DE2058653C3 - Bremsventileinrichtung für lastabhängig steuerbare Federspeicherbremsanlagen, insbesondere in Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsventileinrichtung für lastabhängig steuerbare Federspeicherbremsanlagen, insbesondere in Schienenfahrzeugen, deren Federspeicherbremszylinder mit Hilfe eines stufenlos betätigbaren Steuerventils von einem umgekehrt proportional zur Fahrzeugbelastung gesteuerten Druck beaufschlagt sind, das mit einem Lastbremsventil verbunden ist, welches zwei druckbeaufschlagbare Steuerkolben aufweist, von denen einer von einem durch ihn mitausgesteuerten proportional lastabhängigen Regeldruck beaufschlagbar ist und die über Stößel mit einem von der Last veränderbaren Waagebalken zusammenwirken, wobei der lastabhängige Regeldruck einen Kolben der Doppelkolbenanordnung des Steuerventils im Zusammenwirken mit dem Bremszylinderdruck beaufschlagt.

Bei derartigen Federspeicherbremsanlagen wird die Bremswirkung bekanntlich dadurch erzielt, daß der die Federspeicherkolben in der Lösestellung haltende Lösedruclc ganz oder teilweise abgesenkt wird

Aus der CH-PS 471 712 ist eine lastabhängig gesteuerte Federspeicherbremseinrichtung unter Verwendung einer Lastbremsventileinheit mit Waagebalken und eines Dreidrucksteuerventils der obengenannten Art bekannt, bei der die Bremsphase durch einen vom Bremssteuerventil ausgesteuerten Druck eingeleitet wird während im Bremslösezustand vom Bremssteuerventil kein Druck ausgesteuert wird, was widersprüchlich zum eigentlichen Sicherheitsgedanken bei Federspeicherbremsen ist, da bei Ausfall des Bremssteuerdruckes die Federspeicherbremse nicht mehr betätigt werden kann. Außerdem wird hier der lastabhäneiee Regeldruck zum Bremsen direkt proportional zur Fahrzeugbelastung in die Steuerkammer des Dreidruckventils gegeben, weshalb dieser Regeldruck nicht lediglich das Maß der Druckabsenkung des Federspeicher-Lösedruckes, sondern die Druckabsenkung unmittelbar steuert, was bei Störungen in diesen Druck regulierenden Steuergliedern besonders bei zunehmender Fahrzeugbelastung daran führt, daß unter Umständen bei Fahrzeugmaximalbelastung nicht die entsprechende Maximaldruckabsenkung in der Federspeicher-Lösekammer erreicht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die ermöglicht, daß die stufenlose Druckabsenkung darüber hinaus in Abhängigkeit von dem Beladungszustand bis zum Maximalwert unter weitgehender Ausschaltung von Störungen steuerbar ist. Dieses Problem konnte bisher mit den in herkömmlicher Weise zur lastabhängigen Steuerung bei direkten oder indirekten Druckluftbremsen zusammenwirkenden, an sich bekannten Steuerorganen nicht gelöst werden.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst worden, daß die eingangs erwähnte Bremsventileinrichtung gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruches 1 ausgebildet ist.

Der ausgesteuerte Regeldruck bewirkt, daß beim Einleiten einer Bremsung der Lösedruck jeweils nur um einen durch den das Steuerventil baufschlagenden Regeldruck verminderten Teildruck verringert und damit das Fahrzeug seiner Beladung entsprechend verzögert wird. Bei einer Vollbremsung des leeren oder teilbeladenen Fahrzeugs verbleibt in den Federspeicherzylindern ein Restdruck, der allein durch den das Steuerventil beaufschlagenden lastabhängigen Regeldruck bestimmt ist.

Mit zunehmender Beladung des Fahrzeugs hingegen wird der Waagebalken in die entgegengesetzte Richtung verstellt, so daß mit dem Absenken des Haltedrukkes der vom Lastbremsventil ausgesteuerte Regeldruck abnimmt, wobei schließlich bei vollbeladenem Fahrzeug vom Lastbremsventil kein Regeldruck mehr ausgesteuert wird. Somit bleibt auch das Steuerventil vom Regeldruck unbeeinflußt, so daß bei einer Vollbremsung der Lösedruck ganz und bei einer Teilbremsung auf einen Druck abgesenkt wird, der jeweils unterhalb des Druckes liegt, der sich bei gleicher Bremsbetätigungskraft beim teilbeladenen bzw. leeren Fahrzeug einstellen würde.

Auf diese Weise sind für jeden Beladungszustand eine lastabhängige stufenweise Druckabsenkung während des Bremsvorganges und eine ebensolche Druckerhöhung beim Lösevorgang gewährleistet.

Die weitere Ausbildung des Gegenstandes nach der Erfindung kann den Unteransprüchen entnommen wer-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung schematisch dargestellt und zwar eine Faiii-zeugbremsventileinrichtung in der Entlüftungsbzw Bremsstellung bei vollbeladenem Fahrzeug für Schienenfahrzeug-Federspeicherbremsanlagen.

Die aus einem mehrteiligen Gehäuse zusammengesetzte Bremsventileinrichtung besteht im wesentlichen aus einem Lastbremsventil 3 mit einem verschiebbaren Waagebalken 1 sowie einem Steuerventil 4. Der Waagebalken 1 ist mit einem in einem Zylinder 5 verschiebbaren Stellkolben 6 versehen, der über eine Leitung 7 vom Luftfederdruck des Fahrzeugs beaufschlagt wird und dessen Kolbenstange 8 am entgegengesetzten Ende unter der Wirkung einer Rückstellfeder 9 steht.

Das Lastbremsveiitil 3 weist einerseits einen als Membrankolben ausgebildeten Steuerkolben 10 auf, der innerhalb einer Druckkammer U über eine Steuerleitung 12 von einem Haltedruck beaufschlagt wird, der mit dem auf das Steuerventil 4 einwirkenden Steuerdruck identisch und mit diesem veränderbar ist. Außerdem steht der Steuerkolben 10 unter der Wirkung einer dem Haltedruck entgegenwirkenden Feder 13. Darüber hinaus ist der Steuerkolben 10 mit einem zylinderartigen Ansatz 14 versehen, in dem ein Betätigungsstößel 15 geführt ist, der mit dem Waagebalken 1 in Wirkverbindung steht und sich mittels einer Druckbegrenzungsfeder 16 am Steuerkolben 10 abstützt sowie abgedichtet aus der Druckkammer 11 herausgeführt ist.

Das Lastbremsventil 3 weist andererseits ein mit einem gehäusefesten Ventilsitz 17 und einem Ventilstößel 18 zusammenwirkendes Doppelventil 19 auf, wobei der Ventilstößel 18 außerdem mit dem Waagebalken 1 in Wirkverbindung steht sowie mit einem ebenfalls als Membrankolben ausgebildeten Steuerkolben 20 fest verbunden ist, der eine Steuerkammer 21 begrenzt und unter der Wirkung einer Rückhaltefeder 22 steht. Die Steuerkammer 21 ist entweder über eine Vorratsleitung 23 mit einem Hauptluftbehälter 24 oder mit der Atmosphäre verbindbar.

Das Steuerventil 4 setzt sich zusammen aus einem Steuerkolben 25, einem Regelkolben 26 und einem Doppelventil 27, das ebenfalls mit einem gehäusefesten Der in der Leitung 7 anstehende maximale Luftfederdruck beaufschlagt den Zylinder 5 und bewegt den Stellkolben 6 und damit den Waagebalken 1 gegen die Kraft der Rückstellfeder 9 in die linke Endstellung, in der dem Betätigungsstößel 15 des Lastbremsventils 3 ein kleinerer wirksamer Hebelarm zugeordnet ist als dem Ventilstößel 18 des Lastbremsventils 3. Bei vollständig gelösten Federspeicherbremsen steht in der Steuerkammer 37 des Steuerventils 4 sowie in der ίο Druckkammer 11 des Lastbremsventils 3 der maximale Steuerdruck an, der gleichzeitig über das Rückschlagventil 41 auf der Gegenseite des Steuerkolbens 25 als um die Kraft der Rückschlagventilfeder 40 verminderter Speicherdruck wirksam wird. Der überschüssige Steuerdruck bewirkt, daß der Steuerkolben 25 den Ventilstößel 29 gegen das Doppelventil 27 bewegt, wobei das Auslaßventil 27,29 geschlossen und das Einlaßventil 27, 28 geöffnet wird, so daß Vorratsluft aus dem Behälter 24 in die Lösekammer 30 und von dort in den Federspeicherzylinder 31 gelangt, der aus der dargestellten Bremssteliung in die Lösestellung geht.

Wird jetzt beispielsweise eine Vollbremsung eingeleitet und der Steuerdruck in der Steuerkammer 37 sowie in der Druckkammer 11 abgesenkt, dann bewirkt die Feder 13 eine Relativverschiebung des Steuerkolbens 10 gegenüber dem Betätigungsstößel 15, wobei die DruckLegrenzungsfeder 16 zusammengedrückt wird. Die Kraft des Betätigungsstößels 15 reicht jedoch nicht aus, um bei dem vorgegebenen Hebelverhältnis des Waagebalkens 1 den Ventilstößel 18 gegen die Kraft der Rückhaltefeder 22 zu bewegen. Damit bleibt das Einlaßventil 17, 19 geschlossen, so daß kein Regeldruck in der Steuerkammer 21 ausgesteuert wird und somit auch der Regelkolben 26 in der Regelkammer 35 unbeaufschlagt bleibt. Auf diese Weise folgt der andererseits vom Lösedruck beaufschlagte Regelkolben 26 der Bewegung des vom Steuerdruck entlasteten und vom Speicherdruck weiterhin beaufschlagten Steuerkolbens 25, so daß das Auslaßventil 27, 29 voll öffnet und der Druck im Federspeicherzylinder 31 bis auf null abfällt. Damit ist eine dem Beladungszustand entsprechende maximale Abbremsung erreicht. Bei Teilbremsung wird der Lösedruck jeweils nur auf einen Teildruck abgesenkt, dessen Höhe allein vom Steuerdruck

Steuerventil 4 eine Lösekammer 30 auf, dis über das Einlaßventil 27, 28 mit dem Hauptluftbehälter 24 bzw. über das Auslaßventil 27, 29 mit der Atmosphäre verbindbar ist, und die über eine Leitung 42 an einen Federspeicherbremszylinder 31 angeschlossen ist, der einen Kolben 32 und eine Speicherfeder 33 enthält. Die Lösekammer 30 ist über eine Bohrung 34 mit einer Kammer oberhalb des Regelkolbens 26 verbunden. Der Regelkolben 26 trennt die Lösekammer 30 von einer

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gesteuert wird.

Mit abnehmender Beladung des Fahrzeugs sinkt auch der Luftfederdruck in der Leitung 7 bzw. im Zylinder 5, so daß der Stellkolben 6 und damit der Waagebalken 1 beliebige Zwischenstellungen einnehmen können, wobei der dem Betätigungsstößel 15 zugeordnete wirksame Hebelarm kontinuierlich größer und der dem Ventilstößel 18 zugeordnete wirksame Hebelarm konerreicht der Luftfederdruck

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Speicherkammer 38, die an einen Speicherbehälter 39 angeschlossen ist und über em im Steuerkolben 25 an-

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Steuerkolben 25 steht mit dem Ventilstößel 29 in Wirkverbindung, ohne jedoch mit diesem fest verbunden zu sein.

Bei vollbeladenem Fahrzeug ist die Wirkungsweise der Bremsventileinrichtung wie folgt:

eine Vollbremsung

der Steuerkammer .,. „„...- ...

auf seinen unteren Grenzwert bzw. bei einer Notbremsung ganz abgesenkt, dann wird die Kraft der Feder über den Steuerkolben 10, die vorgespannte Druckbegrenzungsfeder 16 und den Betätigungsstößel 15 am Waagebalken 1 wirksam, so daß die Gegenkraft des durch die Rückhaltefeder 22 belasteten, am entgegengesetzten Ende des Waagebalkens 1 angreifenden Ventilstößels 18 überwunden wird. Der Ventilstößel 18 hebt

das Doppelventil 19 vom Einlaßventilsitz 17 ab, so daß aus dem Behälter 24 Vorratsluft in die Steuerkammer 21 des Lastbremsventils 3 einströmt und dessen Steuerkolben 20 beaufschlagt bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist und das Einlaßventil 17,19 in die Abschlußstellung geht, wobei der Betätigungsstößel 15 des Lastbremsventils 3 unter Zusammendrücken der Druckbegrenzungsfeder 16 relativ zum Steuerkolben 10 zurückbewegt wird.

Der auf diese Weise in Abhängigkeit vom Luftfederdruck, d. h. vom Fahrzeuggewicht vom Ventil 19 ausgesteuerte, durch das jeweilige wirksame Hebelverhältnis des Waagebalkens 1 bestimmte lastabhängige Regeldruck beaufschlagt den Regelkolben 26 des Steuerventils 4 entgegen dem auf der anderen Kolbenseite anstehenden Lösedruck. Die bereits erwähnte Drucksenkung des Steuerdruckes unterhalb des Steuerkolbens 25 bei einer Vollbremsung oder Notbremsung hat zur Folge, daß das Auslaßventil 27, 29 in die Abschlußstellung geht, wenn der oberhalb des Regelkolbens 26 lastende Lösedruck auf den Wert des unterhalb des Regelkolbens 26 anstehenden Regeldrucks gesunken ist, so daß der im Federspeicherzylinder 31 verbleibende Restdruck bei einer Vollbremsung oder Notbremsung ausschließlich durch diesen lastabhängigen Regeldruck bestimmt ist.

Bei Teilbremsungen des leeren Fahrzeuges ist der im Federspeicherzylinder 311 verbleibende Teildruck ebenfalls um den Wert des lastabhängigen Regeldruckes erhöht.

Werden die Federspeicherzylinder anschließend wieder vollständig gelöst, d.h. der Steuerdruck in der Steuerkammer 37 und in der Druckkammer 11 auf den maximalen Druck heraufgesetzt, dann wird die Regel· kammer 35 über das Ventil 19 entlüftet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Bremsventileinrichtung für lastabhängig steuerbare Federspeicherbremsanlagen, insbesondere in S Schienenfahrzeugen, deren Federspeicherbremszylinder mit Hilfe eines stufenlos betätigbaren Steuerventils von einem umgekehrt proportional zur Fahrzeugbelastung gesteuerten Druck beaufschlagt sind, das mit einem Lastbremsventil verbunden ist, welches zwei druckbeaufschlagbare Steuerkolben aufweist, von denen einer von einem durch ihn mitausgesteuertem proportional lastabhängigen Regeldruck beaufschlagbar ist und die über Stößel mit einem von der Last veränderbaren Waagebalken zusammenwirken, wobei der lastabhängige Regeldruck einen Kolben der Doppelkolbenanordnung des Steuerventils im Zusammenwirken mit dem Bremszylinderdruck beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß im Lastbremsventil (3) ein Steuerkolben (10) vom Bremssteuerdruck entgegen einer konstanten Kraft und der andere (20) gleichsinnig zum Bremssteuerdruck in bezug auf den Waagebalken (1) in Entlüftungsrichtung des den Regeldruck aussteuernden Ventils (19) beaufschlagt sind, und einer der Kolben (26) des Steuerventils (4) vom Regeldruck entgegen dem Bremszylinderdruck und der andere Kolben (25) des Steuerventils (4) vom Bremssteuerdruck entgegen einem Speicherdruck beaufschlagt sind.

2. Bremsventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerkolben (25) der Doppelkolbenanordnung (25, 26) ein federbelastetes Rückschlagventil (40, 41) aufweist, das die Aussteuerung des die Gegenseite des Steuerkolbens beaufschlagenden, um die Kraft der Rückschlagventilfeder (40) verminderten Speicherdruckes bewirkt.

3. Bremsventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Waagebalken (1) unmittelbar mit einem vom Luftfederdruck des Fahrzeugs beaufschlagten Stellkolben (6) verbunden ist.

4. Bremsventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Regeldruck beaufschlagte Steuerkolben (20) des Lastbremsventils (3) unter der Wirkung einer Rückhaltefeder (22) steht.