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Dreidrucksteuerventil für Druckmittelbremsen von Fahrzeugen, insbesondere
Schienenfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf für Druckmittelbremsen von Fahrzeugen,
insbesondere Schienenfahrzeugen, bestimmte Dreidrucksteuerventile derjenigen Art,
die eine durch ein Füllventil auf einen Regeldruck vorbestimmter Höhe füllbare Bezugsdruckkammer
und eine mit der Bremsleitung verbundene Kammer aufweisen.
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Die Arbeitsweise von Dreidrucksteuerventilen dieser Art ist von der
Differenz zwischen dem Druck in der Bremsleitungskammer und dem gewöhnlich konstanten
Bezugsdruck in der Bezugsdruckkammer abhängig. Falls, wie es üblich ist, der Bezugsdruck
auf der maximalen Höhe des Brernsleitungsdrucks gehalten wird, werden die Bremsen
nach einer Bremsung nur dann völlig gelöst, wenn der Bremsleitungsdruck wieder annähernd
auf den Bezugsdruck erhöht worden ist. Es gibt im Betrieb jedoch Fälle, in denen
sich der Bremsleitungsdruck nicht auf die Höhe des Bezugsdrucks zurückführen läßt,
so daß die Bremsen nicht vollständig gelöst werden.
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Um diese Schwierigkeit zu beheben, ist bei einem bekannten Dreidrucksteuerventil,
bei dem ein mit der Bezugsdruckkammer verbundener Behälter aus der Bremsleitung
gefüllt wird, die Anordnung so getroffen, daß der Bremsleitungsdruck absichtlich
auf einen über seiner normalen maximalen Höhe liegenden Wert erhöht wird,
d. h., daß ein Füllstoß in die Bremsleitung eingesteuert wird. Die auf Grund
des Füllstoßes auftretende Überladung muß, wie bekannt, anschließend langsam abgebaut
werden, um ein unbeabsichtigtes Bremsenanlegen zu vermeiden. Ein Nachteil dieses
bekannten Dreidiucksteuerventils besteht in der langen Zeitdauer des Abbaus der
überladung; denn bei erneutem Bremsenanlegen würde bei überladener Bezugsdruckkammer
ein das gewünschte Maß überschreitender Bremsgrad erzielt. Ein solcher übermäßiger
Bremsgrad kann, insbesondere bei geringer Fahrgeschwindigkeit, zum Blockieren der
gebremsten Räder führen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Dreidrucksteuerventil
der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welches dieser Nachteil vermieden
wird.
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Bei dem Dreidrucksteuerventil gemäß der Erfindung ist als Lösung der
gestellten Aufgabe zwischen der mit der Bremsleitung verbundenen Kammer und der
Bezugsdruckkammer ein bei überschreiten der bei Betriebsbremsungen auftretenden
maximalen Druckdifferenz sich in Richtung zur Bremsleitung öffnendes Druckausgleichsventil
angeordnet.
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Vorzugsweise ist das Druckausgleichsventil als federbelastetes Rückschlagventil
ausgebildet. Um den überwiegenden Druck in der Bezugsdruckkammer zu reduzieren,
nimmt der Zugführer eine Notbremsung vor, was die Wirkung hat, daßdie Bremsleitung
bis auf Atmosphärendruck entlüftet wird, und durch den auf diese Weise über den
für normale Betriebsbremsungen inFrage kommendenBereichhinaus reduzierten Bremsleitungsdruck
wird das Druckausgleichsventil geöffnet.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert,
in der eine Ausführungsform eines Dreidrucksteuerventils gemäß der Erfindung im
schematischen Schnitt dargestellt ist.
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Das Dreidrucksteuerventil enthält zwei getrennte Membranen
11 und 12 mit verschieden großen wirksamen Flächen, und diese beiden Membranen
sind an ihrem inneren Umfang mit einem axial bewegbaren Ventilbetätigungsschaft
13 verbunden, der in seinem oberen Teil hohl ausgebildet ist...
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Die am Unterende des Schaftes 13 befindliche größere Membran
11 trennt zwei Kammern 14 und 15,
von denen die untere Kammer 14 durch
eine Leitung 16 mit einem Bezugsdruckbehälter in Verbindung steht, während
die obere Kammer 15 durch eine Leitung 17 mit der Bremsleitung in
Verbindung steht.
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Die kleinere Membran 12 trennt zwei Kammern 18
und
19, von denen die untere Kammer 18 mit einer zur Atmosphäre führenden
Auslaßleitung 20 und die
obere Kammer 19 durch eine Leitung
21 mit dem Bremszylinder in Verbindung steht. '
Zwischen der Bremszylinderleitung
21 und einer weiteren Kammer 22, die über eine Leitung 25 mit dem Hilfsluftbehälter
in Verbindung steht, ist ein kreis,' förmiger Ventilsitz 23 vorgesehen, auf
dc-n c-'--i scheibenfönniges Ventilglied 24 aufsitzt, das in der Kammer 22 angeordnet
ist. Der Schaft 13 liegt in axialer Ausrichtung mit dem Ventilglied 24, so
daß sein oberes Ende in den Raum eintreten kann, der von dem Ventilsitz
23 begrenzt ist. Durch Anheben des Ventilschaftes liegt das offene Ende desselben
an der Unterseite des scheibenförrnigen Ventilgliedes 24 an und unterbricht dadurch
die Verbindung zwischen der Bremszylinderleitung 21 und dem hohlen Inneren des Schaftes
13. In der Wandung des hohlen Teiles des Schaftes 13 ist eine seitliche
öffnung 26 vorgesehen, die in allen Stellungen des Schaftes mit einer ringfönnigen
Aussparung 27 des Ventilo"ehäuses verbunden ist, in welche die Auslaßleitung
20 mündet.
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Der vorstehend beschriebene Aufbau entspricht bekannten Dreidrucksteuerventilen
in üblicher Weise vorgesehenen jedoch nicht dargestellten Füllventilen für den Bezugsdruckbehälter
und den Hilfsluftbehälter.
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Die Arbeitsweise des Dreidrucksteuerventils ist nachstehend kurz erläutert.
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Wenn inder Bremsleitung und den beiden unteren Ventilkammern normaler
maximaler Bremsleitungsdruck herrscht, ist in der wiedergegebenen Stellung des Steuerventils
der Bremszylinder zur Atmosphäre entlüftet, und die Bremsen sind gelöst. Wenn jedoch
der Bremsleitungsdruck und damit der Druck in der oberen Kammer 15 über der
größeren Membran 11
zum Bremsen gesenkt wird, bewegt der überwiegende Bezugsdruck
in der unteren Kammer 14 den Schaft 13 nach oben, wodurch zunächst das obere
Ende des Schaftes 13 an der Unterseite des scheibenförrnigen Ventilgliedes
24 anliegt. Dieses Anliegen führt zu einer Unterbrechung der Verbindung zum Bremszylinder.
Nach dem Anheben des Ventilgliedes 24 von seinem Sitz 23 strömt Druckmittel
aus dem Hilfsluftbehälter in den Bremszylinder. Der Bremszylinderdruck, der sich
dabei in der Kammer 19 auf der Oberseite der kleineren Membran 12 aufbaut,
drückt schließlich den Schaft 13 abwärts in die Abschlußstellung, in welcher
das Ventilglied 24 auf dem Sitz 23 aufliegt und das offene Ende des Schaftes
13 an dem Ventilglied 24 anliegt. Sobald der Bremsleitungsdruck wieder auf
den im Bezugsdruckbehälter herrschenden Druck erhöht wird, wird der Schaft
13 in die dargestellte Stellung zurückbewegt und dadurch der Brernszylinder
entlüftet.
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Gemäß der Erfindung ist in einem Durchgang 28,
der sich zwischen
der zum Bezugsdruckbehälter füh-
renden Leitung 16 und der zur Bremsleitung
führenden Leitung 17 erstreckt, ein als Rückschlagventil ausgebildetes Druckausgleichsventil
29 angeordnet, das durch eine Feder 30 belastet ist und einen Fluß
aus der Bremsleitung in den Beztigsdruckbehälter verhindert.
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Unter der Annahme, daß das Dreidrucksteuerventil gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel in einer Druckmittelbreinse verwendet wird, bei welcher der
normale maximale Wert des Bremsleitungsdruckes 5 kg/cm:2 beträgt, wird die
Stärke der das Rückschlagventil 29 belastenden Feder 30 so gewählt,
daß an dem Ventil eine Druckdifferenz von etwa 4,5 kg/CM2 erforderlich ist, bevor
die Federkraft überwunden und das Ventil geöffnet wird. Dadurch führt eine vollständige
Entlüftung der Kammer 15, wie dies durch eine Notbremsung erreicht werden
kann, dazu, daß der Bezugsdruck in der Kammer 14 durch das öffnen des Rückschlagventils
29 um etwa 0,5 kg/cm-' gesenkt wird. Die Wirksamkeit des Bremsens
während einer Notbremsung wird in keiner Weise beeinträchtigt, da der maximale Bremsgrad
aufrecht erhalten bleibt, solange der Druck im Bezugsdruckbehälter den Druck in
der Bremsleitung um mehr als etwa 1,4 kg/cm2 überwiegt.
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Bei Führerstandswechsel oder bei Lokomotivwechsel wird der noch in
den Bezugsdruckbehältern herrschende Druck mittels einer Notbremsung absichtlich
vermindert, um dadurch zu gewährleisten, daß, wenn der Bremsleitungsdruck nicht
auf Regeldruck erhöht werden kann, die Bremsen dennoch vollständig gelöst bleiben,
solange die Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Bezugsdruckkammer und dem in
der Bremsleitungskammer in der Größenordnung von 0,5 kg/cm2 liegt.
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Bei einer Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
des Dreidrucksteuerventils kann die das Druckausgleichsventil 29 belastende
Feder 30 schwächer sein, damit die Drucksenkung im Bezugsdruckbehälter bei
einem höheren Wert des Bremsleitungsdruckes, beispielsweise bei 1,4 kg/cm', beginnt.
Dieser Wert muß jedoch kleiner als der kleinste Wert des Bremsleitungsdruckes sein,
der während normaler Betriebsbremsungen zu erwarten ist.