DE2112764C3

DE2112764C3 - Zweidrucksteuerventil für einstufig zu lösende selbsttätige Druckmittelbremsanlagen, insbesondere für Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE2112764C3
Application number: DE2112764A
Authority: DE
Inventors: Jack London Washbourn
Original assignee: Westinghouse Brake and Signal Co Ltd
Current assignee: Siemens Mobility Ltd
Priority date: 1970-03-19
Filing date: 1971-03-17
Publication date: 1981-10-15
Also published as: FR2083420B1; GB1287972A; ZA71971B; JPS5334368B1; DE2112764A1; FR2083420A1; CA930275A; DE2112764B2; US3706480A

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweidrucksteuerventil für einstufig zu lösende selbsttätige Druckmittelbremsanlagen, insbesondere für Schienenfahzeuge, mit einem Anlege- und einem Löseventil für das Beaufschlagen von Bremszylindern und mit Beschleunigungsventileinrichtungen für das Bremsenanleg^n und -lösen, wobei ein von einer Druckdifferenz steuerbares Ventil zum beschleunigten Lösen in der Verbindung eines aufgeladenen Behälters mit der Bremsleitung vorgesehen ist.

Unter »beschleunigtem Lösen« ist hier nicht ein schnelleres Lösen einer Bremse zu verstehen, was durch das Ausströmen der Luft aus dem Bremszylinder erfolgt, vielmehr betrifft der genannte Ausdruck das beschleunigte Einleiten des Lösens der Bremsen einer Mehrzahl von Wagen eines Zuges, insbesondere Eisenbahnzuges, durch beschleunigtes Erhöhen des Druckes in der Bremsleitung entlang des Zuges.

Bei einem bekannten Zweidrucksteuerventil dieser Art (US-PS 34 72 562) sind die Beschleunigungsventileinrichtungen so ausgeführt, daß beim Lösen der Bremse durch ein vom Bremsleitungsdruck entgegen dem Hilfsbehälterdruck und der Kraft einer Feder gesteuertes Ventil beschleunigt wird, wobei Druckluft aus einem im Normalbetrieb aus dem Hilfsluftbehälter aufgeladenen Behälter in die Bremsleitung strömt. Hierbei öffnet das genannte Ventil erst nach erneutem Druckaufbau in der Bremsleitung auf die für die kritische Druckdifferenz erforderliche Höhe.

Es ist auch eine Bremsvorrichtung bekannt (deutsche Patentanmeldung K 26 675 I I/20f), bei welcher lediglich nach einer Schnellbremsung ein Schnellösevorgang erfolgt, zu dessen Einleiten ein Steuerventil betätigt werden muß, welches unter dem steigenden Druck in der Bremsleitung gegen den durch eine Drossel hindurch ausströmenden Bremszylinderlösedruck öffnet. Der Bremszylinderlösedruck wird dabei nicht zum Einleiten des Schnellösevorganges verwendet

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zweidrucksteuerventil der einleitend genannten Art so auszuführen, daß das Lösen schneller ausgeführt werden kann. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das Ventil zum beschleunigten Lösen durch den Bremszylinderlösedruck in Öffnungsrichtung steuerbar ist, der über eine verengte Entlüftungsöffnung abgebaut ίο wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsfom nach der Erfindung ist ein das Ventil zum beschleunigten Lösen und öffnen steuernder Kolben vom Bremszylinderlösedruck entgegen der Kraft einer Feder und dem sich über eine Drossel aufbauenden Bremszylinderlösedruck beaufschlagbar.

Gemäß der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß der Behälter zum beschleunigten Lösen mit Hilfe eines weiteren Ventils in der Bremslösestellung aus dem Hilfsluftbehälter aufladbar ist Aus den oben zitierten US-PS ist ein derartiges Ventil in Form eines Rückschlagventils bereits bekannt

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestelken Ausführungsbeispiels näher erläutert; es ist in schematischer Schnittansicht ein Zweidrucksteuerventil dargestellt.

Das Zweidrucksteuerventil ist mit einem Anschluß 1 an eine Bremsleitung angeschlossen und weist vier Hauptgehäuseteile 2, 3, 4 und 5 auf, die unter Zwischenfügen zweckentsprechender Dichtungen (nicht dargestellt) durch nicht dargestellte Bolzen miteinander zu einer Einheit verbunden sind.

Innerhalb des oberen Gehäuseteiles 2 ist ein Membrankolben 13 angeordnet, der einen in einer Führung 3a des Gehäuseteiles 3 abgedichtet verschieblichen Schaft 13a aufweist. Der Membrankolben 13 mit der Membran 8 trennt zwei Luftkammern 6 und 7 voneinander, wobei die Membran 8 einerseits im Membrankolben 13 und andererseits zwischen die Gehäuseteile 2 und 3 eingeklemmt ist.

Der Membrankolben 13 steht in Arbeitseingriff mit vier Ventilschäften 9,10,11 und 12, von denen die ersten drei in Bohrungen des Gehäuseteiles 3 abgedichtet verschiebbar sind. Der Schaft 9 trägt einen Ventilteller 14 eines Ladeventils für einen Hilfsbehälter und eines Ladeventils für einen Behälter zum beschleunigten Lösen. Mit Hilfe des Ventiltellers 14 sind zwei konzentrische Ventilsitze schließbar. Der Schaft 10 trägt einen Ventilteller 15 eines Beschleunigungskammer-Einlaßventils und einen Ventilteller 16 eines Beschleunigungskammer-Auslaßventils einer Beschleunigungsventileinrichtung. Der Schaft 11 trägt einen Ventilteller 17 eines Bremszylinder-Löseventils. Der Schaft 12 bildet an seinem unteren Ende einen Ventilteller 18 für das Bremszylinder-Anlegeventil, und außerdem ist der Schaft 12 so angeordnet, daß er ein gewisses Maß an Totgang für den Membrankolben 13 gewährleistet und von einer im Kolben 13 aufgenommenen Feder 19 abwärts gedruckt wird.

Die Sitze 20 und 21 der Beschleunigungsventileinrichtung sind in dem Gehäuse unter Abdichtung jeweils zwischen einem oberen und einem unteren Anschlag verschiebbar.

Der verschiebbare Sitz 21 des Beschleunigungskammer-Auslaßventils wird von einer schwachen Feder 22 abwärts gedrückt, und der verschiebbare Sitz 20 des Beschleunigungskammer-Einlaßventils ist mit einer schwachen Feder 23 versehen, die mit dem zugehörigen

Verschlußglied 15 in Eingriff treten kann, wenn sich dieses der Schließstellung nähert Ferner ist der verschiebbare Sitz 20 des Beschleunigungskammer-Einlaßventils über eine im Gehäuseteil 4 abgedichtet verschiebbare Stange 24 mit einem Kolben 25 verbunden, der in einem Zylinder verschiebbar ist, dessen oberer Raum 26 zur Atmosphä;e entlüftet wird und dessen unlerer Raum mit einer Kammer 27 in Verbindung steht, die mit einer Beschleunigungskammer 28 verbunden ist In der dargestellten stabilen Lösestellun» ruht der Kolben 25 auf einem unteren Anschlag 29, der von einer starken Feder 30 in dem Gehäuse abgestützt wird.

Außer dem Anschluß 1 an die Bremsleitung ist das Zweidrucksteuerventil mit einem Anschluß 31 für einen Hilfsbehälter, einem Anschluß 32 für einen Behälter zum beschleunigten Lösen und mit Entlüftungsöffnungen 33 und 34 sowie einem Anschluß 35 für den Bremszylinder versehen. Der Anschluß 32 für den Behälter zum beschleunigten Lösen ist bei in abgehobenem Zustand befindlichem Ventilteller 14 über eine Drossel 37 mit dem Hilfsbehälter verbindbar. Auf diese Weise ist der Behälter zum beschleunigten Lösen aus der Bremsleitung aufladbar.

Der Behälter zum beschleunigten Lösen ist ferner über ein Einweg-Rückschlagventil 38 mit der Eingangsseite eines das beschleunigte Lösen steuernden Ventils verbunden, das ein federbelastetes Ventil 39 aufweist, welches von einem weiteren Kolben 40 betätigbar ist, dessen untere Fläche dem Druck in einer Entlüftungsbohrung 41 unterworfen ist, während seine Oberfläche mit der Unterfläche durch eine kleine Drossel 42 verbunden ist. Dieser Kolben 40 wird ferner von einer Feder 43 abwärts gedrückt

Der Bremsleitungsanschluß 1 führt zur oberen Kammer 6 des Steuerventils, zur Eingangsseite des den Ventilteller 15 aufweisenden Beschleunigungskammer-Einlaßventils, der Ausgangsseite des das beschleunigte Lösen steuernden Ventils 39 und außerdem über ein Rückschlagventil 44 zur Eingangsseite des den Hilfsbehälter und den Behälter für beschleunigtes Lösen aufladenden Ventils mit dem Ventilteller 14. Die Ausgangsseite des den Hilfsbehälter aufladenden Ventils ist mit der unter dem Membrankolben 13 befindlichen Kammer 7 verbunden, die ihrerseits mit dem Hilfsbehälteranschluß 31 und der Eingangsseite des Bremszylinder-Anlegeventils mit dem Ventilteller 18 verbunden ist. Die Ausgangsseite des Bremszyiinder-Anlegeventils ist mit dem Bremszylinderanichluß 35 verbunden. Diese Öffnung 35 ist außerdem mit dem Bremszylinder-Löseventil mit dem Ventilteller 17 verbunden, dessen Ausgangsseite mit der Entlüftungsöffnung 34 verbunden ist, die mit einer Verengung versehen ist, wodurch die Verwendung eines Teiles der Bremszylinderauslaßluft für andere Verwendun&szwekke möglich ist, um ein beschleunigtes Lösen zu bewirken.

Die Beschleunigungskammer 28 ist einerseits mit der unteren Fläche des Schaftes 13a des Membrankolben 13 und andererseits mit der Kammer verbunden, innerhalb welcher sich die Ventilglieder 15 und 16 der Beschleunigungsventileinrichtung befinden. Dadurch wird eine Verbindung zwischen der Beschleunigungskammer 28 und der Bremsleitung beim Trennen des Ventils 15,20 hergestellt.

Im Membrankolben 13 ist ein kleiner verengter Durchgang 45 ausgebildet, und ein ähnlicher verengter Durchgang 46 ist in der Verbindung zwischen der Bremsleitung und dem Hilfsbehälter angeordnet Diese verengten Durchgänge sind vorgesehen, um die erforderliche langzeitige Druckstabilität in dem Zweidrucksteuerventil zu schaffen.

Die Arbeitsweise des Zweidrucksteuerventils ist im wesentlichen die gleiche wie bei bekannten Steuerventilen gleicher Art So wird der Lösezustand der Bremsen mittels eines vorbestimmten Bremsleitungsdrucks über Atmosphärendruck am Anschluß 1 aufrechterhalten. Unter diesen Bedingungen werden der Membrankolben 13 und sein Schaft 13a in der dargestellten Lage gehalten, in welcher der Bremszylinder entlüftet und der Hilfsbehälter aus der Bremsleitung auf einen im wesentlichen identischen Druck aufgeladen wird. Das Anlegen und Lösen der Bremsen erfolgt in bekannter Weise.

Im Betriebszustand vor einem Bremsvorgang sind der Hilfsbehälter- und der Bremsleitungsdruck einander gleich. In diesem Zustand ist der am Membrankolben 13 überwiegende Druck abwärts gerichtet, weil die Unterseite des Schaftes 13a von Atmosphärendruck beaufschlagt ist. dabei ist der Ventilteller 16 des Beschleunigungskammer-Auslaßventils von seinem Sitz 21 abgehoben. Der aus den Teilen 13, 14,10,16,15, 20, 24 und 25 bestehenden Ventilaufbau stützt sich daher auf die im unteren Gehäuseteil 5 angeordnete Feder 30 ab, wobei der Ventilteller 15 des Beschleunigungskammer-Einlaßventils auf seinem Sitz 20 ruht und das Bremszylinder-Anlegeventil 18 geschlossen ist. Das Ventil 39 für das beschleunigte Lösen ist ebenfalls geschlossen; sein Betätigungskolben 40 befindet sich dabei, wie dargestellt, unter der Kraft der Feder 43 in seiner stabilen unteren Lage. Der Ventilteller 14 des Hilfsbehälterladeventils befindet sich in geöffneter Lage. Der Ventilteller 17 des Bremszylinder-Löseventüs ist ebenfalls geöffnet, und da der Ventilteller 16 des Beschleunigungskammer-Auslaßventils von seinem Sitz abgehoben ist, befindet sich in der Kammer 27 Atmosphärenriruck, so daß auf den Kolben 25 keine Kraft ausgeübt wird.

Bei Senkung des Bremsleitungsdrucks zum Bremsen bewegt sich, wie allgemein bekannt, der Membrankolben 13 aufwärts, wobei ihm unter dem Einfluß der Feder 23 die Ventilteller 15 und 16 folgen; dadurch wird das Beschleunigungskammer-Einlaßventil geöffnet. Im Laufe der nun sich beschleunigenden Aufwärtsbewegung des Membrankolbens 13 werden aufeinanderfolgend der Ventilteller 14, der Ventilteller 17 auf ihre Sitze gedrückt und das Beschleunigungskammer-Auslaßventil geschlossen.

Durch Beaufschlagen des Kolbens 25 auf der Seite der Beschieunigungskammer entgegen Atmosphärendruck im Raum 26 wird ein Verschieben des Ventilsitzes 20 aufwärts gegen seinen oberen Anschlag bewirkt. Beim Weiterbewegen des Membrankolbens wird überdies der verschiebbare Ventilsitz 21 aufwärts gegen seinen oberen Anschlag gehoben. Das Öffnen des Bremszylinder-Anlegeventils 18 erfolgt in der bei Zweidrucksteuerventilen bekannten Weise. Die Stabilität in dieser Stellung wird dann durch den Beschleunigungskammerdruck geschaffen, der auf den Ventilteller 15 und den Ventilsitz 21 einwirkt.

Zum Lösen der Bremsen wird der Bremsleitungsdruck über den Hilfsbehälterdruck hinaus um etwa 0,1 kg—/cm² erhöht, um den Widerstand des Luftdrucks auf den Sitz 21 zu überwinden, so daß sich die Ventilteller 15 und 16 abwärts bewegen, wobei ihnen der Sitz 21 folgt. Der Ventilteller 16 kann sich von

seinem Sitz erst entfernen, wenn der Sitz 21 auf seinen unteren Anschlag auftrifft. Wegen der obenerwähnten Aufwärtsbewegung des Einlaßventilsitzes 20 beim Ansprechen auf den Beschleunigungskammerdruck kommt der Ventilteller 15 mit dem Sitz in Eingriff, bevor der Sitz 21 und sein Teller außer Eingriff kommen. Dadurch wird die Verbindung der Bremsleitung mit der Beschleunigungskammer verhindert, die während des Lösevorgangs, während welchem sich der Bremsleitungsdruck erhöht, über ihr Auslaßventil entlüftet wird.

Sobald sich der Ventilteller 16 von seinem Sitz 21 trennt, wird die Beschleunigungskammer entlüftet und die auf den Ventilaufbau ausgeübte aufwärts gerichtete Kraft vermindert, so daß der ganze Aufbau rasch sinkt. Während dieser Abwärtsbewegung des Aufbaus werden das Bremszyünder-Löseventi! !7 und das Hilfsbehälterladeventil 14 geöffnet. Der Ventilaufbau liegt schließlich auf dem unteren Anschlag 29 auf, der von der Feder 30 gestützt wird. Die Abwärtsbewegung des Aufbaus erfolgt in der Praxis so rasch, daß die Feder 30 zusammengedrückt werden kann; es ist eine äußere Endanschlagstellung durch den unteren Anschlag für den Sitz 20 geschaffen. Der Aufbau kehrt jedoch in die dargestellte Lage zurück, und die Drücke in der Bremsleitung und in dem Hilfsbehälter nehmen im wesentlichen wieder ihre Ausgangswerte an.

Der nicht dargestellte Behälter für das beschleunigte Lösen, der am Anschluß 32 angeschlossen ist, wird aus der Bremsleitung über die Drossel 37 aufgeladen, wenn der Ventilteller 14 des Ladeventils geöffnet ist. Wenn während des Bremsenlösevorganges nach einem Bremsenanlegen der Ventilteller 17 des Bremszylinder-Löseventils von seinem Sitz abgehoben wird, wird der Durchgang zur Unterseite des Kolbens 40 freigegeben und die aus dem Bremszylinder ausströmende Luft beaufschlagt den Kolben 40 kurzzeitig, so daß das Ventil 39 geöffnet wird; es strömt Luft aus dem Behälter für das beschleunigte Lösen durch das Rückschlagventil 38 zur Bremsleitung, die zu diesem Zeitpunkt ein geringeres Druckniveau aufweist. Dies unterstützt den von dem Steuerventil eingeleiteten Anstieg des Bremsleitungsdrucks und bewirkt ein rasches Bremsenlösen. Die auf beiden Seiten des Kolbens 40 herrschenden Drücke gleichen sich zufolge der Drossel 42 ziemlich rasch aus, und das Ventil 39 wird dadurch wieder geschlossen, so daß der Luftstrom zur Bremsleitung nur von kurzer Dauer ist.

Im Betrieb wird das beschleunigte Lösen von der Bewegung des auf Druck ansprechenden Teiles 13 gesteuert, und zwar in Abhängigkeit von dem wirklichen Beginn des Bremsenlösens, und zwar infolge des Umstandes, daß durch die aus dem Bremszylinder entweichende Luft das zeitweilige Abheben des Ventilglieds 39 von seinem Sitz bewirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zweidrucksteuerventil für einstufig zu lösende, selbsttätige Druckmittelbremsanlagen, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit einem AnI ge- und einem Löseventil für das Beaufschlagen von Bremszylindern und mit Beschleunigungsventileinrichtungen für das Bremsenanlegen und -lösen, wobei ein von einer Druckdifferenz steuerbares Ventil zum beschleunigten Lösen in der Verbindung eines aufgeladenen Behälters mit der Bremsleitung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (39) zum beschleunigten Lösen durch den Bremszylinderlösedruck in Öffnungsrichtung steuerbar ist, der über eine verengte Entlüftungsöffnung (34) abgebaut wird.

2. Zweidrucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Ventil (39) zum beschleunigten Lösen zum öffnen steuernder Kolben (40) vom Bremszylinderlösedruck entgegen der Kraft einer Feder (43) und dem sich über eine Drossel (42) aufbauenden Bremszylinderlösedruck beaufschlagbar ist.

3. Zweidrucksteuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter zum beschleunigten Lösen mit Hilfe eines weiteren Ventils (Ventiltelier 14) in der Bremslösestellung aus dem Hilfsluftbehälter aufladbar ist.