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Schutzeinrichtung gegen das Gleiten eines druckluftgebremsten Rades,
insbesondere für Schienenfahrzeuge Bei druckluftgebremsten Schienenfahrzeugen ist
es bekannt, ein Gleiten der gebremsten Räder durch vorübergehende Entlüftung des
Bremszylinders zu verhindern. Diese Entlüftung wird von einem die Drehzahländerungen
eines oder mehrerer Räder messenden Gerät überwacht, wobei es zur einwandfreien
Funktion der Bremsanlage wesentlich ist, daß die Entlüftung des Bremszylinders so
rasch wie möglich einsetzt und auch möglichst schnell wieder beendet wird. Ein nur
unvollkommener Gleitschutz bzw. ein unnötiger Verlust an Bremsluft und eine zu lange
Unterbrechung der Abbremsung wären sonst die Folge.
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Die Ent- und Belüftung des Bremszylinders geschieht mittels eines
ein Ventil betätigenden Schaltkolbens, dessen eine Kolbenseite unter ständiger Druckmittelbeaufschlagung
aus einem Speicherbehälter steht und dessen andere, von -dem die Drehzahländerungen
der Räder messenden Gerät überwachte Seite über eine Drosseldüse mit ersterer Seite
verbunden ist.
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Zur Lösung der Aufgabe, die Entlüftung des Bremszylinders sofort einsetzen
zu lassen und sie mit kleinstmöglicher zeitlicher Verzögerung zu beenden, wenn die
Gleitgefahr vorüber ist, werden erfindungsgemäß Mittel vorgeschlagen, welche den
Strömungsquerschnitt der Drosseldüse in der Verbindungsleitung von der einen zur
anderen Seite des genannten Schaltkolbens nach Beginn des Entlüftungshubes dieses
Schaltkolbens spätestens bei Hubbeendigung vergrößern, worauf durch diese Mittel
der Strömungsquerschnitt nach Beginn des Belüftungshubes spätestens bei Beendigung
dieses Hubes wieder verkleinert wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. I ein schematisches
Schaltbild der gesamten Gleitschutzeinrichtung und Fig.2 den Schaltkolben der Gleitschutzeinrichtung
in einer gegenüber Fig. I anderen Betriebsstellung.
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Gemäß Fig. I wird in bekannter Weise über eine mit dem Laufrad eines
Schienenfahrzeuges gekuppelte Welle I ein ebenfalls an sich bekanntes und daher
nicht in allen Einzelheiten zu zeigendes Gerät 3 zur Messung der Drehzahländerungen
dieses Laufrades angetrieben. Im Gehäuse dieses Gerätes 3 ist z. B. eine Trägheitsmasse
drehbar gelagert, welche von der Achse I angetrieben wird. Sobald das Laufrad infolge
seiner Abbremsung zum Gleiten neigt und damit seine zeitliche Drehzahländerung einen
Grenzwert überschreitet, wird durch die Trägheitswirkung der umlaufenden Masse ein
Ventil 5 aufgestoßen, welches einen Raum 7 entlüftet. Dieser Raum steht über eine
in einem weiteren Ventilkörper 9 vorgesehene Drosselöffnung II in Verbindung mit
einem Raum 13, der bei 15 einen vom Ventilkörper 9 überwachten Auslaß ins Freie
besitzt. Der Raum 13 ist über eine Leitung 17 mit einem Raum I9 eines Gehäuses 21
leitend verbunden, in welchem ein Schaltkolben 23 verschiebbar gelagert ist. Dieser
Schaltkolben trennt den Raum I9 von einem weiteren Raum 25, der mittels :einer Leitung
27 mit dem Vorratsbehälter 29 für die Bremsluft verbunden ist. Im Schaltkolben 23
ist in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise ein Schieber 31 mit einer gewissen
Reibung eigenbeweglich gelagert, welcher Verbindungsöffnungen 33, 35 und 37 vom
Raum I9 zum Raum 25 aufweist. Je nach der axialen Stellung des Schiebers 31 sind
die beiden Räume 19, 25 über die verhältnismäßig große Öffnung 35 oder über die
dieser gegenüber kleinere Drosselöffnung 37 miteinander verbunden. Der Schaltkolben
23 betätigt über eine Kolbenstange 39, welche in einer Zwischenwand 4I des Gehäuses
2I abgedichtet geführt ist, ein Ventil 43. Dieses Ventil kommt wechselweise auf
einen Sitz 45 oder einen weiteren Sitz 47 zu liegen, wobei es beim Aufliegen auf
dem ersteren Sitz einen Raum 49 von einem weiteren Raum 51 trennt, während der letztere
Raum über den offenen Sitz 47 ins Freie entlüftet (Fig.2). Beim Aufliegen des Ventils
43 auf dem Sitz 47 sind die beiden Räume 49 und 51 verbunden, und die Entlüftung
des Raumes 51 ist unterbrochen. Der Raum 49 ist weiter über eine Leitung 53 mit
einem Steuerventil 55 von an sich bekannter Bauart verbunden, welches an den Vorratsbehälter
29 (Leitung 57) und an die Hauptluftleitung 59 angeschlossen ist. Der Raum 51 ist
mittels einer Leitung 61 an den Bremszylinder 63 angeschlossen, in welchem ein Bremskolben
65 zur Betätigung des nicht gezeigten Bremsgestänges verschiebbar gelagert ist.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Solange
bei einer durch Druck- . verminderung in der Hauptluftleitung 59 veranlaßten und
durch das Steuerventil 55 eingesteuerten Bremsung am Laufrad keine Gleittendenz
vorhanden ist, nehmen die einzelnen Teile die aus Fig. I ersichtliche Lage ein.
Die nicht dargestellte Trägheitsmasse im Gerät I wird über die Welle I vom Laufrad
angetrieben, ohne daß es zu einer Beeinflussung der geschlossenen Ventile 5 und
9 kommt. Druckluft aus dem Behälter 29 füllt den Raum 25 im Gehäuse 21 sowie über
die kleine Drosselbohrung 37 und die Öffnung 33 im Schieber 31 auch den Raum I9.
Außerdem hat sich über die Leitung 17 der Druck des Behälters 29 auch in den Raum
13 und weiter (über die Drosselöffnung II im Ventil 9) in den Raum 7 des Überwachungsgerätes
3 fortgepflanzt. Das Steuerventil 55 mißt entsprechend der Druckverringerung in
der Hauptluftleitung 59 dem Bremszylinder den gewünschten Überdruck zu, wobei die
Druckluft aus dem Behälter 29 über die Leitung 57, das Steuerventil 55. den Raum
49, den geöffneten Sitz 45 sowie den Raum 51 und die Leitung 61 zum Bremszylinder
63 strömt. Zu beiden Seiten des Schaltkolbens 23 herrscht Druckgleichheit, während
der Ventilteller 43 einseitig vom Überdruck im Raum 51 beaufschlagt ist, womit er
auf den Auslaßsitz 47 gepreßt und der Schaltkolben 23 in seiner gezeigten Stellung
gehalten wird. In dieser Kolbenstellung stützt sich der Schieber 31 an der Zwischenwand
4I im Gehäuse 21 ab, womit er die aus Fig. I ersichtliche Stellung einnimmt, in
welcher die Räume I9 und 25 zu beiden Seiten des Schaltkolbens über den kleinen
Querschnitt 37 miteinander verbunden sind.
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Kommt es nun während der Bremsung - z. B. durch eine. Änderung des
Reibwertes zwischen Rad und Shiene -'zu einem Gleitvorgang zwischen den letzteren,
so wird infolge der starken Drehzahländerung das Ventil 5 aufgestoßen und der Raum
7 damit entlüftet. Der Druckunterschied zwischen den Räumen 7 und 13 kann sich nicht
schnell genug ausgleichen, womit auch das Ventil g geöffnet und der Raum 13 einschließlich
der Leitung 17 sowie des Raumes ig über den Auslaß 15 entlüftet wird. Infolge der
Kleinheit der Düsenöffnung 37 erfolgt bei dem nunmehr vorhandenen LTberdruck im
Raum 25 gegenüber dem Rauar ig ein praktisch verzögerungsfreies Anspringen des Schaltkolbens
23 unter Abreißen des Ventils ,I3 vom Sitz 47 und Aufsetzen dieses Ventils auf den
Sitz 45. Der Bremszylinder 63 ist damit von der Speiseleitung 53 getrennt und wird
über das Auslaßventil 47 entlüftet. Bei diesem Vorgang bewegt sich der Schaltkolben
23 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung, wobei der Schieber 31 durch Auftreffen auf
die Stirnfläche des Gehäuses 2i im letzten Teil der Kolbenbewegung zurückgehalten
wird und schließlich seine aus Fig. 2 ersichtliche Stellung einnimmt, in welcher
die beiden Räume ig und 25 auch über den größeren Querschnitt 35 miteinander verbunden
sind.
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Mit der durch Entlüftung des Bremszylinders 63 verbundenen Verminderung
der Bremskraft .setzt eine Wiederbeschleunigung des Laufrades ein, und das Ventil
5 im Überwachungsgerät 3 kann unter
Federkraft schließen. Auch das
Ventil 9 ist wieder geschlossen, womit die Entlüftung des Raumes I9 im Gehäuse 21
beendet ist. Über den großen. Querschnitt 35 baut sich der Druck des Behälters 29
in kürzester Zeit bis zur Druckgleichheit zwischen den Räumen 19, 25 auf, so daß
der Schaltkolben 23 einschließlich des Ventils 43 durch die einseitige Beaufschlagung
des letzteren mit dem im Raum 49 herrschenden Überdruck nach unten bewegt wird bis
zum Abschluß des Zylinderauslasses 47. Bereits bei Beginn dieser Bewegung wird der
Einlaßsitz 45 wieder geöffnet, womit die erneute Beaufschlagung des Zylinders 63
ohne überflüssige Verzögerung vor sich geht.
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Bei der Abwärtsbewegung des Schaltkolbens 23 aus der in Fig. 2 in
die aus Fig. I ersichtlichen Stellung wird der Schieber 31 mit dem Auftreffen auf
die Zwischenwand 41 wieder in seine Stellung gemäß Fig. I zurückgeschoben, womit
unter Sperrung des Durchlasses 35 erneut nur der kleine Drosselquerschnitt 37 für
den raschen Ansprung des Schaltkolbens bei Gleitgefahr des Laufrades zur Verfügung
steht.