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Elektropneumatische Bremseinrichtung
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kammer ausgestattetenDreidrucksteuerventil und einem vom Druck der Hauptluftleitung pneumatisch ge- steuerten elektrischen Schalter zur Betätigung elektromagnetischer Brems- und Löseventile. Bei elektro- pneumatischen Bremsanlagen ist es bereits bekannt, zusätzlich zu einer in ihrer Druckhöhe durch ein
Führerbremsventil geregelten Hauptluftleitung, die der rein pneumatischen Steuerung von Dreidrucksteuer- ventilen und zugleich der Aufladung von Druckluftbehältern dient, noch eine elektrische Steuereinrich- tung vorzusehen, wobei mittels von der Spindel des Führerbremsventiles mechanisch schaltbarer, elektri- scher Kontakte die Be- und Entlüftung von Bremszylindern bewirkende, elektromagnetische Ventile be- tätigbar sind.
Auch ist es bereits bekannt, Einrichtungen vorzusehen, die bei voller Funktionsfähigkeit der elektrischen Steuerungsorgane nur diese in Tätigkeit treten bzw. zur Wirkung kommen lassen.
Diese Bremsanlagen weisen jedoch die Nachteile auf, dass sie besonders ausgestaltete Führerbrems- ventile benötigen und dass keine Gewähr zum Erreichen wenigstens nahezu gleicher Bremsstufe mittels der elektrischen und pneumatischen Steuereinrichtungen bei gleicher Stellung des Handgriffes des Führerbremsventiles gegeben ist.
Es sind auch bereits elektropneumatisch gesteuerte Bremsanlagen bekannt, bei welchen ein für direkt wirkende Druckluftbremsen geeignetes Führerbremsventil den pneumatischen Steuerteil eines elektrischen
Schalters überwacht, der der Betätigung elektromagnetischer Brems- und Löseventile dient. Bei solchen Anlagen ist es bekannt, den in den Bremszylinder eingesteuerten Bremsdruck auf den pneumatischen Steuerteil des elektrischen Schalters rückwirken zu lassen. Diese Bremsanlagen weisen jedoch den Nachteil auf, dass keine den Bremszylinderdruck beeinflussenden, rein pneumatisch arbeitenden zusätzlichen
Steuerungsorgane vorgesehen werden können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Beseitigung dieser angeführten Nachteile und wird dadurch gelöst, dass als Mittel zur Bevorzugung der elektrisch gesteuerten Bremsvorgänge ein mit einem Stufenkolben ausgestattetes Doppelrückschlagventil vorgesehen ist, an dessen eine, die grössere wirksame Kolbenfläche beaufschlagende Eingangsleitung die elektrischen und an dessen andere Eingangsleitung die pneumatischen Bremssteuereinrichtungen angeschlossen sind und dessen Ausgangsleitung die Be- und Entlüftung eines Bremszylinders überwacht.
Eine weitere erfinderische Ausgestaltung des Gegenstandes des Hauptanspruches besteht darin, die Ausgangsleitung des Doppelrückschlagventi1es mit jessen zu den elektrischen Bremssteuereinrichtungen führender Eingangsleitung über ein sich in Strömungsrichtung zu letzterer öffnendes Rückschlagventil zu verbinden.
Diese Anordnung des Rückschlagventiles bringt den wesentlichen Vorteil mit sich, dass unabhängig davon, ob beim Lösen der Bremse der Lösevorgang mittels des elektromagnetischen Löseventiles demjenigen mittels des Dreidrucksteuerventiles voreilt oder umgekehrt, in jedem Fall der Lösevorgang nicht bis zum Ende der Funktion des Dreidrucksteuerventiles verzögert wird.
Gemäss dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung überwacht ein über eine Leitung 3 an eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossenes, selbstregelndes Führerbremsventil 5
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die Druckhöhe in einer Hauptluftleitung 7. Eine Zweigleitung 9 führt von dieser zu der Hauptluftleitungskammer 11 eines Dreidrucksteuerventiles 13, ein Kolben 15 trennt eine Steuerkammer 17 von ersterer Kammer 11 ab. Der Kolben 15 trägt eine als Rohr ausgebildete Kolbenstange 19, die abgedichtet in eine mit Aussenluft beaufschlagte Kammer 21 ragt, diese mittels eines Kolbens 23 begrenzt und mit einem Ventilsitz 25 endigt.
Innerhalb der Kammer 21 weist die Kolbenstange 19 eine Querbohrung 27 auf.'Dem Ventilsitz 25 ist eine Doppeldichtplatte 29 zugeordnet, deren zweite Dichtfläche mittels einer Feder 31 gegen einen an einer die oberhalb des Kolbens 23 befindliche Kolbenkammer 33 von einem Ventilraum 35 trennenden Zwischenwand befestigten Ventilsitz 37 gedrückt wird. Eine weitere Feder 39 drückt den Kolben 23 gegen seine untere Endlage. Der Ventilraum 35 ist über eine Leitung 41 mit einem Bremsluftbehälter43 und mit einem diesem zugeordnetenFüllventil 45 verbunden. An die Steuerkammer 17 des Dreidrucksteuerventiles 13 ist ein Luftbehälter 47 und über eine Drosselstelle 49 das Füllventil 45 angeschlossen, zu welchem auch eine von der Kolbenkammer 33 kommende Leitung 51 führt.
Die Leitung 51 endigt in einer Kolbenkammer 53 des Füllventiles 45, die durch einen anderseits mit Aussenluft beaufschlagten Kolben 55 begrenzt ist. Eine am Kolben 55 befestigte Kolbenstange 57 führt abgedichtet in einen mit Hauptluftleitungsdruck beaufschlagten Ventilraum 59, innerhalb welches auf ihr eine Dichtplatte 61 angebracht ist, die durch eine Feder 63 gegen einen Ventilsitz 65 gedrückt wird, der den Luftdurchtritt aus dem Ventilraum 59 in eine Kolbenkammer 67 überwacht. Die Kolbenstange 57 durchragt die Kolbenkammer 67 und trägt an ihrem Ende einen einerseits von dieser Kolbenkammer 67, anderseits von einer mit dem Druck der Steuerkammer. 17 des Dreidrucksteuerventiles aufgeladenen. Kammer 69 beaufschlagten Kolben 71.
Von der Leitung 51 führt eine Zweigleitung in eine Kolbenkammer 73 eines der Steuerkammer 17 zugeordneten Füllventiles 75, welches mittels eines federbelasteten Kolbens - : 7 ein in eine von der Hauptluftleitung 7 Über die Drossel 49 zur Steuerkammer 17 führende Leitung 79 eingeschaltetes Ven- til 81 überwacht. An die Kolbenkammer 33 des Dreidrucksteuerventiles ist ein Eingangsraum 85 eines
Doppelrückschlagventiles 83 angeschlossen, der beiderseits von durch eine Kolbenstange 87 verbundenen verschiedene Durchmesser aufweisenden Kolben 89, 91 begrenzt ist. Der kleinere, untere Kolben 89 ist anderseits von Aussenluft beaufschlagt, der grössere, obere Kolben 91 vom im zweiten Eingangsraum 93 herrschenden Druck.
In der Mitte der Kolbenlaufbahn des Kolbens 91 mündet ein von diesem überschleif- barer Anschluss einer Rohrleitung 95 in das Doppelrückschlagventil 83 ein. Die Leitung 95 führt in eine
Kolbenkammer 97 eines Relaisventiles 99, die durch einen von einem Rohr 101 durchsetzten Kolben 103 begrenzt ist.
Das Rohr durchragt nach links die Kolbenkammer 97 und endigt in der freien Atmosphäre, nach rechts endigt es in einer Kolbenkammer 111 mit einem Ventilsitz 105. Der Kolben 103 ist von rechts von der
Kraft einer Feder 107 und dem Druck der mit einem Bremszylinder 109 in Verbindung stehenden Kolben- kammer 111 beaufschlagt. Dem Ventilsitz 105 ist eine Doppeldichtplatte 113 zugeordnet, deren zweite Dichtfläche zusammen mit einem Ventilsitz 115 den Luftdurchtritt von einem vom Bremsluftbehälter 43 über eine Leitung 117 beaufschlagten Ventilraum 119 in die Kolbenkammer 111 überwacht. Eine Feder 121 drückt die Doppeldichtplatte 113 gegen den Ventilsitz 115.
Vom Bremsluftbehälter 43 führt eine Leitung 117,123 über ein zwei Kammern und ein den Luftdurchtritt zwischen diesen überwachende Ventil 125 aufweisendes Magnetventil 127 in den Eingangsraum 93 des Doppelrückschlagventiles 83. An den Eingangsraum 93 ist noch ein zweites, die Entlüftung dieses Raumes überwachende Magnetventil 129 angeschlossen. Beide Magnetventile 127,129 sind imRuhezustand geschlossen. Ein Rückschlagventil 131 verbindet die Ausgangsleitung 95 des Doppelrückschlagventiles 83 mit dessen Eingangsraum 93 in Strömungsrichtung zu letzterem.
Von der Hauptluftleitung 7 führt eine Zweigleitung 133 in eine Steuerkammer 137 eines pneumatisch gesteuerten, elektrischen Schalters 135, die einerseits mittels eines durch eine Feder 147 belasteten Kolbens 139 von einer mit einem auf Regeldruckhöhe eingestellten Sicherheitsventil 141 mit Entlüftung 143 verbundenen Steuerkammer 145 getrennt ist. Der Kolben 139 ist mit einer von einem Ventilsitz umgebenen Bohrung 149 versehen, die von einem an einer Kolbenstange 151 befestigten Ventilkegel 153 verschlossen werden kann.
Die Kolbenstange 151 führt abgedichtet in einen mit Aussenluft beaufschlagten Raum 155, trägt einen diesen von einer mit dem Druck des Eingangsraumes 93 des DoppelrUckschlagventiles 83 beaufschlagten Rücksteuerkammer 159 trennenden, von einer Feder 158 belasteten Kolben 157 und ragt mit ihrem Ende, an dem ein Schalthebel 161 angelenkt ist, ins Freie. Der Schalthebel 161 ist um einen Festpunkt 163 drehbar, an seinem Ende trägt er einen mit einer zu einer nicht gezeigten Stromquelle führenden Leitung 165 verbundenen Kontakt 167, dem zwei Schaltkontakte 169, 171 symmetrisch zugeordnet sind, die mit einer elektrischen Löseleitung 173 bzw. Bremsleitung 175 verbunden sind.
Die Spule des Magnetventiles 127 ist an die Bremsleitung 175 und diejenige des Magnetventiles 129 an die Löseleitung 173 angeschlossen.
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Die Wirkungsweise der in ihrem Aufbau beschriebenen Bremsanlage ist folgende :
Bei gelöster Bremse nehmen die Einzelteile der Anlage die in der Zeichnung dargestellten Lagen ein.
Aus der Druckluftquelle füllt das Führerbremsventil 5 die Hauptluftleitung 7 mit Druckluft von Regeldruckhöhe, das Kolbensystem 15,19, 23 des Dreidrucksteuerventiles nimmt seine untere Endlage, die Lö- sestellung ein. Das Ventil 25, 29 ist geöffnet, so dass die Kolbenkammer 33 und die Leitung 51 entlüftet sind. Das Füllventil 81 ist ebenfalls geöffnet, so dass die Steuerkammer 17 und der Behälter 47 auf Regeldruckhöhe aufgeladen sind. Das Kolbensystem des Füllventiles 45 nimmt bei voll aufgeladenem Bremsluftbehälter 43 unter der Beaufschlagung der Kolbenkammern 67,69 und unter der Kraft der Feder 63 seine linke Endlage ein, wobei das Ventil 61,65 geschlossen ist.
Das Kolbensystem des Schalters 135 nimmt unter der Beaufschlagung der Steuerkammer 137 und-über das Ventil 149, 153 erfolgen-der Steuerkammer 145 mitRegeldruck und den Kräften der Federn 147, 158 bei geschlossenem Ventil 149, 153 eine mittlere Stellung ein, in welcher beide Kontakte 167, 169 bzw. 171 geöffnet sind. Die beiden Magnetventile 127,129 sind geschlossen,. der Eingangsraum 93 des Doppelrückschlagventiles 83 sei durch vorheriges Öffnen des Ventiles 129 drucklos. Das Kolbensystem 89, 87,91 des Doppelrückschlagventiles nimmt dabei eine seiner beiden Endlagen, beispielsweise seine untere Endstellung, ein. Die Kolbenkammer 97 des Relaisventiles 99 ist über das Doppelrückschlagventil entlüftet, so dass auch der Bremszylinder 109 über das geöffnete Ventil 105, 113 mit Aussenluft beaufschlagt ist.
Zum Einbremsen wird durch Drehung des Handgriffes des Führerbremsventiles 5 der Druck der Hauptluftleitung 7 um einen bestimmten Betrag abgesenkt. Die Druckverminderung in der Steuerkammer 137 des Schalters 135 bedingt infolge der bleibenden Beaufschlagung der Kolbenkammer 145 eine Verschiebung des Kolbensystems 139, 151, 157 bei weiterhin geschlossenem Ventil 149, 153 nach rechts, so dass die Kontakte 167, 171 in Berührung kommen und die Bremsleitung 175 unter Spannung setzen. Das Ventil 12S des Magnetventiles 127 öffnet sich daher, so dass Druckluft aus dem Bremsluftbehälter in den Eingangsraum 93 des Doppelrückschlagventiles 83 einströmt und dessen Kolbensystem in die untere Endlage bringt bzw. dort festhält.
Nunmehr strömt Druckluft über die Leitung 95 in die Kolbenkammer 97 des Relaisventiles 99 ein und verschiebt dessen Kolben 103 nach rechts, so dass sich das Ventil 105,113 schliesst und das Ventil 115, 113 öffnet. Über letzteres Ventil gelangt Druckluft aus dem Bremsluftbehälter 43 in die Kolbenkammer 111 und den Bremszylinder 109. Zugleich gelangt auch ein Teil der das Magnetventil 127 durchströmenden Druckluft in die Rücksteuerkammer 159 des Schalters 135 und bewegt dessen Kolbensystem bei genügender Beaufschlagung in die Mittelstellung zurück, so dass die Bremsleitung stromlos wird und sich das Magnetventil 127 schliesst.
Bedingt durch die längeren Rohrleitungen und die Verwendung von Druckluft als Übertragungsmittel senkt sich etwas verzögert zur Betätigung des Schalters 135 der Druck der Hauptluftleitungskammer 11 des Dreidrucksteuerventiles ab, wodurch das Kolbensystem unter Schliessung des Ventiles 25,29 und Öffnung des Ventiles 37,29 durch den in der Steuerkammer weiterhin herrschenden Regeldruck angehoben wird. Aus dem Bremsluftbehälter 43 strömt nunmehr Druckluft über das Ventil 37,29 in die Kolbenkammer 33 und die mit dieser verbundenen Kolbenkammern 53 und 73 ein. Unter der Beaufschlagung der Kolbenkammer 73 schliesst sich das Ventil 81, so dass keine Druckluft aus der Steuerkammer 17 in die Hauptluftleitung abströmen kann. Das Ventil 61,65 bleibt infolge der Beaufschlagung der Kolbenkammer 53 geschlossen.
Aus der Kolbenkammer 33 gelangt auch Druckluft in den Eingangsraum 85 des DoppelrUckschlagven- tiles 83, kann jedoch infolge der Beaufschlagung des Eingangsraumes 93 über das Magnetventil 127 dessen Kolbensystem nicht anheben. Bei einer entsprechenden Beaufschlagung der Kolbenkammer 33 senkt sich das Kolbensystem des Dreidrucksteuerventiles ab, bis sich das Ventil 37,29 schliesst. Bei genügender Beaufschlagung der Kolbenkammer 111 des Relaisventiles 99 schliesst sich das Ventil 113, 115 ebenfalls.
Damit ist eine Bremsstufe erreicht. Die in die beiden Eingangsräume 85,93 des Doppelrückschlagventi- les über das Dreidrucksteuerventil bzw. das Magnetventil 127 eingesteuerten Drücke sollen möglichst gleiche Höhe haben ; durch en tsprechende Wahl der Kolbenfläehen im Dreidrucksteuerventil und im Schalter 135 - wobei ein gleiches Flächenverhältnis der in beiden Steuereinrichtungen enthaltenen beiden Kolben zueinander anzustreben ist-kann dies erreicht werden.
Bei weiterem Einbremsen wiederholen sich die dargestellten Vorgänge entsprechend.
Zum Lösen der Bremse wird über das Führerbremsventil 5 in die Ha'iptluftleitung 7 Druck von Regel- iöhe eingeleitet. Die in der Steuerkammer 137 des Schalters 135 hiedurch erfolgende Drucksteigerung verschiebt dessen Kolbensystem bei geschlossenem Ventil 149, 153 nach links, bis sich die Kontakte 167, 169 berühren und die Löseleitung 173 unter Spannung setzen. Das Magnetventil 129 wird hiedurch erregt md öffnet sich, so dass die Kolbenkammer 97 über das Doppelrückschlagventil 83 sowie die Rücksteuerrammer 159 des Schalters entlüftet werden.
Der in dem Eingangsraum 85 des Doppelrückschlagventiles
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verbleibende Druck steuert dieses zwar um, so dass wiederum Druckluft in die Leitung 95 gelangt, doch strömt diese Druckluft über das Rückschlagventil 131 und das Magnetventil 129 ebenfalls ab. Der Kolben 103 des Relaisventiles 99 bewegt sich daher nach links und öffnet das Auslassventil 113,105, so dass der Bremszylinder 109 entlüftet wird.
Die Anordnung des Rückschlagventiles 131 ist zwar keine unbedingte Notwendigkeit, jedoch bringt dieselbe den wesentlichen Vorteil mit sich, dass der Lösevorgang der Bremse nicht bis zum Ende des pneu- matischen Lösens verzögert wird. Wenn beim Lösen der Bremse mittels des elektromagnetischen Löseventiles 129 dieser Lösevorgang dem rein pneumatischen Lösevorgang mittels des Dreidrucksteuerventiles 13 voreilt, besteht in der Kammer 85 des Doppelrückschlagventiles 83 noch ein Restdruck, während der Überdruck in der Kammer 93 bereits auf Null abgesunken ist. Dieser Restdruck in der Kammer 85 verschiebt das Kolbensystem 89,91 so, dass Druckluft in den Raum 97 des Relaisventiles 99 gelangt.
Diese Druckluft wurde die Entlüftung des Bremszylinders 109 bis zum Ende des pneumatischen Lösevorganges verzögern, wenn sie nicht Gelegenheit hätte, über das Rückschlagventil 131 ebenfalls zum Magnetventil 129 zu gelangen und über dasselbe abzuströmen.
Würde die elektropneumatische Bremseinrichtung ohne das Rückschlagventil 131 betrieben, so müsste, wie bereits erwähnt, der Nachteil in Kauf genommen werden, dass der Lösevorgang sich so lange verzögern würde, bis der Restdruck im Raum 85 des Doppelrückschlagventiles 83 über das Dreidrucksteuerventil 13 abgebaut ist.
Durch die bereits vorstehend angegebenen Umstände verzögert, steigt der Druck in der Hauptluftleitungskammer 11 des Dreidrucksteuerventiles an. Der Kolben 15 senkt sich daher ab und öffnet das Entlüftungsventil 25,29, so dass die Leitung 51 auch über das preidrucksteuerventil entlüftet wird. Gleichzeitig hiezu sinkt der Druck in der Kolbenkammer 53 des Füllventiles 45, so dass sich dessen Kolbensystem unter der mangelnden Beaufschlagung der Kolbenkammer 67 infolge des Luftverbrauches des Bremszylinders nach rechts verschiebt und hiebei das Ventil 61, 65 öffnet.
Infolge des insbesondere bei langen Zügen am Zugende sich anfänglich einstellenden Druckgefälles vom Bremsluftbehälter zur Hauptluftleitung strömt Druckluft aus ersterem Behälter in die Hauptluftleitung ein, so dass eine Löseerleichterung für die Drei-
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til 61, 65 schliesst. Die Entlüftung der Kolbenkammer 73 des Füllventiles. 75 bewirkt ein Öffnen des Ventiles 81, so dass auch die Steuerkammer 17 auf Regeldruckhöhe nachgefüllt wird. Nach völliger Entlüftung der Kolbenkammer 97 und damit auch der Kolbenkammer 159 des Schalters 135 drückt die Feder 147 das Kolbensystem des letzteren in die Mittellage, so dass sich die Kontakte 167,169 öffnen und sich das Magnetventil 129 infolgedessen wieder schliesst.
Bei Ausfall der elektrischen Steuerung infolge eines Schadens arbeitet die pneumatische Steuerung, d. h. das Dreidrucksteuerventil, normal weiter. Bei einer Überhöhung des in dem Eingangsraum 85 des Doppelrückschlagventiles herrschenden Druckes gegenüber demjenigen des Eingangsraumes 93 hebt sich dessen Kolbensystem in die obere Endlage, so dass das Dreidrucksteuerventil über das Relaisventil die Beund Entlüftung des Bremszylinders überwachen kann.
Das Sicherheitsventil 141 dient zum Abblasen von in die Kolbenkammer 145 des Schalters 135 beispielsweise durch Füllstösse eingesteuerten Überladungen durch die Entlüftung 143.
Selbstverständlich ist es auch möglich, das beschriebene Ausführungsbeispiel den gegebenen Forderungen anzupassen. Über eine entsprechende, an sich bekannte Umgestaltung des Relaisventiles kann eine geschwindigkeitsabhängige Bremsung erzielt werden, ausserdem können die Anlagen durch Mindest- und Höchstdruckbegrenzer, einen Zug-Umstellhahn, Schnellbretns- und Betriebsbrems ? êschleuniger und noch weitere, nicht angeführte bekannte Einrichtungen ergänzt werden.
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