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Einrichtung zur Steuerung der Füllung der Bremsleitung indirekt wirkender
Druckluftbremsen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung derjenigen bekannten Art,
bei der die Wiederauffüllung der Bremsleitung aus dem Hauptluftbehälter nach einer
Bremsung durch ein Füllventil überwacht wird, das unter dem Einfluß des Unterschiedes
zwischen einem durch Verstellen des Führerhebels kontinuierlich veränderbaren Steuerdruck
und dem Druck in einer mit der Bremsleitung verbundenen Leitungskammer steht und
das mit einem pneumatischen, im Sinne seiner Öffnung wirkenden zusätzlichen Betätigungsorgan
versehen ist.
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Bei bekannten Steuereinrichtungen dieser Art beeinflußt das zusätzliche
Betätigungsorgan das Füllventil, nachdem der Lokomotivführer den Führerhebel in
die Stellung für vollständiges Lösen gedreht hat, um so länger, je stärker die vorangegangene
Bremsung war. Wird der Führerhebel aber zwecks Einstellung einer kleineren Bremsstufe
nur in dieser letzteren entsprechende Stellung gedreht, so bleibt das zusätzliche
Betätigungsorgan außer Wirkung.
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Demgegenüber bewirkt erfindungsgemäß ein unter dem Einfluß des Steuerdruckes
stehendes Hilfsventil eine um so länger dauernde Beaufschlagung des zusätzlichen
Betätigungsorgans, je größer die durch die Stellung des Führerhebels bestimmte Lösestufe
ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die Steuereinrichtung in schematischer Darstellung
mit einem Führerventil s, einem Füllventil 6 und einem Hilfsventil 7 in axialem
Schnitt und in Vollbremsstellung und Fig. 2 bis 4 die Stellung dreier vom Führerhebel
gesteuerter Ventile in der Füllstellung, der Schnellbremsstellung und der Stellung
für vollständiges Lösen.
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Das Führerventil 5 weist einen glockenförmigen, nach unten offenen
Körper 8 auf, der in einem Gehäuse 9 drehbar gelagert ist. Am oberen, aus dem Gehäuse
9 herausragenden Ende des Körpers 8 ist der Führerhebel 10 befestigt, und ferner
ist in dieses Ende ein eine Kappe 11 tragender Bolzen 12 eingeschraubt, der an seinem
unteren Ende den gegen eine Schraubenfeder 13 drückenden Teller 14 trägt. Das untere
Ende der Feder liegt am tellerförmigen Ende eines axial durchbohrten, an einer Membran
16 befestigten Ventilkörpers 15 an. Gegen das untere Ende des Ventilkörpers 15 wird
durch eine Feder 17 ein Ventilteller 18 gedrückt, der bei sich nach oben verschiebendem
Ventilkörper 15 auf einem durch eine Trennwand des Gehäuses 9 gebildeten Ventilsitz
19 zum Aufliegen kommt. Das untere Ende des Körpers 8 ist mit einem in eine Ausnehmung
21 im Gehäuse 9 greifenden Flansch 22 versehen. Die obere Begrenzung der Ausnehmun.g
21 bildet, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist, einen Teil einer Schraubenfläche,
gegen die der Flansch 22 durch die Feder 13 gedrückt wird. An den Anfang und das
Ende der Schraubenfläche schließt sich je ein ebener Teil an, der eine Drehung des
Körpers 8 ohne gleichzeitige Verschiebung in axialer Richtung ermöglicht.
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Die äußere zylindrische Oberfläche des Körpers 8 ist mit drei Führungsbahnen
20, 23 und 24 versehen, gegen die durch Federn 27 die Stößel dreier Ventilkörper
25, 26 und 33 gedrückt werden. Die drei Stößel sind in der Wandung des Gehäuses
9 gleitend geführt und greifen dichtend in eine mit der Bremsleitung 29 des Zuges
verbundene Kammer 28 bzw. eine weitere Kammer 34 ein. Eine Trennwand 30 bildet drei
Ventilsitze für die Ventilkörper 25, 26 und 33. Bei von seinem Sitz abgehobenem
Ventilkörper 25 (Fig. 3) ist die Kammer 28 über die Bohrung 31 mit der Außenluft
verbunden. Der Ventilkörper 26 ist mit einem zylindrischen Ansatz 32 versehen, der
in der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Führerhebels 10, in der der Ventilkörper
26 von seinem Sitz abgehoben ist, die Weite des. durch den letzteren gebildeten
Durchgangs drosselt. Durch die Führungsbahn 24 wird der Ventilkörper 26 in der in
Fig. 2 gezeigten Füllstellung des Führerhebels 10 so weit angehoben, daß der Ansatz
32 den vom Ventilsitz gebildeten Durchgang ganz freigibt, während in der in Fig.
3 gezeigten Schnellbremsstellung der Ventilkörper 26 auf seinem
Sitz
aufliegt und die Verbindung zwischen den Kammern 28 und 35 unterbricht. Der Ventilkörper
33 überwacht die Verbindung zwischen den beiden Kammern 34 und 35. In der in Fig.
4 dargestellten Stellung für vollständiges Lösen wird er durch den auf der Führungsbalin
20 aufliegenden Stößel von seinem Sitz abgehoben, während er in allen übrigen Stellungen
des Führerhebels durch die ihn belastende Feder 27 auf seinen Sitz gedrückt wird.
Die den Ventilkörper 33 belastende Feder 27 ist nur von geringer Stärke, so daß
der Ventilkörper auch bei einem Überdruck in der Kammer 34 gegenüber der Kammer
35 geöffnet wird.
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Der Führerhebel 10 kann in die folgenden Stellungen gebracht werden:
die Stellung für vollständiges Lösen, in der sich der Körper 8 in seiner untersten,
der stärksten Spannung der Feder 13 entsprechenden Stellung befindet, und in der
das Ventil 25 geschlossen, die Ventile 33 und 26 dagegen geöffnet sind, wobei der
zylindrische Ansatz 32 eine Drosselstelle bildet; die Füllstellung, in der die Feder
13 dieselbe Spannung aufweist wie in der Stellung für vollständiges Lösen und in
der ferner das Ventil 25 geschlossen, das Ventil 26 ohne Drosselwirkung geöffnet
und das Ventil 33 geschlossen ist; die Betriebsbremsstellungen, in, denen der Flansch
22 an der genannten Schraubenfläche anliegt, so daß sich die Spannung der Feder
13 stetig vom höchsten Wert der Stellung für vollständiges Lösen auf den einer Vollbremsung
entsprechenden Wert vermindern läßt und in der die Ventile 25 und 33 geschlossen,
das Ventil 26 dagegen, wie in der Stellung für vollständiges. Lösen, unter Bildung
einer Drosselstelle geöffnet ist; eine zusätzliche Betriebsstellung, die sich von
den vorangehend genannten Betriebsbremsstellungen nur dadurch unterscheidet, daß
die Feder 13 auf einen Wert entspannt ist, der etwas unterhalb dem der Vollbremsung
entsprechenden Wert liegt; die Schnellbremsstellung, in der die Spannung der Feder
13 denselben Wert hat wie in der zusätzlichen Betriebsbremsstellung und in der das
Ventil 25 geöffnet, die Ventile 26 und 33 dagegen geschlossen sind.
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Im Gehäuse 40 des Füllventils 6 ist der äußere Rand zweier Membranen
41, 42 eingespannt, an denen ein hohler Ventilkörper 43 befestigt ist. Letzterer
ist in einer Öffnung einer Trennwand 44 verschiebbar geführt und greift mit seinem
oberen, offenen Ende durch eine Öffnung in einer weiteren, einen Ventilsitz 45 bildenden
Trennwand hindurch. Ein durch eine Feder 46 belasteter Ventilteller 47 dient zum
Aufliegen auf dem Ventilsitz 45 und dem oberen Ende des Ventilkörpers 43. Die von
der Zwischenwand 44 und der Membran 42 eingeschlossene Kammer, mit der das Innere
des Ventilkörpers 43 durch eine Bohrung 48 verbundren ist, steht mit der Außenluft
in Verbindung. Die unterhalb der Membran 42. gelegene Druckkammer 49 ist über eine
Drosselbohrung 50 ebenfalls an die Außenluft angeschlossen. Durch die Membran 41
wird eine durch eine Leitung 51 an einen Steuerbehälter 52 angeschlossene Steuerkammer
53 von einer Leitungskammer 54 getrennt. An die oberhalb des Ventilsitzes 45 befindliche
Kammer ist der Hauptluftbehälter 55 angeschlossen, der über die Leitung 56 zugleich
auch die unterhalb des Ventilsitzes 19 gelegene Kammer des Führerventils mit Druckluft
versorgt.
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Im Gehäuse 60. des Hilfsventils 7 ist ein fester Ventilsitz 61 vorgesehen,
mit dem ein an einem Stößel 36 befestigter Ventilkörper 37 zusammenwirkt. Über den
Stößel 36 ist eine Hülse 38 geschoben, die durch eine sich am Gehäuse 60 abstützende
Feder 39 auf den Ventilkörper 37 gedrückt wird. Eine weitere sich am oberen Ende
der Hülse 38 abstützende Feder 57 drückt gegen einen am oberen Ende des Stößels
36 angeordneten Teller 58. Die Hülse 38 wird von einer in der Wandung des Gehäuses
60 eingespannten Membran 62 getragen, die den Innenraum des Gehäuses 60 in zwei
Kammern 59 und 64 teilt. Die Feder 57 ist so bemessen, daß sie bei einem zwischen
den Kammern 59 und 64 herrschenden Druckunterschied, der den Unterschied zwischen
Betriebsdruck und dem einer Vollbremsung entsprechenden Bremsleitungsdruck nicht
übersteigt und unter dessen Einfluß der Stößel 36 durch die Büchse 38 bis zum Anliegen
des Tellers 58 an der Wandung des Gehäuses 60 verschoben wird, nicht überwunden
werden. kann. Herrscht in diesen Kammern aber ein größerer Druckunterschied, so
bewegt sich die Hülse 38 relativ zum Stößel 36 und öffnet dabei das Ventil 37, 38.
An die Kammer 64 ist einerseits ein Behälter 66 angeschlossen, so daß die Membran
62 auf ihrer Oberseite vom Druck dieses Behälters beaufschlagt wird; andererseits
steht die Kammer 64 über den verengten Durchlaß 67 mit einer Leitung 70 in Verbindung,
die von der Leitungskammer 54 zur Kammer 35 führt. Die Kammer 64 steht weiterhin
über die die Drosselbohrung 69 enthaltende Leitung 74 mit der Kammer 34 in Verbindung.
Der verengte Durchlaß 69 ist gegenüber dem Durchlaß 67 von größerer Weite, so daß
die über das Ventil 33 erfolgende Entleerung des Behälters 66 mit größerer Geschwindigkeit
vor sich geht als die über den Durchlaß 67 erfolgende Füllung. Der Unterseite der
Membran 62 wird über den an die Leitung 51 angeschlossenen Leitungszweig 71 der
Druck des Steuerbehälters 52 zugeführt, der bei von seinem Sitz 61 abgehobenem Ventilkörper
37 infolge der Verbindung 72 auch auf die Membran 42 wirkt.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuereinrichtung ist die folgende:
Es sei angenommen, der Führerhebel 10 befinde sich in der in Fig. 1 dargestellten,
einer Vollbremsung entsprechenden Stellung:^ in der der Körper 8 seine höchste Lage
einnimmt, die Feder 13 also am schwächsten gespannt ist. In der über den Leitungszweig
73 mit dem Steuerbehälter 52 verbundenen Kammer des Führerventils besteht daher
der einer Vollbremsung entsprechende Druck von beispielsweise 3 Atm., welcher der
mittels der Kappe 11 einregelbaren Federkraft das Gleichgewicht hält. Durch die
Feder 17 wird der Ventilkörper 15 und der Ventilteller 18 nach oben gedrückt, bis
letzterer auf seinem Sitz 19 aufliegt und den Zutritt von aus dem Hauptluftbehälter
55 stammender Druckluft unter die Membran 16 sperrt. Zufolge des offenen Ventils
26, 30 herrscht in der Leitungskammer 54 der Druck der Bremsleitung, der, solange
er größer ist als der Druck in der Steuerkammer 53, den Ventilkörper 43 nach unten
drückt, so daß Druckluft aus der Bremsleitung 29 über die Bohrung 48 ins Freie austreten
kann. Bei Gleichheit der Drücke in den beiden Kammern 53, 54 wird dieser Auslaß
durch Anliegen des Ventilkörpers 43 am Ventilteller 47 unterbrochen. Druckgleichheit
besteht nun ebenfalls zu beiden Seiten der Membran 62, so daß der Ventilkörper 37
durch die Feder 39 und die Hülse 38 auf seinen Sitz 61 gedrückt wird und den Austritt
von Druckluft aus dem Steuerbehälter 52 über die Drosselbohrung 50 verhindert.
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Zwecks teilweiserLösung der Bremsen des Zuges dreht der Lokomotivführer
den Führerhebel 10 in die einer bestimmten Lösestufe entsprechende Stellung, wöben
sich
der Körper 8 nach unten verschiebt und die Feder 13 stärker gespannt wird, während
die Ventile 25, 26 und 33 in der dargestellten Stellung verharren. Der Ventilteller
18 wird dadurch von seinem Sitz 19 abgehoben, und es fließt Druckluft aus dem Hauptluftbehälter
55 unter die Membran 16 und von hier in den Steuerbehälter 52, in die Steuerkammer
53 und unter die Membran 62. Das bisher an den beiden Membranen 41, 62 vorhandene
Gleichgewicht wird dadurch gestört, und der Ventilkörper 43 und die Hülse 38 werden
angehoben. Hierbei wird auch der Stößel 36
durch die Feder 57 mitgenommen,
so daß der Ventilkörper 37 weiterhin am unteren Ende der Hülse 38 anliegt. Es wird
daher eine Verbindung zwischen den Kammern 59 und 49 hergestellt, während die über
die Bohrung der Hülse 38 verlaufende Verbindung zwischen den Kammern 59 und 64 weiterhin
unterbrochen bleibt. Nun fließt Druckluft aus dem Hauptluftbehälter 55 in die Leitungskammer
54 und von hier in die Bremsleitung 29 und über die Drosselbohrung 67 in die Kammer
64 und den Behälter 66. Gleichzeitig gelangt Druckluft aus dem Steuerbehälter 52
über den Leitungszweig 71 unter die Membran 62 und über das geöffnete Ventil 37,
61 in die Kammer 49, wobei der Druck in letzterer und unter der Membran 62 unmittelbar
auf den durch den Führerhebel eingestellten Wert ansteigt. Ein Abfallen des Druckes
im Steuerbehälter 52 findet hierbei nicht statt, da jede Senkung des Druckes unter
der Membran 16 die Nachspeisung aus dem Hauptluftbehälter bewirkt. Die Bremsleitung
29 wird allmählich gefüllt, bis der Druck in der Leitungskammer 54 den sich unterstützenden
Drücken in den beiden Kammern 49 und 53 das Gleichgewicht zu halten vermag. Bevor
dies noch der Fall ist, erreicht der infolge der Drosselstelle 67 ebenfalls nur
allmählich ansteigende Druck in der Kammer 64 den Wert des Druckes im Steuerbehälter
52, so daß sich das Ventil 37, 61 unter dem Einfluß der Feder 39 schließt. Damit
erhält die Kammer 49 keine Zufuhr von Druckluft mehr; sie entleert sich daher allmählich
über die Drosselbohrung 50. Während in der Steuerkammer 53 ein durch die Einstellung
des Führerhebels bestimmter Druck herrscht, besteht in der Kammer 49 nur ein vorübergehender
Druck, der in der Bremsleitung 29 einen sogenannten Füllstoß bewirkt. Dieser dauert
um so länger, je größer die am Führerhebel eingestellte Lösestufe ist, da der unter
der Membran 62 wirkende Druck mit der Höhe der Lösestufe ansteigt, so daß es für
die Auffüllung des Behälters 66 auf denselben Druck ebenfalls einer längeren Zeit
bedarf. Dreht der Lokomotivführer den Führerhebel 10 in die Stellung für vollständiges
Lösen, so wird der Ventilkörper 33 durch seinen Stößel in die in Fig. 4 gezeigte
Stellung gebracht. Die dadurch hergestellte Verbindung von der Leitungskammer 54
über die Leitungen 70 und 74 und die Drosselstelle 69 nach dem Behälter 66 hat infolge
des gegenüber der Drosselstelle 67 größeren Querschnitts der Drosselstelle 69 eine
rasche Füllung des Behälters 66 zur Folge, so daß in den Kammern 59 und 64 während
des ganzen Lösevorganges praktisch derselbe Druck herrscht, der Ventilkörper 37
also nicht von seinem Sitz 61 abgehoben wird und keine Druckluft in die Kammer 49
gelangt. Bei in der Stellung für vollständiges Lösen des Führerhebels vorgenommener
Lösung der Bremse wird daher kein Füllstoß in die Bremsleitung gesandt.
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Wird der Führerhebel dagegen über die Stellung für vollständiges Lösen
hinaus in die Füllstellung gedreht, so wird die Feder 13 infolge der erwähnten ebenen
Stelle am einen Ende der schraubenförmigen Begrenzung der Erweiterung 21 nicht weiter
gespannt. Es findet eine raschere Auffüllung der Bremsleitung 29 statt, da gemäß
Fig. 2 der Ansatz 32 am Ventilkörper 26 nun gänzlich aus der durch den Ventilsitz
30 gebildeten Öffnung herausgetreten ist. Dies hat weiterhin zur Folge, daß in der
Leitung 70 zu Beginn der Füllung der Bremsleitung ein kleinerer Druck besteht als
in den Fahr- oder Bremsstellungen, so daß der Behälter 66 langsamer aufgeladen wird.
Es ergibt sich hieraus eine Vergrößerung der Dauer des Füllstoßes in der Füllstellung
des Führerhebels. Im übrigen wird diese Dauer aus den obenerwähnten Gründen um so
größer, je stärker die vorangegangene Bremsung war.
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Die zusätzliche Betriebsbremsstellung dient dazu, um während einer
Vollbremsung eines Zuges, dessen Lokomotive mit einer nicht abstufbar lösbaren Bremse
ausgerüstet ist, die Lokomotivbremse nach einer durch Auslaß von Druckluft aus dem
Bremszylinder bewirkten Lösung erneut zu betätigen. Durch die Verstellung des Führerhebels
10 in die zusätzliche Betriebsbremsstellung, bei der, wie beschrieben, der Druck
in der Bremsleitung unter den einer Vollbremsung entsprechenden Wert abgesenkt wird,
werden die. Steuerventile der Lokomotive und der Wagen in die Bremsstellung umgesteuert.
Da jedoch infolge der vorgenommenen Vollbremsung in den Bremsausrüstungen der Wagen
die Drücke in den Bremszylindern mit den Drücken in den Hilfsluftbehältern ausgeglichen
sind, ist die weitere Absenkung des Druckes in der Bremsleitung für die Wagenbremsen
ohne Wirkung. Dagegen kann sich der Hilfsluftbehälter der Lokomotive nach deren
Bremszylinder erneut entleeren, da der Druck in diesem durch die vorangegangene
Auslösung unter den Ausgleichsdruck gesunken ist.
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Sollen die Bremsen des Zuges nach einer Verstellung des Führerhebels
in die zusätzliche Betriebsbremsstellung teilweise oder ganz gelöst werden, so wird
der Führerhebel 10 in die entsprechende Stellung gedreht. Wird er in die Füllstellung
gebracht, so steigt der Druck in den Kammern 53 und 59 sofort auf den Betriebsdruck
an, während er in der Kammer 64 infolge der Drosselbohrung 67 nur allmählich über
den der zusätzlichen Betriebsbremsstellung entsprechenden Bremsleitungsdruck ansteigt.
Infolgedessen ergibt sich zwischen den Kammern 59 und 64 ein zur Überwindung der
Feder 57 genügender Druckunterschied. Das Ventil 37, 61 wird in der beschriebenen
Weise geöffnet und läßt Druckluft von der Leitung 71 durch die Hülse 38 in die Kammer
64 strömen, so daß eine beschleunigte Füllung des Behälters 66 stattfindet. In dieser
Weise wird ein Füllstoß erhalten, dessen Dauer ungefähr auf denselben Wert verkürzt
ist, wie er bei einer auf eine Vollbremsung folgenden Lösung der Bremsen des Zuges
angewendet wird. Die Notwendigkeit dieser Verkürzung der Dauer dies Füllstoffes
ergibt sich daraus, daß die Behälter der Wagenbremsen bei einer aus der zusätzlichen
Betriebsbremsstellung erfolgenden Bremsung sich nicht unter den einer Vollbremsung
entsprechenden Wert des Druckes entleeren, so daß auch die Dauer des Füllstoffes
die gleiche sein muß wie bei einer Vollbremsung.
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Zur Einleitung einer Schnellbremsung wird der Führerhebel
10 über die zusätzliche Betriebsbremsstellung hinausgedreht. Die Feder 13
behält dabei die dieser Stellung entsprechende Spannung, die Ventile 25, 26 werden
aber durch die Führungen 23, 24 in die in Fig.3 dargestellte Stellung gebracht.
Dabei verbindet das Ventil 25 die Bremsleitung 29 über die
Bohrung
31 unmittelbar mit der Außenluft, während das Ventil 26 die Verbindung der Kammer
28 mit der Leitung 70 unterbricht. Dies hat zur Folge, daß nach Absinken des Druckes
in der Bremsleitung auf den Wert Null der Druck in der Leitungskammer 54 und in
der Kammer 64 auf dem einer Vollbremsung entsprechenden Wert gehalten wird.