DE1165645B - Electropneumatic air brakes for rail vehicles - Google Patents

Description

Elektropneumatische Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine elektropneumatische Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge mit einem vom Druck in einer Hauptluftleitung gesteuerten, mehrlösigen Steuerventil, mit einer das Steuerventil mit Druckluft versorgenden Fülleitung und mit zwei Magnetventilen, welche Verbindungen der Hauptluftleitung mit der Fülleitung bzw. mit der Atmosphäre überwachen.Electropneumatic air brakes for rail vehicles The invention relates to an electropneumatic air brake for rail vehicles with a multi-release control valve controlled by the pressure in a main air line, with a the control valve with a filling line supplying compressed air and with two solenoid valves, which connections of the main air line with the filling line or with the atmosphere monitor.

Bei elektropneumatischen Druckluftbremsen der vorgenannten Art steuern die beiden Magnetventile parallel zum am Steuerfahrzeug angeordneten Führerbremsventil den in der Hauptluftleitung herrschenden Druck, so daß dieser - einen aus nur mit Bremsen dieser Art versehenen Wagen zusammengesetzten Zug vorausgesetzt - auch beim Einsteuern von Druckänderungen über der. ganzen Länge der Hauptluftleitung stets eine zumindest annähernd gleiche Höhe aufweist.Control with electropneumatic air brakes of the aforementioned type the two solenoid valves parallel to the driver's brake valve located on the control vehicle the pressure prevailing in the main air line, so that this - one from only with Braking of this type provided wagons provided for a composite train - also with Control of pressure changes above the. the entire length of the main air duct has at least approximately the same height.

Falls jedoch in einem Zug außer mit der elektropneumatischen Druckluftbremse auch mit reinen Druckluftbremsen der Zweileitungsbauart ausgerüstete Wagen eingestellt sind, so ergeben sich infolge der dann ungleichmäßigen Verteilung der Magnetventile über der Länge der Hauptluftleitung in dieser beim Einsteuern von Druckänderungen örtlich unterschiedliche Drücke, welche über die Steuerventile ein unterschiedlich starkes Betätigen der einzelnen Wagenbremsen und damit Stauchungen und/oder Zerrungen im Zugverband bewirken. Besonders ungünstige Verhältnisse ergeben sich, wenn in dem Zug Wagen mit rein pneumatischen, einlösigen Bremsen eingestellt sind. Da bei diesen Bremsen der die Bremsluft speichernde Hilfsluftbehälter aus der Hauptluftleitung gefüllt werden muß, zapfen diese Bremsen beim Lösen während einer beträchtlichen, die Öffnungszeit der die Hauptluftleitung mit der Fülleitung überwachenden Magnetventile der mit im Zugverband befindlichen, elektropneumatischen Druckluftbremsen weit übersteigenden Zeitspanne Druckluft zur Füllung ihrer Hilfsluftbehälter aus der Hauptluftleitung ab. Sie verursachen somit nach der das Lösen bewirkenden Druckerhöhung in der Hauptluftleitung eine einige Zeit anhaltende, durch die Druckluftnachspeisung über das Führerbremsventil sich nur allmählich abbauende Druckabsenkung, welche über die mehrlösigen Steuerventile ein Verstärken der Bremswirkung bzw. ein erneutes Einbremsen bewirkt. Im Zug treten also in diesem Falle besonders heftige, die Kupplungsorgane stark beanspruchende Stöße und Zerrungen auf.If, however, in one go, except with the electropneumatic air brake Cars equipped with pure air brakes of the two-line design are also discontinued are caused by the uneven distribution of the solenoid valves over the length of the main air line in this when controlling pressure changes locally different pressures, which are different via the control valves strong actuation of the individual car brakes and thus compression and / or strains cause in a train. Particularly unfavorable conditions arise when in the train carriages are set up with purely pneumatic, single-release brakes. Included these brakes the brake air storing auxiliary air reservoir from the main air line must be filled, these brakes tap when released during a considerable, the opening time of the solenoid valves monitoring the main air line with the filling line that far exceeds the electropneumatic air brakes in the train Time span of compressed air to fill your auxiliary air reservoir from the main air line away. They thus cause the pressure increase in the main air line after the release effect a period of time due to the compressed air supply via the driver's brake valve only gradually decreasing pressure drop, which is achieved via the multi-solenoid control valves an increase in the braking effect or a renewed braking effect. Step on the train so in this case particularly violent ones, which stress the coupling organs heavily Bumps and strains.

Gemäß der Erfindung lassen sich die vorstehend beschriebenen Mängel dadurch vermeiden, daß bei einer elektropneumatischen Druekluftbremse der eingangs genannten Art die Magnetventile einen in einer durch eine Düse mit der Haupiluftleitung verbundenen Vorsteuerkammer herrschenden Druck steuern, welcher einen Kolben, der ein in die Verbindungen der Hauptluftleitung mit der Fülleitung bzw. der Atmosphäre eingeschaltetes Doppelventil steuert, entgegen dem Druck in der Häüptluftleitung beaufschlagt.According to the invention, the above-described shortcomings can be eliminated thereby avoid that in the case of an electropneumatic Druekluftbremse the input called type the solenoid valves one in one through a nozzle with the main air line connected pilot chamber control the prevailing pressure, which a piston, the one in the connections of the main air line with the filling line or the atmosphere activated double valve controls against the pressure in the main air line applied.

Durch die überwachurig, des Hauptluftleitungsdruckes mittels eines durch die Magnetventile gesteuerten Vorsteuerdruckes 'ergibt sich, daß bei unbetätigten Magnetventilen in der Hauptluftleitung auftretende Druckänderungen, wie sie durch eine ungleichmäßige Verteilung der mit den elektropneumatischen Drücklüftbremsen versehenen Wagen im Zug oder durch einlösige; rein `pneumatische Bremsen im Anschluß an gewollte Druckänderungen auftreten können, durch das Doppelventil ausgesteuert werden und somit keine ungünstigen Einflüsse auf das Steuerventil ausüben können. Die Düse zwischen der Vorsteuerkammer und der Hauptluftleitung dient dabei einem Ausgleichen der in ,den einzelnen Vorsteuerkammern der elektropneumatischen Druckluftbremsen eines Zuges herrschenden Drücke über die Hauptluftleitung.By monitoring the main air line pressure by means of a pilot pressure controlled by the solenoid valves results in that when not actuated Solenoid valves in the main air line pressure changes occurring as they occur through an uneven distribution of the with the electro-pneumatic pressure release brakes provided wagons on the train or by redeemable; purely pneumatic brakes afterwards at desired pressure changes can occur, controlled by the double valve and thus cannot exert any unfavorable influences on the control valve. The nozzle between the pilot chamber and the main air line serves one Compensation of the in, the individual pilot chambers of the electropneumatic air brakes of a train prevailing pressures via the main air line.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown.

Von einer am Steuerfahrzeug mit einem nicht dargestellten Führerbremsventil verbundenen Hauptluftleitung 1 führt eine Zweigleitung 3 zu einem mehrlösigen Steuerventil 5, an das ein Hilfsluftbehälter 7 und ein Bremszylinder 9 angeschlossen sind. Eine weitere Zweigleitung 11 führt von der Haupthuftleitung 1 in eine Rücksteuerkammer 13 und über eine Düse 15 in eine in ihrem Volumen durch einen Luft- Behälter 17 vergrößerte Vorsteuerkammer 19 eines Relaisventils 21. Von einer ständig auf einen die Regeldruckhöhe in der Hauptluftleitung 1 übersteigenden Druck aufgeladenen Fülleitung 23 führt eine Zweigleitung 25 über ein sich in dieser Strömungsrichtung öffnendes Rückschlagventi127 in einen der Rücksteuerkammer 13 benachbarten Ventilraum 29 des Relaisventils 21. Das Relaisventil 21 weist einen Kolben 31 auf, der die Rücksteuerkammer 13 von der Vorsteuerkammer 19 trennt und der von einem Ventilrohr 33 durchsetzt ist, das einerseits in die Atmosphäre mündet und andererseits vor einer im Ventilraum 29 angeordneten, federbelasteten Doppeldichtplatte 35 endet. Die zweite Dichtfläche der Doppeldichtplatte 35 bildet mit einem das Ventilrohr 33 mit Spiel umgehenden, gehäusefesten Ventilsitz 37 ein den Luftdurchgang aus dem Ventilraum 29 in die Rücksteuerkammer 13 überwachendes Ventil. Das Ventilrohr 33, die Doppeldichtplatte 35 und der gehäusefeste Ventilsitz 37 bilden ein Doppelventil 33, 35, 37. An die Vorsteuerkammer 19 ist ein eine Verbindung zu einer in der Atmosphäre mündenden Bremsdüse 39 überwachendes Magnetventil 41 und über eine Lösedüse 43 ein eine Verbindung zum Ventilraum 29 überwachendes Magnetventil 45 angeschlossen. Die Spulen der Magnetventile 41 und 45 stehen einerseits unmittelbar und andererseits über zwei in zueinander entgegengesetzter Richtung sperrende Dioden 47 und 49 mit den beiden Adern eines Steuerkabels 51 in Verbindung. Vom Ventilraum 29 führt eine Rohrleitung über ein auf die Regeldruckhöhe in der Hauptluftleitung fest eingestelltes Druckminderventil 53 und eine Fülldüse 55 zum Hilfsluft-Behälter 7.A branch line 3 leads from a main air line 1 connected to a driver's brake valve (not shown) on the control vehicle to a multi-release control valve 5 to which an auxiliary air tank 7 and a brake cylinder 9 are connected. Another branch line 11 leads from the main hip line 1 into a return control chamber 13 and via a nozzle 15 into a pilot chamber 19 of a relay valve 21, which is enlarged in volume by an air tank 17 Filling line 23 leads a branch line 25 via a non-return valve127 that opens in this flow direction into a valve chamber 29 of relay valve 21 adjacent to return chamber 13. Relay valve 21 has a piston 31 which separates return chamber 13 from pilot chamber 19 and from a valve tube 33 is penetrated, which on the one hand opens into the atmosphere and on the other hand ends in front of a spring-loaded double sealing plate 35 arranged in the valve chamber 29. The second sealing surface of the double sealing plate 35 forms, with a valve seat 37 fixed to the housing, which bypasses the valve tube 33 with play, a valve that monitors the air passage from the valve chamber 29 into the return control chamber 13. The valve tube 33, the double sealing plate 35 and the housing-fixed valve seat 37 form a double valve 33, 35, 37. To the pilot chamber 19 is a connection to an opening into the atmosphere braking jet 39 be monitored solenoid valve 41 and a Lösedüse 43 a connection to the valve chamber 29 monitoring solenoid valve 45 connected. The coils of the solenoid valves 41 and 45 are on the one hand directly connected to the two wires of a control cable 51 via two diodes 47 and 49 blocking in opposite directions on the other hand. A pipeline leads from the valve chamber 29 via a pressure reducing valve 53, which is permanently set to the control pressure level in the main air line, and a filling nozzle 55 to the auxiliary air container 7.

Bei gelöster, betriebsbereiter Bremse herrscht in der Hauptluftleitung 1 Regeldruckhöhe, das Steuerventil 5 verbindet daher den Bremszylinder 9 mit der Atmosphäre, der Hilfsluftbehälter 7 und die Rücksowie die Vorsteuerkammer 13 und 19 sind auf Regeldruckhöhe aufgeladen: Die Rücksteuerkammer 13 ist dabei durch die Doppeldichtplatte 35 sowohl von der Atmosphäre wie von dem Ventilraum 29 abgetrennt. Die beiden Magnetventile 41 und 45 sind bei spannungslosem Steuerkabel 51 geschlossen.When the brake is released and ready for operation, there is a control pressure level in the main air line 1, the control valve 5 therefore connects the brake cylinder 9 with the atmosphere, the auxiliary air reservoir 7 and the back and pilot chambers 13 and 19 are charged to the control pressure level: The back control chamber 13 is both through the double sealing plate 35 separated from the atmosphere as from the valve chamber 29. The two solenoid valves 41 and 45 are closed when the control cable 51 is de-energized.

Beim Bremsen wird über das Führerbremsventil Druckluft aus der Hauptluftleitung abgelassen. Zugleich wird das Steuerkabel 51 für eine bestimmte Zeitspanne derart an eine Spannungsquelle angelegt, daß über die Diode 47 das Magnetventil 41 erregt wird, während die Diode 49 einen Stromfluß durch die Spule des Magnetventils 45 verhindert. Der Druck in der Vorsteuerkammer 19 wird also über das sich öffnende Magnetventil 41 und die Bremsdüse 39 um einen bestimmten Wert abgesenkt. Durch eine Steuerung der Einschaltdauer des Stromflusses in der Steuerleitung 51 mittels bereits bekannter Schalter und durch eine entsprechende Abstimmung des Volumens der Vorsteuerkammer 19, des Luftbehälters 17 und der Bremsdüse 39 läßt sich erzielen, daß der Druck in der Vorsteuerkammer 19 zumindest annähernd auf den am Führerbremsventil eingestellten Druck absinkt. Da je nach der Entfernung der elektropneumatischen Druckluftbremse vom Führerbremsventil .die Hauptluftleitung ihre ursprüngliche Druckhöhe trotz der Entlüftung über das Führerbremsventil vorerst mehr oder weniger beibehält, wird der Kolben 31 abwärts gedrückt und das Ventilrohr 33 von der Doppeldichtplatte 35 abgehoben. Aus der HauptluftIeitung 1 strömt nunmehr Druckluft über die Rücksteuerkammer 13 zur Atmosphäre ab, bis in ihr die nunmehr in der Vorsteuerkammer 19 herrschende Druckhöhe erreicht ist. Sodann kehrt der Kolben 31 in seine Ausgangslage zurück. Die sich einstellende Druckhöhe ist dabei vom zu entlüftenden Volumen der Hauptluftleitung, das ja durch benachbarte Wagen mit einer rein pneumatischen Bremse vergrößert sein kann, unabhängig. Bei einem Zug mit vielen, über die Zuglänge einigermaßen verteilt angeordneten Wagen mit der elektropneumatischen Druckluftbremse wird also der Druck über die ganze Länge der Hauptluftleitung 1 sehr rasch und gleichmäßig abgesenkt, so daß die Steuerventile 5 ebenso rasch und gleichmäßig anspringen und ein gleichmäßiges, stoß- und zerrungsfreies Bremsen des Zuges bewirken. Sollten in den Vorsteuerkammern 19 der einzelnen elektropneumatischen Druckluftbremsen geringe Druckunterschiede auftreten, so gleichen sich diese über die Düse 15 und die Hauptluftleitung 1 allmählich aus, ohne die vorgenannten Vorgänge nennenswert zu beeinflussen. Die aus dem Hilfsluftbehälter 7 in den Bremszylinder 9 eingespeiste Druckluft wird sofort durch aus der Fülleitung 23 über das Rückschlagventil 27 und das Druckminderventil 53 in den Hilfsluftbehälter 7 einströmende Druckluft ersetzt. Beim Verstärken der Bremsung spielen sich die vorgenannten Vorgänge entsprechend erneut ab.When braking, compressed air is released from the main air line via the driver's brake valve. At the same time, the control cable 51 is applied to a voltage source for a certain period of time in such a way that the solenoid valve 41 is excited via the diode 47, while the diode 49 prevents current flow through the coil of the solenoid valve 45. The pressure in the pilot chamber 19 is thus lowered by a certain value via the opening solenoid valve 41 and the brake nozzle 39. By controlling the on-time of the current flow in the control line 51 by means of already known switches and by appropriately coordinating the volume of the pilot chamber 19, the air reservoir 17 and the brake nozzle 39, it can be achieved that the pressure in the pilot chamber 19 is at least approximately that of the driver's brake valve set pressure drops. Since, depending on the distance of the electropneumatic air brake from the driver's brake valve, the main air line initially more or less retains its original pressure level despite the venting via the driver's brake valve, the piston 31 is pushed downwards and the valve tube 33 is lifted off the double sealing plate 35. Compressed air now flows from the main air line 1 via the return control chamber 13 to the atmosphere until the pressure level now prevailing in the pilot control chamber 19 is reached in it. The piston 31 then returns to its starting position. The resulting pressure level is independent of the volume of the main air line to be vented, which can of course be increased by neighboring cars with a purely pneumatic brake. In a train with many carriages with the electropneumatic compressed air brake, which are somewhat distributed over the length of the train, the pressure is reduced very quickly and evenly over the entire length of the main air line 1 , so that the control valves 5 start up just as quickly and evenly and a uniform, jerky and cause strain-free braking of the train. Should small pressure differences occur in the pilot chambers 19 of the individual electropneumatic compressed air brakes, then these gradually equalize each other via the nozzle 15 and the main air line 1 without significantly influencing the aforementioned processes. The compressed air fed into the brake cylinder 9 from the auxiliary air reservoir 7 is immediately replaced by compressed air flowing into the auxiliary air reservoir 7 from the filling line 23 via the check valve 27 and the pressure reducing valve 53. When the braking is increased, the aforementioned processes take place again accordingly.

Zum teilweisen Lösen wird mittels des Führerbremsventils in die Hauptluftleitung bei gleichzeitiger Erregung des Magnetventils 45 durch entsprechendes Anschließen des Steuerkabels 51 an eine Spannungsquelle Druckluft eingespeist. Während der der beabsichtigten Drucksteigerung in der Hauptluftleitung angemessenen Erregungsdauer des Magnetventils 45 wird der Druck in der Vorsteuerkammer 19 zumindest annähernd auf die nunmehr am Führerbremsventil eingestellte Solldruckhöhe gesteigert. Der Kolben 31 hebt daher über das Ventilrohr 33 die Doppeldichtplatte 35 vom Ventilsitz 37 ab, bis aus dem Ventilraum 29 in die Rücksteuerkammer 13 eine den Druck in der Hauptluftleitung 1 unabhängig von dem zu füllenden Volumen auf den Solldruck steigernde Druckluftmenge eingeströmt ist. Da dieses Einspeisen von Druckluft in die Hanptluftleitung 1 über deren ganze Länge verteilt erfolgt, stellt sich die Solldruckhöhe sehr rasch ein und das Teillösen wird über die Steuerventile 5 rasch ausgeführt. Sollten eventuell im Zugverband befindliche Wagen mit einer einlösigen Bremse für längere Zeit Druckluft zur Füllung ihrer Hilfsluftbehälter aus der Hauptluftleitung 1 abzapfen, so sorgen die diesen Wagen benachbarten Wagen mit der elektropneumatischen Bremse mittels der Relaisventile 21 für eine Druckerhaltung in der Hauptluft-Ieitung 1. Auch das Lösen erfolgt also stoß- und zerrungsfrei. Die Düsen 15 sorgen anschließend wieder für einen Ausgleich der in den einzelnen Vorsteuerkammern 19 herrschenden Drücke.For partial release, compressed air is fed into the main air line by means of the driver's brake valve with simultaneous excitation of the solenoid valve 45 by appropriately connecting the control cable 51 to a voltage source. During the duration of excitation of the solenoid valve 45 , which is appropriate for the intended increase in pressure in the main air line, the pressure in the pilot control chamber 19 is increased at least approximately to the setpoint pressure level now set on the driver's brake valve. The piston 31 therefore lifts the double sealing plate 35 from the valve seat 37 via the valve tube 33 until an amount of compressed air that increases the pressure in the main air line 1 to the target pressure has flowed from the valve chamber 29 into the return control chamber 13, regardless of the volume to be filled. Since this feeding of compressed air into the air supply line 1 is distributed over its entire length, the target pressure level is set very quickly and the partial release is carried out quickly via the control valves 5. If any wagons in the train set with a single brake draw compressed air from the main air line 1 to fill their auxiliary air reservoirs for a long time, the wagons adjacent to these wagons with the electropneumatic brake ensure pressure maintenance in the main air line 1 by means of the relay valves 21 the loosening is therefore free of jolts and strains. The nozzles 15 then ensure that the pressures prevailing in the individual pilot control chambers 19 are again balanced.

Beim völligen Lösen wird der Druck in der Hauptluftleitung 1 auf die Regeldruckhöhe gesteigert und die vorstehend beschriebenen Vorgänge wiederholen sich entsprechend.When completely released, the pressure in the main air line 1 is reduced to the Raised the control pressure level and repeat the operations described above accordingly.

Sollte die Fülleitung 23 infolge eines Schadens einmal drucklos werden, so ist trotzdem ein Bremsen in der vorbeschriebenen Weise möglich. Lediglich das Lösen muß dann rein pneumatisch in der üblichen Weise erfolgen. Das Rückschlagventil27 verhindert dabei ein unnützes Abströmen von Druckluft durch die Fülleitung 23.Should the filling line 23 become depressurized as a result of damage, braking in the manner described above is still possible. Just that Loosening must then be done purely pneumatically in the usual way. The check valve27 prevented thereby a useless leakage of compressed air through the Filling line 23.

Claims (1)

Patentanspruch: Elektropneumatische Druckluftbremse für Schienenfahrzeuge mit einem vom Druck in einer Hauptluftleitung gesteuerten, mehrlösigen Steuerventil, mit einer das Steuerventil mit Druckluft versorgenden Fülleitung und mit zwei Magnetventilen, welche Verbindungen der Hauptluftleitung mit der Fülleitung bzw. mit der Atmosphäre überwachen, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, da.ß die Magnetventile (41 und 45) einen in einer durch eine Düse (15) mit der Hauptluftleitung (1) verbundenen Vorsteuerkammer (19) herrschenden Druck steuern, welcher einen Kolben (31), der ein in die Verbindungen der Hauptluftleitung mit der Fülleitung (23) bzw. der Atmosphäre eingeschaltetes Doppelventil (33, 35, 37) steuert, entgegen dem Druck in der Hauptluftleitung beaufschlagt.Claim: Electropneumatic compressed air brake for rail vehicles with a multi-release control valve controlled by the pressure in a main air line, with a filling line that supplies the control valve with compressed air and with two solenoid valves, which connections of the main air line with the filling line or with the atmosphere monitor, so that it is not possible that the solenoid valves (41 and 45) one connected to the main air line (1) by a nozzle (15) Pilot chamber (19) control the prevailing pressure, which a piston (31), the one in the connections of the main air line with the filling line (23) or the atmosphere activated double valve (33, 35, 37) controls against the pressure in the main air line applied.