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Druckluftbremse für schwere und schnellfahrende Schienenfahrzeuge
Bei sehr schweren oder schnell fahrenden Schienenfahrzeugen bilden große Bremszylinder
und Vorratsluftbehälter die Voraussetzung für die aufzuwendenden hohen Luftleistungen
bei einer Bremsung. Der entsprechend große Luftbedarf, welcher nach einer erfolgten
Bremsung für die Aufladung erforderlich ist, hat zur Folge, daß besonders am Ende
längerer Züge das Lösen der Bremsen insofern sehr schleppend erfolgt, als der Druck
in der Hauptluftleitung am Zugende infolge des Schluckvermögens der Vorratsbehälter
nur sehr langsam ansteigt.
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Es ist an sich bereits bekannt, bei Druckluftbremseinrichtungen das
Gesamtvolumen an Vorratsluft in zwei getrennten Behältern, z. B. einem Hilfsbehälter
und einem Ergänzungsbehälter unterzubringen, wobei während des Lösens der Bremse
der Hilfsbehälter in üblicher Weise und parallel hierzu der Ergänzungsbehälter über
eine Drosselbohrung gefüllt werden. Der vorstehend geschilderte schleppende Anstieg
des Druckes in großen Vorratsbehältern würde durch diese bekannte Einrichtung nicht
beschleunigt, weil. die über den gesamten Lösevorgang sich erstreckende starke Drosselung
der Füllung des einen Behälters wiederum eine unannehmbar lange Lösezeit der Bremse
zur Folge hätte.
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Die Verschleppung der Lösezeit beim Vorliegen großer Behältervolumina
wird auch nicht durch eine andere bekannte Bremseinrichtung beseitigt,
bei
welcher zwei Behälter in der Weise druckabhängig hintereinandergeschaltet sind,
daß der zweite Behälter um so stärker gefüllt wird, je höher der Druck im vorgeschalteten
ersten Behälter angestiegen ist. Auch hierbei ist eine für die Wiederbereitschaft
der Bremseinrichtung unannehmbar lange Zeit erforderlich, bis die Füllung beider
Behälter beendet ist.
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Es ist bekannt, bei Bremsanlagen das Füllen eines Hilfs- und eines
zusätzlich vorhandenen Steuerluftbehälters so zu regeln, daß der Steuerluftbehälter
. unter Verwendung eines Überwachungsventils in Abhängigkeit von dem im Bremszylinder
oder in einer Steuerleitung herrschenden Druck zunächst rasch und anschließend über
ein -mit abnehmendem Bremszylinderdruck weiter öffnendes Überströmventil verzögert
auf den Regeldruck aufgefüllt wird. Es ist also bekannt, bei diesen mit mehreren-
Luftbehältern ausgerüsteten Bremsanlagen, bei denen ein Steuerluftbehälter mit Verzögerung
aufgefüllt werden soll, Mittel vorzusehen, die dessen Auffüllung zunächst mit mindestens
der gleichen Schnelligkeit wie bei einem anderen Behälter bewirken und die nach
Erreichen eines Sollwertes einer während des. Füllvorganges sich ändernden Größe
im Druckluftsystem den Füllvorgang des Steuerluftbehälters verzögern.
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Jedoch weisen auch die bekannten., derartig ausgerichteten Anlagen
die bereits beschriebenen Mängel auf. Denn diese Bremseinrichtungen haben nur einen,
zur Speisung des Bremszylinders vorgesehenen Luftbehälter, der nach einer Bremsung
während des darauffolgenden Lösevorganges auf seinen. für die volle Betriebsbereitschaft
der Bremse erforderlichen Höchstdruck gebracht werden muß. Hat dieser Behälter dabei
eine Größe, wie sie bei neuzeitlichen Druckluftbremsen von schweren und schnellfahrenden
Schienenfahrzeugen gefordert werden muß, so treten auch bei derartigen Bremsen unannehmbar
lange Lösezeiten auf.
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Eine Beseitigung des geschilderten betriebsgefährdenden Nachteiles
und die Gewähr für die erforderliche Kürze der Füllzeit von. Druckluftbremsen mit
großem, unterteiltem Hilfsluftbehälter können erfindungsgemäß durch eine Überwachungseinrichtung
erzielt werden,, die zunächst das gleichzeitige rasche Wiederauffüllen beider Behälter
bis zum Erreichen eines Sollwertes einer während des Löseverlaufes sich ändernden
Größe ermöglicht und anschließend mit Hilfe der an sich bekannten Benutzung einer
bestimmten, in einem Teil der Anlage während des Lösevorgangs sich einstellenden,
dem Sollwert entsprechenden Druckhöhe das rasche Füllen des einen der beiden Behälter
unterbricht, dessen anschließendes verzögertes Nachfüllen jedoch erlaubt.
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Diese Überwachungseinrichtung für den Füllungsverlauf der beiden Teilbehälter
weist .gemäß der weiteren Erfindung ein Ventil auf, dessen Betätigungskolben unter
dem Einfluß eines beim Lösevorgang im Bremssystem sich einstellenden bestimmten
Druckes die Leitung großeng Querschnitts für rasche Füllung vor dem zweiten Behälter
unterbricht, dessen Nachfüllen über einen Drosselquerschnitt jedoch noch erlaubt.
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Eine günstige Ausbildung der Erfindung ergibt sich, wenn der Betätigungskolben
unter dem Einfluß des Bremszylinderdruckes oder des Druckes, in dem nicht verzögert
aufzufüllenden Teilbehälter steht.
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Schließlich ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung möglich,
die Überwachungseinrichtung in eine ungedrosselte Verbindungsleitung zwischen den
beiden Behältern oder in eine ein Rückschlagventil aufweisende, nur wenig gedrosselte
Verbindungsleitung zwischen der Hauptlaftleitung und dem verzögert aufzufüllenden
Teilbehälter einzuschalten.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
schematisch in drei Figuren dargestellt.
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Fig. I zeigt den in zwei. Teilbehältern I und 2 unterteilten. Vorratsluftbehälter.
Die Hauptlüftleitung 3 ist über das Steuerventil 4 mit dem Teilbehälter I verbunden
und von letzterem Behälter führt eine Leitung 5 zum Teilbehälter 2. In die Leitung
5 ist eine Ventileinrichtung 9 eingeschaltet, deren Betätigungskolben mit Druck
aus dem Bremszylinder Io beaufschlagt wird. An die Kammer II der Ventileinrichtung
9 ist eine urgedrosselte Leitung 12 angeschlossen, welche als Fortsetzung der Leitung
5 zum Teilbehälter 2 führt. Diese durch den Ventilteller- I3 überwachte Leitung
I2 ist parallel geschaltet zur Leitung I4, welche eine Drosseldüse I5 aufweist.
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Beim Lösen der Bremse und damit erhöhtem Druck in der Hauptluftleitung
3 strömt die Druckluft über das Steuerventil 4 in den Teilbehälter I und zunächst
bei vom Bremszylinderdruck offen gehaltenem Ventil I3 über die Leitung I2 ungedrosselt
weiter zum Teilbehälter 2, d. h., .der letztere wird praktisch mit der gleichen
Schnelligkeit wie der Teilbehälter I gefüllt. Ist mit Beendi gung der Hochdruckfüllperiode
der Drück im Bremszylinder Io auf einen bestimmten Wert gefallen, so schließt das
Ventil I3 unter Federkraft, womit die urgedrosselte Fülleitung I2 abgesperrt wird
und der Teilbehälter 2 nur noch über die durch die Düse I5 gedrosselte Leitungsverbindung
5, I4, also verzögert gegenüber dem Teilbehälter I gefüllt werden kann.
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Damit ist erreicht, daß während des durch den Füllstoß bedingten verhältnismäßig
großen Luftangebotes in, der Hauptluftleitung beide Teilbehälter i und 2 so weit
als möglich gefüllt werden. In der auf die Hochdruckfüllperiode folgenden Niederdruckfüllperiode
jedoch erfolgt nur mehr eine gedrosselte und damit verzögerte Füllung des Behälters
z und- damit die bevorzugte Restfüllung des Behälters i. Die Folge davon ist die
für die Unerschöpfbarkeit einer Bremse grundsätzlich wichtige volle Bremsbereitschaft
mit Beendigung_ des Lösevorganges und dies auch an den hinteren Wagen eines Zuges.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 unterscheidet
sich
von demjenigen nach Fig. I dadurch, daß eine von der Einrichtung 9 überwachte direkte
Zuleitung 16 von der Hauptluftleitung 3 zum Teilbehälter 2 vorgesehen ist. Diese
Leitung 16 ist mit einer Düse 17 und einem Rückschdagventil I8 ausgestattet.
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Während der Hochdruckfüllperiode bleibt der Ventilteller 13 durch
den Druck im Bremszylinder Io geöffnet und. die Füllung des Teilbehälters 2 erfolgt
bevorzugt über die Leitung 16 und die Düse 17. Der Teilbehälter I wird während dieser
Periode über das Steuerventil 4 gefüllt, wobei die Querachnittsverhältnisse so gewählt
sind, daß die Füllung des Behälters 2 über die Düse 17 mindestens mit der gleichen
Schnelligkeit wie die Füllung des Behälters I über das Steuerventil durchgeführt
wird.
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Nach einer Zeitspanne ist der Druck im Bremszylinder so weit abgefallen,
daß das Ventil 13 schließt und der Teilbehälter 2 nur mehr über eine Nebenleitung
8 und eine im Querschnitt gegenüber der Düse 17 kleinere Düse 7 Druckluft erhält.
Die Restfüllung des Teilbehälters 2 erfolgt also während der Niederdruckfüllperiode
wiederum mit entsprechend großer Verzögerung.
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In Fig. 3 ist zwischen den beiden Teilbehältern I und 2 eine Ventileinrichtung
I angeordnet; welche vom Druck des Teilbehälters I über eine Leitung 26 betätigt
wird. Während des Hochdruckfüllstoßes ist der Druck im Teilbehälter I noch so niedrig,
daß der Ventilteller 21 durch die Feder 28 geöffnet gehalten wird. Damit ist eine
ungedrosselte Füllung des Teilbehälters 2 über die Leitungen 5, 22, 25 ermöglicht.
Nach Ablauf einer Zeitspanne hat der Druck im Teilbehälter I eine Höhe erreicht,
bei welcher der durch diesen Druck über die Leitung 26 beaufschlagte Kolben 27 der
Ventileinrichtung I9 die Kraft der Feder 28 überwindet und damit den Ventilteller
21 unter Trennung der Kammer 23 von der Kammer 24 schließt. Die weitere Füllung
des Teilbehälters 2 kann nunmehr nur noch über die Nebenleitung 29 und die Düse
30 kleinen Querschnittes erfolgen.