DE2004310A1

DE2004310A1 - Bremssteuersystem

Info

Publication number: DE2004310A1
Application number: DE19702004310
Authority: DE
Inventors: Kyozo; Uchimura Morio; Nomura Yoshio; Tokio; Kojima Kenichi Omiya Saitama; Kondo (Japan). B6lk
Original assignee: Nippon Kokuyu Tetsudo, Tokio
Priority date: 1969-04-09
Filing date: 1970-01-30
Publication date: 1970-10-15
Also published as: DE2004310B2; GB1281281A; DE2004310C3; CH509899A; US3610707A; FR2042035A5

Description

DIPL.-ING. KLAUS BKHN DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER

1ΆΤΕΝΤΑ N WÄ LTK

8 MÜNCHEN 22
VVIDIiNMAYKHSTK. 5 ■ TRLKFON (0811) 222530, US) 511)2

A 2270 30. Januar 1970

Ml/hu/ üc

Firma NIPPON KOKUYU TETSUDO, 6-5, Marunouchi 1-Chome, Chiyoda-Ku, Tokyo-To, Japan

Bremss teuersys tem

Die Erfindung betrifft ganz allgemein pneumatisch betriebene Systeme für Fahrzeuge und deren Bremssysteme.

Mit der Erfindung sollen pneumatische Bremssteuersysteme, sogenannte automatische, mit drei Drücken arbeitende Bremssteuersysteme verbessert werden, die in jedem Waggon eines Eisenbahnzuges, der aus einer größeren Zahl von einzelnen Waggons zusammengesetzt ist, angebracht sind, und die abhängig von pneumatischen Steuerbefehlen, die über eine gemeinsame Bremsleitung vom Führerstand her auf die Bremssysteme auf jeden Waggon übertragen werden, ge-

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steuert werden. Diese Einheiten bilden zusammen ein automatisches zusammenhängendes Bremssystem, mit dem gleichzeitig und coordiniert die Bremsung aller Waggons des Zuges durchgeführt wird.

Die bekannten Bremssysteme dieser Art sind mit einer Reihe von Nachteilen behaftet, die eingehend noch weiter unten beschrieben werden. Es sind zwar bereits eine Reihe von Verbesserungen bei den bekannten Systemen vorgenommen worden, jedoch verbleiben immer noch zahlreiche Schwierigkeiten,'wie dies ebenfalls an späterer Stelle zum Ausdruck kommt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, diese Schwierigkeiten, die bei den bekannten Bremssteuersystemen auftreten, zu überwfhen. Es soll mit der Erfindung ein Bremssteuersystem der beschriebenen Art geschaffen werden, bei dem es nicht mehr nötig ist, den Grad einer sogenannten Abruptbremsung, die im einzelnen noch beschrieben wird, zu begrenzen, wobei dann die Wirkung der Abruptbremsung ohne Nachteil verbessert ist und die Geschwf&igkeit, mit der der Beginn der Bremsung durch alle Waggons des Zuges übertragen wird, gesteigert wird.

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Weiter soll mit der Erfindung verhindert werden, daß die Bremsen sich aus ihrer Bremsstellung nicht wieder lösen. ·

Außerdem soll mit der Erfindung im Notbremssteuersystem vermieden werden, daß während eines schnellen Abfalls des druckes in der Bremsleitung, der während der Abruptbrerasung zu Beginn einer normalen Bremsung auftritt, bereits die Notbremsung einsetzen kann.

Gemäß der Erfindung wird ein mit drei Drücken arbeitendes pneumatisches Bremssteuersystem geschaffen, daß im einzelnen später noch beschrieben wird, welches einen ersten Expansionsluftbehälter und einen Luftkessel für konstanten Druck darüberhinaus einen zweiten Expansionsluftbehälter aufweist, der über eine Leitung mit dem Luftkessel für konstanten Druck verbunden ist, und in welchem ein Ventil vorgesehen ist, das von unter Druck stehender Luft aus dem ersten Expansionsluftbehälter betätigt wird und die Verbindungsleitung öffnet, wodurch Luft aus dem Kessel für konstanten Druck in den zweiten Expansionsluftbehälter übertritt.

Aus der nun folgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, von denen die ersten

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beiden bekannte Vorrichtungen die dritte aber ein Ausführimgsbeispiel der Erfindung zeigen, gehen die Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung deutlich hervor. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild, das den pneumatischen Schaltkreis eines mit drei verschiedenen Drücken arbeitenden Bremssteuersystems bekannter Art zeigt;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines pneumatischen Schaltkreises eines verbesserten Bremssteuersystems, das mit drei verschiedenen Drücken arbeitet und von bekannter Art ist; und

Fig. 3 ein Schemadiagramm zur Darstellung der. wesentlichen Komponenten im pneumatischen Schaltkreis eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines mit drei verschiedenen Drücken arbeitenden Bremssteuersystems.

In Figur 1 ist ein bekanntes Bremssteuersystem gezeigt, das mit drei Drücken arbeitet und in jedem einer großen Anzahl von Waggons eines Zuges untergebracht ist, wobei die Waggons alle hintereinandergehängt sind und die Bremsen abhängig von den Steuerkommandos des Führerstandes arbeiten. Dieses Bremssteuersystem stellt eine Einheit in einem automatischen kontinuierlichen Bremssystem dar, mit dem gleichzeitiges und coordiniertes Bremsen aller Wagen des Zuges möglich ist.

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Die Steuerkommandos erhält das Bremssystem über die durchgehend verbundene Bremsleitung 1, die am Führerstand beginnt und durch alle Wagen läuft. Die einzelne Einheit steuert dann den Luftdruck der Luft, die den Bremszylindern des Wagens zugeführt werden, wobei in Figur 1 nur ein einzelner Bremszylinder 2 gezeichnet ist, wodurch der Kolben M

2a in jedem Bremszylinder bewegt wird und den (nicht gezeigten ) Bremsschuh, der mit dem Kolben 2a verbunden ist, gegen das Rad drückt.

Der Bremszylinder 2 wird mit Druckluft gespeist, die in einem Druckluftkessel J5 enthalten ist. Ein weiterer Luftkessel 4 für konstanten Luftdruck ist vorgesehen, um den Luftdruck in der Bremsleitung 1

koritant zu halten, wenn das Bremssystem sich in einem *

Zustand befindet, in welchem die Räder nicht gebremst werden.(nachfolgend als "Laufzustand" bezeichnet). Ein mit drei Drücken arbeitendes Bremssteuerventil 5 ist zwischen den Bremszylinder 2 und die Bremsleitung 1, den Druckluftkessel jj und den Luftkessel 4 für konstanten Luftdruck geschaltet und vergleicht die Drücke in der

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Bremsleitung 1 und in Luftkessel 4 für konstanten Druck und steuert den Druck im Bremszylinder 2 entsprechend dem Ergebnis dieses Vergleichs.

Die wesentlichen Teile des Bremssteuerventils 5 sind eine Hauptmembran 6, auf die von der Oberseite der Druck aus dem Luftkessel ^fUr konstanten Druck einwirkt, während der Druck der Bremsleitung 1 auf die Unterseite der Membran wirkt, eine Hilfsmembran J_t die auf ihrer Oberseite mit der Atmosphäre in Verbindung steht und auf ihrer Unterseite den Druck aus dem Bremszylinder 2 bekommt, ein Speise- und Abgabeventilmechanismus 8 einschließlich eines zum Teil hohlen Scha ftes 8b, der die Hauptmembran und die Hilfsmembran 6 und 7 miteinander verbindet, ein Tellerventil 8a und die erforderlichen Federn 7a und 8c, wobei der Ventilmechanismus 8 von den Membranen 6 und 7 so betätigt wird, daß Druckluft aus dem Luftkessel 3 zu dem Bremszylinder 2 strömen kann und andererseits die Druckluft aus dem Bremszylinder 2 wieder an die Atmosphäre abströmt.

be
Die Richtungszeichnung oben und unten ist im Zusammenhang

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mit der Zeichnung zu verstehen, jedoch ist es nicht erforderlich, daß die mechanischen Teile bei ihrem wirklichen Einbau auch so liegen.

Der Druckluftkessel 3 ist auf seiner Einlaßseite mit einer Zuströmleitung verbunden, in der ein Rückschlagventil 9 liegt, um zu verhindern, daß Luft aus dem Druckluftkessel 3 in die Bresmleitung 1 zurück- ™

strömt. Ein Drosselventil 10 und ein zweites Ventil 11 liegen hintereinander zwischen der Bremsleitung 1 und der Leitung, die den Luftkessel k für konstanten Druck mit dem Bremssteuerventil 5 verbindet.

Das zweite Ventil 11 enthält eine Membran 12, die auf ihrer Oberseite von der Bremsleitung 1 ihren Druck erhält, während der Druck auf der Unterseite von dem Druck des Kessels 4 für konstanten Druck herrührt, ein M

Abschlußventil 13» das mit der Unterseite der Membran durch eine Verbindungsstange in Verbindung steht, und eine Schraubendruckfeder 14, die von oben auf die Membran 12 drückt und auf diese eine Kraft nach unten ausübt, wodurch das Abschlußventil 13 offengehalten wird, solange sich

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das Bremssystem im Laufzustand befindet, so daß zwischen der Bremsleitung 1 und dem Kessel 4 eine Verbindung besteht. Ein Absinken des Druckes in der Bremsleitung 1 führt dann dazu/ daß der Weg zwischen Bremsleitung 1 und Kessel 4 geschlossen wird.

Außerdem ist eine schnell arbeitende Notbremsvorrichtung vorgesehen, die einen Expansionsluftbehälter 17 aufweist, sowie ein Differnzialdruckventil 24 zwischen dem Behälter 17 und der Bremsleitung 1 und ein^rf Hebel-und Ventilmechanismus. Das Differenzialdruckventil 24 ist mit einer Membran 15 ausgestattet, auf deren Oberseite der Luftdruck im Expansionsluftbehälter 17 einwirkt, während auf die Unterseite der Druck der Bremsleitung 1 wirkt.

Die Membran 15 ist mit einer Verbindungsstage 15a verbunden, die mit ihrem unteren Ende auf ein Abschlußventil l6 wirkt, das den Weg für den Luftzustrom zum Expansionsluftbehälter oder auch sogenannten Notbremskammer 17 öffnet und schließt, während die Verbindungs-

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stange an ihrem oberen Ende mit einem Hebel 21 an einem Punkt zwischen seinen beiden Enden verbunden ist. Ein Ende des Hebels 21 ist so angelenkt, daß es ein Entlüftungsventil l8 betätigt, mit dem die Druckluft aus der Notbremskammer 17 langsam über ein Drosselventil 19 abgeleitet werden kann. Das andere Ende des Hebels 21 ist mit einem Notbremsventil 20 verbunden, mit dessen Hilfe der Druck aus der Bremsleitung 1 schnell an die Atmosphäre abgegeben werden kann.

Wenn eine Anzahl von Waggons, die mit einem derartigen Bremssteuersystem ausgestattet sind, zu einem Zug zusammengehängt sind und eine normale Bremsleitung 1 sich durchgehend von dem Führerstand bis zum letzten Wagen erstreckt, kann dieses Steuersystem in folgender Weise betrieben werden.

Es wird Luft mit konstantem Druck zugeführt (bei vielen

Eisenbahnen 5kg/cm ), die in die Bremsleitung 1 vom Führerstand her einströmt. Daraufhin strömt in den Kessel 4für konstanten Druck Jedes Bremssteuersystems

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an jedem Wagen Druckluft über das Drosselventil 10 und das Verschlußventil 13 (da das Ventil 13 durch Feder 14 offengehalten wird) ein, so daß diese Kessel denselben Druck haben wie die Bremsleitung 1, und die Luftkessel 3 werden aus der Bremsleitung 1 Über das Rückschlagventil 9 ebenfalls auf im wesentlichen demselben Druck aufgefüllt. Es wird außerdem auch die Notbremskammer 17 über das Verschlußventil 16 mit Druckluft bis zu dem in der Bremsleitung 1 herrschenden Druck aufgefüllt.

Da der Luftdruck der Bremsleitung 1 und im Kessel 4 für konstanten Druck gleich sind, sind auch die Drücke auf beiden Seiten der Hauptmembran 6 im Steuerventil 5 im Gleichgewicht, und das Zuführ- und Abgabeventil 8 nimmt seine Luftabgabestellung ein, in der das untere Ende des teilweise hohlen Schaftes 8b von der oberseitigen Fläche des Tellerventils 8a durch die Kraft der Feder 7a abgehoben wird. Gleichzeitig ist das Tellerventil 8a geschlossen, so daß es die aus dem Kessel 3 zugeführte Luft abschließt, und der Bremszylinder 2

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steht mit der Atmosphäre in Verbindung, so daß er nicht in Wirkung tritt. Dies ist der vorstehend genannte Laufzustand.

Sollen die Bremsen des Zuges angreifen, so öffnet der Führer im Führerstand die Bremsleitung 1 und senkt damit den Druck in der Bremsleitung. Damit fließt im Bremssteuersystem jedes Wagens die Druckluft aus dem Kessel 4 für konstanten Druck zunächst kurzzeitig in umgekehrter Richtung durch das Verschlußventil IjJ und das Drosselventil 10 in Richtung auf die Bremsleitung 1. Da aber der Druck in der Bremsleitung 1 ausreichend schnell/abfällt, ist er bald niedriger als der Druck im Kessel 4 für konstanten Druck, so daß die Membran 12 nach oben durchgewölbt wird, wobei sie die Kraft der Feder 14 überwindet und das Verschlußventil 13 schließt. Danach wird also der Druck im Kessel 4 für konstanten Druck konstant gehalten (auf einen Wert , der im wesentlichen dem Druck in der Bremsleitung 1 während des Laufzustandes entspricht).

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Ein Differenzialdruck, der im wesentlichen gleich dem Druckabfall in der Bremsleitung ist, wirkt nun auf die gegenüberliegenden Seiten der Hauptmembran 6 des Steuerventils 5. Dadurch wird der Schaft 8b des Zuführ- und Abgabeventils 8 nach unten gegen die Kraft der Feder 7a unterhalb der Hilfsmembran 7 gedrückt, wodurch dann das untere Ende des Schaftes 8b das Tellerventil 8a berührt und dadurch den Ausblasweg des Bremszylinders 2 verschließt. Zur selben Zeit drückt der Schaft 8b das Tellerventil 8a auf, so daß Druckluft aus dem Kessel 3 in den Bremszylinder 2 eintreten kann. Ist das Tellerventil 8a in dieser Weise geöffnet, so wirkt derselbe Druck, der im Zylinder 2 wirksam ist, auch nach aufwärts auf die Hilfsmembran 7 ein und schiebt diese nach oben, und wenn der Druck im Bremszylinder 2 einen bestimmten Wert erreicht, so ist ein Gleichgewichtszustand zwischen dieser Aufwärtskraft und der vorher genannten Abwärtskraft der Hauptmembran 6 eingestellt. Folglich nimmt das Zuführ- und Abgabeventil 8 eine Lage ein, in der sowohl der Weg zwischen Zuluftkessel 3 und Bremszylinder 2 als auch zwischen Luftabblasweg und Bremszylinder 2 geschlossen sind, weshalb dann der Druck

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im Bremszylinder 2 konstant gehalten ist.

Das Steuerventil 5* das mit drei Drücken arbeitet, erzeugt somit einen Druck im Bremszylinder, der bewirkt, daß die Bremswirkung im wesentlichen proportional der Druckabnahme in der Bremsleitung 1 ist. Da der Druck in der Notbremskammer YJ der Notbrerasvorrichtung unverändert bleibt, wenn der Druck in der Bremsleitung 1 abfällt, wird die Membran 15 des Differenzialdruckventils 24 angehoben, wodurch die Stange 15a über den Hebel 21 zunächst das Ablaufventil l8 öffnet und Druckluft aus der Notbremskammer 17 über das Drosselventil 19 abläßt, woraufhin der Druck in der Notbremskammer YJ konstant abnimmt.

Ist im Vergleich zu dieser Druckabnahme der Druckabfall in der Bremsleitung 1 größer, so steigt der Differenzdruck zwischen der Notbremskammer YJ und der Bremsleitung 1 mit der Zeit so weit an, bis er die Kraft einer Feder 23 überwindet, wodurch ein Notventil 20 geöffnet wird, das eine sehr große Auslaßöffnung hat. Die Druckluft aus der Bremsleitung 1 wird dann über diese

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große öffnung des Notbremsventils 20 schnell abgegeben, so daß der Druck in der Bremsleitung 1. dann augenblicklich auf Atmosphärendruck absinkt.

Die Notbremsvorrichtung stellt also genau den Grad des Druckabfalls in der Bremsleitung fest und beurteilt, daß ein Notbremskommando gegeben ist, wenn der Grad des Druckabfalls größer ist als beim normalen Bremsen, woraufhin dann durch diese Vorrichtung der Druck in der Bremsleitung 1 auf Atmosphärendruck abgesenkt wird. Damit wird auch die Notbremsung über die Bremsleitung auf die nachfolgenden Waggons übertragen .

Die bekannten automatischen kontinuierlichen Bremssysteme haben zum großen Teil einen Aufbau und eine Wirkungsweise, die auf dem soeben beschriebenen Prinzip beruhen, Jedoch haben diese Systeme ernstzunehmende Nachteile. Wenn nämlich zur Einleitung des Bremsvorganges der Druck in der Bremsleitung 1 von dem Führerstand her vermindert wird, so tritt die Druckverminderung in der Bremsleitung sofort und auch mit verhältnismäßig hohem Grad

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in dem dem Führerstand nahegelegenen Waggons ein, bei den hinteren Wagen Jedoch ist der Druckabfall erst sehr viel später und auch nir in geringerem Maße vorhanden.

Aus diesem Grunde tritt nicht nur die wirksame Bremsung in den hinteren Wagen verzögert auf, sondern es verzögert sich auch die Entwicklung des Differenzialdrucks, der benötigt wird, um den Weg zwischen dem Kessel 4 für konstanten Druck und der Bremsleitung 1 zu verschließen, und in der Zwischenzeit fließt Luft rückwärts aus dem Kessel 4 für konstanten Druck in die Bremsleitung durch das Verschlußventil Ij5 und das Drosselventil 10. Da dann die Geschwindigkeit des Druckabfalles im Kessel 4 für konstanten Druck hoch ist, bleibt der oben genannte Differenzialdruck in den hinteren Wagen niedrig auch wenn der -Druck in der Bremsleitung 1 einen konstanten Wert im ganzen Zug angenommen hat, nachdem eine gewisse Zeit vergangen ist. Folglich sind die Bremskräfte der Bremszylinder 2 in den hinteren Waggons gering¹ und für eine gleichmäßige Bremsung unzureichend.

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Diese Schwierigkeit wird gewöhnlich dadurch überwunden, daß zu Deginn eines jeden BremsVorganges eine abrupte Bremsung vorgenommen wird, so daß der Druckabfall in der Bremsleitung 1 von den vorderen Wagen auch bis zu den hinteren hindurchgelangt.

In einem Ausführungsbeispiel ist ein derartiger Aufbau des Bremssteuersystems in Figur 2 wiedergegeben, wobei die mit den Bezigsziffern 1 bis 24 bezeichneten Teile aus der Figur 1 übernommen sind, da sie in gleicher V/eise aufgebaut und gestaltet sind. Das in Figur 2 gezeigte System unterscheidet sich nun dadurch, daß ein weiteres Zuführ- und Abgabeventil 25 vorgesehen ist, das vertikal zusammen mit der Membran 12 des Ventils 11 bewegbar ist, und daß ein Expansionsluftbehälter 26 mit der Bremsleitung 1 über dieses Zuführ- und Abgabeventil 25 verbindbar ist.

Wenn das Bremssystem sich im Laufzustand befindet, ist die Membran 12 nach unten in ihre untere Lage gedrückt, wofür die Feder 14 verantwortlich ist,. Folglich fließt das Zuführ-und Abgabeventil 25 den W«g zwischen Bremsleitung 1 und Expansionsluftbehälter 26, wie

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dies Fig. 2 zeigt, und der Behälter 26 ist mit der Atmosphäre in Verbindung.

Wird dann vom Führerstand her der Druck in der Bremsleitung 1 abgelassen, so stellt dies unmittelbar das Brernss teuer sy stem in dem dem Führerstand zunächst gelegenen Waggon fest, und die Membran 12 in diesem Steuersystem bewegt sich nach oben. Dadurch wird der Weg zwischen dem Kessel 4 für konstanten Druck und der Bremsleitung 1 durch das VersHchlußventil 1J verschlossen, m und im gleichen Augenblick wechselt der Anschluß des Expansionsluftbehälters 26 von der Atmosphäre zur Bremsleitung 1 über.

Als Ergebnis davon wird Druckluft aus der Bremsleitung 1 im ersten Bremszustand, die s±h in einem Druck befindet, der im wesentlichen dem Druck des Laufzustandes entspricht, in den Expansionsluftbehälter 26 eingelassen, der zu Beginn Atmosphärendruck hat, und der Druck in der jj Leitung 1 fällt sofort um einen bestimmten Betrag, der durch das Volumenverhältnis des Behälters 26 zur Bremsleitung 1 bestimmt wird.

Dieser abrupte Druckabfall in der Bremsleitung 1, also dor .soßenannte abrupte Bremsvorgang, wird über die Bremsleitung als Druckwelle auf die anschließenden

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Waggons übertragen, und auch in diesen anschließenden Waggons wird dasselbe abrupte Bremsen eingeleitet, wodurch der Kessel 4 für konstanten Druck in allen Waggons plötzlich von der Druckleitung 1 abgeschlossen wird, und zwar auch in den hinteren Waggons. Gleichzeitig ist dafür gesorgt, daß in der Bremsleitung eine bestimmte Druckverminderung auftritt, und der Beginn des Luftzustroms aus dem Luftkessel 2 zum Bremszylinder 2 des Steuersystems in jedem Wagen ist eingeleitet, wodurch der Zeitaugenblick, in welchem die Bremsen des hinteren Wagens an der Bremsung teilnehemen, vorverlegt ist. Außerdem ist der Druck im Bremszylinder des hinteren Wagens derselbe wie in den vorderen. Durch dieses Abrupt-Bremsen ist die Übertragungsgeschwindigkeit der Bremsung vom Bremseinleitmoment im Führerstand her gesehen bis zu den hinteren Wagen erheblich erhöht.

Um diese Geschwindigkeitssteigerung der Übertragung der abrupten Bremswirkung zu erhalten, ist es nötig, Maßnahmen wie sehr empfindliche Ventile 11 anzuwenden, die schon auf äußerst kleine Druckdifferenzen ansprechen, und das zwischen die Bremsleitung 1 und den Expansionsluftbehälter 26 eingesetzte Ventil 25 mit nur Geringen Durchströmwiderständen aursuctatten. Zwar sind diese Maßnahmen

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bedeutend, doch ist es noch wichtiger, einen Expansionsluftbehälter einzusetzen, dessen Fassungsvermögen größer ist als das Fassungsvermögen der Bremsleitung, um dadurch einen starken Druckabfall in der Bremsleitung zuerhalten. Wenn jedoch der plötzliche Druckabfall übermäßig groß ist, so arbeitet die Notbremseinrichtung im ersten Augenblick des normalen Bremsens und leitet fälschlicherweise die Norbremsung ein. Wenn außerdem vom Führerstand her nur eine sehr geringe Verminderung des Bremsdruckes in der Bremsleitung erzeugt werden soll, um eine sehr leichte Bremsung hervorzurufen, tritt eine stärkere als die beabsichtigte Bremsung durch die Abruptbremsung in allen Wagen ein. Es ist deshalb unvermeidbar nötig, diese Abruptbremsung zu begrenzen.

Mit der Erfindung kann diese Begrenzug beseitigt werden. Sie stellt eine Verbesserung der Wirkung der Abruptbremsung dar, ohne daß eine Unsicherheit aufkommt und ergibt eine weitere Steigerung der Geschwirr! igkeit, mit der der Beginn der Bremsung übertragen wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 gezeigt, in welchem die Bezugszeichen 1 bis 25 denjenigen der

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vorher beschriebenen Systeme entsprechen. Das in Fig.3 gezeigte Steuersystem unterscheidet sich von den vorher beschriebenen dadurch, daß der Kessel 4 für konstanten Luftdruck und ein zweiter Expansionsluftbehälter 29 durch ein Ventil 27 miteinander verbunden sind, das durch die Druckluft in der Notbremskammer betätigt wird, und das Ventil ™ 24 ist mit einem Luftweg zwischen dem Ventil 25 und der Notbremskammer 17 ausgestattet.

Befindet sich das System im Laufzustand, so ist der Druck in der Notbremskammer 17 Atmosphärendruck, wie an früherer Stelle bereits ausgeführt. Folglich befindet sich die Membran 27a im Ventil 27 in ihrer unteren Lage, da die Feder auf sie drückt, und das Ventil 28, das durchdie Membran 27a betätigt wird, steht in seiner Luftausblas- £ stellung, so daß der Expansionsluftbehaler 29 vom Kessel 4 für konstanten·Luftdruck abgeschlossen ist und mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Da außerdem die Notbremskammer 17 unter Atmosphärendruck steht, ist auch die Membran 15 im Ventil 24 durch den Bremsleitungsdruck auf ihrer Oberseite nach unten gedrückt, so daß das Ventil 16 voll geöffnet ist.

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Wird dann der Druck in der Bremsleitung 1 vermindert, um eine Bremsung herbeizuführen, so strömt Druckluft aus der Bremsleitung 1 durch das Ventil 25 und tritt, da sie durch das voll geöffnete Ventil 16 hindurchstromen kann, in die Notbremskammer 17 ein, wodurch (in plötzlicher Druckabfall in der Bremsleitung 1 erzielt wird, wie früher schon beschrieben. Dadurch wird die abrupte Bremsung im ersten Augenblick der Bremsung erzielt. Da die Druckluft aus der Bremsleitung 1 nicht vollständig in die Notbremskammer 17 gelangt ist, bis die Abruptbremsung vollendet ist, tritt auch keine Notbremsung ein, bevor die Abruptbremsung beendet ist.

'wenn die Notbremskammer 17 auf einen Druck aufgefüllt ist, der im wesentlichen gleich dem Druck in m der Bremsleitung 1 ist, wird die sich unter dem daraus ergebenden Druck befindliche Luft mit geringer Verzögerung infolge der Wirkung des Drosselventils J51 der Unterseite der Membran 27a des Ventils 27 zugeführt, i;o daß sie die Membran dann anhebt. Dadurch wird die Verbindung den Expansionsluftbehälters 29 mit der Atmosphäre geschlossen und gleichzeitig eine Verbindung des Behälters 29 mit dfjin Kessel 4 für konstanten Druck

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über ein Drosselventil JQ hergestellt.

Der Druck im Kessel 4 für konstanten Druck, der bisher gleich dem Druck in der Bremsleitung in Laufzustand gehalten ist, ist durch die anfängliche Abrupt bremsung bestimmt durch das Volumenverhältnis des Kessels 4 für konstanten Druck und des Expansionsluftbehälters 29. Auch in dem Falle, wenn der Druck um einen bestimmten Wert vermindert wird, und der schnelle Abfall des Bremsleitungsdruckes infolge der Abruptbremsung groß ist, ist es möglich, ein unerwünschtes Ansteigen des Differenzdruckes zwischen dem Druck in der Bremsleitung 1 und demjenigen im Kessel 4 zu verhindern.

Durch geeignete Wahl der Drosselventile JO und 3I und der entsprechenden Teile, um den Druck im Kessel für konstanten Druck abrupt abfallen zu lassen mit einer geeigneten Zeitverzögerung, nachdem der Druck in der Bremsleitung als Folge der Abruptbremsung plötzlich abgefallen ist, ist es möglich, die Druckdifferenz zwischen der Ober- und Unterseite der Hauptmembran 6 des Steuerventils 5 nur während der Anfangsperiode der Bremsung groß zu halten, indem die Luftzufuhröffnung des Zuführ- und AbgabeventJLs 8 weit offen gehalten wird, um die

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erste Luftzufuhr zum Bremszylinder 2 zu unterstützen. Dies sogenannte Einschießen führt zu einer schnellen Druckerhöhung im Bremszylinder 2 auf einen bestimmten Wert.

Es 1st so mit der Erfindung verhindert« daß die. Bremse fehlerhaft nachläßt.

Bei den bekannten Systemen, die vorstehend anhand der iig.1 und 2 beschrieben wurden» ist der Druck in dem Kessel 4 für konstanten Druck im wesentlichen auf dem Druck gehalten, ler im Laufzustand in der Bremsleitung herrsehte, nachdem auch der Druck in der Bremsleitung 1 Infolge der Bremsung vermindert wwden ist. Wenn dann aus irgendeinem Grund der Druck in der Bremsleitung nicht wieder auf seinen Ausgangswert zurückkehrt, so bleibt die

c Membran 12 des Ventils 11 in ihrer nah oben gedrückten Stellung, -wodurch die Verbindung zwischen dem Kessel 4 für konstanten Druck und der Bremsleitung 1 verschlossen bleibt. Als Ergebnis davon wird ein Differenzdruck zwischen Kessel 4 und Bremsleitung 1 aufrecht erhalten und die Bremse nicht völlig gelöst.

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In der Praxis tritt eine derartige mangelhafte Lösung der Bremse auf, wenn die Lokomotive am Zug wechselt und der Druck, der der Bremsleitung im Führerstand der zweiten Lokomotive zugeführt wird, niedriger ist als der Bremsleitungsdruck der ersten Lokomotive. Genauer gesagt wird die erste Lokomotive vom Wagenzug getrennt, wobei die Bremsleitung ebenfalls abgetrennt wird und der Druck in der Bremsleitung absinkt. Als nächstes wird an den Zug eine andere Lokomotive angekuppeLt und die Bremsleitungskupplung wieder hergestellt, woraufhin der Bremsleitungsdruck wieder erhöht wird, um die Bremsen aller Wagen des Zuges zu lösen. Ist nun der neue Druck niedriger als der Druck der ersten Lokomotive, so bleibt ein Differenzdruck zwischen dem Druck in der Bremsleitung 1 und Jedem Kessel k für konstanten Druck in jedem V/agen, der nicht beseitigt werden kann.

Im Gegensatz dazu kann, da der Druck im Kessel 4 für konstanten Druck abrupt um einen bestimmten Wert zu Beginn der Bremseinleitung im Bremssteuersystem nach der Erfindung abfällt, die Membran 12 im Ventil 11 iri ihre untere Lage zurückkehren und die Verbindung zwischen dem Kessel 4 und der Bremsleitung 1 wieder öffnen, vorausgesetzt, daß die Differenz zwischen den Drücken in der

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Bremsleitung bei der vorhergehenden Lokomotive und der nachfolgenden geringer ist als der Wert, um den der Druck im Kessel zu Beginn abrupt absinkt.

Abweichungen im Bremleitungsdruck können nicht nur auftreten, wenn die Lokomotiven gewechselt werden, sondern auch bei ein und demselben Führerstand. Es kann vorkommen, daß das Druckregulierventil, das den Druck in der Bremsleitung festlegt, durch eindringenden Staub, frierende Feuchtigkeit und sonstige Gründe den Druck vorübergehend in der Bremsleitung stark ansteigen läßt, wodurch dann die Bremsen in derselben Weise nicht mehr lösen. Bei solchen Fällen kann das fehlerhafte Hängenblei ben der Bremsen mit dem Bremssteuersystem nach der Erfindung wesentlich vermindert werden, in welchem ein plötzlicher Abfall des Druckes im Kessel 4 für konstanten Druck vorgesehen ist.

In Fällen, in denen eine derartige Fehlfunktion des Druckregulierventils zu einer starken Druckabweichung

führt, oder in Fällen, in denen der/Kessel für konstanten / Druck im

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Druck infolge eines Irrtums übermäßig stark erhöht wird, was passieren kann, wenn die Bremsleitung nur für einen kurzen Augenblick unmittelbar an den Hauptluftkessel angeschlossen wird, um vom Führerstand bis zu den hinteren Wagen eine Druckluftwelle hindurchzuschicken, was gemacht wird, um bei sehr langen Zügen die Bremsen tatsächlich zu lösen, ist es bei den bekannten Bremssystemen nicht möglich, den Druckluftkessel 4 für konstanten Druck in jedem Waggon wieder auf Normaldruck zu bringen, ohne daß ein Abblasventil bedient wird (ein von Hand betätigtes Ventil zum Ablassen des Überdrucks aus dem Kessel 4 andie umgebende Luft).

In dem Bremssteuersys.tem nach der Erfindung kann jedoch der Zugführer von seinem Sitz aus den Druck in den Kesseln 4 jedes Wagens dadurch wieder absenken, daß er wiederholt eine Notbremsung durchführt und dann den

Druck in der Brnisleitung wieder ansteigen läßt.

Wie bereits ausgeführt, ist der Druck bei Betätigung der Bremsen in der Notbremskammer 17 auf demselben Wert wie in der Bremsleitung 1, und die Membran 27a des Ventils 27 biegt sich nach oben aus, wodurch der Kessel 4

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für konstanten Druck und der Expansionsluftbehälter ebenfalls auf denselben Druck gebracht sind. Wird jedoch eine Notbremsung durchgeführt und der Druck in der Bremsleitung wird Null, so wird auch der Druck in der Notbremskammer 17 gleich dem Atmosphärendruck. Polglich kehrt die Membran 27a in ihre in Fig. 3 gezeigte J| Ausgangsstellung zurück, und der Expanjjsonsluftbehälter 29 ist wie im Laufzustand vom Kessel 4 für konstanten Druck getrennt, wobei die in ihm enthaltene Luft ausgeblasen wird.

Erhält dann die Bremsleitung erneut Druckluft, so sind die Bremsen nicht gelöstj . oä der Expinsionsluftbehälter 17 steht mit der Bremsleitung in Verbindung, bis der Druck in der Bremsleitung den Druck im Kessel 4 erreicht. Polglich steigt der auf die Unter- M seite der Membran 27a einwirkende Druck zusammen mit dem Druckanstieg in der Bremsleitung. Erreicht dieser Druck nun einen bestimmten Viert, so wird die Membran abermals nach oben gewölbt, und die Verbindung zwischen dem Expansionsluftbehälter 29, der bei der Notbremsung abgeblasen hat, und dem Kessel 4 für konstanten Druck

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ist .wiederum geöffnet. Als Ergebnis davon wird der Druck im Behälter 4 erneut in einem Schritt abrupt abgesenkt.

Durch erneute Notbremsung und Wieder- Ansteigenlassen des Druckes in der Bremsleitung in der beschriebenen Weise kann der Druck im Kessel 4 für konstanten Druck in jedem beliebigen Maß erniedrigt werden. Es ist daher ausgeschlossen, daß infolge übermäßig großer Druckzufuhr zum Kessel 4 die Bremsen nicht mehr lösen.

Mit der Erfindung wird außerdem ein Bremssteuersystem geschaffen, das nicht zu einer Notbremsung führt, wenn während eines plötzlichen Druckabfalls in der Bremsleitung infolge der Abruptbremsung zu Beginn eines normalen Bremsvorganges der Druck stark sinkt.

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In dem in Pig. 3 dargestellten Bremssystem und

dem dort wiedergegebenen Zustand befinden sich der Druck in der Bremsleitung 1 und im Kessel 4 für konstanten Druck auf demselben Wert, und das Zuführ- und Abgabeventil 25 ist in der Abblasstellung. Folglich slht die Notbremskammer 17 mit der Atmosphäre über das Verschlußventil 16 in Verbindung, und die Membran 15 des Differenz-

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druckventils 24 wird auf ihrer Oberseite vom Druck in der Bremsleitung und auf ihrer Unterseite vom Atmosphärendruck beaufschlagt und ist dadurch in ihre unterste Stellung gedrükt, wodurch das V%rschlußventil 16 vollständig offen ist.

Wird dann in der Bremsleitung 1 zur Einleitung einer Bremsung der Druck abgesenkt, und nimmt die Druckverminderung einen stetigen Wert an, so ist die erste Reaktion, die auftritt, das Anheben der Membran 12 des Ventils 11, wodurch das Zuführ- und Abgabeventil 25 geöffnet wird und die Druckluft in der Leitung 1 durch dieses Ventil 25 und auch durch das Verschlußventil 16, das völlig offen ist, hindurchtritt und die Notbremskammer 17 anfüllt. Dadurch wird ein abrupter Abfall des Druckes in der Bremsleitung 1 erzeugt, wodurch zu Beginn der Bremsung die Abruptbremsung hervorgerufen wird.

Bis diese Abruptbremsung beendet ist, gelangt keine Druckluft aus der Bremsleitung 1 in die Notbremskammer 17· Dadurch kann keine Notbremsung erfolgen, bis die Abruptbremsung zu Ende ist.

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Nach Beendigung dieser Abruptbremsung kann eine Notbremsung, bei der die Geschwindigkeit der Druckverminderung in der Bremsleitung 1 bestimmt und die Bremsleitung 1 zur Außenluft hin geöffnet wird, wenn der Druckabfall hoch ist, genau in derselben Weise, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, verwirklicht werden.

Wie beschrieben ist das mit drei Drücken arbeitende Bremssteuersystem nach der Erfindung mit einem mit drei Drücken arbeitenden Steuerventil ausgestattet, das von der Differenz der Drücke in der Bremsleitung und in einem Luftkessel für konstanten Druck und durch einen Bremszylinderdruck betrieben wird, und das eine Notbremskammer aufweist, mit deren Hilfe zu Beginn der Bremsung eine Abruptbremsung durchgeführt wird.

Bei diesem Bremssteuersystem können ein Luftkessel für konstanten Druck und ein zweiter Expansionsluftbehälter über ein Ventil miteinander verbunden werden, .das durch Druckluft gesteuert wird, die aus der Notbremskammer über ein Drosselventil abfließt und dadurch den Verbindungsweg öffnet und schließt. Nach einer Teilreduktion des Druckes in der Bremsleitung durch die Notbremskammer

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kann der Druck in dem Kessel für konstanten Druck um einen bestimmten Wert durch einen zweiten Expansionsluftbehälter vermindert werden. Außerdem ist zwischen ein Abruptbremsventil und die Notbremskammer ein Differenzdruckventil eingeschaltet, das durch die Differenz der Drücke in der Bremsleitung und der Notbremskammer betätigt wird. Dieses Differenzdruckventil stellt während der Abruptbremsung zu Beginn eines Bremsvorganges eine Verbindung mit der Notbremskammer her, die zu dem Zeitpunkt Atmosphärendruok hat, und bewirkt nach Beendigung der Abruptbremsung, daß der Grad der Druckverminderung in der Bremsleitung und der Druck in der Notbremskammer verglichen werden und die "Druckluft in der Bremsleitung darin sehr plötzlich an die Außenluft abgegeben wird, wenn der frühere Wert höher ist, als der spätere.

Unabhängig davon also, ob Normalbremsungjoder Notbremsung vorliegt, wird, wenn nach der Abruptbremsung, die auch den hinteren Waggons den Bremsbeginn zuführt, das Maß des Druckanstieges in der Bremsleitung einen bestimmten Wert noch überschreitet, dieser Zustand als Notbremsung beurteilt, woraufhin die Bremsleitung dann gegen die Außenluft geöffnet wird.

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Es ist damit möglich, den Druckabfall, der bei der Abruptbremsung auftritt, groß zu halten, um den Beginn der Bremsung auch den hintersten Waggons eines Zuges schnell zuzuführen, und'den Druck des Kessels für konstanten Druck unter den anfänglichen Druck zu senken. Es wird damit möglich, den Druck im Bremszylinder infolge des mit drei Drücken arbeitenden Steuerventils zu halten. Wodurch eine zu starke Bremswirkung infolge der zu Beginn der Bremsung auftretenden Abruptbremsung verhindert wird.

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung ist, daß das Nicht-Lösen der Bremsen infolge zu geringen Druckes der Bremsleitung oder übermäßiger Aufladung der Kessel für konstanten Luftdruck leicht durch einfaches Betätigen des Bremssteuerhebels beseitigt werden kann·

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.J Bremssteuersystem mit einem mit drei Drücken arbeitenden Ventil, das abhängig vom Differenzdruck zwischen einer Bremsleitung und einem Kessel für konstanten Luftdruck anspricht, um die Druckluftzufuhr von einer Druckluftquelle zu wenigstens einem Bremszylinder und das Ausblasen der Luft aus dem Inneren des Bremszylinders zu steuern, mit einem Zuführ- und Abgabeventil, das abhängig vom Differenzdruck zwischen der Bremsleitung und dem Kessel für konstanten Luftdruck arbeitet und das Entweichen des Luftdruckes in der Bremsleitung in einen ersten Expansionsluftbehälter ermöglicht, wodurch ein abrupter Druckabfall eintritt, wenn zum Bremsen in der Bremsleitung eine Druckverminderung hervorgerufen wird, während es die Luft aus dem Expansionsluftbehälter wieder abläßt, wenn der Druck in der Bremsleitung einen bestimmten Wert übersteigt, und mit einer Notbremsvorrichtung, die dann anspricht, wenn die Geschwindigkeit des Druckabfalls in der

J.l

Bremsleitung bei/Bremsen einen bestimmten Wert übersteigt, so daß dann der Bremsleitungndruck augenblicklich abgelassen

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200431Q

wird, gekennzeichnet durch einen zweiten Expansionsluftbehälter (29), eine Verbindungsleitung zwischen dem Kessel für konstanten Luftdruck (4) und dem zweiten Expansionsluftbehälter (29) und ein Ventil (27), das von Druckluft aus dem ersten Expansionsluftbehälter (I7) betätigt wird, um die Verbindungsleitung zu öffnen, wodurch die Luft aus dem Kessel (4) für konstanten Druck in den zweiten Expansionsluftbehälter (29)eintreten kann.

2. Bremssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drosselventil 3I iⁿ die Verbindungsleitung zwischen die als ersten Expansionsluftbehälter dienende Notbremskammer (I7) und das Ventil (27) eingeschaltet ist, das vom Luftdruck in der Notbremskammer (17) betätigt wird.

3. Bremssteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Drosselventil (20) in der Verbindungsleitung zwischen dem Kessel (4) für konstanten Druck

und dem zweiten Expansionsluftbehälter (29). '

4. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Expansionsluftbehälter

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(17) mt der Bremsleitung (1) über ein Differnzialdruekven- tll (24) der Notbrerasvorrichtung verbunden ist, das ab hängig vom Differenzdruck zwischen der Bremsleitung und dem ersten Expansionsluftbehälter (17) arbeitet«

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