NO139699B

NO139699B - DOERLAAS.

Info

Publication number: NO139699B
Application number: NO770404A
Authority: NO
Inventors: Oddvin Kolbein Budal
Original assignee: Oddvin Kolbein Budal
Priority date: 1977-02-08
Filing date: 1977-02-08
Publication date: 1979-01-15
Also published as: NO139699C; NO770404L

Description

Fluidumtrykk-bremseanordning for kjøretøyer. Fluid pressure brake device for vehicles.

Foreliggende oppfinnelse angår en fluidumtrykkbremseanordning for kjøre- The present invention relates to a fluid pressure brake device for driving

tøyer og særlig en ventilinnretning for begrensning av størrelsen av det trykk som tillates bygget opp i en bremsesylinder i løpet av et bremsepådrag. I videre forstand kan oppfinnelsen anvendes for bremseanordninger som for sin funksjon benytter fluidum som enten har et høyere trykk enn atmosfæren eller et lavere trykk enn atmosfæren og henvisninger i det følgende til «trykk» skal forståes overensstemmende. tools and in particular a valve device for limiting the size of the pressure that is allowed to build up in a brake cylinder during a brake application. In a broader sense, the invention can be used for braking devices which for their function use fluid which either has a higher pressure than the atmosphere or a lower pressure than the atmosphere and references in the following to "pressure" are to be understood accordingly.

En ventilinnretning for begrensning av trykket i bremsesylinderen gir muligheten av å bestemme en maksimal grad av bremsepådrag uansett om de manuelt betjen- A valve device for limiting the pressure in the brake cylinder gives the possibility of determining a maximum degree of brake application, regardless of whether they are manually operated

bare bremsestyremidler er innstilt for en høyere grad. En slik innretning anvendes f. eks. ved forskjellige utførelser av bremseanordninger for variabel belastning for å only brake controls are set for a higher degree. Such a device is used e.g. by different designs of braking devices for variable load in order to

sikre at der settes en grense for trykket i bremsesylinderen proporsjonal med vognbelastningen for at overdreven bremsing og derav følgende glidning av vognhjulene ikke skal forekomme. ensure that a limit is set for the pressure in the brake cylinder proportional to the carriage load so that excessive braking and the consequent slipping of the carriage wheels do not occur.

Foreliggende oppfinnelse skaffer i et trykkvæskebremsesystem for et kjøretøy en ventilinnretning for begrensning av tryk- The present invention provides in a pressure fluid brake system for a vehicle a valve device for limiting pressure

ket i bremsesylinderen med midler som kan styres til en posisjon hvor innretningens innstilling er variabel i forhold til vognbelastningen og til en annen posisjon hvor en forutbestemt konstant innstilling av innretningen opprettholdes. ket in the brake cylinder by means that can be controlled to a position where the setting of the device is variable in relation to the carriage load and to another position where a predetermined constant setting of the device is maintained.

Mer spesielt utmerker oppfinnelsen seg More particularly, the invention excels

ved at innstillingen av ventilinnretningen in that the setting of the valve device

er bestemt i forhold til hvilket av to alter-native trykk som tillates å virke på ventilinnretningen under styring av et ventil-organ, idet et av disse to trykk er variabelt med vognbelastningen. is determined in relation to which of two alternative pressures is allowed to act on the valve device under the control of a valve device, one of these two pressures being variable with the carriage load.

Trykk-bremseanordninger som anven- Pressure braking devices that use

des i forbindelse med en dynamisk bremse, såsom motstands- eller regenerativ brem- des in connection with a dynamic brake, such as resistance or regenerative braking

sing tjener vanligvis som en reserve og hol- sing usually serves as a reserve and hol-

des i beredskap for bruk når den dynamiske bremse svekkes eller hvis den skulle svikte. des in readiness for use when the dynamic brake weakens or if it should fail.

For at fluidumtrykkbremseanordningen imidlertid skal være klar til å overta, kan det anordnes slik at innledningen av et dynamisk bremsepådrag bevirker at trykkan-ordningen samtidig betjenes som om den skulle utføre en tilsvarende grad av bremsepådrag; i sluttfasen hindres væsketrykk-pådraget i å anta full virkning ved begrens- However, in order for the fluid pressure braking device to be ready to take over, it can be arranged so that the initiation of a dynamic brake application causes the pressure device to be operated at the same time as if it were to perform a corresponding degree of braking application; in the final phase, the fluid pressure is prevented from assuming full effect by limiting

ning av bremsesylindertrykket til en forholdsvis liten verdi, såsom fra 15 til 20 pst. ning of the brake cylinder pressure to a relatively small value, such as from 15 to 20 per cent.

av maksimalt bremsesylindertrykk. En slik begrensning er bare effektiv når den dynamiske bremse er helt virksom, slik at hvis denne bremse svekkes eller endog svikter helt, er der allerede et bremsesylindertrykk forhånden og dette kan uten forsin- of maximum brake cylinder pressure. Such a limitation is only effective when the dynamic brake is fully effective, so that if this brake weakens or even fails completely, there is already a brake cylinder pressure in advance and this can without delay

kelse suppleres til den påkrevede verdi. Det lette pådrag av væsketrykk-anordningen som ledsager hvert pådrag av den dynamiske bremse kan også tjene til å sikre at bremsenes kontaktflater på kjøretøyenes hjul holdes i god stand ved den periodiske kontakt med friksjonselementene eller bremseskoene som bevirkes av trykk-anordningen. is supplemented to the required value. The light application of the fluid pressure device which accompanies each application of the dynamic brake can also serve to ensure that the contact surfaces of the brakes on the vehicle's wheels are kept in good condition by the periodic contact with the friction elements or brake shoes effected by the pressure device.

Når den anvendes for sammensatte trykk- og dynamiske bremseanordninger, bevirker bremsesylinderens trykkbegrens-nings-ventilinnretning ifølge oppfinnelsen en konstant lettere grad av trykk-bremsepådrag når den dynamiske bremse er helt virksom og en grad av slikt pådrag begren-ret i overensstemmelse med vognbelastningen når bremsen gir etter eller unnlater å virke, idet begge funksjoner styres av samme ventilinnretning. When used for combined pressure and dynamic brake devices, the brake cylinder's pressure limiting valve device according to the invention causes a constant lighter degree of pressure brake application when the dynamic brake is fully effective and a degree of such application limited in accordance with the vehicle load when the brake gives way or fails to work, as both functions are controlled by the same valve device.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til en utførelse som er vist skjematisk på tegningen. The invention shall be explained in more detail with reference to an embodiment which is shown schematically in the drawing.

Denne utførelse er for anvendelse med sammensatte trykkfluidum- og dynamiske bremseanordninger for jernbanevogner. This design is for use with composite pressure fluid and dynamic brake devices for railcars.

Den viste trykkbegrensnings-ventilinnretning for en bremsesylinder har en kapsling bestående av flere seksjoner mellom hvilke er fastspent de ytre kanter av to adskilte koaksiale membraner 12 og 13 som mellom seg har en skrueformet trykk-fjær 14. En midtre åpning gjennom membranen 13 er avgrenset ved en rørformet stamme 15 som er festet til membranen og har en nedre ende utformet som et ventilsete for samarbeide med en avløpsventil-del 16. Denne er en del av et dobbeltventil-arrangement som er aksialt bevegelig i forhold til den rørformede stamme og lett forspent ved en fjær 17 i retning mot stengning av en tilførselsventildel 18, som utgjør en annen del av arrangementet, mot et sete mellom et kammer 19 under membranen 13 og et tilførselskammer 20. Kammeret 19 er i stadig åpen forbindelse med en bremsesylinder (ikke vist) gjennom en kanal 19a mens tilførselskammeret 20 er forbundet med og mottar trykkfluidum fra en trippelventil eller lignende bremse-pådragsinnretning (heller ikke vist) som på kjent måte utnyttes i trykkfluiduman-ordningen for styring av trykkfluidumtil-førselen til bremsesylinderen. The pressure limiting valve device shown for a brake cylinder has an enclosure consisting of several sections between which are clamped the outer edges of two separate coaxial diaphragms 12 and 13 which between them have a helical pressure spring 14. A central opening through the diaphragm 13 is defined by a tubular stem 15 which is attached to the diaphragm and has a lower end formed as a valve seat to cooperate with a drain valve part 16. This is part of a double valve arrangement which is axially movable relative to the tubular stem and slightly biased by a spring 17 in the direction of closing a supply valve part 18, which constitutes another part of the arrangement, against a seat between a chamber 19 below the membrane 13 and a supply chamber 20. The chamber 19 is in constantly open connection with a brake cylinder (not shown) through a channel 19a while the supply chamber 20 is connected to and receives pressurized fluid from a triple valve or similar brake application device (also not shown ) which is utilized in a known manner in the pressure fluid system for controlling the supply of pressure fluid to the brake cylinder.

Kammeret 21 mellom de to membraner er stadig åpent mot atmosfæren gjennom en luftåpning 22. På samme måte er den indre hulning i den rørformede stamme 15 i stadig forbindelse med kammeret 21 slik at denne stamme i samarbeide med avløps-ventildelen 16 styrer en avløpsvei for bremsesylinderen. Når membranen 12 står i øvre bremsestilling som vist, trykker fjæren 14 den rørformede stamme sammen med den dertil festede membran 13 tilstrekkelig ned til at tilførselsventildelen 18 åpner som føl-ge av sin forbindelse med avløpsventilen 16. Et forholdsvis lavt trykk, såsom 0,7 kg/cm2 bygget opp i bremsesylinderen ved tilførsel av trykkfluidum fra tilførselskammeret 20 vil da være tilstrekkelig til å bøye membranen 13 opp mot fjærens motstand til en dekket stilling hvor begge ventildelene ligger an og stenger. Da er tilstrømningen til bremsesylinderen avbrutt og trykket i denne er således begrenset til en konstant liten verdi bestemt av fjæren. The chamber 21 between the two membranes is constantly open to the atmosphere through an air opening 22. In the same way, the inner hollow in the tubular stem 15 is in constant connection with the chamber 21 so that this stem in cooperation with the drain valve part 16 controls a drain path for the brake cylinder . When the membrane 12 is in the upper braking position as shown, the spring 14 presses the tubular stem together with the membrane 13 attached to it sufficiently down so that the supply valve part 18 opens as a result of its connection with the drain valve 16. A relatively low pressure, such as 0.7 kg/cm2 built up in the brake cylinder by the supply of pressurized fluid from the supply chamber 20 will then be sufficient to bend the membrane 13 up against the spring's resistance to a covered position where both valve parts rest and close. The flow to the brake cylinder is then interrupted and the pressure in it is thus limited to a constant small value determined by the spring.

Membranen 12 tjener som et belast-ningsmiddel fordi tilførselen av trykkfluidum til et kammer 23 som denne membran skiller fra atmosfære-kammeret 21 vil modifiseres i avhengighet av det trykk som er bygget opp i kammeret idet kraften virker nedover på membranen 13 for å mot-stå bøyning av denne til den dekkede stilling. The membrane 12 serves as a load means because the supply of pressure fluid to a chamber 23 which this membrane separates from the atmosphere chamber 21 will be modified depending on the pressure built up in the chamber as the force acts downwards on the membrane 13 to resist bending this to the covered position.

Et vekslingsorgan bestående av en elektromagnetisk betjent ventil betegnet gene-relt med 24 anvendes for bestemmelse av hvilket av to trykk slippes inn i kammeret 23. En fritt flytende kule 25 tjener som stengedel for denne ventil og kan beveges mellom et øvre sete 26 som avgrenser en åpning til atmosfæren og et nedre sete 27 som avgrenser en ende av kanalen 28 som kontinuerlig tilfører ventilen trykkfluidum hvis trykk er trinnløst variabelt i forhold til vognbelastningen mellom en øvre grense som svarer til full belastning og en nedre grense som svarer til ingen belastning. Anordninger for å gjøre denslags tilførsel mu-lig er allerede kjent og derfor ikke vist, men det skal bemerkes at denne anordning ikke behøver være kontinuerlig følsom for belastningsvariasjoner, den kan f. eks. i tilfelle av passasjervogner frigjøres for jus-tering bare når dørene åpnes. A switching device consisting of an electromagnetically operated valve denoted generally by 24 is used to determine which of two pressures is admitted into the chamber 23. A free-floating ball 25 serves as a closing part for this valve and can be moved between an upper seat 26 which defines a opening to the atmosphere and a lower seat 27 delimiting one end of the channel 28 which continuously supplies the valve with pressure fluid whose pressure is continuously variable in relation to the carriage load between an upper limit corresponding to full load and a lower limit corresponding to no load. Devices for making such a supply possible are already known and therefore not shown, but it should be noted that this device need not be continuously sensitive to load variations, it can e.g. in the case of passenger carriages are released for adjustment only when the doors are opened.

Når den dynamiske bremse i en sam-mensatt bremseanordning er helt virksom under et bremsepådrag, får den elektromagnetisk betjente ventil 24 spenning og tvinger kulestengedelen 25 ned mot trykket fra trykkfluidum i kanalen 28 til anlegg mot setet 27 slik at der slippes atmosfære-trykk inn i kammeret 23. Membranen 12 holdes derfor mot et anslag 29 og belaster ikke den nedre membran 13. Følgelig er bremsesylinderens trykkbegrensnings-ventilinnretning innstilt for den konstante lave verdi av bremsesylindertrykk som for-klart tidligere. When the dynamic brake in a compound brake device is fully effective during a brake application, the electromagnetically operated valve 24 is energized and forces the ball valve part 25 down against the pressure from pressure fluid in the channel 28 to contact the seat 27 so that atmospheric pressure is released into the chamber 23. The diaphragm 12 is therefore held against a stop 29 and does not load the lower diaphragm 13. Accordingly, the brake cylinder pressure limiting valve device is set for the constant low value of brake cylinder pressure as explained earlier.

Hvis den dynamiske bremse ikke virker eller gir etter, avbryter eller i det minste svekkes magnetiseringen av den elektromagnetisk styrte ventil, slik at kulestengedelen 25 løftes til anlegg mot det øvre sete 26 og den belastningsavhengig variable tilførsel slippes inn i stedet for atmosfæretrykket i kammeret 23. Selv ved den nedre grense som tilsvarer ingen belastning, bevirker den tilførsel på membra-nens 12 flate tilstrekkelig kraft til å sam-mentrykke fjæren 14 slik at membranen If the dynamic brake does not work or gives way, the magnetization of the electromagnetically controlled valve is interrupted or at least weakened, so that the ball valve part 25 is lifted to abut against the upper seat 26 and the load-dependent variable supply is let in instead of the atmospheric pressure in the chamber 23. Even at the lower limit which corresponds to no load, the application to the face of the membrane 12 causes sufficient force to compress the spring 14 so that the membrane

støter mot stammen 15 og de to membraner collides with the stem 15 and the two membranes

beveges sammen uavhengig av fjæren. Innstillingen av bremsesylinderens trykkbe-grensnings-ventilinnretning er derfor i move together independently of the spring. The setting of the brake cylinder's pressure limiting valve device is therefore i

dette tilfelle avhengig av vognbelastningen this case depending on the wagon load

og bremsesylindertrykket suppleres fra til-førselskammeret 20 i den grad innstillingen and the brake cylinder pressure is supplemented from the supply chamber 20 to the extent of the setting

tilsier. indicates.

Når det her refereres til fluidumtrykk-bremseanordning mener vi å skille denne When reference is made here to a fluid pressure braking device, we mean to separate this

fra en dynamisk bremseanordning som benytter væsketrykk for å skaffe bremse-kraft. Denne betegnelse må derfor, ikke be-grenses bare til anordninger som uteluk-kende betjenes med væsketrykk, men opp-fattes som inkluderende f. eks. elektro-pneumatiske bremser. from a dynamic braking device that uses fluid pressure to provide braking power. This term must therefore not be limited to devices that are exclusively operated with liquid pressure, but be understood as inclusive, e.g. electro-pneumatic brakes.

Claims

1. Pressure limiting valve for brake cylinder on vehicles with dynamic

brake and complementary compressed air or vacuum brake for increased safety, characterized in that it comprises a capsule with a number of chambers (19, 21, 23) and movable and pressure-sensitive elements (13, 12) arranged between them, that a first chamber (19) has connections (19a, 20, 15) for connecting the brake cylinder of the compressed air or vacuum brake to its pressure supply line or to the atmosphere above the first chamber (19) through a valve device (15-18) controlled by the movable element (13) which delimits the first chamber (19), that the element (13) is exposed in one and the same direction to a constant load (14) and can be further loaded from the second movable element (12) with a load that varies with the vehicle load, that the movable element (12) which exerts the additional load defines another chamber (23) separate from the first chamber (19), which second chamber (23) is connected to a regulator device (24, 25) which reaches the dynamic brake is inactive m, connects the chamber (23) to a source of pressure which changes depending on the load of the vehicle, the device being such that the valve device (15-18), when the dynamic brake is active, limits the brake cylinder pressure to a value determined by the constant load (14) regardless of driving the vehicle load, and when the dynamic brake is inactive, to a value dependent on the vehicle load.

2. Pressure limiting valve according to claim 1, characterized in that the movable and pressure-sensitive elements consist of a pair of separate membranes (12, 13) which between them have a spring (14) which affects them in the direction of each other and one as a stop ( 15) operating valve device between the membranes, which abutment extends from one membrane towards the other, as fluid pressure from a pressure supply source in connection with the pressure limiting valve moves one membrane towards the other until the movement is stopped by the abutment (15), whereby the membranes together will move independently of the spring (14) and that the valve device (15-18) designed as a stop comprises a tube-shaped stem (15) which extends through and is attached to the membrane (13) which delimits the first chamber ( 19) and two interconnected valve elements (16, 18) of which one (16) cooperates with a valve seat formed at the end of the tubular stem which extends into the first chamber (19) for controlling it es connection with the atmosphere through the tubular stem and the other (18) controls the connection (20) from the first chamber (19) to the pressure supply line for the brake cylinder and is influenced in the closing direction by a weak spring (17) and that the spring (14) which is clamped between the two membranes (12, 13) is arranged to produce said constant load and transfer said additional load from the second membrane (12) to the membrane (13) which delimits the first chamber (19).

3. Pressure limiting valve for brake cylinder according to claim 1 or 2, characterized in that the control device (24, 25) under control from the dynamic brake comprises a valve element (25) which is electromagnetically displaceable to one or the other of two positions and which in one or the other of these positions closes a connection between the third chamber (23) and a pressure source that varies with the kj earpiece load or the atmosphere.