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Steuerventil für Druckluftbremsanlagen in Kraftfahrzeuganhängern zur
wahlweisen Verwendung hinter Zugfahrzeugen mit Einleiter- oder Zweileiterbremsanlagen
Es ist ein Steuerventil für Druckluftbremsanlagen in Kraftfahrzeuganhängern bekannt,
das neben Steuerkolben und Rückführkolben einen Zusatzkolben besitzt. Dieses Steuerventil
ist sowohl für Einleiter- als auch Zweileiterbetrieb verwendbar. Bei Einleiterbetrieb
bleibt bei tätigem Steuerkolben der Zusatzkolben unbeaufschlagt, und bei Zweileiterbetrieb
überwacht der letztere unter einseitiger Beaufschlagung mit vom Triebwagen zugeführtem
Überdruck zusammen mit dem Rückführkolben den Druck in den Anhängerbremszylindern,
während der Steuerkolben beidseitig unter gleichem Druck verbleibt. Es ist Aufgabe
der Erfindung, bei einem solchen Steuerventil vorteilhafte Mittel zu schaffen, um
im Zweileiter-, aber auch im Einleiterbetrieb eine richtig bemessene Voreilung der
Abbremsung des Anhängerfahrzeuges gegenüber derjenigen des Triebfahrzeuges zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine gegenüber dem Rückführkolben begrenzt verschiebbare,
der Belüftung und Entlüftung der Bremszylinder dienende Hülse, die beim Einleiten
einer Bremsung im Einleiterbetrieb vom Steuerkolben und im Zweileiterbetrieb vom
Zusatzkolben bewegt wird und erst nach einer zum Öffnen des Einlaßventils ausreichenden
Hubbewegung
mit dem Rückführkolben in kraftschlüssige Verbindung
kommt, und durch ein Federglied, welches so angeordnet und bemessen ist, daß es
bei Einleiterbetrieb die zur Belüftung des Bremszylinders notwendige Bewegung des
Kolbens derart verzögert, daß die vom Lastzugbremsventil des Triebfahrzeuges zugemessene
Voreilung der Anhängerbremse kompensiert wird.
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Im Rahmen der Erfindung soll es auch möglich sein, unter Sicherung
der notwendigen Voreilung der Anhängerbremse sowohl im Zweileiter- als auch im Einleiterbetrieb
die jeweilige Fahrzeugbelastung in den Bremswerten zu berücksichtigen. Dies ist
durch Mittel erreichbar, die das Wirkungsverhältnis zwischen Steuer- bzw. Zusatzkolben
und Rückführkolben in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung ändern.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand der Fig. I bis
3 dargestellt.
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Gemäß den Fig. I und 2 besitzt das Steuerventil ein Gehäuse I, in
welchem ein Steuerkolben 3, belastet durch eine Feder 4, verschiebbar gelagert ist.
Die Feder 4 ist so bemessen, daß sie bei Einleiterbetrieb den Steuerkolben 3 an
einer Anfangsbewegung in solchem Maße hindert, daß durch diese Verzögerung die in
üblicher und daher nicht näher zu beschreibender Weise vom Lastzugbremsventil des
Triebwagens zugemessene Voreilung der Anhängerbremse beseitigt wird. Der Kolben
3 trennt die beiden Räume 5 und 7 des Steuerventils, wobei die Dichtung an seinem
Umfang als Rückschlagventil in der Weise wirkt, daß sie den Übertritt von Druckmittel
vom Raum 5 zum Raum 7 ermöglicht, in umgekehrter Richtung dagegen sperrt. Der Steuerkolben
3 ist mit seiner Kolbenstange 9 teleskopartig in einem rohrförmigen Gestänge II
verschiebbar, welches seinerseits bei 13 im Gehäuse I beweglich und abgedichtet
gelagert ist. Die Stange 9 kann mit dem Rohr II am Anschlag 15 der letzteren in
Kraftschluß gebracht werden. Das rohrförmige Gestänge II setzt sich in einer Hülse
17 fort, deren in der Zeichnung oberes Ende als Sitz I9 für das Auslaßventil
21 ausgebildet ist während sein unteres, offenes Ende 23 zusammen mit der Gehäuseöffnung
25 den Auslaß für die Entlüftung des Bremszylinders 27 ins Freie bildet. Die Hülse
17 als überwachender Teil für die Be- und Entlüftung des Bremszylinders 27 ist gegenüber
dem Rückführkolben 29 begrenzt eigenbeweglich angeordnet und kommt mit dem letzteren
bei Einleitung einer Bremsung erst nach einem Teilhub mittels des Anschlages 63
in Schluß. Der Rückführkolben 29 ist bei gelöster Bremse mittels einer schwachen
Feder 65 in seiner in der Zeichnung oberen Endlage an einem Anschlag 67 gehalten.
Das Auslaßventil 21 ist mit dem Einlaßventil 33, welches mit einem Sitz 35 zusammenwirkt,
zu einem Doppelventil vereinigt. Das Einlaßventil 33 überwacht die Verbindung 37,
38 vom Hilfsluftbehälter 39 zum Bremszylinder 27. Vom Raum 7 des Steuerventils I
führt eine Füllleitung 41 unter Einbeziehung des Gehäuseraumes 43 sowie der Leitung
37 zum Hilfsluftbehälter 39. Auf dem Umfang des rohrförmigen Gestänges II ist ein
Zusatzkolben 45 eigenbeweglich gelagert, der am Anschlag 47 zum Kraftschluß mit
dem Gestänge gebracht werden kann. Zur Beaufschlagung des Kolbens 45 bei Zweileiterbetrieb
ist ein Anschluß 49 am Gehäuse des Steuerventils I vorgesehen. Ein weiterer Anschluß
5I führt zum Raum 5 dieses Steuerventils.
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In Fig. I ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Steuerventils bei
einer Zweileiterbremse dargestellt. Dementsprechend ist mit dem Anschluß 5 i eine
Leitung 55 verbunden, welche als Füll- und Notbremsleitung zum Druckluftbehälter
des Triebwagens führt. An den Anschluß 49 ist ein Leitung 57 angeschlossen, über
welche, vom Fahrer des Triebwagens überwacht, der Zusatzkolben 45 mit den den jeweiligen
Bremszylinderdrücken im Triebwagen entsprechenden Überdrücken beaufschlagt wird.
Der Druck in der Leitung 55 behält sowohl im ungebremsten als auch im gebremsten
Zustand seine gleiche Höhe, so daß auch die beidseitige Beaufschlagung des Steuerkolbens
3 bei normalem Verlauf des Zweileiterbetriebes gleich und konstant bleibt. Der Behälter
39 ist über den als Rückschlagventil wirkenden Steuerkolben 3 mit dem Höchstdruck
in der Leitung 55 gefüllt.
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Wird vom Fahrer des Triebwagens zwecks Durchführung einer Bremsung
dem Bremszylinder dieses Wagens ein entsprechender Überdruck zugemessen, so kommt
dieser Druckanstieg nach einer durch die endliche Fortpflanzungsgeschwindigkeit
der Druckluft bedingten geringen zeitlichen Verzögerung über die Leitung 57 auch
auf den Zusatzkolben 45 des Anhängersteuerventils I zur Wirkung. Der Kolben 45 geht
nach oben, wobei er über den Anschlag 47 die Teile II, 17 mitnimmt, während der
Steuerkolben 3 zurückbleibt. Bei dieser Aufwärtsbewegung verschiebt sich der Teil
17 in dem zunächst ebenfalls in Ruhe verbleibenden Rückführkolben 29 - die Bewegung
findet also praktisch keinen Widerstand -, und es kommt daher zu einem sehr schnellen
und weiten Öffnen des Einlaßventils 33 unter gleichzeitigem Abschluß des Auslaßventils
2I. Druckluft aus dem Behälter 39 strömt in den Bremszylinder 27 und verursacht
in dem letzteren einen so raschen anfänglichen Druckanstieg, daß derselbe den in
normaler Weise zunehmenden, bisher noch keine merkliche Bremswirkung ausübenden
Druck in den Zylindern des Triebwagens überholt. Der Anhänger wird also, wie gefordert,
zu Beginn einer Bremsung mit Voreilung gegenüber dem Triebwagen abgebremst. Der
Druckaufbau im Anhängerbremszylinder beeinflußt den Rückführkolben 29, und
dieser kommt schließlich unter Überwindung der schwachen Feder 65 mit der Hülse
17 in Kraftschluß. Damit ist der schnelle anfängliche Druckanstieg im Anhängerbremszylinder
beendet - die Kurve des Druckanstiegs bekommt einen Knick -, und der weitere Anstieg
verläuft nun, gesteuert durch Zusatzkolben 45 und Rückführkolben 29, in der üblichen,
z. B. über mehrere Bremsabschlußstellungen führenden Weise.
Beim
Lösen der Bremse wird der Druck im Bremszylinder des Triebwagens und damit auch
in der Leitung 57 verringert, wobei das Kolbensystem 29,45 unter der Beaufschlagung
des Kolbens 29 das Entlüftungsventil 21 öffnet, bis sich infolge des absinkenden
Bremszylinderdruckes jeweils ein neues Gleichgewicht der Kräfte einstellt und eine
Löseabschlußstellung erreicht ist. Schließlich verschwindet der Druck im Bremszylinder
27, der Rückführkolben 29 nimmt unter Losgelöstsein vom Anschlag 63 wieder seine
durch die Feder 65 bewirkte Endlage am Anschlag 67 ein, und auch die Teile 17, 11,
45 befinden sich bei fehlender Beaufschlagung des Kolbens 45 wieder in ihrer Ruhestellung.
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Das durch die begrenzte Eigenbeweglichkeit des Überwachungsteiles
17 bedingte anfängliche steile Ansteigen des Bremszylinderdruckes am Anhänger und
damit die voreilende Abbremsung des letzteren sind somit in jedem Bremsfall gesichert.
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Wenn es zu einem Abreißen des Anhängers vom Triebwagen und damit zu
einer Entlüftung des Raumes 5 gegenüber dem Raum 7 des Steuerventils kommt, kann
sich das System des Steuerventils ungehindert nach oben bis zum Auftreffen des Anschlages
63 am Rückführkolben 29 bewegen, und der Bremsdruck steigt in der gewollt schnellen
Weise bis zu seinem Höchstwert an.
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Wird das gezeigte Anhängersteuerventil im Einleiterbetrieb verwendet,
so ist gemäß Fig.2 mit dem Anschluß 51 die Anhängersteuerleitung 53 verbunden, welche
zum Triebwagen führt und dort in der üblichen Weise mittels eines Anhängerbremsventils
vom Fahrer überwacht wird. Der Anschluß 49 führt in diesem Fall ins Freie, so daß
der Zusatzkolben 45 zu beiden Seiten unter Atmosphärendruck verbleibt.
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Wird nun vom Fahrer des Triebwagens eine Bremsung eingeleitet, -so
kommt es an sich, bedingt durch bekannte und daher nicht zu beschreibende Mittel,
zu einer voreilenden Absenkung des Druckes in der Anhängersteuerleitung 53, über
welche Leitung im ungebremsten Zustand die Räume 5 und 7 sowie der Hilfsluftbehälter
39 mit dem höchsten Regeldruck gefüllt sind. Diese Druckverringerung würde unter
dem auftretenden Überdruck im Raum 7 gegenüber dem Raum 5 bei Nichtvorhandensein
der Feder 4 eine unverzögerte Aufwärtsbewegung des Steuerkolbens 3 mit Abschluß
des Bremszylinderauslasses 21 und Öffnen des Einlasses 33 zur Folge haben (bei Bewegungen
des Kolbens 3 werden die Teile I1, 17 durch Anlage der Kolbenstange 9 am Anschlag
15 mitgenommen). Nachdem außerdem auch die rückführende Wirkung des Kolbens 29 zunächst
fehlt, würde es somit bei Einleiterbetrieb zu einem zu großen Voreilungsbetrag der
Anhängerbremse gegenüber der Triebwagenbremse kommen. Dies wird durch die Feder
4 verhindert. Letztere Feder hält den Kolben 3 trotz der voreilenden Druckabsenkung
in der Anhängersteuerleitung 53 so lange zurück, bis der Druckanstieg in den Bremszylindern
des Triebwagens in einem Maße aufgeholt hat, daß bei Ansprung des Anhängersteuerventils
dieselben Verhältnisse wie im Zweileiterbetrieb vorliegen. Erst dann wird die Feder
4 durch den Überdruck auf den Kolben 3 überwunden, und der letztere bewegt nun die
übrigen Teile gegenüber dem am Anschlag 67 anliegenden Rückführkolben 29 nach oben,
was wiederum eine Überhöhung des Bremsdruckes am Anhänger gegenüber dem erst praktisch
merklich werdenden Druck am Triebwagen, also die notwendige Voreilung der Anhängerbremse
zur Folge hat. Mit Zustandekommen des Kraftschlusses zwischen dem Teil 17 und dem
Rückführkolben 29. steuert sich der weitere Druckanstieg durch die Wechselwirkung
von Steuerkolben 3 und Rückführkolben 29 ein.
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Beim Lösen der Bremse nimmt der Kolben 3 schließlich wieder seine
untere Endstellung ein, der Rückführkolben 29 kommt mit dem Verschwinden des Bremszylinderdruckes
ebenfalls wieder an seinen Anschlag 67 zu liegen, und auch die Teile II, 17 befinden
sich bei offenem Auslaßventil 21 und geschlossenem Einlaßventil 33 wieder in ihrer
Ruhelage.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 vollziehen sich die Vorgänge
im Ein- und Zweileiterbetrieb unter Sicherung der notwendigen Voreilung der Anhängerbremse
gegenüber der Triebwagenbremse in der gleichen Weise, wie im Zusammenhang mit Fig.
I und 2 geschildert, und brauchen daher nicht noch einmal wiederholt zu werden.
Darüber hinaus ist es aber unter Beibehaltung des Vorteiles der jeweils richtig
bemessenen Voreilung bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, das Wirkungsverhältnis
des Rückführkolbens 29 einerseits und des Zusatzkolbens 45 oder des Steuerkolbens
3 andererseits lastabhängig durch Verstellen des Drehpunkts 61 für den Waagebalken
59 zu verändern. -Anspruch I schützt ausschließlich die Gesamtkombination aller
in ihm enthaltenen Merkmale.