DE2853864A1

DE2853864A1 - Beschleunigervorrichtung in einer druckmittelbetaetigten fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE2853864A1
Application number: DE19782853864
Authority: DE
Inventors: Clive Arthur Rathband; Jack Washbourn; David John Wickham
Original assignee: Westinghouse Brake and Signal Co Ltd
Current assignee: Siemens Mobility Ltd
Priority date: 1977-12-15
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1979-06-21
Also published as: BR7808231A; CA1081288A; US4206949A; AU519296B2; AU4228378A; FR2411740A1; IN150400B; JPS5493772A; IT7869856A0; AR215968A1; JPS6311189B2; ZA786782B

Description

PATENTANWXlTt DR. E. WIEC3AND DPL-ING. W. NItMANN MÖNCHEN HAMBURG DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C GERNHARDT MÖNCHEN MÖNCHEN TEIEFON.55 54 76/7 8000 MÖNCHEN 2. TELEGRAMME: KARPATENT Ü-„„_Ä„ T T-! TU^iJ. QJ.^ AC.

telex, 529068 KARPD . Herzog-Wxlhelm-Str. 16

13. Dezember 1978 W 4-3 34-5/78 12/Sr

Westinghouse Brake and Signal Company, Limited

London / Großbritannien

Beschleunigervorrichtung in einer druckmittelbetätigten Fahrzeugbremsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf Beschleunigerwirkung bzw. auf beschleunigtes Betätigen in einer Torrichtung zum Steuern einer Fahrzeugbremsanlage.

In der TJS-Patentanmeldung Ser.No. 4 070 068 ist eine druckmittelgesteuerte Vorrichtung für eine Fahrzeugbremsanlage beschrieben, die durch in einer Bremsleitung herrschende Drücke gesteuert ist. Diese Ausführung weist eine Ventilvorrichtung für verbesserte kontinuierliche Beschleunigerwirkung auf, und diese Ventilvorrichtung umfaßt eine Eingangsöffnung für ein Bezugsdrucksignal und eine Eingangsöffnung für ein Bremsleistungsdrucksignal sowie eine IPühleinrichtung, um Druckunterschiede zwischen den Drucksignalen an den beiden genannten Signaleingangsöffnungen kontinuierlich

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abzufühlen und auf diese Unterschiede anzusprechen. Diese Bremsanlage weist weiterhin eine Pulsiereinrichtung die, wenn sie erregt wird, wiederholte Druckluftimpulse von der Bremsleitung abgibt, sowie eine Einrichtung auf, die darauf, daß die genannte !Fühleinrichtung das Erreichen eines vorbestimmten Druckunterschiedes abfühlt, anspricht, um Erregung der Pulsiereinrichtung hervorzurufen, solange wie der abgefühlte vorbestimmte Druckunterschied besteht.

Bei der beschriebenen Ausführung wird die Pulsiereinrichtung durch Bremsleitungsdruck erregt, der über ein Ventil geliefert wird, welches von einer einen Druckunterschied abfüllenden Einrichtung gesteuert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Torrichtung für Beschleunigerwirkung in einer druckmittelbetätigten Fahrzeugbremsanlage geschaffen, die dahingehend wirksam ist, ein Bremsenanlegen bei Ansprechen auf Verringerung des Drucks in einer Bremsleitung hervorzurufen. Die Vorrichtung umfaßt ein Beschleunigerventil mit einer Eingangsöffnung für den Bremsleitungsdruck und mit einer mit der Atmosphäre verbundenen Öffnung, ferner ist eine einen Druckunterschied abfühlende Einrichtung vorgesehen, die auf Verringerung des Drucks in der Bremsleitung in Relation zu dem Druck an einer Bezugsdrucke ingangsöffnung anspricht, um ein weiteres Ventil zu öffnen, um Arbeitsmitteldruck über eine erste Verengung an eine Pulsier einrichtung anzulegen. Die Pulsiereinrichtung weist einen Raum auf, und es ist ein auf Druck ansprechender !Teil vorhanden, der eine erste Seite, die mit der Atmosphäre verbunden ist, und eine zweite Seite hat, die ihrerseits einen ersten Bereich oder eine erste Fläche, die dem Druck in dem genannten Saum ausgesetzt ist, und einen zweiten Bereich oder eine zweite Pläche hat,

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die über eine weitere Verengung mit der Atmosphäre, verbunden ist. Der auf Druck ansprechende Teil kann bei Ansprechen auf angesammelten Druck in dem Raum, der an den ersten Bereich oder die erste Fläche angelegt ist, verschoben werden, um einerseits das Beschleunigerventil zu öffnen/ und um andererseits die Bereiche oder Flächen miteinander zu verbinden, um eine Verringerung des Drucks in dem genannten Eaum über die weitere Verengung zu ermöglichen, woraus sich ein erneutes Schließen des Beschleunigerventils ergibt.

Der genannte Bezugsdruck kann der Druck einer Beschleunigerkammer für einenSchnellbremsteil oder Notbremsteil sein, der einem Dreifachventil für direktes Bremsenlösen zugeordnet ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 zeigt in schematischer Form eine Bremssteuerventilvorrichtung, mit welcher die vorliegende Erfindung insbesondere verwendet werden soll,

Fig. 2 zeigt eine Ventilvorrichtung für verbesserte Beschleunigerwirkung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Ventiles gemäß Fig. 2.

Es ist zu verstehen, daß das Ventil für kontinuierliche Beschleunigungswirkung, welches nachstehend beschrieben wird, ein Ventil ist, welches dazu vorgesehen ist, verbesserte

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Druckfortpflanzung in Verbindung mit einer Schienenfahrzeug-Bremsanlage zu schaffen, insbesondere, wenn eine solche Vorrichtung mit wenigstens einem Steuerventil an jedem Fahrzeug .eines langen Zuges verwendet wird, bei welchem bei langsamer Druckfortpflanzung zum Bremsen das Bestreben besteht, entlang der Länge des Zuges beim Ansprechen auf eine Verringerung des Bremsleitungsdrucks an einem Ende des Zuges ungleichmäßiges Bremsen hervorzurufen.

In der DE-PS 21 12 763 ist eine typische Dreifachventilvorrichtung beschrieben, in Verbindung mit welcher das Ventil für kontinuierliche Beschleunigungswirkung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann bzw. soll.

Ein typischer Schnellbremsventilteil oder Notbremsventilteil zur Verwendung in Verbindung mit einem Dreifachventil der oben genannten allgemeinen Art, wie sie in der genannten DE-PS 21 12 763 beschrieben ist, ist in der DE-Patentanmeldung P 25 30 572.0 beschrieben und dargestellt. Die in dieser Patentanmeldung beschriebene und dargestellte Vorrichtung umfaßt im wesentlichen einen auf Druck ansprechenden Teil, der^ eine unter Bremsleitungsdruck stehende Kammer von einer Kammer trennt, in der ein Bezugsdruck einer Beschleunigungskammer herrscht. In diesen beiden Kammern wird gewöhnlich gleicher Druck aufrechterhalten, und der auf Druck ansprechende Teil spricht nur auf wenigstens eine vorbestimmte Änderung des Bremsleitungsdrucks in einer gegebenen Zeit an, um ein Bremszylinderventil zu öffnen, um Verbindung zwischen einem Druckmittelbehälter und einem Bremszylinder hervorzurufen, und um ein Entlüftungsventil zu öffnen, welches wirksam ist, die Bremsleitung zu entlüften, um dadurch einen Schnellbremsvorgang oder Notbrems vor gang hervorzurufen. Es ist weiterhin

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zu verstellen, daß die Geschwindigkeit bzw. das Ausmaß der Änderung des Bremsleitungsdrucks in Relation zu dem Druck der Beschleunigerkammer, um einen solchen Schnellbrems-' Vorgang hervorzurufen, beträchtlich größer als die Geschwindigkeit oder das Ausmaß der Änderung ist, die gewöhnlich hervorgerufen wird, um das zugeordnete Betriebsbrems-Dreifachventil zu betätigen, um eine normale Betriebsbremsung hervorzurufen.

Bei der Beschreibung der Erfindung sei angenommen, daß die Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung neben einem Schnellbremsteil einer druckmittelbetätigten Bremssteuerventilvorrichtung angeordnet ist, wie sie beispielsweise in der genannten DE-Patentanmeldung beschrieben und dargestellt ist, und wie sie in Fig. 1 schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 31,. 33 und 34- versehen ist. Die Eingangsöffnung 2 für das Bezugsdrucksignal ist so angeschlossen, daß sie ein Signal q von der Beschleunigerkammer QAO des Schnellbremsteiles 31 erhält, und die Eingangsöffnung 4- für das Bremsleitungsdrucksignal ist so angeschlossen, daß sie ein Signal ρ von der Bremsleitung 32 erhält.

Der Rohrlagerarm, an welchem der Schnellbremsteil angebracht ist, ist mit 33 bezeichnet, und er trägt weiterhin ein Dreifachventil 34- als den Betriebsteil der Steuerventilvorrichtung. Ein Schnellbremsbehälter 35 i^nd ein Hilfsbehälter 36 sind vorgesehen und mit dem Schnellbremsteil 31 bzw. dem Betriesbremsteil 34· verbunden, xmd der Ausgang des Betriebsbremsfceiles, der im. Pail einer Betätigung des Schnellbremsventiles in seiner Wirkung durch vom Schnellbremsbehälter 35 kommende Luft unterstützt wird, ist mit einem Bremszylinder 37 verbunden. Bei einer Ausführung, wie sie in der oben genannten Literatur

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beschrieben ist, schafft für normale Betriebsbremsung der Schnellbremsteil einen Druckweg, über welchen der Druck der Beschleunigerkammer Verringerungen des Bremsleitungsdrucks folgen kann. Hur wenn der Bremsleitungsdruck schneller sinkt, als es einer vorbestimmten Geschwindigkeit oder einem vorbestimmten Ausmaß entspricht, wird der Schnellbremsteil betätigt, um schnelles Entlüften der Bremsleitung hervorzurufen, und um den Schnellbremsbehälter mit den Brems zylindern zu verbinden, um volle Betriebsbremsung bzw. eine Schnellbremsung zu unt erstütz en.

Die nachstehend zu beschreibende Ventilvorrichtung für kontinuierliche Beschleunigerwirkung vergleicht den Bremsleitungsdruck mit einem Bezugsdruck, und bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Bezugsdruck der oben genannte Druck der Beschleunigerkammer des Schnellbremsteiles 31. Weiterhin bildet die Beschleunigerkammer QA.C auch eine Druckluftquelle zum Erregen der Pulsiereinrichtung, die Druckluftimpulse von der Bremsleitung an die Atmosphäre in einem gewünschten Ausmaß abgibt, um die Fortpflanzung einer Bremsenanlegung entlang des Zuges zu unterstützen.

Gemäß Fig. 2 umfaßt das Beschleunigerventil eine Eingangsöffnung 2 für den Bezugsdruck, und diese Öffnung ist mit der Beschleunigerkammer QÄ.C des oben genannten Schnellbremsteiles 31 verbunden. Das Ventil weist weiterhin eine Eingangsöffnung 3 für ei*¹ Bremsleitungsdrucksignal auf, und diese öffnung 3 ist mit der Bremsleitung 32 verbunden, durch deren Druck das Arbeiten des Dreifachventiles 34· und des diesem zugeordneten Schnellbremsteiles gesteuert wird. Die Eingangsöffnung 3 ist mit dem Eaum auf

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der Unterseite einer Membran 4 eines Membranventiles 5 verbunden, welches durch eine schwache Feder 6 unter normalen Umständen in die geschlossene Stellung vorgespannt ist. Der Baum oberhalb der Membran 4 ist mit der Eingangsöffnung 2 für den Bezugsdruck verbunden, und das Membranventil 5 ist derart ausgeführt, daß, wenn es öffnet bzw. sich von seinem Sitz wegbewegt, es eine Verbindung von der Bezugsdruckeingangsöffnung 2 über eine geeignete Drossel 7 zu einem Raum ν schafft, der mit einer kleineren Fläche a einer Pulsiereinrichtung in Verbindung steht. Die Fläche a ist durch einen ringförmigen Sitz 8 bestimmt, und, wenn ein Kolben 9 durch an der Fläche a anliegendem Druck von dem Sitz 8 abgehoben wird, bietet er dem Druck eine beträchtlich größere Fläche dar, die aus der Fläche a und einer um die Fläche herum liegenden Umfangsfläche b besteht. Gleichzeitig wird ein Weg für das Ausströmen angesammelter Luft zur Atmosphäre über eine in geeigneter Weise geeichte Drossel 10 geschaffen. Die Palsiereinrichtung umfaßt, wie oben gesagt, den als Membrankolben ausgebildeten Kolben 9» und der Kolben 9 ist gewöhnlich durch eine Feder 11 in die in Fig. 2 wiedergegebene untere Stellung vorgespannt, in welcher er der über die Drossel 7 zuströmenden sich ansammelnden Luft die kleinere Fläche a darbietet.

Mit dem Kolben 9 ist ein nach oben gerichteter Stößel 15 verbunden, der beim Aufwärtsbewegen des Kolbens 9 ein Kugelventilglied 13 von seinem Sitz abhebt, und zwar gegen die Schließkraft einer schwachen Feder 12. Das Kugelventil 13 ist so ausgeführt, daß es gewöhnlich geschlossen ist und im geschlossenen Zustand eine Verbindung zwischen der Bremsleitung 32 und der Atmosphäre über eine Drossel 16 schließt, die stromaufwärts des Ventiles 13 vorgesehen ist.

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Wenn im Betrieb der Vorrichtung ein vorbestimmter Druckunterschied zwischen dem Bremsleitungsdruck und dem Beschleunigerkammerdruck vorhanden ist, der sich aus der Verringerung des Bremsleitungsdrucks zum Einleiten einer Betriebsbremsung ergibt, und wenn kein Schnellbremsvorgang eingeleitet wird, wird das Membranventil 5 durch Abwärtsbewegen der Membran 4- geöffnet bzw. von seinem Sitz abgehoben, und es ergibt sich ein kleiner Luftstrom von der Beschleunigerkammer QA.C durch die Drossel 7 hindurch. Dies führt dazu, daß innerhalb einer gewissen Zeit sich Druck in dem Raum unter der kleinen Fläche a des Kolbens aufbaut, und wenn die durch die Feder 11 geschaffene nach unten wirkende Vorspannung an dem Kolben 9 überwunden wird, bewegt sich der Kolben 9 mit Schnappwirkung nach oben zufolge der augenblicklichen Vergrößerung der Fläche von der Fläche a zur Fläche a + b. Diese Aufwärtsbewegung des Kolbens 9 führt zu einem öffnen des Ventils 13? so daß eine Verbindung von der Bremsleitung 32 über die Drossel zur Atmosphäre geschaffen ist.

Solange der Kolben 9 sich in der gehobenen Stellung befindet, kann Luft unterhalb des Kolbens 9 über die geeichte Drossel 10 entweichen, wodurch eine Druckverringerung unter dem Kolben 9 in einem Ausmaß bzw. in einer Geschwindigkeit ermöglicht ist, das bzw. die derart ist, daß sie durch Luft, die durch die Drossel 7 hindurch zuströmt, nicht ausgeglichen werden kann. Somit bewegt sich der Kolben 9 wiederum nach unten, wodurch einerseits das Ventil 13 geschlossen und andererseits dem Eaum ν unter dem Kolben 9 wiederum nur die kleinere Fläche a dargeboten wird. Diese Wirkung setzt sich wiederholt fort, solange der Druck in der Beschleuniga&ammer QAC in einem vorbestimmten Ausmaß höher als der Bremsleitungsdruck an der Membran 4· ist.

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Da das Entlüften von Bremsleitungsdruck zur Atmosphäre pulsierend erfolgt, ergibt sich nach jedem Impuls ein kurzes Zeitintervall, während welchem die Bremsleitungsluft nicht entlüftet wird, und die Bremsanlage ist dann in der Lage, den Gesamtzustand anzufühlen, und wenn möglich bzw. gegebenenfalls in Übereinstimmung mit dem "Signal" in der Bremsleitung 52 zu stabilisieren. Die latsache, daß Luft von der Beschleunigerkammer QAC verwendet wird, um die Pulsiereinrichtung zu speisen, führt zu negativer Rückkopplung in der Bremsanlage, und dies trägt zur Gesamtstabilität der Ausführung bei.

Gemäß vorstehender Beschreibung ist der Bezugsdruck der Druck der Beschleunigerkammer QAC. Es ist jedoch zu bemerken, daß dies nur eine Möglichkeit darstellt, bei welcher dann ermöglicht ist, daß das_:Ventil für kontinuierliche Beschleunigerwirkung bequem dem Schnellbr.emsteil zugeordnet werden kann. Bei Bremsanlagen, bei denen kein Schnellbremsteil vorgesehen ist, kann beispielsweise das Ventil für kontinuierliche Beschleunigerwirkung dem Betriebsbremsteil zugeordnet sein und in einem solchen Fall kann der Bezugsdruck der Hilfsbehälterdruck sein, wobei dann vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, die Pulsiereinrichtung auch mit luft gespeist wird, die vom Hilfsbehälter abgezogen ist.

Vorstehend wurde ein Ventil für kontinuierliche Beschleunigerwirkung beschrieben, undeine Drossel 16 ist stromaufwärts des Ventiles 13 vorgesehen, auf dessen einer Seite Atmosphärendruck und auf dessen anderer Seite der Bremsleitungsdruck herrscht. Dies muß jedoch nicht notwendigerweise so sein. Die Drossel 16 hat die Wirkung, das Ausmaß

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"bzw. die Geschwindigkeit des Absinkens des Bremsleitungsdrucks derart zu "begrenzen, daß zu keiner Zeit das Beschleunigerventil einen unerwünschten Schnellbremsvorgang hervorruft. Wenn alternativ die Drossel 26 stromabwärts des Ventiles 13 angeordnet wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, kann ein Raum 27 stromabwärts des Ventiles 13 hervorgerufen oder gebildet werden, der dennoch über die Drossel 26 mit der Atmosphäre verbunden ist. Während bei dieser Ausführung eine besondere Dichtung, wie sie beispielsweise bei 28 dargestellt ist, erforderlich sein kann, ist zu verstehen,daß durch entsprechende Gestaltung oder Auswahl der Pulsierungsgeschwindigkeit, der Größe eines solchen Raumes 27 und der Größe der Drossel 26 erreicht werden kann, daß der anfängliche Druckluft impuls, der von der Bremsleitung bei Beginn eines Bremsenanlegens abgegeben wird, ein Impuls mit einem Luftvolumen ist, welches beträchtlich größer als das Volumen der unmittelbar darauffolgenden Druckluftimpulse ist. Das Ventil 13 kann daher dahingehend wirken, anfänglich einen beträchtlich größeren Druckabfallhervorzurufen, zu dessen Auftreten sonst es notwendig sein würde, einen getrennt betätigbaren auf einmal entlüfteten Beschleunigerraum vorzusehen.

Es ist noch festzustellen, daß gemäß Pig. 2 eine Feder 17 vorgesehen ist, die sich an einem Ende an einer Fläche des Gehäuses und am anderen Ende an der Unterseite des Kolbens 9 abstützt. Die Feder 17 dient dazu, das Gewicht des Kolbens 9 und des Stößels 15 annähernd auszugleichen. Die Feder 17 ist demgemäß um ein Hehrfaches schwächer als die Feder 11. .

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Claims

Patentansprüche

1.1Vorrichtung zum Hervorrufen einer Beschleunigerwirkung

einer druckraittelbetätigten Fahrzeugbremsanlage, "bei welcher ein Bremsenanlegen beim Ansprechen auf die Verringerung des Druckes in einer Bremsleitung erfolgt, mit einem Beschleunigerventil, welches eine EingangsÖffnung für den Bremsleitungsdruck und eine mit der Atmosphäre verbundene Öffnung aufweist, und mit einer Einrichtung, die auf eine Verringerung des Drucks in der Bremsleitung in Relation zu dem Druck an einer Bezugsdruckeingangsöffnung anspricht, um ein weiteres Ventil zu öffnen, um Druck über eine erste Verengung an eine Pulsiereinrichtung anzulegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsiereinrichtung einen Raum (v) und einen auf Druck ansprechenden Teil (9) aufweist, der eine erste mit der Atmosphäre verbundene Seite und eine zweite Seite hat mit einer ersten Fläche (a), die dem Druck in dem Raum (v) ausgesetzt ist, und mit einer zweiten Fläche (b), die über eine weitere Verengung (10) mit der Atmosphäre verbunden ist, und daß der auf Druck ansprechende Teil bei Ansprechen auf in dem Raum (v) aufgebauten oder angesammelten Druck, der an die erste Fläche (a) angelegt ist, anspricht, um einerseits das Beschleunigerventil (13) zu öffnen, und um andererseits die beiden Flächen (a und b) miteinander zu verbinden, um in dem Raum (v) über die weitere Verengung (10) eine Druckverringerung derart zu ermöglichen, daß das Beschleunigerventil wieder schließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsdruck der Druck in der Beschleunigerkammer (QAC) ist, die einem Notbremsteil (31) einer Bremssteuerung zugeordnet ist.

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3. Vorrichtung nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Bremsleitung (32) und dem Beschleunigerventil (13) eine dritte Verengung (16) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts des Beschleunigerventiles eine dritte Verengung (26) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Beschleunigerventil und der dritten Verengung (26) ein Raum (2?) vorgesehen ist, der derart gebildet ist, daß die Verringerung des Bremsleitungsdruckes, die sich als Ergebnis eines ersten Impulses ergibt, größer als bei nachfolgenden Impulsen als Folge einer gegebenen Verringerung des Bremsleitungsdruckes ist.

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