3I unter der Membran 28 aus, um die abwärts gerichtete Kraft des Regelbehälterdruckes
in der Kammer 2 zu überwinden, welcher auf die Membran 3 wirkt.
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Wenn der aufwärts gerichtete Druckunterschied groß genug ist, die
Wirkung der Feder 22 zu überwinden, bewegt sich die Membransäule I7 mit ihrem Schaft
Io aufwärts. Diese Aufwärtsbewegung der Membransäule I7 gestattet jedoch dem Ventil
30, sich aufwärts zu bewegen, wodurch der Strom von Bremsleitungsluft aus der Leitung
40 in die Kammer 3I und von dort in den Hilfsbehälter I72 gedrosselt wird.
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Ist der Bremsleitungsdruck wieder auf seinen normalen, dem Bremszylinderdruck
entsprechenden Wert zurückgekehrt, bringt die Feder 22 die Membransäule I7 in ihre
normale Stellung zurück, wodurch die volle Strömungsgeschwindigkeit der Luft aus
der Bremsleitung durch die Leitung 40 zur Kammer 3I wieder zugelassen wird.