DE960363C

DE960363C - Three-pressure control valve for compressed air brakes, especially of rail vehicles

Info

Publication number: DE960363C
Application number: DEK14506A
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Moeller
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1952-06-14
Filing date: 1952-06-14
Publication date: 1957-03-21

Description

Dreidrucksteuerventil für Druckluftbremsen, insbesondere von Schienenfahrzeugen Bei Dreidrucksteuerventilen, wie sie für stufenweise lösbare Druckluftbremsen verwendet werden und die eine überwachte, eine Drosselstelle, z. B. die sogenannte Empfindlichkeitsöffnung enthaltende Verbindungsleitung zwischen ihrer Kammer konstanten Druckes und der Hauptluftleitung aufweisen, ist es bereits bekannt, beim Lösen der Bremse und Absinken des Bremszylinderdruckes auf einen geringen Restwert eine Verbindung zwischen der Kammer konstanten Druckes und einem anderen Raum zwecks Druckausgleich und damit raschem Absenken des Druckes in erstgenannter Kammer herzustellen. Diese Druckabsenkung in der Steuerkammer während der letzten Lösephase bedingt zwar, wie beabsichtigt, eine Löseerleichterung, bringt aber die schwerwiegende Gefahr mit sich, daß bei einem Wiedereinbremsen, ehe der Solldruck in der Kammer konstanten Druckes erneut erreicht ist, es zu einem immer weiteren Absinken des Steuerkammerdruckes mit der Folge der scbließlichen Erschöpfung und damit des Ausfalles der Bremse kommt.Three-pressure control valve for compressed air brakes, in particular for rail vehicles With three-pressure control valves, such as those used for air brakes that can be released gradually and the one monitored, a throttle point, z. B. the so-called sensitivity aperture containing connecting line between their constant pressure chamber and the Have main air line, it is already known when releasing the brake and lowering of the brake cylinder pressure to a low residual value a connection between the Chamber of constant pressure and another space for pressure equalization and thus to produce rapid lowering of the pressure in the former chamber. This pressure drop in the control chamber during the last release phase, as intended, a relief, but brings with it the serious risk that at braking again before the target pressure in the constant pressure chamber again is reached, there is an ever further decrease in the control chamber pressure with the Result of the final exhaustion and thus the failure of the brake.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Dreidrucksteuerventil der genannten Art so zu gestalten, daß ihm zwar vor der Vollösung der Bremse bereits eine Löseerleichterung zuteil wird, ohne daß aber mit dieser Löseerleichterung ein merkliches Absinken des Druckes in der Steuerkammer und damit die Gefahr der Erschöpfung verbunden wäre.In contrast, it is the object of the invention to provide a three-pressure control valve of the type mentioned so that it is already before the complete release of the brake a redemption facility is granted without, however, a redemption facility with this redemption facility noticeable drop in pressure in the control chamber and thus the risk of exhaustion would be connected.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwecks Ausübung eines, die Lösetendenz des Steuerventils verstärkenden Impulses ein besonderes Glied vorgesehen ist, welches unter der zeitlich begrenzten Wirkung eines Überdruckes, z. B. desjenigen in der Steuerkammer, den auf seiner einen Seite vom Druck dieser Kammer und auf seiner anderen Seite von demjenigen der Hauptluftleitung beaufschlagten Kolben des Steuerventils in Richtung »Vollösestellung« anstößt, wenn der Bremszylinderdruck auf einen vorbestimmten Wert abgesunken ist.According to the invention, this object is achieved in that, for the purpose of exercising one, the tendency to dissolve Control valve amplifying pulse a special link is provided, which is subject to the temporary effect an overpressure, e.g. B. the one in the control chamber on one side from the pressure of this chamber and, on its other side, from that of the main air line loaded piston of the control valve hits in the direction of the »full release position« if the brake cylinder pressure has dropped to a predetermined value.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Weise dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is in schematic Way presented.

Bei einer im übrigen nicht näher gezeigten Druckluftbremseinrichtung ist ein Dreidrucksteuerventil I bekannter Bauart vorgesehen. Dieses Steuerventil enthält einen Kolben 3, welcher einen Raum 5, der über die Leitung 7 mit der Hauptluftleitung 9 verbunden ist, vom Raum II, der zusammen mit seiner Vergrößerung 13 die Kammer konstanten Druckes bildet, trennt. Der Kolben 3 betätigt ein Gestänge 15, welches bei 17 im Ventilgehäuse abgedichtet geführt ist und in einem rohrförmigen, von einem Rückführkolben I9 umgebenen Glied 2o endet, das einerseits einen Auslaß 2I aufweist und andererseits als Sitz 23 für ein Ventil 25 dient, das mit einem Ventil 27 zu einem Doppelventil vereinigt ist. Letzteres Ventil überwacht im Zusammenwirken mit seinem Sitz 29 eine Leitung31, die vom Druckluftbehälter 33 zum Bremszylinder 35 führt. Der Behälter 33 wird über ein Rückschlagventil 37 aus der Hauptluftleitung 9 gefüllt. Der jeweilige Druck im Bremszylinder 35 kann sich über die Leitung 39 auf einen Kolben 41 auswirken, der im Gehäuse einer als Überwachungseinrichtung dienenden Ventileinrichtung 43 verschiebbar gelagert ist. Dieser Kolben ist mit einer Kolbenstange 45 verbunden, welche ihrerseits in einer Zwischenwand 47 abgedichtet geführt ist. Diese Zwischenwand trennt den bei 49 mit der Außenluft verbundenen Raum 51 der Überwachungseinrichtung 43 vom Raum 53, wobei der letztere bei bestimmter Stellung der Kolbenstange 45 über deren Ausnehmung 55 in den Raum 51 und damit über den Auslaß 49 ins Freie entlüftet wird. Der Raum 53 ist. über den die Empfindlichkeitsöffnung 57 enthaltenden Leitungsast 58 mit der Leitung 7 und damit der Hauptluftleitung 9 und über die Leitung 59 mit dem Raum 11, 13 des Dreidrucksteuerventils i verbunden. Die Mündung der Leitung 58 im Gehäuse der Ventileinrichtung 43 bildet einen Sitz 61 für ein Ventil 63 und diejenige der Leitung 59 einen Sitz 65 für ein Ventil 67. Das glockenförmige, als Mitnehmer für das durch eine schwache Feder 68 belastete Ventil 63 ausgebildete Ventil 67 steht seinerseits unter der Wirkung einer Feder 69. Außerdem stützt sich die Kolbenstange 45 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise mittels einer Feder 71 am Ventil 67 ab. Die Feder 71 ist dabei stärker als die Feder 69 bemessen.A three-pressure control valve I of a known type is provided in a compressed air brake device not shown in detail. This control valve contains a piston 3 which separates a space 5, which is connected to the main air line 9 via line 7, from space II, which together with its enlargement 13 forms the chamber of constant pressure. The piston 3 actuates a linkage 15, which is guided sealed at 17 in the valve housing and ends in a tubular member 2o surrounded by a return piston I9, which on the one hand has an outlet 2I and on the other hand serves as a seat 23 for a valve 25 which is connected to a Valve 27 is combined into a double valve. The latter valve, in cooperation with its seat 29, monitors a line 31 which leads from the compressed air tank 33 to the brake cylinder 35. The container 33 is filled from the main air line 9 via a check valve 37. The respective pressure in the brake cylinder 35 can act via the line 39 on a piston 41 which is displaceably mounted in the housing of a valve device 43 serving as a monitoring device. This piston is connected to a piston rod 45, which in turn is guided in a sealed manner in an intermediate wall 47. This partition separates the room 51 of the monitoring device 43, which is connected to the outside air at 49, from the room 53, the latter being vented at a certain position of the piston rod 45 via its recess 55 into the room 51 and thus via the outlet 49 into the open air. The room 53 is. Connected via the line branch 58 containing the sensitivity opening 57 to the line 7 and thus to the main air line 9 and via the line 59 to the space 11, 13 of the three-pressure control valve i. The opening of the line 58 in the housing of the valve device 43 forms a seat 61 for a valve 63 and that of the line 59 forms a seat 65 for a valve 67 in turn under the action of a spring 69. In addition, the piston rod 45 is supported on the valve 67 by means of a spring 71 in the manner shown in the drawing. The spring 71 is dimensioned stronger than the spring 69.

Am Dreidrucksteuerventil i ist zur Erzeugung eines das Lösen der Bremse erleichternden Impulses ein Dorn 75 in der gezeigten Weise gelagert. Dieser Dorn wird gegen die Wirkung einer Feder 77 durch einen Kolben 79 betätigt, welcher sich in einem Zylinder 81 bewegt. Vom Raum 53 der Überwachungseinrichtung 43 führt eine Leitung 83 zum Raum 85 des Zylinders 81. , Der Raum 87 unterhalb des Kolbens 79 steht über einen mit einer Drosseldüse 89 versehenen Leitungsast 9i ebenfalls mit der Leitung 83 in Verbindung.The three-pressure control valve i is to release the brake to generate a relieving impulse a mandrel 75 mounted in the manner shown. That thorn is operated against the action of a spring 77 by a piston 79, which moved in a cylinder 81. From the room 53 of the monitoring device 43 leads a Line 83 to space 85 of cylinder 81, space 87 below piston 79 is also with via a line branch 9i provided with a throttle nozzle 89 the line 83 in connection.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Im vollgelösten Zustand der Bremse herrscht in der Hauptluftleitung 9 der höchste Regeldruck von z. B. 5 atü, mit welchem über das Rückschlagventil 37 auch der Behälter 33 aufgefüllt ist. Der Kolben 3 des Dreidrucksteuerventils i ist auf seiner in der Zeichnung oberen Seite außer durch eine nicht näher bezeichnete schwache Feder über die Leitung 7 mit dem Druck der Hauptluftleitung beaufschlagt, während seine untere Seite unter dem Einfluß des Druckes in der Steuerkammer 11, 13 steht. Der Kolben 41 der Überwachungseinrichtung 43 nimmt infolge des Fehlens des ihn beaufschlagenden Bremszylinderdruckes seine in der Zeichnung obere Endlage ein, in welcher die Ventile 63 und 67 geöffnet sind. Die Steuerkammer 11, 13 des Dreidrückventils ist damit über die Leitung 59, den Raum 53, die Empfindlichkeitsöffnung 57 und die Leitungen 58, 7 mit der Hauptluftleitung 9 verbunden, so daß sie mit dem gleichen Höchstdruck wie der Raum 5 aufgefüllt ist. Bei der Gleichheit der Drücke zu beiden Seiten des Kolbens 3 hält die schwache, nicht näher bezeichnete Zusatzfeder den Kolbensatz 3, I9 in seiner unteren Endlage, in welcher das Ventil 25 vom Sitz 23 abgehoben und damit der Zylinder 35 über den Auslaß 21 entlüftet ist, während die Belüftungsleitung 31 durch das auf seinem Sitz 29 aufliegende Ventil 27 gesperrt ist. Bei der oberen Endlage des Kolbens 41 der Überwachungseinrichtung 43 ist die Verbindung zwischen den Räumen 51 und 53 der letzteren Einrichtung über die Nut 55 unterbrochen und der Raum 53 ist mit dem Druck der Hauptluftleitung 9 aufgefüllt. Der im Raum 53 herrschende höchste Leitungsdruck teilt sich über die Leitung 83 und deren Ast 9I den Räumen 85, 87 zu beiden Seiten des Kolbens 79 im Zylinder 81 mit und der Kolben wird zusammen mit dem Dorn 75 durch die Kraft der Feder 77 in seiner in der Zeichnung oberen Endlage gehalten, in welcher sich der Dorn außerhalb des Bewegungsbereiches des Kolbens 3 befindet.The operation of the device described is as follows: When the brake is fully released, the main air line 9 has the highest control pressure of z. B. 5 atü, with which the container 33 is filled via the check valve 37. The piston 3 of the three-pressure control valve i is acted upon on its upper side in the drawing, except by an unspecified weak spring, via the line 7 with the pressure of the main air line, while its lower side is under the influence of the pressure in the control chamber 11, 13. As a result of the lack of the brake cylinder pressure acting on it, the piston 41 of the monitoring device 43 assumes its upper end position in the drawing, in which the valves 63 and 67 are open. The control chamber 11, 13 of the three-pressure valve is thus connected to the main air line 9 via the line 59, the space 53, the sensitivity opening 57 and the lines 58, 7, so that it is filled with the same maximum pressure as the space 5. When the pressures on both sides of the piston 3 are equal, the weak, unspecified additional spring holds the piston set 3, 19 in its lower end position, in which the valve 25 is lifted from the seat 23 and the cylinder 35 is vented via the outlet 21, while the ventilation line 31 is blocked by the valve 27 resting on its seat 29. In the upper end position of the piston 41 of the monitoring device 43, the connection between the spaces 51 and 53 of the latter device is interrupted via the groove 55 and the space 53 is filled with the pressure of the main air line 9. The highest line pressure prevailing in space 53 is shared via line 83 and its branch 9I with spaces 85, 87 on both sides of piston 79 in cylinder 81 and the piston, together with mandrel 75, is in its in the upper end position held in the drawing, in which the mandrel is outside the range of motion of the piston 3.

Zwecks Einleitung einer Bremsung wird in bekannter Weise der Druck in der Hauptluftleitung 9 und damit auch im Raum 5 des Dreidrucksteuerventils i verringert. Damit geht der Kolbensatz 3, 19 unter dem nunmehr vorhandenen Überdruck in der Steuerkammer 11, 13 nach oben, schließt das Ventil 25 und öffnet das Ventil 27, womit der Bremszylinder 35 aus dem Behälter 33 über die Leitung 31 mit Druckluft gefüllt wird. Der Druckanstieg im Zylinder wirkt sich über die Leitung 39 auch auf den Kolben 41 der Überwachungseinrichtung 43 aus und veranlaßt denselben zu einer Bewegung, wobei das Ventil 67 durch die Kolbenstange 45 unter Vermittlung der starken Feder 71 und Zusammendrückung der schwächeren Feder 69 in Richtung auf seinen Sitz 65 bewegt wird. Ehe es denselben erreicht, kommt bereits das Ventil 63 zum Aufliegen auf seinen Sitz 61, wodurch die Steuerkammer 11, 13 von der Hauptluftleitung g getrennt wird, bevor sich der durch den Drosselquerschnitt 57 zurückgehaltene Druck dieser Kammer nach der Hauptluftleitung hin absenken kann. Der Kolben 4I, die Kolbenstange 45 und das Ventil 67 bewegen sich nach dem Aufsetzen des Ventils 63 unter Zusammendrückung der Federn 68 und 69 weiter, bis das Ventil 67 ebenfalls seinen Sitz 65 erreicht hat. Damit ist die Steuerkammer II, I3 auch vom Raum 53 getrennt. Der Kolben 4I führt nun zusammen mit seiner Kolbenstange 45 unter beginnender Zusammendrückung der starken Feder 7I noch eine Restbewegung bis zur Verbindung der beiden Räume 5I und 53 durch die Nut 55 aus. Der Raum 53 wird nun über den Raum 5I und den Auslaß 49 ins Freie entlüftet, womit auch die Druckluft zu beiden Seiten des Kolbens 79 über die Leitung 83 entweicht, was jedoch an der Kolbenstellung und damit an der Stellung des Dornes 75 nichts ändert.In order to initiate braking, the pressure in the main air line 9 and thus also in the space 5 of the three-pressure control valve i is reduced in a known manner. Thus, the piston set 3, 19 goes up under the now existing overpressure in the control chamber 11, 13, closes the valve 25 and opens the valve 27, whereby the brake cylinder 35 is filled with compressed air from the container 33 via the line 31. The increase in pressure in the cylinder also affects the piston 41 of the monitoring device 43 via the line 39 and causes the same to move Seat 65 is moved. Before it reaches the same, the valve 63 already comes to rest on its seat 61, whereby the control chamber 11, 13 is separated from the main air line g before the pressure of this chamber retained by the throttle cross-section 57 can lower towards the main air line. The piston 4I, the piston rod 45 and the valve 67 move on after the valve 63 has been fitted, compressing the springs 68 and 69 , until the valve 67 has also reached its seat 65. The control chamber II, I3 is thus also separated from the space 53. The piston 4I, together with its piston rod 45, now executes a residual movement until the two spaces 5I and 53 are connected by the groove 55, with the strong spring 7I beginning to compress. The space 53 is now vented to the outside via the space 5I and the outlet 49, whereby the compressed air escapes on both sides of the piston 79 via the line 83, but this does not change the piston position and thus the position of the mandrel 75.

Der Abschluß der Ventile 63 und 67 sowie die Entlüftung des Raumes 53 der Überwachungseinrichtung 43 bleiben nun über sämtliche, nicht näher zu beschreibende Brems- und Lösestufen erhalten. Erst wenn beim Lösen der Bremse der Druck in der Hauptluftleitung g wieder nahe seinem Höchstwert angelangt ist, also z. B. 4,8 atü erreicht hat, kann der kurz vor der Vollösung vorhandene Restdruck im Bremszylinder 35 den Kolben 4I gegen die Kraft der Feder 7I nicht mehr halten und derselbe bewegt sich unter Abschluß der Entlüftung 55 und anschließendem Öffnen des Ventils 67 nach oben. Durch das Abheben des Ventils 67 von seinem Sitz 65 durch die Kraft der Feder 69 kann nunmehr Druckluft aus der Kammer II, I3 in den Raum 53 der Überwachungseinrichtung 43 und weiter in die Leitung 83 gelangen, aus welcher sie ungedrosselt in den Raum 85 oberhalb des Kolbens 79 einschießt, während die Füllung des Raumes 87 unterhalb des Kolbens durch die Drossel 89 verzögert wird. Der einseitige Überdruck auf den Kolben 79 stößt denselben unter Überwindung der Feder 77 nach unten, wobei das Ende des Dornes 75 auf den Kolben 3 trifft und auf ihn einen Impuls ausübt, welcher seine Bewegung in die der Vollösung entsprechende Endlage verursacht. In dieser Endlage bleiben das Auslaßventil 25 geöffnet und das Einlaßventil 27 geschlossen, d. h., der Bremszylinder 35 entlüftet sich völlig, obwohl noch ein geringes Druckgefälle zwischen den Räumen II, I3 einerseits und dem mit der Hauptluftleitung g verbundenen Raum 5 des Steuerventils I andererseits herrscht. Der Kolben 4I kehrt unter Mitnahme des Ventils 63 und damit Freigabe des Weges zwischen der Steuerkammer II, I3 und der Hauptluftleitung g über die Empfindlichkeitsbohrung 57 nunmehr ebenfalls in seine Endlage zurück. Der Raum 53 der Überwachungseinrichtung 43 verbleibt unter dem Druck in. der Hauptluftleitung g, der sich nach entsprechender Verzögerung durch die Drossel 89 schließlich auch wieder zu beiden Seiten des Kolbens 79 einstellt, so daß die Feder 77 diesen Kolben und damit den Dorn 75 in ihre Ruhelage zurückbewegen und dort halten kann. Dies ändert jedoch nun nichts mehr an der erreichten Endlage des Kolbensatzes 3, I9 des Steuerventils, weil inzwischen der Druck in der Hauptluftleitung g und damit auch im Raum 5 seinen Höchstwert wieder erreicht hat, wobei Druckgleichheit zu beiden Seiten des Kolbens 3 herrscht und der Kolbensatz durch die nicht näher bezeichnete schwache Feder gehalten wird.The closure of the valves 63 and 67 as well as the venting of the space 53 of the monitoring device 43 are now retained over all braking and release stages that are not to be described in more detail. Only when the pressure in the main air line g is again close to its maximum value when the brake is released, ie z. B. has reached 4.8 atmospheric pressure, the residual pressure in the brake cylinder 35 just before the full solution can no longer hold the piston 4I against the force of the spring 7I and the same moves upwards, completing the venting 55 and then opening the valve 67. By lifting the valve 67 from its seat 65 by the force of the spring 69 , compressed air can now pass from the chamber II, I3 into the space 53 of the monitoring device 43 and further into the line 83, from which it flows unthrottled into the space 85 above the Piston 79 shoots in, while the filling of the space 87 below the piston is delayed by the throttle 89. The one-sided overpressure on the piston 79 pushes the same downward overcoming the spring 77, the end of the mandrel 75 striking the piston 3 and exerting an impulse on it, which causes its movement into the end position corresponding to the complete solution. In this end position the outlet valve 25 remains open and the inlet valve 27 closed, that is, the brake cylinder 35 is completely vented, although there is still a slight pressure gradient between the spaces II, I3 on the one hand and the space 5 of the control valve I connected to the main air line g on the other hand. The piston 4I now also returns to its end position via the sensitivity bore 57, taking along the valve 63 and thus releasing the path between the control chamber II, I3 and the main air line g. The space 53 of the monitoring device 43 remains under the pressure in. The main air line g, which after a corresponding delay by the throttle 89 is finally set again on both sides of the piston 79 , so that the spring 77 this piston and thus the mandrel 75 in their Can move back the rest position and hold there. However, this no longer changes the end position reached by the piston set 3, I9 of the control valve, because the pressure in the main air line g and thus also in space 5 has now reached its maximum value again, with the pressure being equal on both sides of the piston 3 and the piston set is held by the unspecified weak spring.

Die Düse 89 ist so bemessen, daß sie nach der Impulsgabe durch den Dorn 75 den Druck im Raum 87 so rechtzeitig demjenigen im Raum 85 angleicht, daß der Dorn 75 auch bei einem dem Lösevorgang unmittelbar folgenden erneuten Bremsen der Bewegung des Kolbens 3 nicht hinderlich ist.The nozzle 89 is dimensioned so that after the impulse from the mandrel 75 it adjusts the pressure in the space 87 to that in the space 85 in good time so that the mandrel 75 does not hinder the movement of the piston 3 even if the piston 3 is braked again immediately after the release process .

An Stelle des Druckes in der Kammer II, I3 könnte auch ein anderer Überdruck, z. B. derjenige in der Hauptluftleitung oder im Vorratsluftbehälter zur Betätigung des Kolbens 79 herangezogen werden. Wird aber - wie bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel - der Überdruck im Raum II, I3 herangezogen, so ist die Volumenvergrößerung dieses Raumes durch die Räume des kleinen Zylinders 8I so gering, daß die Druckkonstanz im Raum II, I3 so weit erhalten bleibt, daß eine Erschöpfungsgefahr durch stufenweises Absenken des Druckes nicht auftreten kann.Instead of the pressure in the chamber II, I3, another overpressure, e.g. B. the one in the main air line or in the air supply tank to actuate the piston 79 can be used. But if - as in the embodiment shown - the overpressure in space II, I3 is used, the increase in volume of this space through the spaces of the small cylinder 8I is so small that the pressure constancy in space II, I3 is maintained to such an extent that there is a risk of exhaustion cannot occur by gradually lowering the pressure.

Claims

PATENT CLAIM: Three-pressure control valve for compressed air brakes, especially of rail vehicles, which has a monitored, throttle point, e.g. B. has the sensitivity opening containing the connecting line between its chamber of constant pressure and the main air line or another, overpressure leading space, characterized in that a member (75) is provided for the purpose of exercising the loosening tendency of the control valve impulse, which under the temporary effect an overpressure, e.g. B. the one in the chamber (II, I3), which on its one side of the pressure of this chamber and on its other side of that of the main air line (g) acted upon piston (3) in the direction »full release position a pushes when the brake cylinder pressure to a predetermined Value has decreased. Considered publications German Patent No. 502 341; U.S. Patent No. 2,276g27.