NO150311B - Tretrykksstyreventil i en indirekte virkende trykkluftbremse med en akselerasjonsventil - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en tretrykksstyreventil i en indirekte virkende trykkluftbremse med en akselerasjonsventil som er betjenbar fra et hovedstyrestempel over en utsvingbar hevarm ved bremsing i åpnende forstand, og med en frigjøringsinnret-ning til betjening av den utsvingbare hevarm, og som har to stempler, idet et mellom de to stempler befinnende kammer er forbundet med bremsesylinderen, og det ene stempel indirekte er belastet ved hjelp av en fjær og det til det ene stempel overforliggende kammer er forbundet med atmosfæren.

For bremsing må trykket i hovedluftledningen senkes. Til akselerasjon av bremseprosessen blir ved hjelp av akselerasjonsventilen luft sluppet ut av hovedluftledningen. Ved en kjent akselerasjonsventil av denne type blir akselerasonsven-tilen likeledes åpnet av hovedstyrestemplet ved senking av trykket i hovedluftledningen. Derved strømmer luft til et første akselerasjonskammer, og trykket i dette første akse-leras jonskammer holder akselerasjonsventilen åpen. Dessuten strømmer trykkluft fra det første akselerasjonskammer over en strupeanordning til et andre akselerasjonskammer. Så snart trykket'i begge akselerasjonskamre er utlignet, kari akselerasjonsventilen igjen lukkes. Det første akselerasjonskammer er forbundet med atmosfæren over en andre strupeanordning.

Ved et gitt volum for de to akselerasjonskamre og ved gitte strupeanordninger blir ved denne kjente akselerasjonsventil bestandig den samme trykkluftmengde sluppet ut av hovedluftledningen, uavhengig av hvor sterkt derved trykket reduseres i hovedluftledningen.

Dette har den ulempe at når den kjente akselerasjonsventil tilsluttes hovedluftledninger med liten og stor diameter,

blir trykket i hovedluftledningen med liten diameter redusert sterkere enn i hovedluftledningen med stor diameter.

Ved en kjent akselerasjonsventil av denne type ifølge det sveitsiske patent nr. 438408 lukkes akselerasjonsventilen ved hjelp av frigjøringsinnretningen så snart en viss luft-mengde har strømmet fra hovedluftledningen inn i et akselerasjonskammer. Til bremsing må trykket i hovedluftledningen senkes. Til akselerasjon av bremseprosessen uttas ved hjelp av denne kjente akselerasjonsventil bare en bestemt mengde trykkluft fra hovedluftledningen. Dette har den ulempe at når den kjente akselerasjonsventil er tilknyttet til hoved-luf tledninger av små og store diametre, senkes trykket i ho-vedluf tledningen med mindre diameter sterkere enn hovedluftledningen med stor diameter.

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å tilveiebringe en akserelasjonsventil, ved hvilken trykkluft slippes ut av ho-vedluf tledningen så lenge til trykket i bremsesylinderen er steget til en forutbestemt verdi. Akselerasjonsventilen må imidlertid igjen kunne lukkes hvis trykket i bremsesylinderen av en eller annen grunn ikke stiger til den nevnte verdi, selv om trykket i hovedluftledningen synker, for at trykket i ho-vedluf tledningen ikke skal synke for hurtig. Dessuten skal ved bremsefrigjøring akselerasjonsventilen først igjen reagere når trykket i bremsesylinderen har nådd en vesentlig lavere verdi enn det som er nødvendig ved bremsing for utkobling av akseleratoren.

Bremseakselerasjonsventilen som oppfyller alle disse krav

er kjennetegnet ved at de to frigjøringsstempler dannes ved hjelp av et stort stempel og et lite stempel, at det store stempel i frigjørende forstand belastes ved hjelp av en fjær og- et til det store stempel av nevnte kammer ovenfor liggende kammer er forbundet ved hjelp av en strupeinnretning med det nevnte kammer.

Den på den eneste figur på tegningen viste styreventil har et hovedstyreorgan A, en akselerator B, et påfyllings- og avslutningsorgan C, en maksimaltrykkbegrensor D samt en utløsnings-ventil E. Påfyllings- og avsLutningsorganet C har et første kammer 13, som over en ledning 14 er forbundet med en bremse-sylinder 15. Dette kammer 13. er adskilt fra et andre kammer 19 ved hjelp av et todelt stempel 20, 21. Den skiveformede indre del 20 er festet til en stempelstang 22. Den ringforme-de ytre del 21 avstøtter seg på den indre del 20 og blir av trykket i kammeret 13 presset mot den indre del 20. Det andre kammer 19 er over en åpning 23 hele tiden forbundet med atmosfæren. Det andre kammer 19 er avgrenset fra et tredje kammer 24 ved hjelp av en skillevegg 25. Det tredje kammer 24 er over to tilbakeslagsventiler 26 og 27 og over en ledning 11 forbundet med en hjelpeluftbeholder 12. Videre er det tredje kammer 24 over en innløpsventil 28 forbundet med en hovedluft-ledning 29. Det tredje kammer 24 er med et andre stempel 30 avgrenset fra et fjerde kammer 31. Det fjerde kammer 31 er over en ledning 32 forbundet med en styreluftbeholder 33. En fjær 34, som avstøtter seg på den ene side mot stemplet 30 og på den andre side mot huset 35 til påfyllings- og avslutningsorganet, har til formål å trykke det andre stempel 3 0 mot et anslag 36 på huset 35. Fjæren 34 er dimensjonert slik at den ved en trykkforskjell mellom det tredje og det fjerde kammer 24 og 31 kan forskyves av 0,2 atmosfærers overtrykk. Akseleratoren B har et stempel 79, på hvilket en gaffelformet betjeningsarm 37 er svingbart festet om en akse 38. Den ene arm til den gaffelformede betjeningsarm 37 virker sammen med en akselerasjonsventil 39. På den andre arm til den gaffelformede bet jeningsarm 37 avstøtter det seg e.t låseorgan 40. Dette låseorgan 4 0 har et lite stempel 41 og et stort stempel 42.

På det lille stempel 41 er det festet en stempelstang 43, hvis ene ende avstøtter seg på den nevnte arm på betjeningsarmen 3 7 og hvis andre ende kan avstøtte seg på en stempelstang 4 4 på det store stempel 42. En første fjær 45, som på den ene side avstøtter seg på det lille stempel 41 og på den annen side på huset til låseorganet 40, har til formål å trykke det lille stempel 41 bort fra betjeningsarmen 37 med stempelstangen 43 mot stampelstången 44. Én andre fjær 46, som på den ene side avstøtter seg på det store stempel 42 og på den annen side på huset til låseorganet 40, har til formål å trykke det store stempel 4 2 med stempelstangen 44 mot stempelstangen 4 3 til det lille stempel 41, hvorved dette trykkes mot betjeningsarmen 37. Ved hjelp av de to stempler 41 og 42 blir huset til låseorganet 40 oppdelt i tre kamre 52, 53 og 54. Det midtre, mellom de to stempler 41 og 4 2 anordnede kammer 52 er over en ledning 14 forbundet med bremsesylinderen. Det av det store stempel 4 2 avgrensede kammer 43 er over en strupeanordning 55

i stemplet 42 forbundet med det midtre kammer 52, og det av det lille stempel avgrensede kammer er over en ikke vist åpning forbundet med atmosfæren.

Akselereasjonsventilen 39 har en ventiltallerken 47, som ved hjelp av en fjær 48 trykkes mot et ventilsete 49. På ventiltallerkenen 47 er det festet en støtstang 50, som kan avstøtte seg på betjeningsarmen 37. Den åpnede akselerasjonsventil 39 forbinder kammeret 24 til tretrykksstyreventilen med et akse-leras jonskammer 51, som over en strupeanordning 56 er forbundet med atmosfæren. Akselerasjonsventilen 39 er fullstendig i likevekt, dvs. at trykkene på begge sider av ventiltallerkenen 47 er bestandig like store og virker bestandig på like store flater, slik at det for åpning av ventilen 39 bare må overvinnes kraften til fjæren- 48.

-Innløpsventilen 28 er bygget opp på lignende måte som den ovenfor beskrevne akselerasjonsventil 39. En ventiltallerken 57 blir ved hjelp av en fjær 58 trykket mot et ventilsete 59

i huset. På ventiltallerkenen 57 er det festet en ventilstøt-stang 60, som kan avstøtte seg på stemplet 30. Den åpnede innløpsventil forbinder hovedluftledningen 29 med et tredje kammer 24 til påfyllings- og avslutningsorganet. Også inn-løpsventilen 28 er fullstendig i likevekt, dvs. at trykkene på begge sider av ventiltallerkenen 57 er bestandig like store og virker bestandig på like store flater, slik at det for åpning

av innløpsventilen 28 bare må overvinnes kraften til fjæren 58.

Dessuten er i det andre stempel. 30 i tillegg anordnet en ytterligere ventil 61, som har en ventiltallerken 62 som er festet forskyvbar på stempelstangen 22. Til dette formål er det på den nedre ende av stempelstangen 22 anordnet et langstrakt hull 63, gjennom hvilket det rager en stift 64, som er festet til en hylse 65, som på sin side er stivt forbundet med ventiltallerkenen 62. En fjær 66, som på den ene side avstøtter seg på et anslag 67 på stempelstangen 22 og på den annen side på hylsen 65, har til formål å støte den på hylsen 65 festede stift 64 mot den nedre ende av det langstrakte hull 63. En ytterligere fjær 68, som på den ene side avstøtter seg i anslaget 67 til stempelstangen 22 og på den annen side på det andre stempel 30, muliggjør en viss relativbevegelse mellom det første stempel 20 og det andre stempel 30. Den nevnte ventiltallerken 62 kan derfor samvirke med et ventilsete 69

på stemplet 30. Under ventilsetet 69 er det på stemplet 30 anordnet en strupeåpning 70, som også blir betegnet som øm-findtlighetsåpning. Denne strupeåpning 70. arbeider .sammen med et strupelegeme 71 som er festet på ventiltallerkenen 62.

Dette strupelegeme 77 er. - som det fremgår av tegningen - ut-formet slik at i den viste midtstilling. vil gjennomgangstverrsnittet mellom strupelegemet 71 og strupeåpningen 70 være størst. Ved en relativbevegelse mellom strupelegemet 71 og strupeåpningen 70 i den ene eller den andre retning blir gjennomgangstverrsnittet mindre.

En på skilleveggen 25. festet hylse 72 samvirker med anslaget

67- til stempelstangen 22.og begrenser slaget for.stempelstangen 22 oppover. En på stemplet 30 festet hylse 73 virker likeledes sammen med anslaget 6-7 og muliggjør at det i kammeret 13 -på stemplet 20 utøvede trykk.kan overføres over stempelstangen 22.til det andre stempel 30. Slaget til den ring-formede del 21 til det første stempel 20, 21 er begrenset nedover ved .hjelp av et.anslag 74 på huset 35.

De. nevnte, to. tilbakeslagsventi-ler 26 og 27, som i sin åpne stilling forbinder kammeret 24 med hjelpeluftbeholderen 12, adskiller seg ved at tilbakeslagsventilen 26. har en relativt sterk fjær 75 og en stor gjennomgangsåpning 76, mens tilbakeslagsventilen 27 har en relativt svak fjær 77 og en liten gjennomgangsåpning 78... Hovedstyreorganet A har en maksimaltrykkbegrenser D og er forbundet med et utløsningsorgan E. Hovedstyreorganet har et styrestempel 80, som avgrenser et nedre kammer 81 fra et øvre kammer 82. Det nedre kammer 81 er over kammeret 31 og ledningen 32 forbundet med styreluftbeholderen 33, og det øvre kammer 82 er over kammeret 24 forbundet med hovedluftledningen 29. På styrestemplet 80 er det festet en hylse 83 mot hvilken en ringformet skive 84 ligger an under kraften fra en fjær 85. Skiven 84 samvirker med et stedsfast anslag 86. På styrestemplet 80 er over en stang 87 festet en hul støtstang 88. Støtstangen 88 rager gjennom en skillevegg 89 og har et stempel 90, som avgrenser et kammer 91 fra et kammer 92. Kammeret 91 er ved åpnet akselerasjonsventil 39 over kammeret 82 og over kammeret 24 forbundet med hovedluftledningen 29. Kammeret 92 er over ledningen 14 og kammeret 13 til påfyllings- og avslutningsorganet C forbundet med bremsesylinderen 15.

Maksimaltrykkbegrenseren D har en ventiltallerken 93, til hvilken det er festet et stempel 94. Ventiltallerkenen 93 med stemplet 94 er anordnet forskyvbart i en begerformet hylse 95. En fjær 96, som på den ene-side avstøtter seg på huset 97 og på den annen side på hylsen 95, har til formål å trykke hylsen 95 nedover, og en fjær 98, som på den ene side avstøt-ter seg på hylsen 95 og på den annen side på ventiltallerkenen 93, har til formål å trykke ventiltallerkenen 93 mot støtstan-gen 88. En boring 99 i ventiltallerkenen 93 forbinder kammeret 92 med et kammer 100 mellom stemplet 94 og den begerforme-de hylse 95. Et hylseformet stempel 101 begrenser det nevnte kammer 92 fra et kammer 104 som er forbundet med atmosfæren. En skillevegg 105 som er festet til huset 97 avgrenser kammeret 104 fra et ytterligere kammer 102, som over ledningen 11 er forbundet med hjelpeluftbeholderen 12. Den hylseformede del av stemplet 101 danner et ventilsete 103, som samvirker med ventiltallerkenen- 93.

Utløsningsventilen E tjener tii lufting av kammeret -81 og styreluftbeholderen 3 3 og har et øvre kammer 119 som er forbundet med det nederste kammer 81 i hovedstyreorganet A. Kammeret 119 er adskilt fra et ytterligere kammer 107 med en skillevegg 106. Skilleveggen 106 danner samtidig et ventilsete for en ventiltallerken 108. En støtstang 109 som tjener til betjening av ventiltallerkenen 108, forbinder et lite stempel 110 med et stort stempel 111. Det lille stempel 110 avgrenser det nevnte kammer 107 fra et kammer 112, som er forbundet med atmosfæren, og det store stempel 111 avgrenser kammeret 112 fra et nederste kammer 113, som over den hule støt-stang 109 ved hevet ventiltallerken 108 er forbundet med kammeret 119. Det midtre kammer 107 er over en ledning 114 forbundet med kammeret 82 til hovedstyreorganet A. En utløs-ningshevarm-115 er svingbart opplagret i huset 116 til utløs-ningsventilen E og ved hjelp av en fjær holdt i sin nederste stilling. Utløsningshevarmen 115 tjener til betjening av støtstangen 109, som ved sin nedre ende har en ventiltallerken 118 som avlukker kammeret 113 mot atmosfæren-

Virkemåten for det beskrevne påfyllings- og avslutningsorgan er følgende:

1. Påfylling av beholderen

Når hovedluftledningen 29,. hjelpeluftbeholderen 12 og styreluf tbeholderen 33 er uten trykk, befinner alle deler seg i den viste stilling. Fjæren 34 holder stemplet 30 i sin øverste stilling og innløpeventilen 28 er åpen, da fjæren 58 til innløpsventilen 28 er vesentlig svakere enn den nevnte fjær 34. Under påfyllingsprosessen forblir bremsesylinderen 15 uten trykk, dvs. det hersker heller ikke noe trykk i kammeret 13. Fjæren 69 er således i stand til å holde stemplet 20 sammen med ringstemplet 22 i den øverste stilling. Anslaget 67 ligger således an mot hylsen 72. Fjæren 66 trykker hylsen

65 med ventiltallerkenen 62 nedover til stiften 64 ligger an mot den nedre ende av det langstrakte hull 63. Ventilen 61 er åpen, da ventiltallerkenen 62 ikke ligger mot ventilsetet 69, og strupelederen 71 inntar i forhold til strupeåpningen en-midtstilling, i hvilken gjennomgangstverrsnittet er det største-

Når trykket i hovedluftledningen 29 og således i det tredje kammer 24 stiger, kan hjelpeluftbeholderen 12 først over den ene tilbakeslagsventil 27 med den svake fjær 77 langsomt bli fylt og ved voksende trykk også over den andre tilbakeslagsventil med det større gjennomgangstverrsnitt 76. Samtidig kan også styreluftbeholderen 33 langsomt fylles over den fullstendig åpnede ventil 61.

Trykket i det tredje kammer 24 vokser således hurtigere enn

i det fjerde kammer 31. Så snart trykkforskjellen i de to kamre 24 og 31.er tilstrekkelig stor til å overvinne kraften fra. fjæren 34., senker stemplet 30 seg, innløpsventilen 28 lukkes <p>g gjennomgangstverrsnittet mellom strupeåpningen 70 og.strupelegemet reduseres.. Ved lukket innløpsventil 28 vil trykket i kammeret 24 synke, da på den ene side en dei av luften strømmer gjennom tilbakeslagsventilene 26 og 27 videre til styrebeholderen 12 og samtidig en del av luften strømmer gjennom det innsnevrede gjennomgangstverrsnitt mellom åpningen 70 og legemet 71 til det nederste kammer 31 og styrebeholderen. 33... Trykkforskjellen i kamrene 31-og 24 vil således for-svinne, og fjæren 34 er således igjen i stand til å heve stemplet 30 til sin øverste stilling, hvorved innløpsventilen 28 igjen åpnes og trykkluft igjen strømmer fra hovedluftledningen. 29.til kammeret-.24 . Den beskrevne prosess vil gjenta-seg ■ til.-hjelpeluf tbeholderen 12 og. styreluf tbeholderen 33 er oppfylt til det i .hovedluftledningen rådende driftstrykk på f. eks._ 5 atmosfærers overtrykk. Denne trinnløse påfylling-av de to beholdere .-12 ,og 33 muliggjør at det i et langt tog med .mange vogner kan foretas en jevn påfylling av alle .hjelpe-luf tbeholdere 12.- Så snart alle beholdere er fylt> er bremsen driftsklar-.....

2. Brems epro ses sen

For bremsing må-,trykket, i hovedluftledningen 29 og .således og-så • i kammeret 24-. senkes. _ Dette , har til å. begynne med ingen virkning., , da stemplet. 30; under kraften -fra fjæren 34 allerede er i sin øverste .stilling. Tilbakeslagsventilene -2 6.;o.g 27 forhindrer at trykkluft strømmer fra hjelpeluftbeholderen 12 tilbake til kammeret 24 og til hovedluftledningen 29. Det kan riktignok strømme gjennom noe trykkluft fra styrebeholderen 33 og kammeret 31 til kammeret 24 gjennom ventilen 61 mellom strupeåpningen 70 og strupelegemet 71. Dette blir imidlertid øyeblikkelig forhindret når trykket i bremsesylinderen 15 og således i kammeret vokser. Da det i kammeret 13 under stemplene 20 og 21 hersker atmosfæretrykk, blir stemplene 20, 21 øyeblikkelig beveget nedover til ringstemplet 21 ligger an mot anslaget 74. Dette har til resultat at ventilen 61 delvis lukkes, dvs. ventiltallerkenen 61 kommer ikke til å ligge mot ventilsetet 69, men gjennomgangstverrsnittet mellom strupeåpningen 70 og strupelegemet 71 blir vesentlig redusert. Så snart imidlertid trykket i bremsesylinderen 15 og i kammeret 13 er steget så langt at dette trykk er tilstrekkelig til å forskyve stemplet 20 alene mot kraften fra fjæren 68 nedover, så vil ventilen 61 være fullstendig lukket, idet ventiltallerkenen 62 vil komme til å ligge mot ventilsetet 69. Vokser trykket i bremsesylinderen 15 og i kammeret 13 ytterligere,

så blir fjæren 68 trykket så sterkt sammen at anslaget 67 av-støtter seg på hylsen 73 og således senker stemplet 30 mot kraften fra fjæren 34. Under den videre bremseprosess forblir således ventilen 61 lukket, og hele den viste påfyllings-og avslutningsventil er avhengig av tre trykk, nemlig av trykket i hovedluftledningen 29, av trykket i styrebeholderen 33 og av trykket i bremsesylinderen 15.

Sammenfattende kan det således ved bremsing skilles mellom tre faser. a) Ved lite trykk i bremsesylinderen blir ventilen 61 delvis lukket. b) Ved midlere trykk i bremsesylinderen blir ventilen 61 fullstendig lukket. c) Ved større trykk forskyver det øvre stempel 20 det nedre stempel 30.

3. Frigjøringsprosessen

For frigjøring av bremsen må trykket i hovedluftledningen 29 og således- også i kammeret 24 økes, hvorved bremsen frigjøres og trykket i bremsesylinderen 15 og således i det første kammer 13 senkes. Senkingen av trykket i kammeret 13 bevirker en heving av stemplet 20, hvorved også strupelegemet 71 heves i forhold til strupeåpningen 70, slik at gjennomgangstverrsnittet til ventilen 61 reduseres. Dette er særlig av betyd-ning når bremsen løses med fyllingsstøt for å forhindre en overbelastning av styrebeholderen 33. Først når trykket i bremsesylinderen 15 er blitt så lite at fjæren 68 er i stand til å heve stémplene 20 og 21, vil strupelegemet 71 bli beveget i forhold - til:strupeåpningen til midtstilling, og ventilen 61 blir- igjen fullstendig åpen. Hvis nu'trykket er sterkt

øket i hovedluftledningen 29 på grunn" av'fyllingsstøtene, stiger-også trykket i kammeret 24, og stemplet 30 blir mot kraften fra fjæren 34 og mot det i kammeret 31 rådende styretrykk beveget nedover, hvorved først gjennbmgangstverrsnittet mellom strupeåpningen-70 og- strupelegemet 71 reduseres og deretter lukkes innløpsventilen 28. Derved blir på en pålitelig måte unngått eh overbelastning av styrebeholderen:

4. Bremsens- pålitelighet

På grunn av anordningen'av to parallelle'tilbakeslagsventiler 26 og" '27, av hvilke den ene tilbakeslagsventil 26 har en sterk fjær 75 og ét'"'stort gjennomgangstverrsnitt 76 og den andre tilbakeslagsventil 27 har en svak fjær 77 og et lite gjennomgangstverrsnitt 78, oppnås at trykkluften til å begynne med kan strømme hurtig inn i hjelpeluftbeholderen, ved liten trykkforskjell imidlertid baré langsomt, hvorved trykket i hjelpeluftbeholderen 12 ved hurtig trykkøkning i hovedluftledningen 19 -blir tilbake bak trykket i hovedluftledningen. Derved unngås en svikt i bremsen.

Claims (1)

1. Tretrykksstyreventil i en indirekte virkende trykkluftbremse med en akselerasjonsventil (39) som er betjenbar fra et hovedstyrestempel (80) over en utsvingbar hevarm (37) ved bremsing i åpnende forstand, og med en frigjøringsinnretning (40) til betjening av den utsvingbare hevarm (37), og som har to stempler (41, 42), idet et mellom de to stempler (41, 42) befinnende kammer (52) er forbundet med bremsesylinderen (15), og det ene stempel er belastet ved hjelp av en fjær (45), og et til det ene stempel (41) overforliggende kammer (54) er forbundet med atmosfæren, karakterisert ved at de to frigjøringsstempler dannes ved hjelp av et stort stempel (42) og et lite stempel (41), at det store stempel (42) i frigjørende forstand er belastet med en fjær (46),og et tii det store stempel (42) av nevnte kammer (52) ovenforliggende kammer (53) ved hjelp av en strupeinnretning (55) er forbundet med nevnte kammer (52).