-
Zweileiter-Druckluftbremse mit Dreidrucksteuerventil für Schienenfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Zweileiter-Druckluftbremse mit Dreidrucksteuerventil
für Schienenfahrzeuge mit einer mittels ihres Druckverhaltens die Bremse indirekt
steuernden. Hauptluftleitung und einer die Bremseinrichtung der Fahrzeuge versorgenden
Fülleitung.
-
Bei Einleflter-Druckluftbremsen der einlösigen, indirekt wirkenden
Art ist es bereits bekannt, zur Unterstützung des Lösevorganges Druckluftfülleinrichtungen
vorzusehen, die während des Lösens der Bremse Druckluft aus einem Behälter (Notbremsbehälter)
in die Hauptluftleitung einspeisen.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, bei Zweileiter-Druckluftbremsen
der eingangs genannten Art den, bisherigen Nachteil dieser Bremssysteme zu beseitigen,
daß bei Hochdruckfüll-Stößen, wie sie zur Erleichterung des Lösens in die Hauptluftleitung
eingeführt werden, die Steuerkammern der Dreidrucksteuerventile sehr leicht überladen
werden. Diese große Überladungsgefahr rührt daher, daß die Vorratsluftbehälter aus
der besonderen Füllleitung gespeist werden und somit als die Hochdruckwolle dämpfende
Volumina an der Hauptluftleiiung fehlen. Es soll jedoch trotz der Beseitigung der
überladungsgefahr die gerade bei Dreidrucksteuerventilen sehr wichtige Löseerleichterung
beibehalten bleiben.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an jedem Fahrzeug
eine Druckluftfülleinrichtung zum Einspeisen von Druckluft aus der Fülleitung in
die Hauptluftleitung während des Bremsenlösens vorgesehen ist.
-
Auf diese Weise ist eine exakte Bemessung und ein schnelles Erreichen
des für das Vollösen der Bremse notwendigen höchsten Regeldruckes in der Hauptluftkitung
gewährleistet, ohne daß dieser Grenzdruck überschritten wird, wie dies bei Hochdruckfüllstößen
der Fall ist.
-
Weitere vorteilhafte Gestaltungsmöglichkeiten des Gegenstandes gemäß
der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
-
In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung
schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. l eine Einrichtung, welche nur während
des Lösens aus einer einen festlegbaren Bremszylinderdruck zumindest erreichenden
Bremsung wirksam wird, Fig. Z eine Einrichtung, welche während des Lösens proportional
zur eingesteuerten Löestufe wirksam wird, und Fig. 3 gibt eine weitere Ausbildungsmöglichkeit
gemäß der Erfindung an. Einander entsprechende Teile sind in sämtlichen Figuren
mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Gemäß Fig. 1 führt an jedem Wagen eines Zuges von einer durchgehenden
Hauptluftleitung 1 eine Zweigleitung 3 zu einem Bremssteuerventil 5, das über Rohrleitungen
7 und 9 mit einem Bremsluftbehälter 11 und über ein Relaisventil 13 mit einem Bremszylinder
15 verbunden ist. Der Druck in der Hauptluftleitung l ist mittels einer nicht dargestellten
Führerbremseinrichtung einstellbar. Eine Leitung 16 verbindet das Relaisventil 13
mit dem Bremsluftbehälter 11. Von einer durchgehenden, ständig mit Druckluft aufgeladenen
Fülleitung 17 führt eine Zweigleitung 19 über ein Rückschlagventil 21 zum Bremsluftbehälter
11. Von der Rohrleitung 9 führt eine Leitung 23 in den Zylinderraum 25 einer Überwachungseinrichtung
27, der von einem andererseits von einer Feder 29 belastetem Kolben 31 begrenzt
ist. Auf beiden Seiten trägt der Kolben 31 je eine Dichtplatte 33 bzw. 35, denen
am Gehäuse befestigte Ventilsitze 37 bzw. 39 zugeordnet sind. Das von einem in Richtung
zum Bremssteuerventil öffnenden Rückschlagventil 41 überbrückte Ventil 35, 39 weist
einen großen Druckmesser auf und überwacht den Luftdurchtritt aus dem Zylinderraum
25 in eine Leitung 43, die in einen Zylinderraum 45 sowie über
ein Rückschlagventil 47 in den Zylinderraum 49 eines Löseventils
51 führt. Die beides: Zylinderräume 45 und 49 sind mittels
eines von einer Feder 52 belasteten Kolbens 53 voneinander getrennt.
Vom in seinem Volumen mit Hilfe eines Luftbehälters 55 vergrößerten Zylinderraum
49 führt eine Leitung 57 zum Ventil 33, 37, das eine Verbindung zu einem die Feder
29 enthaltenden Raum 59
der überwachungseinrichtung 27 überwacht.
Der Raum 59 steht über eine Entlüftungsdüse 61 ständig mit der Atmosphäre in Verbindung.
Vom Kolben 53 führt eine Kolbenstange 63 abgedichtet durch einen Raum 65 und endet
in einem Raum 67 mit einem eine Axialbohrung 69 umgebenden Ventilsitz 71. Die Axialbohrung
69 steht über Querbohrungen ständig mit dem über ein Rückschlagventil73 aus der
Füllleitung -aufgeladenen Raum 65 in Verbindung. Dem Ventilsitz 71 ist eine Doppeldichtplatte
75 zugeordnet, die zusammen mit einem am Gehäuse befestigten Ventilsitz 77 ein den
Luftdurchtritt aus dem in seinem Volumen durch einen Behälter 79 vergrößerten Raum
67 in einen über ein Rückschlagventil 81 mit der Hauptluftleitung 1 verbundenen
Raum 83 überwachendes Ventil 75, 77 bildet.
-
Bei betriebsbereiter, gelöster Bremse herrscht in der Hauptluftleitung
1 Regeldruckhöhe. Die Fülleitung 17 lädt über die Zweigleitung 19 und die Rückschlagventile
21 und 73 den Bremsluftbehälter 11 und den Raum 65 auf. Das Bremssteuerventil 5
steht in Lösestellung und entluftet die Leitung 9 und mittels des Relaisventils
13 den ,Bremszylinder 15. Der Kolben 31 der Überwachungseinrichtung 27 befindet
sich unter der Kraft der Feder 29 in seiner dargestellten Endlage, in welcher das
Ventil 35, 39 geschlossen und das Ventil 33, 37 geöffnet ist. Die Zylinderräume
45 und 49 des Löseventils 51 sind drucklos; unter der Kraft der Feder 52 ist das
Ventil 71, 75 geöffnet und das Ventil 75, 77 geschlossen. Der Luftbehälter 79 ist
aus der Fülleitung mit Druckluft aufgeladen.
-
Während Betriebsbremsungen wird der Druck in der Hauptluftleitung
entsprechend der gewünschten Bremsstufe erniedrigt, und das Bremssteuerventil 5
steuert in die Leitung 9 und über das Relaisventil 13 in den Bremszylinder 15 aus
dem Bremsluft, behälter 11 eine entsprechende Druckhöhe ein. Der bei üblichen Betriebsbremsungen
in die Leitung 23 eingesteuerte Druck reicht nicht aus, den Kolben 31 der überwachungseinrichtung
27 entgegen der Kraft der Feder 29 aus der gezeigten Lage zu bewegen.
-
Während des an Betriebsbremsungen anschließenden Lösens steigt der
Druck in der Hauptluftleitung 1 wieder auf Regeldruckhöhe an, und das Bremssteuerventil
5 entlüftet die Leitung 9 sowie die mit dieser verbundenen bzw. von ihr gesteuerten.
Räume.
-
Während einer Vollbremsung spielen sich zunächst die einer Betriebsbremsungentsprechenden
Vorgänge ab. Sobald jedoch der Druck in der Leitung 9 einen festlegbaren, über dem
bei Betriebsbremsungen erreichbaren Druck liegenden Grenzwert übersteigt, überwiegt
die Beaufschlagung des Kolbens 31 der Überwachungseinrichtung 27 über den Zylinderraum
25 entgegen der Kraft der Feder 29, so daß das Ventil 35, 39 geöffnet
wird. Nunmehr strömt Druckluft unter die Dichtplatte 35 und drückt den Kolben 31
in seine andere Endlage, in welcher das Ventil 33, 37 geschlossen ist. Die Zylinderräume
45 und 49 des Löseventils füllen sich jetzt in gleicher Weise mit Druckluft; der
Kolben 53 dieses Löseventils behält dabei seine gezeigte Lage bei.
-
Beim anschließenden Lösen sankt das Bremssteuerventil 5 den Druck
in der Leitung 9 ab. Damit tritt über das Ventil 35, 39 bzw. das Rückschlagventil41
auch im Zylinderraum 45 eine Druckminderung ein. Der Druck im Zylinderraum 49 bleibt
jedoch erhalten. Dem Kolben 53 bewegt sich daher gegen den Zylinderraum 45, das
Ventil 71, 75 schließt und das Ventil 75, 77 öffnet sich. Der Luftbehälter 79 wird
also von der Fülleitung abgetrennt und über das Rückschlagventil 81 mit der Hauptluftleitung
1 verbunden, so daß die in ihm gespeicherte Druckluft in die Hauptluftleitung einfließt
und ein rasches Lösen der Bremse bewirkt. Der Luftbehälter 79 wird vorzugsweise
derart bemessen, daß die in ihm gespeicherte Druckluft ausreicht, den Druck in dar
Hauptluftleitung bis nahezu auf Regeldruckhöhe zu erhöhen. Die Bremse wird damit
beim Lösen aus einer Vollbremsung einlösig. Sobald der Druck im Zylinderraum 25
entsprechend abgesenkt ist, kehrt der Kolben 31 in seine Ausgangslage zurück. Die
weitere Entlüftung des Zylinderraumes 45 erfolgt über das Rückschlagventil 41, und
der Zylinderraum 49 wird über das geöffnete Ventil 33, 37 und die Düse 61 entleert.
Nach entsprechendem Druckabbau im Zylinderraum 49 hebt sich der Kolben 53 unter
der Kraft der Feder 52 in seine Ausgangslage, wobei sich das Ventil 75, 77 schließt
und das Ventil 71, 75 öffnet. Der Luftbehälter 79 wird daher aus der Fülleitung
wieder mit Druckluft aufgeladen, und die Bremseinrichtungen nehmen die dem Bremslösezustand
entsprechende Ausgangslage ein.
-
Die Bremsanlage gemäß Fig. 2 zeigt eine der in Fig. 1 dargestellten
Anlage entsprechende Anordnung von Hauptluftleitung 1, Bremssteuerventil 5, Bremsluftbehälter
11, Relaisventil 13, Bremszylinder 15, Rückschlagventil 21 und Fülleitung 17. Von
der Füllleiteng 17 führt ein Leitungsast über ein Rückschlag ventil 90 zu einem
Luftbehälter 92 und dem Raum 94 eines Löseventils 96. Das Löseventil. 96 hat einen
von einer Düse 98 durchsetzten Steuerkolben 100, der zwei Zylinderräume 102 und
104 voneinander abtrennt. Im von der Hauptluftleitung 1 beaufschlagten Zylinderraum
102 befindet sich eine Feder 106, die den Kolben 100 gegen den in seinem Volumen
durch einen Luftbehälter 108 vergrößerten Zylinderraum 104 drückt. Der Zylinderraum
104 ist mittels einer Düse 110 mit einem Raum 112 verbunden, in welchem vor einer
Doppeldichtplatte 114 ein mit dem Kolben 100 verbundenes, in den Trennwänden der
Räume abgedichtet geführtes und in seiner Längsbohrung 116 ständig mit Außenluft
beaufschlagtes Ventilrohr 118 endet. Ein aus der Doppeldichtplatte 114 und einem
am Gehäuse befestigten Sitz 120 bestehendes Ventil überwacht eine Verbindung der
Räume 94 und 112. Vom Raum 112 führt eine Rohrleitung 122 über eine veränderliche
Düse 124 und das Rück schlagvontil 81 zur Hauptluftleitung 1. Die verände. liche
Düse 124 ist in. ihrem Durchströmquerschnittt von einer Düsennadel 126 überwacht,
die von einem mittels einer Feder 128 belasteten Kolben 130 gesteuert ist. Sobald
in einem der Düse nachgeschalteten Raum 132 ein entsprechender Druck herrscht, wird
der volle Durchströmquerschnitt der Düse freigegeben.
-
Bei betriebsbereiter, gelöster Bremse nehmen die Einzelteile der Bremse
die gezeigten Lagen ein. Das Bremssteuerventil arbeitet wie bereits beschrieben.
In der Hauptluftleitung 1 sowie den Räumen 102, 104 und 112 herrscht Regeldruckhöhe,
und. die Fülleitung 17 lädt neben dem Bremsluftbehälter 11 über das Rückschlagventil
90 den Luftbehälter 92 auf. Sofern die Normaldruckhöhe in der Fülleitung 17 die
Regeldruckhöhe in der Hauptluftleitung 1 übersteigt, ist es vorteilhaft, dem Luftbehälter
92 ein nicht dargestelltes, auf Regeldruckhöhe eingestelltes Druckxninderventil
vorzuschalten. Die Ventile 118, 114 und 114, 120 sind geschlossen.
Beim
Bremsen steuert das Bremssteuerventil 5 Druckluft aus dem Bremsluftbehälter 11 in
den Bremszylinder 15 ein. Die Druckabsenkung in der Hauptluftleitung 1 bewirkt eine
rasche Druckminderung im Zylinderraum 102. Die Düse 98 ist derart, daß die Druckluft
aus dem Zylinderraum 104 nur langsam in dem Zylinderraum 102 überwechseln kann;
der Kolben 100 senkt sich daher und öffnet das Ventil 114, 118. Aus dem Zylinderraum
104 entweicht nunmehr Druckluft über die Düse 110, den Raum 112 und das Ventilrohr
118 in die Atmosphäre, bis zu beiden Seiten des Kolbens 100 gleicher Druck herrscht
und das Ventil 114, 118 sich daher wieder schließt. Bei entsprechender Drucknvnderung
in der Leitung 122 drückt die Feder 128 die Nadel 126 in die Düsen bohreng der veränderlichen
Düse 124.
-
Die Druckerhöhung in der Hauptluftleitung 1 während des nachfolgenden
Lösens bewirkt ein Anheben des Kolbens 100 und damit Öffnen des Ventils 114, 120.
Aus dem Luftbehälter 92 strömt Druckluft über die Räume 94 und 112 sowie die Leitung
122 und die in ihrem Querschnitt verengte Düse 124 in die Hauptluftleitung 1 sowie
aus dem Raum 112 über die Düse 110 in den Zylinderraum 104 ein. Wird die Druckluftzufuhr
in die Hauptluftleitung vom Führerbrernsventil her unterbrochen, so erfolgt der
weitere Druckanstieg in ihr durch die Drosselwirkung der Düse 124 derart verzögert,
daß der Druck im Zylinderraum 104 über die Düse 110 rascher ansteigt als im ZyEnderraum
102, der Kolben 100 sich also alsbald senkt und das Ventil 114, 120 schließt. Das
Bremssteuerventil5 hat zugleich den Bremszylinder 15 entsprechend entlüftet. Damit
ist eine Lösestufe abgeschlossen.
-
Falls die Druckluftzufuhr in die Hauptluftleitung über das Führerbremsvemtil
nicht unterbrochen wird, steigt der Druck in dieser Leitung zumindest ebenso rasch
an wie in dem Zylinderraum 104. Das Ventil 114, 120 bleibt daher geöffnet. Sobald
im Raum 132 und damit der Hauptluftleitung eine gewisse Druckgrenze überschritten
ist, zieht der Kolben 130 den Stift 126 aus der Düsenöffnung der Düse 124, so daß
trotz Verminderung des Druckgefälles weiterhin ein rascher Druckaufbau in der Hauptluftleitung
erfolgt. Mit Erreichte von Regeldruckhöhe in der Haupthiftleitung endet die Druckluftzufuhr
in die letztere. Nachdem sich über die Düse 98 und 110 auch im Zylinderraum 104
Regeldruckhöhe aufgebaut hat, schließt sich das Ventil 114, 120 wieder. Das Bremssteuerventil5
hat währenddessen den Bremszylinder 15 entlüftet.
-
Zur Begrenzung des in die Hauptluftleitung 1 einsteuerbaren. Druckes
kann bei Bremsen, die eine in ihrem Normaldruck die Regeldruckhöhe übersteigende
Fülleitung 17 sowie ein zu einem Dreidruckstenerventil ausgebildetes Bremssteuerventi1150
aufweisen, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, auch der Druck in der Kammer konstanten
Druckes des Dreidrucksteuerventils 150 herangezogen werden. Das mit einer Überwachungseinrichtung
kombinierte Löseventil 152 steht dabei über Rohrleitungen 154 und 156 mit der Hauptluftleitung
1 und der Fülleitung 17 in Verbindung. Je nach der Art des Löseventils kann dieses
über eine Leitung 158 vom Bremszylinderdruck oder, entsprechend der Anlage gemäß
Fig. 2, in hier nicht dargestellter Weise vom Hauptlnftleitungsdruck gesteuert sein.
Eine Rohrleitung 160 führt von der Kammer konstanten Druckes des Dreidrucksteuerventils
150 zu einem im Löseventi1152 enthaltenen Druckbegrenzer, der ein Einspeisen von
Druckluft aus der Fülleitung 17 in die Hauptluftleitung während des Lösens nur bis
zum Erreichen des Druckes in der Kammer konstanten Druckes und damit der in der
Hauptluftleitung erlaubt. Mit dieser Einrichtung ist ein besonders rasches Wiederauffüllen
der Hauptluftleitung möglich.
-
Ein während eines Lösevorganges erfolgendes Wiedereinbremsen wird
bei einer Anlage gemäß Fig. 1 nach Entlüftung des Luftbehälters 79 in die Hauptluftleitung
1 und bei einer Anlage gemäß Fig. 2 sofort wirksam; während des nächsten Lösens
arbeiten dabei beide Bremsanlagen wieder in der beschrieben Weise.