DE932843C

DE932843C - Auslassventil fuer Gleitschutzregler von druckmittelbetaetigten Bremsanlagen fuer Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE932843C
Application number: DEK19623A
Authority: DE
Inventors: Erich Falke
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1953-09-26
Filing date: 1953-09-26
Publication date: 1955-09-12

Description

Auslaßventil für Gleitschutzregler von druckmittelbetätigten Bremsanlagen für Schienenfahrzeuge Gleitschutzregler haben in der Bremstechnik die Aufgabe, bei einem beim Bremsen auf der Unterlage gleitenden Rad die Bremse dieses Rades so lange zu lösen, bis das Rad so weit wieder beschleunigt hat, daß das Gleiten beendet ist. Ausführungen von Gleitschutzreglern bekannter Art zeigen den Nachteil, daß der Gleitschutz länger eingeschaltet bleibt, als zur Beseitigung des Gleitens erforderlich ist. So kann, insbesondere beim Gleiten mehrerer Räder, z. B. eines Eisenbahnzuges, eine erhebliche Verlängerung des Bremsweges entstehen. Eine wesentliche Ursache für den großen Zeitverzug zwischen Ein- und Ausschalten besteht bei den meisten Ausführungen von Gleitschutzreglern durch folgende Eigenschaften des Schaltorgans: Beim Öffnen des Ventils muß die Schließfeder und der pneumatische Druck des Druckmittels überwunden werden, während das Schließen nur durch die Schließfeder bewirkt wird und der pneumatische Widerstand entfallen ist. Die Schließkraft des Ventils ist also geringer als seine Öffnungskraft. Zeigt nun die Stellkraft für die Betätigung des Ventils zwischen Öffnen und Schließen eine abnehmende Tendenz, dann muß das Ventil so lange offen bleiben, bis die Stellkraft auf einen Wert abgefallen ist, den die Schließfeder allein überwinden kann. Gelingt es aber, die Schließkraft auf den gleichen Wert zu erhöhen wie die Öffnungskraft, dann wird die Zeitspanne gewonnen, welche vergeht, bis die Stellkraft vom Öffnungsdruck auf den Schließdruck abgefallen ist.
Diese Möglichkeit wird erfindungsgemäß durch eine solche Gestaltung und Anordnung der Teile eines aus Entlüftungsventil und vorgeschaltetem Stoßventil bestehenden Auslaßventils der genannten Art geschaffen, daß der Druck des Druckmittels, welcher dem Öffnen des Stoßventils zusätzlich zur Kraft einer Feder entgegenwirkt, bei geöffnetem Ventil aber verschwindet, beim Schließen des Ventils durch eine Kraft von bestimmbarer Größe ersetzt wird, um zu bewirken, daß das Verhältnis von Öffnungskraft und Schließkraft in Grenzen bestimmbar ist.
Fig. I zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Ventils bei einer teilweise als Schema und zum Teil im Schnitt dargestellten Gleitschutzeinrichtung, die Fig.2 und 3 zeigen Einzelteile der Einrichtung im Schnitt und Grundriß.
Der Aufbau der Gleitschutzeinrichtung ist folgender: Die Achse I eines Fahrzeugrades 2 ist über die elastische Kupplung 3 mit der Welle 4 des Drehmassenschalters 5 verbunden. In der Welle 4 ist der Mitnehmer 6 so gelagert, daß er die Drehung dieser Welle 4 mitmachen muß, dabei aber in Achsrichtung derselben verschiebbar ist. Die Rollen 7 des Mitnehmers 6 werden unter der Wirkung der Druckfeder 8 gegen die Kurvenbahnen 9 der konzentrisch zur Achse 4 eigendrehbaren Schwungmasse Io gedrückt. Eine dieser Kurvenbahnen ist in Fig. 2 im Schnitt, in Fig.3 im Grundriß dargestellt. Der Einschnitt II fixiert die Rolle 7 in der Mittellage. Beim Verlassen dieser Mittellage nach irgendeiner Seite kann die Rolle auf der Kurvenbahn bis zum Anschlag I2 oder I3 steigen. Das Stoßventil I4 ist im Gehäuse I5 des Drehmasseschalters 5 längs verschieblich dicht. geführt. Der Raum I6 im Ventilgehäuse I5 ist über die Leitung I7 mit der Außenluft verbunden. Der Raum I8 im Ventilgehäuse I5 ist druckmitteldicht vom Raum I6 abgeschlossen, wenn das Stoßventil I4 auf seinem Sitz I9 aufliegt. Die Druckfeder 2o ist zwischen den Kopf des Stoßventils I4 und die Bodenfläche des Hohlraums 2I vom Entlüftungsventil 22 eingespannt. Das Entlüftungsventil 22 ist gegen die Wirkung der Druckfeder 38 bei 23 im Gehäuse des Drehmasseschalters 5 geführt, wobei zwischen Führung und Ventilkörper ein geringes Spiel vorhanden ist, damit stets Druckmittel vom Raum 24 unter Verzögerung in den Raum 18 überfließen kann. Das Entlüftungsventil 22 weist bei 25 eine weitere Führung auf, welche nach Art der bekannten Ventilkegelführungen mit drei Stegen ausgebildet ist, so daß Druckmittel vom Raum 24 verzögerungsfrei zum Raum 26 und durch die Bohrung 27 zur Außenluft gelangen kann, wenn das Entlüftungsventil 22 von seinem Sitz 28 im Gehäuse des Drehmasseschalters 5 abgehoben ist. Die Druckmittelleitung 29 mündet in den Raum 24 des Gehäuses von Drehmasseschalter 5 und ist andererseits mit der Leitung 30 verbunden, welche einerseits zum Bremszylinder 3I führt und andererseits mit dem Steuerventil 32 in Verbindung steht. An das Steuerventil 32 sind der Bremsluftbehälter 33 und die Hauptluftleitung 34 angeschlossen. Der Bremskolben 35 steht über das Gestänge 36 mit dem Bremsklotz 37 in Verbindung.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Im gebremsten Zustand der Anlage sind die Räume I8 und 24 im Gehäuse des Drehmasseschalters 5 über die Leitungen 29 und 30 mit Druckmittel vom Bremszylinderdruck gefüllt. Wenn nun das Fahrzeugrad 2 beim Bremsen infolge Gleitens auf der Schiene stärker verzögert wird, als einem bestimmbaren, beim Bremsen zulässigen Grenzwert der Verzögerung entspricht, so führt die über die Kurvenbahnen 9, die Rollen 7 und den Mitnehmer 6 mit der Radachse I gekuppelte Drehmasse Io infolge ihrer Trägheit eine Relativbewegung zur Radachse aus. Die Rollen 7 des Mitnehmers 6 steigen unter Überwindung der Spannung der Feder 8 auf den Kurvenbahnen 9 und bewirken eine Axialverschiebung des Mitnehmers 6 in der Zeichnung nach rechts, wobei er auf den Schaft des Stoßventils I4 auftrifft. Übersteigt die durch die Trägheitswirkung der Drehmasse Io bedingte Axialkraft des Mitnehmers z. B. bei einer Verzögerung von 2,5 m/s2 die Schließkraft des Stoßventils I4, welche sich aus der Vorspannung von Feder 2o und dem pneumatischen Widerstand des Druckmittels im Raum 2I. zusammensetzt, dann wird das Stoßventil I4 geöffnet. Jetzt kann Druckmittel aus dem Raum I8 durch den Raum I6 und die Leitung I7 ins Freie entweichen. Als Folge der Druckabsenkung im Raum I8 wird das Entlüftungsventil 22 unter der Wirkung des im Raum 24 herrschenden Bremszylinderdruckes von seinem Sitz 28 abgehoben. Dadurch werden der Raum 24 und die Leitungen 29 und 30 sowie der Bremszylinder 3I entlüftet, der Bremsklotz 37 wird gelöst;' und das Fahrzeugrad 2 wird durch den Einfluß der Fahrbahn wieder beschleunigt.
Durch den Öffnungshub des Entlüftungsventils 22 wird die Druckfeder 20 gespannt und übt nun auf das Stoßventil in Schließrichtung eine größere Kraft aus als bei geschlossener Stellung des Entlüftungsventils 22. Wird die Schließfeder 20 so bemessen, daß bei geöffnetem Entlüftungsventil 22 die auf das Stoßventil I4 wirkende Schließkraft so groß ist, wie bei geschlossenem Stoßventil der auf dasselbe wirkende Druck des Druckmittels und die Vorspannung der Feder 20 zusammen, dann weist der Drehmasseschalter 5 eine Schließkraft auf, die genau so groß ist wie seine Öffnungskraft. Wenn die Bremse des Fahrzeugrades 2 auf diese Weise gelöst ist und damit die Verzögerung des Mitnehmers 6 bei zunehmender Geschwindigkeit der Achse i sich verringert, dann wird trotz des nunmehr fehlenden Bremszylinderdruckes bereits wieder beim Grenzwert der Beschleunigung von 2,5. m/s2 durch die Feder 2o das Stoßventil 14 auf seinen Sitz i9 und der Mitnehmer 6 über die Rollen 7 in die Rastkerbe i i gedrückt, wobei eine gegenüber der ersten Relativbewegung zwischen Drehmasse io und Mitnehmer 6 entgegengerichtete Relativ-Bewegung vorhanden ist. Da infolge der Entlüftung von Raum 24 die zuvor vorhandene Druckdifferenz zwischen den Räumen 18 und 24 abgebaut wurde, bewirkt die Druckfeder 38 nunmehr auch das Schließen des Ventils 22, und der Gleitschutzregler ist wieder funktionsbereit.
Die Drosselöffnung 23 muß so bemessen sein, daß während der Öffnungsdauer des Ventils 14 der Druckunterschied zwischen den Räumen 24 und 18 mindestens so groß bleibt, daß die Druckfeder 38 überwunden wird. Dann ist gewährleistet, daß das Ventil 22 erst nach dem Schließen von Ventil 14 schließt und während des Schließens von Ventil 14 den verstärkten Federdruck ausübt, der den pneumatischen Druck, der nur beim Offnen von Ventil 14 in Erscheinung tritt, ersetzt. Die Mindestgrenze der Drosselöffnung bei 23 ist durch die Bedingung gegeben, daß nach dem Schließen beider Ventile der Druckunterschied durch Nachströmen des Druckmittels in Raum 24 und 18 niemals so hoch werden kann, daß das Ventil 22 wieder geöffnet wird.
Würde das System trägheitslos arbeiten, dann würde diese Regelung astatisch verlaufen und wäre nicht brauchbar. Da aber eine gewisse, wenn auch kurze Zeitspanne vergeht, bis der Bremszylinder 31 nach Öffnung des Entlüftungsventils 22 entlüftet ist und das Fahrzeugrad wieder auf seinen Grenzwert beschleunigt ist, wird die Regelung statisch, und die durch die Trägheit bedingte Verzögerung reicht gerade aus, um die gewollte Wiederbeschleunigung des Rades sich einwandfrei vollziehen zu lassen. Damit ist, bedingt durch die gleich große Öffnungs- und Schließkraft des Ventils, die Zeit, während der die Bremse gelöst ist, auf den Betrag beschränkt, der zur Beseitigung des Gleitens unbedingt erforderlich ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Auslaßventil für Gleitschutzregler von druckmittelbetätigten Bremsanlagen für Schienenfahrzeuge, bestehend aus Entlüftungsventil und vorgeschaltetem Stoßventil, gekennzeichnet durch eine solche Gestaltung und Anordnung seiner Teile, daß der Druck des Druckmittels, welcher dem Öffnen des Stoßventils (14) zusätzlich zur Kraft einer Feder (2o) entgegenwirkt, bei geöffnetem Ventil aber verschwindet, beim Schließen des Ventils durch eine Kraft von bestimmbarer Größe ersetzt wird, um zu bewirken, daß das Verhältnis von Öffnungskraft und Schließkraft in Grenzen bestimmbar ist.
2. Auslaßventil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (20) zwischen dem Ventilkörper (14) und einem weiteren Ventilkörper (22) angeordnet ist, welcher bei seinem Öffnungshub die Spannung derselben vergrößert, so daß sie auf den Ventilkörper (14) eine erhöhte, den Druck des Druckmittels ersetzende Schließkraft ausübt.
3. Auslaßventil nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume (18, 24) zu beiden Seiten des die Spannung der Schließfeder (2o) beeinflussenden Ventilkörpers (22) durch eine Drosselöffnung (23) verbunden sind, welche so bemessen ist, daß einerseits während der Öffnungsdauer des durch die Feder (2o) belasteten Ventils (14) zwischen den Räumen (18, 24) ein so großer Druckunterschied erhalten bleibt, daß er die Schließfeder (38) des Ventilkörpers (22) überwindet und dadurch die Offenhaltung des letzteren Ventilkörpers bedingt, andererseits aber bei geschlossenen Ventilen (14, 22) kein das ungewollte Öffnen des Ventilkörpers (22) verursachender Druckunterschied auftreten kann. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 701 548.