FI66798B - Tretrycksstyrventil i en indirekt fungerande tryckluftsbroms med accelerationsventil - Google Patents

Description

RS^l M ««KUULUTUSJULKAISU / / πλ λ 3§Γα w °1) utlAccnihcssicrift 66798 35¾¾ C m— Patentti myönnetty 10 12 1934 ^¾¾ ' ” Patent neddelat ^ (51) K*Jt/l*.a3 B 61 H 13/00 // B 60 T 15/42 SUOMI-FINLAND (21) iwu»*i^ 782451 ^ΗΜΙΜ-ΜΜ»*, 10.08.78 'Pl*· (23) AMnpU**—Crtäfh«t»<«f 10.08.78 (41) Toft* JhUUmM—BOvtte#antflg 09.03.73

Patent- och regtsterstyreteen ^ Awfttaw th«dodied!fcrS>i!l%tlteOTd 31-08.84 (31)(33)(31) trt***r «—»— >HV« priority 08.09*77 Sveitsi-Schweiz(CH) 11010/77 (71) Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon-BUhrle AG, Birchstrasse 155, CH-8050 Zurich, Sveitsi-Schweiz(CH) (72) Mario Fasoli, Firenze, Itai ia-1talien(IT) (74) Berggren Oy Ab (54) Välillisesti vaikuttavassa paineiImajarrussa oleva kolmipaineohjaus-venttiili varustettuna kiihdytysventtii1iIlä - Tretrycksstyrventi1 i en indirekt fungerande tryckluftsbroms med accelerationsventi1

Keksintö koskee kolmipaineohjausventtiiliä, etenkin kiskoajoneuvoja varten, jossa on kiihdytysventtiili, jota pääohjausmäntä käyttää kääntyvän vivun kautta jarrutettaessa avaavassa mielessä ja jossa on avauslaite kääntyvän vivun käyttämiseksi jarrusylinterin paineen avulla, jolloin avauslaitteessa on suuri ja pieni avausmäntä.

Jarrutusta varten paine pääilmajohdossa on laskettava. Jarrutuksen kiihdyttämiseksi ilmaa lasketaan kiihdytysventtiilin avulla pääilma-johdosta. Tunnetussa tämänlaatuisessa kiihdytysventtiilissä avataan kiihdytysventtiili samoin pääohjausmännän kautta laskemalla painetta pääilmajohdossa. Siten ilmaa virtaa ensimmäiseen kiihdytyskammioon ja paine tässä ensimmäisessä kiihdytyskammiossa pitää kiihdytysventtiilin auki. Sen lisäksi paineilmaa virtaa ensimmäisestä kiihdytys-kammiosta kuristimen kautta toiseen kiihdytyskammioon. Heti kun paine molemmissa kiihdytyskammioissa on tasoitettu, voi kiihdytysventtiili jälleen sulkeutua. Ensimmäinen kiihdytyskammio on yhdistetty toisella 2 66798 kuristimella myös ilmakehään. Molempien kiihdytyskammioiden kyseessä olevalla tilavuudella ja kyseessä olevilla kuristimilla pääsee tässä tunnetussa kiihdytysventtiilissä aina sama paineilmamäärä pääilma-johdosta, riippumatta siitä, miten voimakkaasti paine tällöin laskee pääilmajohdossa.

Tästä on se haitta, että kun tämä tunnettu kiihdytysventtiili liitetään pääilma johtoihin, joissa on pieni ja suuri läpimitta, paine laskee pääilmajohdossa, jossa on pienempi läpimitta, voimakkaammin kuin pääilmajohdossa, jossa on suurempi läpimitta.

Tämän keksinnön tarkoituksena on luoda kiihdytysventtiili, jossa paineilmaa lasketaan pääilmajohdosta niin kauan, kunnes paine jarru-sylinterissä on noussut ennalta määrättyyn arvoon. Kiihdytysventtiili: täytyy kuitenkin jälleen voida sulkea, jos paine jarrusylinte-rissä ei jostain syystä nouse mainittuun arvoon, vaikkakin paine pääilmajohdossa laskee, jotta paine pääilmajohdossa ei laske liian nopeasti. Lopulta tulee jarrun irrotuksessa kiihdytysventtiilin toimia vasta, kun paine jarrusylinterissä on saavuttanut olennaisesti alemman arvon kuin jarrutettaessa on tarpeellista kiihdyttäjän poiskytke-miseksi.

Jarrukiihdytysventtiili, joka täyttää kaikki nämä vaatimukset, on tunnettu siitä, että suurta mäntää kuormittaa avaavassa mielessä jousi, että pientä mäntää kuormittaa vastakkaisessa mielessä jousi, että molempien mäntien välissä oleva kammio on yhdistetty jarrusy-linteriin, että mainitun kammion suurta mäntää vastapäätä oleva kammio on yhdistetty kuristimella mainittuun kammioon, ja että mainitun kammion pientä mäntää vastapäätä oleva kammio on yhdistetty ilmakehään.

Ainoassa kuvassa esitetyssä ohjausventtiilissä on pääohjauselin A, kiihdyttäjä B, täyttö- ja sulkuelin C, suurimman paineen rajoitin D sekä laukaisuventtiili E. Täyttö- ja sulkuelimessä C on ensimmäinen kammio 13, joka on yhdistetty johdolla 14 jarrusylinteriin 15. Tämä kammio 13 on erotettu toisesta^kammiosta 19 kaksiosaisella männällä 20, 21. Kiekkomainen sisempi osa 20 on kiinnitetty männänvarteen 22. Rengasmainen ulompi osa 21 nojautuu sisempään osaan 20 ja kammiossa 13 oleva paine puristaa sen sisempää osaa 20 vasten. Toinen kammio 19 on aukon 23 kautta jatkuvasti yhdistettynä ilmakehään. Toinen ·· \ 3 66798 kammio 19 on erotettu kolmannesta kammiosta 24 väliseinällä 25.

Kolmas kammio 24 on yhdistetty kahden takaiskuventtiilin 26 ja 27 sekä johdon 11 kautta apuilmasäiliöön 12. Lisäksi kolmas kammio 24 on imuventtiilin 28 kautta yhdistetty pääilmajohtoon 29. Kolmas kammio 24 on erotettu toisella männällä 30 neljännestä kammiosta 31. Neljäs kammio 31 on yhdistetty johdon 32 kautta ohjausilmasäiliöön 33. Jousi 34, joka nojautuu toisaalta mäntään 30 ja toisaalta täyttö- ja sulku-elimen koteloon 35, pyrkii painamaan toista mäntää 30 kotelon 35 vastetta 36 vasten. Jousi 34 on niin mitoitettu, että se on siirrettävissä kolmannen ja neljännen kammion 24 ja 31 välillä olevalla 0,2 aty:n paine-erolla. Kiihdyttäjässä B on mäntä 79, johon on kiinnitetty akselin 38 ympäri kääntyvä haarukkamainen käyttövipu 37. Haarukkamai-sen käyttövivun 37 toinen varsi toimii yhdessä kiihdytysventtiilin 39 kanssa. Haarukkamaisen käyttövivun 37 toiseen varteen nojautuu lukkoelin 40. Tässä lukkoelimessä 40 on pieni mäntä 41 ja suuri mäntä 42. Pieneen mäntään 41 on kiinnitetty männänvarsi 43, jonka toinen pää nojautuu käyttövivun 37 mainittuun varteen ja jonka toinen pää voi nojautua suuren männän 42 männänvarteen 44. Ensimmäinen jousi 45, joka toisaalta nojautuu pieneen mäntään 41 ja toisaalta lukkoeli-men 40 koteloon, pyrkii painamaan pientä mäntää 41 käyttövivusta 37 poispäin männänvarrella 43 männänvartta 44 vasten. Toinen jousi 46, joka nojautuu toisaalta suureen mäntään ja toisaalta lukkoelimen 40 koteloon, pyrkii painamaan suurta mäntää 42 männänvarrella 44 pienen männän 41 männänvartta 43 vasten, jolloin tämä painautuu käyttövipua 37 vasten. Molemmat männät 41 ja 42 jakavat lukkoelimen 40 kotelon kolmeen kammioon 52, 53 ja 54. Keskimmäinen, molempien mäntien 41 ja 42 välissä oleva kammio 52 on yhdistetty johdolla 14 jarrusylin-teriin. Suurella männällä 42 erotettu kammio 53 on yhdistetty männässä 42 olevan kuristimen 55 kautta keskimmäiseen kammioon 52 ja pienellä männällä 41 erotettu kammio on yhdistetty aukon, jota ei ole esitetty, kautta ilmakehään.

Kiihdytysventtiilissä 39 on venttiililautanen 47, jota painetaan jousella 48 venttiili-istukkaa 49 vasten. Venttiililautaseen 47 on kiinnitetty nostin 50, joka voi nojautua käyttövipuun 37. Avattu kiihdytysventtiili 39 yhdistää kolmipainephjausventtiilin kammion 24 kiihdytyskammioon 51, joka on kuristimen 56 kautta yhdistettynä ilmakehän kanssa. Kiihdytysventtiili 39 on täysin tasapainossa, tämä tarkoittaa, että paineet venttiililautasen 47 molemmin puolin ovat aina yhtä suuret ja ne kohdistuvat aina yhtä suurille aloille, siten, että venttiilin 39 aukaisemiseksi on suoriuduttava ainoastaan jousen 48 voimasta.

4 66798

Imuventtiili 28 on rakenteeltaan samanlainen kuin juuri kuvattu kiih-dytysventtiili 39. Venttiililautasta 57 painetaan jousella 58 kotelossa olevaa venttiili-istukkaa 59 vasten. Venttiililautaseen 57 on kiinnitetty venttiilinostin 60, joka voi nojautua mäntään 30. Aukaistu imuventtiili yhdistää pääilmajohdon 29 täyttö- ja sulkuelimen kolmanteen kammioon 24. Myös imuventtiili 28 on täysin tasapainossa, eli että paineet venttiililautasen 57 molemmin puolin ovat aina yhtä suuret ja ne vaikuttavat aina yhtä suuriin aloihin, siten, että imuvent-tiilin 28 avaamiseksi on suoriuduttava jousen 58 voimasta.

Lopuksi toisessa männässä 30 on vielä toinen venttiili 61, jossa on venttiililautanen 62, joka on kiinnitetty siirrettävästi männänvar-teen 22. Tätä tarkoitusta varten on männänvarren 22 alemmassa päässä soikea reikä 63, josta pistää esiin nasta, joka on kiinnitetty hoikkiin 65, joka puolestaan on kiinteästi yhdistetty venttiililautaseen 62. Jousi 66, joka toisaalta nojautuu männänvarren 22 vasteeseen 67 ja toisaalta hoikkiin 65, pyrkii työntämään hoikkiin 65 kiinnitettyä nastaa, 64 soikean reiän 63 alempaa päätä vasten. Toinen jousi 68, joka nojautuu toisaalta männänvarren 22 vasteeseen 67 ja toisaalta toiseen mäntään 30, mahdollistaa määrätyn suhteellisen liikkeen ensimmäisen männän 20 ja toisen männän 30 välillä. Mainittu venttiili-lautanen 62 voi tästä syystä toimia yhdessä männässä 30 olevan venttiili-istukan 69 kanssa. Venttiili-istukan 69 alapuolella on männässä 30 vielä kuristinaukko 70, jota nimitetään myös herkkyysaukoksi.

Tämä kuristinaukko 70 toimii yhdessä kuristinkappaleen 71 kanssa, joka on kiinnitetty venttiililautaseen 62. Tämä kuristinkappale 71 on - kuten piirustuksesta näkyy - rakennettu niin, että piirroksessa olevassa keskiasennossa läpimenoreiän poikkipinta on suurimmillaan kuristinkappaleen 71 ja kuristinaukon 70 välillä. Suhteellisessa liikkeessä kuristinkappaleen 71 ja kuristinaukon 70 välillä, jommassa kummassa suunnassa, pienenee läpimenoreiän poikkileikkaus.

Väliseinään 25 kiinnitetty holkki 72 toimii yhdessä männänvarren 22 vasteen 67 kanssa ja rajoittaa männänvarren 22 iskun ylöspäin. Mäntään 30 kiinnitetty holkki 73 toimii samoin vasteen 67 kanssa yhdessä ja mahdollistaa sen, että kammiossa 13 männälle 20 suoritettu paine voidaan siirtää männänvarrella 22 toiselle männälle 30. Ensimmäisen männän 20, 21 rengasmaisen osan 21 isku on rajoitettu alaspäin kotelon 35 vasteen 74 kautta.

5 66798

Mainitut molemmat takaiskuventtiilit 26 ja 27, jotka yhdistävät avatussa asemassaan kammion 24 apuilmasäiliöön 12, erottuvat toisistaan siten, että takaiskuventtiilissä 26 on suhteellisen vahva jousi 75 ja suuri läpimenoreikä 76, kun taas takaiskuventtiilissä 27 on suhteellisen heikko jousi 77 ja pieni läpimenoreikä 78.

Pääohjauselimessä A on suurimman paineen rajoitin D ja se on laukai-suelimeen E yhdistettynä, Pääohjauselimessä on ohjausmäntä 80, joka erottaa alemman kammion 81 ylemmästä kammiosta 82. Alempi kammio 81 on yhdistetty kammion 31 ja johdon 32 kautta ohjausilmasäiliöön 33 ja ylempi kammio 82 on yhdistetty kammion 24 kautta pääilmajohtoon 29. Ohjausmäntään 80 on kiinnitetty holkki 83, jossa on kiinni rengasmainen levy 84 jousen 85 voimalla. Levy 84 toimii yhdessä kiinteän vasteen 86 kanssa. Ohjausmäntään 80 on kiinnitetty tangolla 87 ontto nostin 88. Nostin 88 menee väliseinän 89 läpi ja siinä on mäntä 90, joka erottaa kammion 91 kammiosta 92. Kammio 91 on yhdistetty kiihdytysventtiilin 39 ollessa avoinna kammion 82 ja kammion 24 kautta pääilmajohtoon 29. Kammio 92 on yhdistetty täyttö- ja sulku-elimen C johdon 14 ja kammion 13 kautta jarrusylinteriin 15.

Suurimman paineen rajoittimessa D on venttiililautanen 93, johon on kiinnitetty mäntä 94. Venttiililautanen 93 on männän 94 kanssa siirrettävä kuppimaisessa hoikissa 95. Jousi 96, joka nojautuu toisaalta koteloon 97 ja toisaalta hoikkiin 95, pyrkii painamaan hoikkia 95 alaspäin ja jousi 98, joka nojautuu toisaalta hoikkiin 95 ja toisaalta venttiililautaseen 93, pyrkii painamaan venttiililautasta 93 nostinta 88 vasten. Venttiililautasessa 93 oleva reikä 99 yhdistää kammion 92 kammioon 100, joka on männän 94 ja kuppimaisen hoikin 95 välissä. Holkkimainen mäntä 101 erottaa mainitun kammion 92 kammiosta 104, joka on yhdistetty ilmakehään. Väliseinä 105, joka on kiinnitetty koteloon 97, erottaa kammion 104 toisesta kammiosta 102, joka on yhdistetty johdolla 11 apuilmasäiliöön 12.

Männän 101 holkkimainen osa muodostaa venttiili-istukan 103, joka toimii yhdessä venttiililautasen 93 kanssa.

Laukaisuventtiili E toimii kammion 81 ja ohjausilmasäiliön 33 tuuletuksessa ja siinä on ylin kammio 119, joka on yhdistetty pääohjaus-elimen A alimpaan kammioon 81. Kammio 119 on väliseinällä 106 erotettu toisesta kammiosta 107. Väliseinä 106 muodostaa samalla venttiili-istukan venttiililautaselle 108. Nostin 109, joka toimii vent- 66798 tiililautasen 108 ohjaamiseksi, yhdistää pienen männän 110 suureen mäntään 111. Pieni mäntä 110 erottaa mainitun kammion 107 kammiosta 112, joka on yhdistetty ilmakehään ja suuri mäntä 111 erottaa kammion 112 alimmasta kammiosta 113, joka on yhdistetty onton nostimen 109 kautta venttiililautasen 10® ollessa nostettuna kammioon 119. Keski-kammio 107 on yhdistetty johdolla 114 pääohjauselimen A kammioon 82. Laukaisuvipu 115 on käännettävä laukaisuventtiilin E kotelossa 116 ja jousi 117 pitää sitä sen alimmassa asennossaan. Laukaisuvivulla 115 ohjataan nostinta 109, joka sulkee kammion 113 ilmakehältä.

Kuvatun täyttö- ja sulkuelimen toimintatapa on seuraava: 1. Säiliön täyttö

Kun pääilmajohto 29, apuilmasäiliö 12 ja ohjausilmasäiliö 33 ovat paineettomia, silloin kaikki osat ovat osoitetussa asennossa. Jousi 34 pitää männän 30 sen ylimmässä asennossa ja imuventtiili 28 on auki, koska imuventtiilin 28 jousi 58 on huomattavasti heikompi kuin mainittu jousi 34. Täytön aikana on jarrusylinteri 15 paineeton, so. myöskään kammiossa 13 ei ole painetta. Jousi 68 voi siten pitää männän 20 yhdessä rengasmännän 22 kanssa sen ylimmässä asennossa. Vaste 67 on tällöin kiinni hoikissa 72. Jousi 66 painaa hoikkia 65 venttii-lilautasen 62 kanssa alas, kunnes nasta 64 on soikean reiän alemmassa päässä. Venttiili 61 on auki, koska venttiililautanen 62 ei ole venttiili-istukan 69 päällä ja kuristinkappale 71 ottaa keskiasennon kuristinaukon suhteen, jossa läpimenon poikkipinta on suurin.

Heti kun paine nousee pääilmajohdossa 29 ja siten kolmannessa kammiossa 24, voi apuailmasäiliö 12 täyttyä ensin toisen takaiskuventtiilin 27 kautta, jossa on heikko jousi 77 ja paineen kasvaessa myös toisen takaiskuventtiilin kautta, jossa on suurempi läpimenon poikkileikkaus 76. Samanaikaisesti voi myös ohjausilmasäiliö 33 täyttyä hitaasti täysin avoinna olevan venttiilin 61 kautta.

Paine kplmannessa kammiossa 24 kasvaa siten nopeammin kuin neljännessä kammiossa 31. Heti kun paine-ero molemmissa kammioissa 24 ja 31 on riittävän suuri jousen 34 voiman voittamiseksi, laskee mäntä 30, imuventtiili 28 sulkeutuu ja läpimenoreiän poikkileikkaus kuristin-aukon 70 ja kuristinkappaleen 71 välillä pienenee. Imuventtiilin 28 ollessa suljettuna laskee paine kammiossa 24, koska toisaalta osa ilmasta virtaa takaiskuventtiilien 26 ja 27 kautta edelleen ohjaus- 66798 säiliöön 12 ja samanaikaisesti osa ilmasta virtaa kaventuneen aukon 70 ja kappaleen 71 välillä olevan läpimenoreiän poikkileikkauksen kautta alimpaan kammioon 31 ja ohjaussäiliöön 33. Paine-ero kammioissa 31 ja 24 häviää näin ja jousi 34 voi taas nostaa männän 30 sen ylimpään asentoon, jolloin imuventtiili 28 jälleen avautuu ja paineilmaa virtaa taas pääilmajohdosta 29 kammioon 24. Kuvattu tapahtuma toistuu, kunnes apuilmasäiliö 12 ja ohjausilmasäiliö 33 ovat täyttyneet pääilmajohdossa vallitsevaan esim. 5 aty:n käyttöpaineeseen. Tämä molempien säiliöiden 12 ja 33 aisteittainen täyttyrhihen mahdollistaa sen, että pitkässä junassa, jossa on paljon vaunuja, kaikki apuilmasäiliöt 12 täyttyvät tasaisesti. Heti kun kaikki säiliöt ovat täynnä, jarru on käyttövalmis.

2. Jarrutustapahtuma

Jarruttamista varten on paineen pääilmajohdossa 29, ja siten myös kammiossa 24 laskettava. Tästä ei ole ensin minkäänlaisia seurauksia, koska mäntä 30 on jousen 34 voiman johdosta jo ylimmässä asennossaan. Takaiskuventtiilit 26 ja 27 estävät sen, että paineilma virtaa takaisin apuilmasäiliöstä 12 kammioon 24 ja pääilmajohtoon 29. Hiukan paineilmaa voi tosin virrata läpi ohjaussäiliöstä 33 ja kammiosta 24 kuristinaukon 70 ja kuristinkappaleen 71 välillä olevasta venttiilistä 61. Tämä kuitenkin estetään heti, kun paine jarrusylinterissä 15 ja siten kammiossa 13 kasvaa. Koska kammiossa 13 mäntien 20 ja 21 alapuolella on ilmakehänpäine, liikkuvat männät 20 ja 21 heti alas, kunnes rengasmäntä 21 on kiinni vasteessa 74. Tästä seuraa, että venttiili 61 sulkeutuu osittain, so. venttiililautanen 61 ei tule vielä venttiili-istukan 69 päälle, mutta kuristinaukon 70 ja kuristin-kappaleen 71 välillä oleva lijpimenoreiän poikkileikkaus pienenee olennaisesti. Heti kuitenkin kun paine jarrusylinterissä 15 ja kammiossa 13 on noussut niin pitkälle, että tämä paine riittää siirtämään männän 20 yksin jousen 68 voimaa vastaan alas, silloin venttiili 61 sulkeutuu kokonaan, samalla kun venttiililautanen 62 tulee venttiili-istukan 69 päälle. Jos paine jarrusylinterissä 15 ja kammiossa 13 edelleen kasvaa, niin jousi 68 puristuu kokoon niin paljon, että vaste 67 nojautuu hoikkiin 73 ja siten mäntä 30 laskeutuu jousen 34 voimaa vasten. Jarrutuksen jatkuessa venttiili 61 on siten suljettuna ja koko kuvattu täyttö- ja sulkuventtiili on riippuvainen kolmesta paineesta, nimittäin pääilmajohdon 29 paineesta, ohjaussäiliön 33 paineesta ja jarrusylinterin 15 paineesta.

Yhteenvetona siis jarrutettaessa on erotettavissa kolme vaihetta.

8 66798 a) Pienellä jarrusylinterissä olevalla paineella venttiili 61 sulkeutuu osittain.

b) Keskisuurella jarrusylinterin paineella venttiili 61 sulkeutuu kokonaan.

c) Suuremmalla paineella siirtää ylempi mäntä 20 alempaa mäntää 30.

3. Irrotus

Jarrun irrottamiseksi täytyy painetta pääilmajohdossa 29 ja siten myös kammiossa 24 suurentaa, jolloin jarru irtoaa ja paine jarru-sylinterissä 15 ja siten ensimmäisessä kammiossa 13 laskee. Paineen laskeminen kammiossa 13 vaikuttaa männän 20 nostamiseen, jolloin myös kuristinkappale 71 nousee kuristinaukon 70 suhteen, niin että venttiilin 61 läpimenon poikkileikkaus pienenee. Tämä on erittäin tärkeää kun jarru irrotetaan täyttösysäyksin ohjaussäiliön 33 ylikuormituksen estämiseksi. Vasta kun paine jarrusylinterissä 15 on niin pieni, että jousi 68 voi nostaa männät 20 ja 21, liikkuu kuristinkappale 71 kuristinaukon suhteen keskiasentoon ja venttiili 61 on jälleen täysin auki. Mikäli nyt pääilmajohdossa 29 paine nousee voimakkaasti täyttösysäysten johdosta, nousee myös paine- kammiossa 24 ja mäntä 30 liikkuu jousen 34 voimaa ja kammiossa 31 olevaa ohjauspainetta vasten alas, jolloin ensin kuristinaukon 7X3 ja kuristinkappaleen 71 välillä oleva läpimenon poikkileikkaus pienenee ja tämän jälkeen imuventtii-li 28 sulkeutuu. Siten estetään varmasti ohjaussäiliön ylikuormittuminen.

4. Jarrun ehtymättömyys Järjestämällä kaksi rinnakkaista takaiskuventtiili 26 ja 27, joista toisessa takaiskuventtiilissä 26 on voimakas jousi 75 ja suuri läpimenon poikkileikkaus 76 ja toisessa takaiskuventtiilissä 27 on heikko jousi 77 ja pieni läpimenon poikkileikkaus 78, saavutetaan, että paineilma voi virrata aluksi nopeasti apuilmasäiliöön, paine-eron ollessa pienempi kuitenkin vain vielä hitaasti, jolloin paine apu-ilmasäiliössä 12 nopeassa paineennousussa pääilmajohdossa 19 jää pienemmäksi kuin paine pääilmajohdossa. Täten estetään jarrun tyhjeneminen.