DE2533783A1 - Steuerventil fuer druckluftbremsen, insbesondere von schienenfahrzeugen - Google Patents
Steuerventil fuer druckluftbremsen, insbesondere von schienenfahrzeugenInfo
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Description
München, :'..,''.'.! ;
ΐΡ11-ηη ϋ
KNOHK-BHEMSE GMBH, MüüO München 40, Hoosacher ^l !■■.-.>■ "-λ.
Steuerventil für Druckluftbremsen, insbesondere von Schienenfahrzeugen
Zusatz zu Patent .,
(.Patentanmeldung P 24 2* ^-'ü.tf
Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für Druckluftbremsen
der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Gattung.
Bei einem derartigen Steuerventil nach dem nicht vorveröffentlichten
Hauptpatent (Patentanmeldung
P 24 23 450.8) hat der hierbei vorgesehene Strömungsleitkörper
eine Ausbildung, die im wesentlichen auf die im Beaufschlagungsraum des Ventilkolbens herrschenden
Druckverhältnisse und damit auf die öffnungs- und Schließvorgänge
des Ventiles von Einfluß i.;t„
Aufgabe der Erfindung ist es, den1 "rtxömungsleitkörper
eine Form zu geben, durch welche ^ -h unmittelbar am
St j önu>:igsleitkcrper, zumindest a<; ;"f tnungsvorgang dee
Ventiles unterstützende Druckkraft hervorgerufen werden,
ohne daß die bisherige Wirkur.anweise vom Strömungsleitkörper
und Ventilkolben gemäß ntm 'dauptpatent
beeinträchtigt wird. Bezweckt wirf i'Aennit, die
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Püllzeiten, insbesondere großer Bremszylinder, weiter zu
verkürzen.
Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des
Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.
Nachstehend sind eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
sowie eine Variante derselben anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Höchstdruckbegrenzer
eines Steuerventiles für Druckluftbremsen von Schienenfahrzeugen,
wobei Dreidruckorgan, Bremszylinder, Mxndestdruckbegrenzer
und Vorratsbehälter schematisch angedeutet sind und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen anderen Strömungsleitkörper für den
Höchstdruckbegrenzer gemäß Fig. 1 .
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Der Hochstdruckbegrenzer ist im Gehäuse 1 des zugehörigen
Steuerventils angeordnet und weist einen Ventilkolben auf, der von einem Membranteller 2 mit hohlem Schaft
3 gebildet ist, wobei der Schaft 3 an dem dem Membranteller
2 abgewandten Ende mit einem Ventilteller 4 versehen und der Membranteller 2 auf der dem Ventilteller
abgewandten Seite von einer flexiblen Membran 5 bedeckt ist. Der Membranteller 2 ist in einer Ausnehmung 6 eines
im Gehäuse 1 angeordneten Einsatzes 7 beweglich, in welchem der Schaft 3 axial verschieblich geführt ist,
abgedichtet durch einen Dicht-Hing 8. Die Membran 5 ist
t mit dem äußeren, umlaufenden Rand zwischen dem Einsatz
und einem zweiten Einsatz 9 eingespannt, welcher in das Gehäuse 1 eingeschraubt ist und den anderen Einsatz 7
mittels eines Dichtringes 10 dicht im Gehäuse 1 einschließt.
Der Ventilteller 4 wirkt mit einem eingesetzten Dichtring 11 mit einem Ventilsitz 12 an einer in das Gehäuse
1 eingesetzten Buchse 13 zusammen. Eine Druckfeder 14
zwischen Gehäuse 1 und einem am Ventilteller 4 angreifenden, tropfförmigen Federteller 15 belastet den Ventilteller
4 vom zugehörigen Sitz 12 weg.
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- 4
_ Zf- _
Der Durchmesser des Ventilsitzes 12 entspricht dem Durchmesser des Schaftes 3» auf welchem neben dem Ventilteller
4 ein Ring 16 aus elastischem Material angeordnet ist, welcher eine radiale Bohrung 17 im hohlen Schaft 3 abdeckt
und ein Rückschlagventil zwischen der Axialbohrung 18 des Schaftes 3 und einem Druckraum 19 im Gehäuse 1
bildet, welches zum Druckraum 19 hin öffnet.
Während die Ausnehmung 6, d.h. der Raum zwischen Membran 5 und Einsatz 7, über Bohrungen 20 entlüftet ist
und mit der freien Atmosphäre kommuniziert, steht der Raum zwischen Membran 5 und dem zweiten Einsatz 9 mit
der Axialbohrung 18 des Schaftes 3 in Verbindung. In
diese Bohrung 18 ist ein Strömungsleitkörper 21 eingesetzt, und zwar an dem ventiltellerseitigen Ende.
Der Strömungsleitkörper 21 ist als durchgehend zylindrischer Schaft ausgebildet, konzentrisch in der unterhalb
des Ventilsitzes 12 liegenden Ventilbohrung 23 angeordnet
und ragt mit seinem Ende 22, welches eine ebene, kolbenwirksam ausgebildete Stirnfläche 4-3 trägt, um das
geringe Maß a in einen zu einem Dreidruckorgan führenden
Raum 26. Der Strömungsleitkörper 21 ist mit einem axialen Sackloch 24 versehen, welches einerseits mit
der Axialbohrung 18 des Schaftes 3 kommuniziert, andererseits über Querkanäle 25 mit der Bohrung 23 in Verbindung
steht. 709807/0035
~ S —
Die Bohrung 23 kommuniziert auf dt-r dem Ventilsitz .-abgewandten
Seite mit dem im Vergleich zur bohrung - -."
stark erweiterten kaum 26 im Gehäuse 1, welcher über
eine Steuerdüse 27 und eine Leitung 28 mit dem Einlaßventil 29 des Dreidruckorgans verbunden ist, von dem
lediglich das Einlaßventil 29 mit dem federbelasteten
Ventilkörper 30 und ein damit zusammenwirkender Hohlstößel
31 sowie ein Baum 32 dargestellt sind. Der Raum
26 kann weiterhin über eine nicht dargestellte Leitung mit ebenfalls nicht wiedergegebenen Schaltventilen verbunden
sein, welche die Druckentwicklung zum Bremszylinder 33 zu verandern vermögen.
Der Raum 32 unter dem Einlaßventil 29 des Dreidruckorgans
ist durch eine Leitung 3^ direkt oder über die Steuerung eines R<laisventils mit dem Bremszylinder
verbunden. Ferner ist ein Mindestdruckbegrenzer 35 vom
Druck in der Leitung 3^ beaufschlagt, welcher ebenso
wxe der Höchstdruckbegrenzer im Gehäuse 1 angeordnet ist. Der Druck in der Leitung 3^ wirkt auf einen Kolben oder
Membranteller 36 des Mindestdruckbegrenzers 35 ein, um einen Ventilteller 37 entgegen der Wirkung einer Druckfeder
5& gegen einen Ventilsitz 39 zu drücken, von dem eine Leitung <Ί0 ohne Steuerdüse zum Einlaßventil 29
führt.
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BAD ORIGINAL
Der Druckraum 19 ist dem Höchütdruckbegrenzer und dem
Mindestdruckbegrenzer 35 gemeinsam und an einen Vorratsbehälter 41 angeschlossen.
Das Steuerventil ist in Nullstellung dargestellt. Dabei
nimmt das Dreidruckorgan mit dem Stößel 31 unter dem Einfluß des Hauptleitungsdruckes die dargestellte Stellung
ein, und der Vorratsbehälter 41 wird von der Hauptluftleitung her mit Druckluft gefüllt. Der Druck des
Vorratsbehälters 41 herrscht auch im Druckraum 19, desgleichen
im Einlaßventil 29 des Dreidruckorgans, da der Mindestdruckbegrenzer 35 geöffnet ist und der Druckraum
19 somit über die Leitung 40 mit dem Einlaßventil 29 kommuniziert.
Der Höchstdruckbegrenzer, der sich zu Füllbeginn ebenfalls
in Öffnungsstellung befindet, geht kurz danach, bei Erreichen eines dem Bremszylinder-Höchstdruck entsprechenden
Druckes im Vorratsluftbehälter 41 in die Schließstellung über, da der auf die Membran 5 und den
Membranteller 2 einwirkende Druck des Vorratsbehälters 41 den Ventilteller 4 entgegen der Wirkung der Kraft
der Feder 14 verschiebt und gegen den Ventilsitz 12 drückt. Das Einlaßventil 29 bzw. dessen Ventilkörper 30
steht über das Mindestdruckventil 35 unter dem vollen Druck des Vorratsbehälters 41.
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Wird der Hauptleitungsdruck durch Betätigung eines Führerbremsventils
gesenkt, dann ergibt sich ein Übergewicht des Druckes in der nicht dargestellten Steuerkammer des Dreidruckorgans,
was zur Folge hat, daß der Stößel 31 sich in Fig. 1 nach oben bewegt und das Einlaßventil 29 öffnet,
d.h. dessen Ventilkörper 30 entgegen dem Druck des Vorrat sb ehält er s 41 und der Wirkung der den Ventilkörper
belastenden Feder vom zugehörigen Sitz abhebt. Über das geöffnete Einlaßventil 29 strömt dann Druckluft aus dem
Vorratsbehälter 41 über den Raum 32 und die Leitung 34
ungedrosselt direkt oder über die Steuerung des Relaisventil s zum Bremszylinder 33.
Bei einer Stufenbremsung ist der Mindestdruckbegrenζer
nach einem bestimmten Druckanstieg geschlossen. Weitere Druckluft kann vom Vorratsbehälter 41 zum Bremszylinder
33 über den sich infolge der Druckluftabströmung aus und
damit Druckabsenkung im Einlaßventil 29 und dem damit kommunizierenden Beaufschlagungsraum für die Membran 5
unter der Kraft der Feder 14 öffnenden Höchstdruckbegrenzer, die Steuerdüse 27, die Leitung 28 und das geöffnete
Einlaßventil 29, 30, 32 sowie die Leitung 34
strömen, bis sich am Dreidruckorgan Gleichgewicht der Kräfte eingestellt hat, was die weitere Diickluftzufuhr
zum Bremszylinder 33 unterbricht. Zum Einsteuern einer
stärkeren Bremsstufe wird das Einlaßventil 29 des Drei-
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druckorgans kurzzeitig geöffnet. Der Vorratsbehälter
ist so dimensioniert, daß auch dann, wenn an den Bremszylinder 33 so viel Luft abgegeben ist, daß in diesem
Höchstdruck herrscht, der Druck im Vorratsbehälter 41
größer als dieser Höchstdruck im Bremszylinder 33 ist.
Da der HÖchstdruckbegrenzer bei einem vorbestimmten Druck
in der Leitung 28, dem Bremszylinder-Höchstdruck, schließt, wird der Druck vor dem Ventilkörper 30 nach dem Schließen
des Mindestdruckbegrenzers 35ι also nach der ersten Bremsstufe,
bis zum vollen Bremszylinderdruck auf einem dem Bremszylinderhöchstdruck entsprechenden Druck konstant
gehalten, unabhängig vom jeweile zur Verfügung stehenden
Druck im Vorratsbehälter 41. Dies kommt der Empfindlichkeit
und der Einstellgenauigkeit, also der Stufbarkeit des Dreidruckorgans zugute, da zum öffnen des Einlaßventils
29 geringe und stets gleich große Schaltkräfte aufgebracht
werden müssen. Weil durch den HÖchstdruckbegrenzer der vor der Steuerdüse 27 stehende Druck auf den
maximalen Bremsdruck eingestellt und konstant gehalten wird, ist auch eine vom Druck i» Vorratsbehälter 41 unabhängige
Mengensteuerung gewährleistet, d.h. die IFüllseite
des Bremszylinders 33 wird durch unterschiedliche Drücke im Vorrat sb ehält er 41 nicht beeinflußt. Auch können
dem Raum 26 über die nicht dargestellte Leitung größere Luftmengen zu Steuerzwecken entnommen werden,
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ohne daß die Steuerung über das Dreidruckorgan in nachteiliger Weise beeinflußt werden würde.
Der Strömungsleitkörper 21 bewirkt nach dem Hauptpatent einerseits mit seinem Schaft, daß bei einem Abheben des
Ventiltellers 4 vom Sitz 12, während zum Einlaßventil Druckluft strömt, die Strömungsgeschwindigkeit in der
Bohrung 23 der Ventilbuchse 13 erhöht ist. Da der Raum
zwischen Membran 5 und Einsatz 9 mit der Bohrung 23 des
Strömungsleitkörperendes 22 und Bohrung 23, also im Bereich
der größten Strömungsgeschwindigkeit der die Bohrung 23 durchströmenden Luft kommuniziert, wird der auf
die Membran 5 und den Membranteller 2 wirkende statische Druck schnell weiter vermindert, so daß der Abstand
zwischen dem Ventilsitz 12 und dem Ventilteller 4, also der Öffnungshub des Höchstdruckbegrenzers, unter der
Federkraft 14 größer wird. Dies hat zur Folge, daß der
Luftdurchsatz durch den Höchstdruckbegrenzer, d.h. das in der Zeiteinheit durchströmende Luftgewicht erhöht
wird, so daß sich eine Verkürzung der Bremszeiten ergibt,
Eine weitere Beschleunigung des Öffnungsvorganges des Ventiles 12, 11 bewirkt erfindungsgemäß die Stirnfläche
43 des Endes des Strömungsleitkörpers 21, 22, welche um
das geringe Maß a in den Raum 26 hineinragt und dem im Raum 26 infolge der Wirkung der Steuerdüse 27 verhält-
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nismäßig geringe Strömungsgeschwindigkeit aufweisenden statischen Druck ausgesetzt ist. Während Strömungsvorgängen
zum Einlaßventil 29 ist dieser statische Druck
höher als der im freien Hingspalt der Bohrung 23 herrschende Druck. Um diese Wirkung weiter zu verstärken, kann eine Vergrößerung dieser Stirnfläche 43 vorgesehen werden. In Fig. 2 ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Ende 22' des Strömungsleitkörpers 21' weist eine stempeiförmige Erweiterung
mit kegel.stumpfmantelartiger Außenfläche 44 auf. Nur
aus Gründen der wirtschaftlichen Fertigung ist der
Durchmesser dieser am Ende der Erweiterung liegenden
Stirnfläche 43 derart begrenzt, daß dieses Teil bei der Montage des Ventiles von der Seite des Ventilsitzes 12 her durch die zylindrische Ventilbohrung 23 eingeführt werden kann. Die Mündungsöffnung 45 der Ventilbohrung besitzt eine Ausweitung, deren konische Begrenzungsfläche 42 parallel zu der konischen Fläche 44 verläuft und die zum Ende 22' des Strömungsleitkörpers 21' eine konzentrische Lage einnimmt. Der hierbei zwischen den Flächen 42 und 44 sich bildende, kegelringförmige Querschnitt ist daher zwar hinsichtlich seiner Größe abhängig vom Ventilhub , was aber keine nachteiligen Folgen nach sich zieht, sondern höchstens eine Stabilisierung des Ventils 11, in seiner vollen Öffnungslage, unterstützt.
höher als der im freien Hingspalt der Bohrung 23 herrschende Druck. Um diese Wirkung weiter zu verstärken, kann eine Vergrößerung dieser Stirnfläche 43 vorgesehen werden. In Fig. 2 ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Ende 22' des Strömungsleitkörpers 21' weist eine stempeiförmige Erweiterung
mit kegel.stumpfmantelartiger Außenfläche 44 auf. Nur
aus Gründen der wirtschaftlichen Fertigung ist der
Durchmesser dieser am Ende der Erweiterung liegenden
Stirnfläche 43 derart begrenzt, daß dieses Teil bei der Montage des Ventiles von der Seite des Ventilsitzes 12 her durch die zylindrische Ventilbohrung 23 eingeführt werden kann. Die Mündungsöffnung 45 der Ventilbohrung besitzt eine Ausweitung, deren konische Begrenzungsfläche 42 parallel zu der konischen Fläche 44 verläuft und die zum Ende 22' des Strömungsleitkörpers 21' eine konzentrische Lage einnimmt. Der hierbei zwischen den Flächen 42 und 44 sich bildende, kegelringförmige Querschnitt ist daher zwar hinsichtlich seiner Größe abhängig vom Ventilhub , was aber keine nachteiligen Folgen nach sich zieht, sondern höchstens eine Stabilisierung des Ventils 11, in seiner vollen Öffnungslage, unterstützt.
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Claims (2)
1.ySteuerventil für Druckluftbremsen, insbesondere von
Schienenfahrzeugen, mit einem Dreidruckorgan zur mittelbaren oder unmittelbaren überwachung des Bremszylinderdruckes
und einem den Druckanstieg im Bremszylinder auf einen festgelegten Höchstwert begrenzenden
Höchstdruckbegrenzer in einer Verbindungsleitung zwischen dem Vorratsbehälter und dem Einlaßventil
des Dreidruckorgans, wobei der Höchstdruckbegrenzer vom Druck in der Verbindungsleitung zwischen
dem Einlaßventil des Dreidruckorgans und dem Sitz des Hochstdruckbegrenzers in Schließrichtung
beaufschlagt ist, und wobei der in einem vom Vorrat sb ehält erdruck beaufschlagten Druckraum angeordnete
und vom Vorratsbehälterdruck entlastete Ventilkörper des Hochstdruckbegrenzers aus einem Ventilteller
und einem mit diesem über einen eine Längsbohrung aufweisenden Ventilstößel verbundenen, in
einem mit dem Druckraum nur über die Längsbohrung in Verbindung stehenden Beaufschlagungsraum befindlichen
Ventilkolben besteht, der über die genannte Längsbohrung bei einem bestimmten Beaufschlagungsdruck im
zwischen dem Dreidruckorgan und dem Höchstdruckbe-
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- 12 -
grenzer liegenden, eine Drossel stelle aufweisenden Teil der Verbindungsleitung den Ventilteller entgegen der
Kraft einer Feder in seine Schließstellung bringt, wobei der Ventilteller ventilsitzseitig im Abströmungsbereich
des Druckmittels zur Verminderung des auf den in Öffnungsstellung befindlichen Ventilkolben einwirkenden
Druckes einen mit dem zugehörigen Ventilsitz und der anschließenden zylindrischen Ventilsitzbohrung
in bekannter Weise zusammenwirkenden Strömungsleitkörper trägt, der an der Stelle niedrigsten Druckes in der
Strömung um den Körper die Öffnungen mindestens eines bekannten, mit der Längsbohrung in Verbindung stehenden
Querkanals aufweist, nach Patentanmeldung P 24 23 430.8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsleitkörper (21)
in seiner ganzen Länge einen zylindrischen Umfang aufweist und mit der ebenen, kolbenwirksam ausgebildeten
Stirnfläche (43) seines freien Endes (22) bei geöffnetem
Ventil (12,11) durch die Mündungsöffnung (45) der zylindrischen Ventilsitzbohrung (23) um ein geringes Maß(a)
in einen an die Ventilsitzbohrung abströmseitig anschließenden,
erweiterten Raum (26) hineinragt.
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2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsleitkörper (21') an seinem freien
Ende (221) eine stempeiförmige Erweiterung mit kegelstumpfmantelartiger
Fläche (44) aufweist, deren Bereich größten Umfanges annähernd der lichten Weite
des zylindrischen Abschnittes der Ventilbohrung (23) entspricht und um das geringe Maß (a) in den Raum
(26) hineinragt und daß die Mündungsöffnung (45)
eine Ausweitung aufweist, deren konische Begrenzungsfläche (42) parallel zu der kegelstumpfmantelartigen
Fläche (44) der stempeiförmigen Er-
Weiterung verläuft.
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Leerseite
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Applications Claiming Priority (2)
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Family Applications (2)
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DE2533783A Expired DE2533783C2 (de) | 1974-05-14 | 1975-07-29 | Steuerventil für Druckluftbremsen, insbesondere von Schienenfahrzeugen |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19742423430 Ceased DE2423430B2 (de) | 1974-05-14 | 1974-05-14 | Steuerventil fuer druckluftbremsen, insbesondere fuer schienenfahrzeuge |
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CH (1) | CH588371A5 (de) |
DE (2) | DE2423430B2 (de) |
FR (1) | FR2271087B1 (de) |
GB (1) | GB1497226A (de) |
SE (1) | SE387590B (de) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KNORR-BREMSE AG, 8000 MUENCHEN, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |