DE2651377A1

DE2651377A1 - Beschleuniger fuer ein drei-druck- steuerventil von schienenfahrzeug-druckluftbremsanlagen

Info

Publication number: DE2651377A1
Application number: DE19762651377
Authority: DE
Inventors: Johann Huber
Original assignee: Knorr Bremse GmbH
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1976-11-11
Filing date: 1976-11-11
Publication date: 1978-05-18
Also published as: DE2651377C2; FR2392855A1; CH624059A5; US4135768A; PL113686B1; HU181895B; IT1090681B; DD132952A5; FR2392855B1; PL202032A1; CS213332B2; GB1584699A

Description

tfüachei«, den 28.10.1976 TP - se

KNOER-BKEMSE GMBH, 8000 München 40, Moosacher Straße 80

Beschleuniger für ein Drei-Druck-Steuerventil von Schienenfahrzeug- Druckluftbremsanlagen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Beschleuniger für ein Drei-Druck-Steuerventil von Schienenfahrzeug- Druckluftbremsanlagen, mit einem vom Hauptluftleitungsdruck gegen den Druck in einer Steuerkammer beaufschlagten, bei überwiegender Beaufschlagung von Seiten der Steuerkammer ein Beschleunigerventil zwischen einer Hauptluftleitungsdruck führenden Kammer und einer Ventilkammer öffnenden Steuerkolben, mit einem Überwachventil zwischen der Ventilkammer und einer ständig über eine Düse an die Atmosphäre angeschlossenen Übertragkammer, und mit einem das Überwachventil betätigenden, in dessen Schließrichtung vom Bremsdruck bzw. einem diesem proportionalen Druck entgegen einer Federkraft beaufschlagten ersten Kolben.

Beschleuniger der vorstehend genannten Art sind bereits vielfach bekannt, beispielsweise aus der DT-PS 967 165

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Der Steuerkolben ist hierbei über einen gekröpften Stößel mit einem Ventilrohr verbunden und das Beschleunxgerventil ist gleichachsig zum Ventilrohr zwischen diesem und dem Steuerkolben angeordnet. Das Beschleunxgerventil umfaßt dabei eine unter Federkraft gegen das durch eine Ventildichtung abgeschlossene Ende des Ventilrohres angedrückte Hülse, deren Innenraum über das Überwachventil mit der Übertragkammer verbindbar ist. Nach der genannten DT-PS ist die Hülse mit einem sie ringartig umgebenden Ventildichtring verbunden, welcher zusammen mit einem gehäusefesten Ventilsitz in Art eines Doppelventils mit dem Beschleunxgerventil ein Auslaßventil vom Innenraum der Hülse zur Atmosphäre bildet. Dieses Auslaßventil kann jedoch auch entfallen, wie es beispielsweise aus der DT-PS 2 165 092 bekannt ist.

Bei diesen bekannten Beschleunigern öffnet sich zu Beginn einer Bremsung, kurz nach Hubbeginn des Steuerkolbens, das Beschleunxgerventil, so daß Druckluft aus der Hauptluftleitung durch das Beschleunigerventil und das unter Federkraft geöffnete Überwachventil in die Übertragkammer einströmt. Die aus der Hauptluftleitung so entnommene Druckluft bewirkt in dieser eine Druckabsenkung, welche die Hubbewegung des Steuerkolbens verstärkt. Fach Ansprung der Bremse, sobald ein bestimmter Bremsdruck erreicht ist, wird das Überwachventil geschlossen und die Übertragkammer entlüftet sich durch die Düse in die Atmosphäre. Während des ganzen

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weiteren Bremsvorganges _s beispielsweise beim Verstärken der ^jeweils eingesteuerten Bremsstufe, ist der bekannte Beschleuniger nicht bereit und in der Lage, erneut Druckluft zum Beschleunigen der Bremsverstärkung aus der Hauptluftleitung abzuzapfen. Erst beim vollständigen Lösen der Bremse wird das Überwachventil nach Schließen des Besehleunigerventils wieder geöffnet und der Beschleuniger wird wieder betriebsbereit.

Aus der DT-PS 1 236 551 ist ein Beschleuniger bekannt, bei welchem das mit dem Drei-Druck-Steuerventil kombinierte Beschleunigungsventil von einem gesonderten Kolben betätigbar ist, der vom Druck in der Hauptluftleitung und der Kraft einer !Feder entgegen dem Druck in einer Kammer beaufschlagt ist, welche über eine Düse aus der Hauptluftleitung füllbar und über in dieser Strömungsrichtung öffnende Rückschlagventile mit der Steuerkammer sowie einem Druckluftvorratsbehälter verbunden ist. Auch dieser Beschleuniger ist jedenfalls infolge des nachgeordneten Uberwachventils nur zu Bremsbeginn in der Lage, Druckluft aus der Hauptluftleitung zum Beschleunigen des Bremsbeginns abzuzapfen«

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Beschleuniger der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln derart auszugestalten, daß er während Bremsvorgängen nicht nur einmal zu Bremsbeginn, sondern nachfolgend auch bei jeder

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Verstärkung der eingesteuerten Bremsstufe in der Lage ist, Druckluft aus der Hauptluftleitung abzuzapfen und somit den eingesteuerten Bremsvorgang zu beschleunigen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß mit dem ersten Kolben ein zweiter Kolben gekoppelt ist, der zumindest bei geöffnetem Beschleunigerventil in Sohließrichtung des Überwachventils wirkend vom Hauptluftleitungsdruck entgegen dem Druck in einer Kammer belastet ist, welche über ein in dieser Strömungsrichtung öffnendes Rückschlagventil mit Hauptluftleitungsdruck füllbar ist, wobei das Rückschlagventil von einer Düse überbrückt ist.

Durch diese Ausgestaltung des Beschleunigers wird erreicht, daß zu Bremsbeginn, tirie bisher bekannt, Druckluft aus der Hauptluftleitung über das Beschleunigerventil und das Überwachventil in die Übertragkammer abgezapft wird, daß aber auch bei jeder nachfolgenden Bremsverstärkung über den zweiten Kolben das Überwaehventil für eine bestimmte Zeitspanne geöffnet wird und somit eine Jeweils erneute Druckluft abzapfung aus der Hauptluftleitung in die jeweils zwischenzeitlich über die Düse entleerte Übertragkammer erfolgt.

Each einem weiteren Merkmal der Erfindung hat es sich dabei als zweckmäßig erwiesen, wenn das Rückschlagventil zwischen den Kammern zu beiden Seiten des zweiten Kolbens

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angeordnet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung ausgebildeten Beschleunigers schematisch dargestellt.

In einem Gehäuse (1) eines Drei-Druck-Steuerventils (2) für eine im weiteren nicht dargestellte 3)ruck_r luftbremse eines Schienenfahrzeuges befindet sich ein als Membrankolben ausgebildeter Steuerkolben (3)> der eine Steuerkammer (4) von einer an eine Hauptluftleitung (5) angeschlossenen Leitungskammer (6) abtrennt. Ein im Gehäuse (1) geführter, zentraler Stößel (7) gewährleistet eine gute Führung des Steuerkolbens (3). Exzentrisch trägt der Steuerkolben (3) eine Stange (8), die im Gehäuse (1) geführt ist und andererseits mit einer zum Steuerkolben (3) konzentrisch angeordneten Ventildichtung (9) verbunden ist. Die Ventildichtung (9) befindet sich in einem Raum (10), der über einen Kanal (11) mit der Leitungskammer (6) verbunden ist. Zwischen der Leitungskammer (6) und dem Raum (10) ist in einer zum Raum (10) hin offenen, eine Ventilkammer (12) darstellenden Aussparung des Gehäuses (1) eine zum Steuerkolben (3) konzentrischen Steuerhülse (13) abgedichtet verschieblich geführt. Die Steuerhülse (13) endet mit einem Ventilsitz (14) vor der Ventildichtung

von
(9) und ist insgesamtVeinem Längskanal durchsetzt.

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Yentilsit ζ (14) und Ventildichtung (9) "bilden das Besehleunigerventil (9_S 14). Zwischen dem Boden der Kammer (12) und das der Ventildichtung (9) angewandte Ende der Steuerhülse (13) ist eine Druckfeder (15) eingespannt» Das der Feder (15) zugewandte Ende der Steuerhülse (15) ist mit einem Hingflansch (16) versehen, dem mit geringem Abstand auf Seiten des Ventilsitzes (14) ein gehäuse-fester Anschlag (17) gegenüber-^ steht.

Die Ventildichtung (9) trägt auf der der Steuerhülse (11) abgewandten Seite konzentrisch ein Ventilrohr (18), daß zwischen zwei dichtenden Verschiebeführungen (19 und 20) zum Getäuse (1) mit einer in einen Saum (21) mündenden Querbohrung versehen ist_e Der Eaum (21) ist über einen Auslaßkanal (22) mit der Atmosphäre verbunden* Ein am Ventilrohr (18) befestigter Kolben (23) trennt zwei Säume (24 und 25) voneinander? der sich auf Seiten der Ventildichtung (9) befindend© Baum (24) ist ständig von Atmosphärendruek beaufschlagt, und in den andersseitigen Saum (25) mündet eine gegebenenfalls über ein strichpunktiert angedeutetes Eelaisventil (26) zu einem Bremszylinder (27) führende Eohrleitung (28) ein_s Im Eaum (25) endet das Ventilrohr (18) offen mit einem Ventilsitz (29) vor einer Doppeldichtplatte (30)» Die Doppeldichtplatte (30) befindet sich in einem über einen Kanal (31) an einen nicht dargestellten Hilfsluftbehälter angeschlossenen Raum (32). Zusammen mit einem gehäuse-festen Ventilsitz (33) bildet die federbelastete Doppeldichtplatte (30) ein den

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Luftdruchtritt'aus dem Saum (32) in den Eaum (25) überwachendes Einlaßventil (30, 33) und zusammen mit dem Ventilsitz (29) ein die Verbindung des Raumes (25) mit der Atmosphäre überwachendes Auslaßventil (25, 30)ο

Der Kaum (25) ist über eine vorzugsweise im Gehäuse (1) des Steuerventils (2) verlaufende, in der Zeichnung jedoch gesondert dargestellte Leitungsverbindung (3A-) mit einem Kaum (35) verbunden, der durch einen Kolben (36) von einem ständig mit der Atmosphäre verbundenen Kaum (37) abgetrennt ist» Über einen Stößel (38) dient der Kolben (36) zum Betätigen eines voa einer Feder (39) in Öffnungsrichtung belasteten Ventils (40), das in einen Kanal (4-1) eingeordnet ist, welcher von der Leitungskammer (6) zur Steuerkammer (4) führt» In den Kanal (41) ist aine Empfindlichkeitsdüse (4-2) eingeordnete

Vom Baum (25) führt ein weiterer Kanal (4-3) im Ventilgehäuse (1) zu einem Beaufschlagungsraum (44·) für einen andererseits stets von Atmosphärendruck belasteten ersten Kolben (4-5)« Der Kolben (4-5) ist mit einem ihn durchsetzenden Stößel (46) verbunden und auf Seiten seiner Beaufschlagung von Atmosphärendruck von einer Feder (47) belastet. Der Stößel (46) ist beiderseits des Kolbens (45) abgedichtet verschieblich in Gehäusetrennwänden gelagert; das eine Ende des Stößels (46) ist in einem Saum (48) mit der Dichtplatt© (49) eines überwachventils (50) und das

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andere Ende ist mit einem zwei Räume (51 und 52) voneinander trennenden zweiten Kolben (53) verbunden. Das Überwachventil (50) ist von der Feder (4-7) in Öffnungsrichtung belastet und überwacht eine Verbindung von dem mit der Ventilkammer (12) verbundenen Raum (48) zu einer Übertragkammer (54) _s welche über eine Düse (55) ständig an die Atmosphäre angeschlossen ist. Der dem Kolben (4-5) entferntere Raum (51) steht ständig mit dem Saum (10) und damit auch der Leitungskammer (6) sowie der Hauptluftleitung (5) in Verbindungj der andersseitige Saum (52) ist in seinem Volumen durch eine Ausnehmung (5δ) im Ventilgehäuse (1) vergrößert und über ein Rückschlagventil (57) mit dem Saum (5T) verbunden. Das Rückschlagventil i57) öffnet in Strömungsrichtung vom Raum (51) zum Saum (52); sein® Dichtplatte (58) ist von einer Düse (59) durchbrochen*,

Bei betriebsbereiter, gelöster Bremse nimmt das Steuerventil (2) die aus der Zeichnung ersichtliche Schaltstellung ein. Di® Hauptluftleitung (5) und der nicht dargestellte Hilfsluftbehälter sind dabei mit Druckluft beaufschlagt; aus der Hauptluftleitung (5) ist die Leitungskammer (6) und über den Kanal (4-1) sowie das unter der Kraft der Feder (39) geöffnet© Ventil (40) die Steuerkammer (4) mit Druckluft gefüllte Über den Kanal (11) sind die Räume (10 und 51) sowie über das Rückschlagventil (57) der Raum (52) ebenfalls mit Druckluft beaufschlagt«, Die ÜTsertragkammer (54) waü. iihev das

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geöffnete Überwachventil (50) sind der Raum (48) sowie die Kammer (12) in die Atmosphäre entleert» Das Beschleunigerventil (9, 14) ist geschlossen. Das Einlaßventil (30, 33) ist ebenfalls geschlossen und das Auslaßventil (29, 30) ist geöffnet, so daß der Bremszylinder (27) mit den Räumen (25, 35 und 44·) durch den Längskanal des Ventilrohres (18) sowie den Auslaßkanal (22) in die Atmosphäre entlüftet sind.

Wird zum Bremsen in die Hauptluftleitung (5) eine Druckabsenkung eingesteuert, so setzt sich diese in die Leitungskammer (6) fort, während über die Empfindlichkeit sdüse (42) der Druck in der Steuerkammer (4) zurückgehalten wird_o Der Steuerkolben (5) wird daher in Richtung zur Leitungskammer (6) verschoben, wobei er über die Stange (8) die Yentildichtung (9) mitnimmt«, Die Steuerhülse (13) vermag der ■Ventildichtung (9) nur ein kurzes Stück bis zum Anschlagen des Flansches (16) an der Schulter (17) zu folgen, sodann hebt sich die Ventildichtung (9) vom Ventilsitz (14) bei stehenbleibender Steuerhülse (13) ab. Aus der Hauptluftleitung (5) bzw„ der Leitungskammer (6) strömt nun Druckluft durch den Kanal (11), den Raum (10) und das geöffnete Beschleunigerventil (9, 14) und durch die Steuerhülse (13) in die Kammer (12), den Raum (48) und weiter durch das geöffnete Überwachventil (50) in die Übertaagkammer (5^) ein. Das

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Abströmen der Druckluft durch das Beschleunigerventil (9» 13) verstärkt die Druckabsenkung in der Leitungskammer (6)^ so daß der Steuerkolben (3) verstärkt angehoben wird. Im Verlaufe dieser Hubbewegung gelangt das Ventilrohr (18) zur Anlage an der Doppeldichtplatte (JO),so daß das Auslaßventil (29, 30) geschlossen und sodann, bei weiterer Hubbewegung des Steuerkolbens (3), das Einlaßventil (30, 33) geöffnet wird. Aus dem Hilfsluftbehälter strömt nunmehr Druckluft durch das geöffnete Einlaßventil (30, 33) in den Raum (25), den Bremszylinder (27) und die Räume (35 sowie 44) ein. Der Kolben (36) wird unter der Druckbeaufschlagung des Raumes (35) gemäß der Zeichnung nach links verschoben und schließt das Ventil (40), so daß die Steuerkammer (4) abgetrennt wird und sich nicht durch den Kanal (20) in die Leitungskammer (6) entleeren kann,. Der in der Steuerkammer (4) anstehende Druck bleibt also während des weiteren Bremsverlaufes erhalten.

Bei Beendigen der Bremsstufen - Einsteuerung - wird der Druck in der Hauptluftleitung (5) vom nicht dargestellten führerbremsventil her konstant gehalten. Die Druckabzapfung aus der Leitungskammer (6) über das Beschleunigerventil(9, 14) in die Übertragkammer (54) ist zu diesem Zeitpunkt im wesentlichen bereits beendet, da die Übertragkammer (54) mit dem Druck der Leitungskammer (6)

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gefüllt ist und somit nur noch eine geringe Entlüftung über die T)üse (55) erfolgt. Über die Düse (59) gleichen sich bei geschlossenem Rückschlagventil (57) die Drücke zwischen dem Raum (52) und dem in seinem Druck auf das Druckniveau der Leitungskammer (6) unveraögert abgesenkten Raum (51) an. Sobald dieser Druckausgleich bis zu einem bestimmten Maß vollzogen ist, vermag der Kolben (4-5) unter der Beaufschlagung durch den im Raum (44) anstehenden Druck das Überwachventil (50) zu schließen, wodurch die Übertragkammer (54-) von der Druckluftnachspeisung aus der Leitungskammer (6) abgetrennt wird. Die Übertragkammer (54-) entleert sich sodann, durch die Düse (55) in. die Atmosphäre. Sobald im Raum (25) und dem Bremszylinder (27) eine entsprechende Druckhöhe erreicht ist, drückt der Kolben (25) das Ventilrohr (18) bis zum Schließen des Einlaßventils (30, 33) abwärts. Das Auslaßventil (29, 30) bleibt geschlossen. An dem den Steuerkolben (3) und den Kolben (23) umfassenden Kolben« system herrscht Kräftegleichgewicht und es ist eine Bremsabschlußstellung erreicht.

Soll die Bremsung verstärkt werden, so wird eine weitere Druckabsenkung in die Hauptluftleitung (5) eingesteuert. Im Raum (51) ergibt sich damit eine rasche Druckabsenkung, während der Druck im Raum (52) über die Düse (59) dieser Druckabsenkung nur verzögert folgen kann. Der Kolben (53) zieht daher das Überwachventil (50) entgegen der Belastung

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durch den Kolben (45) auf und aus der Leitungskammer (6) strömt durch das geöffnete Beschleunigerventil (9»-14) soiri-β den Kaum (12) Druckluft in die zwischenzeitlich über die Düse (35) entleerte Ubertragkammer (54) ein. Es ergibt sich also eine erneute Druckabzapfung aus der Leitungskammer (6), wodurch das Kräftegleichgewicht am Kolbensystem (3, 23) verstärkt gestört wird. Durch Anheben des Ventilrohrers (18) wird das Einlaßventil (30, 33) geöffnet und aus dem Vorratsbehälter strömt Druckluft zur Drucksteigerung in den Baum (25) sowie den Bremszylinder (27) ein« Nach Beendigen der Druckabsenkungs- ε ansteuerung in die Hauptluftleitung (5) gleicht sich der im Saum (52) herrschende Druck alsbald soweit an den im Kaum (51) herrschenden Druck über die Düse (59) an, daß der Kolben (45) unter seiner Druckbeaufschlagung durch den Raum (44) das Überwachventil (50) wieder schließt. Die Ubertragkammer (54) ist damit wieder von der leitungskammer (6) abgetrennt und entleert sich über die Düse (55) in die Atmosphäre. Sobald in den Raum (25) und den Bremszylinder (27) eine entsprechende Drucksteigerung eingesteuert ist, herrscht am Kolbensystems (3> 23) wieder Kräftegleichgewicht und der Ventilstößel (18) wird bis zum Schließen des Einlaßventils (30, 33) abgesenkt«, Damit ist eine weitere Bremsabschlußstellung bei verstärkter Bremsung erreicht.

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Bei weiterem, stufenweise Verstärken der Bremsung wiederholen sich diese Vorgänge entsprechend. Dabei wird jedesmal durch die kurzfristig am Kolben (53) auftretende Druckdifferenz das Uberwachventil (50) geöffnet und damit eine bestimmte Druckluftmenge aus der Leitungskammer (6) in die über die Düse (55) jeweils entleerte Übertragkammer (54·) abgezapft.

Das Lösen der Bremse erfolgt in üblicher Weise durch Druckaufbau in der Hauptluftleitung (5), wodurch der Steuerkolben (3) mit dem Ventilrohr (18) unter öffnen des Auslaßventils (29),(30) abwärts gedrückt wird. Die Kammer (25), der Bremszylinder (27) sowie die Räume (35 und. 44) werden sodann durch den Kanal (22) in die Atmosphäre entlüftet. Die in die Leitungskammer (6) durch die Hauptluftleitung (5) eingespeiste Drucksteigerung überträgt" sich unverzögert in den Raum (51) und über das sich öffnende Rückschlagventil (57) auch in den Raum (52). während der Abwärtsbewegung des Steuerkolbens (3) gelangt die Ventildichtung (9) zur Anlage auf der Steuerhülse(i3)» so daß das Beschleunigerventil (9» 14) geschlossen wird. Bei Beendigen des Lösevorganges drückt die Feder (39) das Ventil (40) und die Feder (47) das tfberwachventil (50) wieder auf; damit ist das Drei-Druck-Steuerventil in die dargestellte Lösestellung zurückgekehrt.

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Die Steuerhülse (13) gewährleistet durch ihre verschiebliche Lagerung im Ventilgehäuse (1) eine Belastung des Beschleunigerventils (9, 14) in Schließrichtung nur durch die Kraft der Feder (15); eine Überbeanspruchung des Beschleunigerventils (9, 14·) durch die beispielsweise vom Steuerkolben (3) ausgeübten Kräfte ist damit ausgeschlossen. Es ist jedoch offensichtlich, daß die Beschleunigerhülse (13) auch mit einem Auslaßventil für den Raum'(48) versehen sein kann, wie es beispielsweise aus der DT-PS 967 165 bekannt ist. Mit Ausnahme einer Entlüftung des Raumes (48) über dieses zusätzliche Entlüftungsventil der Steuerhülse (13) im Vollösezustand-des ■Drei-Druck-Steuerventils (.2) wird die !Funktion des. letzteren nicht geändert; insbesondere bleibt die Funktion des Überwachventiles (50) in der vorstehend geschilderten Weise voll erhalten. "

In Abänderung vom dargestellten Ausführungsbeispiel ist es möglich, den Raum (51) 'vom Raum (10) abzutrennen und mit dem Raum (12) zu verbinden. Im VollÖsezustand des Drei-Druck-Steuerventils (2) sind dann die Räume (51) und (52) entleert, erst bei Bremsbeginn nach öffnen des Beschleunigerventils (9,14) werden diese Räume (51 und 52) rasch mit Druckluft beaufschlagt. Hierdurch ergibt sich eine zusätzliche Druckabzapfung aus der Leitungskammer (6)_β Die xireiter© iOnlction des Beschleunigerventils (50) bleibt dabei voll

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Claims

Müncnen, den 28.10.1976
TP-sc

Patentansprüche

!Beschleuniger für ein Drei-Druck-Steuerventil
von Schienenfahrzeug - Druckluftbremsanlagen,
mit einem vom Hauptluftleitungsdruck gegen den
Druck in einer Steuerkammer beaufschlagten, bei
überwiegender Beaufschlagung von seiten der Steuerkammer ein Beschleunigerventil zwischen einer Hauptluftleitungsdruck führenden Kammer und einer Ventilkammer öffnenden Steuerkolben, mit einem Überwachventil zwischen der Ventilkammer und einer ständig
über eine Düse an die Atmosphäre angeschlossenen
Übertragkammer, und mit einem das Überwachventil betätigenden, in dessen Schließrichtung vom Bremsdruck bzw. einem diesem proportionalen Druck entgegen einer Federkraft beaufschlagten ersten Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Kolben (4-5) ein
zweiter Kolben (53) gekoppelt ist, der zumindest bei geöffnetem Beschleunigerventil (9, 14-) in Schließrichtung des Überwachventils (50) wirkend vom Hauptluftleitungsdruck entgegen dem Druck in einer Kammer (52) belastet ist, welche über ein in dieser Strömungsrichtung öffnendes Rückschlagventil (57) mit Hauptluftleitungsdruck füllbar ist, wobei das Rückschlagventil (57) von einer Düse (59) überbrückt ist.

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2.) Beschleuniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Euckschlagventil (57) zwischen den Kammern (51 und 52) zu beiden Seiten des zweiten Korbens (53) angeordnet ist.

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