DE530575C

DE530575C - Steuerventil fuer selbsttaetige Bremsen

Info

Publication number: DE530575C
Application number: DEK117031D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-10-16
Filing date: 1929-10-16
Publication date: 1931-07-30

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerventil für selbsttätige Druckluftbremsen von Einleiterbauart, bei denen die Speisung des Bremszylinders beim Bremsen teils aus dem Hilfsluftbehälter und teils unmittelbar aus der Bremsleitung erfolgt, um die Unerschöpflichkeit während des Bremsens durch ständige Deckung eintretender Luftverluste aus der Bremsleitung zu erreichen.

Bei derartigen Bremsen ist es bekannt, das Hauptsteuerglied, Membran oder Kolben, einerseits dem Bremsleitungsdruck und anderseits einem den Bremszylinderdruck in Abhängigkeit vom Bremsleitungsdruck regelnden Gleichdruck oder einer Feder oder auch einem Gleichdruck und einer diesem entgegenwirkenden Feder auszusetzen. Bei allen derartigen oder ähnlichen Steuerventilen ist die Feder einerseits an einem festen Gehäuseteil, anderseits an der Membran oder dem Kolben abgestützt und ändert somit ihren Federweg bei jeder auf die Membran oder Kolben wirkenden Druckschwankung, d. h. sie arbeitet ebenso wie etwa ein dem Bremsleitungsa5 druck an der Membran entgegenwirkender Gleichdruck.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß das dem Bremsleitungsdruck ausgesetzte Hauptsteuerglied, Membran oder Kolben, eine vorgespannte Regelfeder zum Begrenzen des höchst zulässigen Bremszylinderdrucks enthält, die mit einem nach der Bremsleitungskamtner hin an der Membran oder dem Kolben anliegenden Federteller einem vom Bremszylinderdruck abhängigen und in üblicher Weise die Füll- und Abblaseglieder steuernden Hubglied gegenübergestellt ist. Die Vorspannung der Feder ist dabei so gewählt, daß sie bei normalen Druckänderungen in der Bremsleitung und im Bremszylinder und normalen Bewegungen des Hauptsteuergliedes ihre Länge nicht .verändert, sondern die Bewegungen des Hauptsteuergliedes unverändert auf das den Bremszylinderdruck steuernde und von ihm abhängige Hubglied überträgt. Steigt jedoch der Bremszylinderdruck über das höchst zulässige Maß, etwa infolge zu starken Sinkens des Druckes in der Bremsleitung oder zu starken Druckes von der Gleichdruckkammer aus auf das Hauptsteuerglied infolge einer vorhergehenden, bei Bremslösung entstandenen Überladung, so gibt die im Hauptsteuerglied untergebrachte vorgespannte Feder dem Druck des auf sie wirkenden, vom Bremszylinderdruck abhängigen Hubgliedes nach und ermöglicht dadurch das Abschließen des Luftweges vom Hilfsluftbehälter bzw. der Bremsleitung nach dem Bremszylinder. Hierdurch werden nachteilige Folgen, die durch Überladung der Bremsleitung und des Gleichdruckraumes entstehen können, wie z. B. ein zu hoher Bremsdruck im Bremszylinder und darauffolgende Unmöglichkeit vollständiger Entlastung der Bremszylinder, verhindert, indem die auf den höchst zulässigen Bremszylinderdruck vorgespannte Regelfeder ein rechtzeitiges Schließen der Luftzulässe zum Bremszylinder ermöglicht.

Das die Füll- und Abblaseglieder des Bremszylinders steuernde Hubglied kann dabei in einfacher Weise aus Membran oder Kolben nebst einer Kolbenstange bestehen, die mit ihrem freien Ende unmittelbar auf dem Federteller der Regelfeder frei aufliegt.

Zur Festlegung der Füllungsdauer des Bremszylinders ist es ferner bekannt, in den Luftzulaß zum Bremszylinder Drosselöffnungen einzuschalten, und zwar entweder unmittelbar in die zum Bremszylinder führenden Leitungen oder in einschaltbare Luftdurchlaßhähne oder auch in den den Luftzulaß zum Bremszylinder steuernden Steuerschieber.

Nach der Erfindung ist die dem Hauptsteuerglied gegenübergestellte Gleichdruckkammer an die Bremsleitung über ein durch Bremszylinderdruck verschließbares Glied angeschlossen und ein Drosseldurchlaß, vorzugsweise von Labyrinthausgestaltung, zwischen der Bremsleitungskammer und der Bremsleitung angeordnet. Hierdurch wird in einfachster Weise eine Verzögerung der Druckanpassung der Bremsleitungskammer an den Bremsleitungsdruck bewirkt und damit eine Verzögerung des Arbeitens des gesamten Ventils, so daß ungleichzeitiges Arbeiten vieler Ventile eines Zuges nach Möglichkeit vermieden ist.

Das die Füll- und Abblaseglieder des Bremszylinders steuernde Hubglied kann zur Anpassung des Bremszylinderhöchstdruckes an beladene und unbeladene Wagen durch mehrere verschieden große Kolben oder Membranen, die in an sich bekannter Weise wahlweise an den Bremszylinderdruck anschließbar sind, beeinflußt sein.

Die Zeichnung veranschaulicht das neue Steuerventil in einem Längsschnitt mit vereinfachter Andeutung der zugehörigen äußeren Teile.

An das eigentliche Steuerventil sind ein Bremszylinder A, ein Hilfsluftbehälter B, ein Zusatzbehälter C und die Bremsleitung D angeschlossen. Im Steuerventil sind folgende Kammern vorhanden: Gleichdruckkammer B, Leitungskammer F, athmosphärische Kammer G, erste Bremskammer H, zweite Bremskammer / und Ventilkammer K. Die Hauptsteuerglieder sind Membranen L, M, N, und zwischen die ersten beiden Membranen L und M ist eine Abschlußwand 0 zwischengeschaltet.

Die Leitungskammer F ist an die Bremsleitung D auf zwei Wegen angeschlossen, nämlich einmal über eine Staubkammer 1 und einen labyrinthartig aus durchbohrten Platten zusammengesetzten Labyrinthdurchlaß 2 sowie einen Kanal 6 und zweitens über die Staubkammer 1 und Kanäle 3, 4, 5 und 6.

Die atmosphärische Kammer G steht durch einen Kanal 25 mit einem atmosphärischen Auslaß 26 in Verbindung.

Die erste Bremskammer H steht durch einen Kanal 14 mit einer zur Atmosphäre führenden axialen Nut 15 eines Hahnes 16 in Verbindung, der außerdem eine Winkelbohrung 17 enthält und zum Einstellen auf beladene und unbeladene Wagen dient. Dargestellt ist die Lage für beladene Wagen, bei der die erste Bremskammer H also zur Atmosphäre offen ist. Die zweite Bremskammer/ mündet am Hahn 16 in solcher Art, daß sie (für unbeladene Wagen) durch die Winkelbohrung 1.7 mit der ersten Bremskammer, die dann von der Atmosphäre abgeschaltet ist, in Verbindung gebracht werden kann.

Die Ventilkammer K ist an den Hilfsluftbehälter B angeschlossen und steht durch ein Doppelventil 18 mit der zweiten Bremskammer / in Verbindung. Ferner ist sie durch ein Speiseventil 12 mit der Bremsleitung D verbunden. Außerdem steht sie über eine enge Bohrung 9 und einen Kanal 10 mit dem an die Bremsleitung D angeschlossenen Kanalstück 4 in Verbindung.

In der zweiten Bremskammer / ist ferner zum Steuern der Bremsleitungsanschlüsse 5 und 9 der Leitungskammer F und der Ventilkammer K ein Steuerkolben 20 so gelagert, daß bei der dargestellten Bremslösungslage diese Kanäle offen sind, während sie bei Bremsung durch den Steuerkolben 20 abgeschlossen werden. Eine Umführung 11 neben dem Kolben 20 läßt bei Bremslösungslage die über und unter ihm befindlichen Räume gleicherweise mit dem Atmosphärenanschluß 26 in Verbindung.

Die Gleichdruckkammer E und der an sie angeschlossene Zusatzbehälter C sind durch einen Kanal 8 mit Mündung 7 an den vom Steuerkolben 20 beherrschten Raum 4 angeschlossen, so daß sie bei Bremslösung an die Bremsleitung D angeschlossen, während des Bremsens aber von ihr abgesperrt sind und somit immer den Bremslösedruck beibehalten. In der Gleichdruckkammer F_ ist an ihre Membran L ein Federgehäuse 23 angeschlossen, und in diesem liegt eine vorgespannte Regelfeder 22, die auf einen frei gelagerten Federteller 24 drückt. Gegenüber diesem Federteller mündet eine Kolbenstange 2i, die die beiden Bremskammermembranen M und N zusammenschließt und durch die Zwischenwandung O abgedichtet hindurchtritt. Die Kolbenstange 21 enthält eine zur atmosphärischen Kammer G führende Bohrung 19, die vom obengenannten Doppelventil 18 gesteuert wird.

Die Wirkung ist folgende: Die Regelfeder

22 kann, bei gleicher Eigenspannung unter zweierlei Einwirkung stehen, nämlich einmal für beladene Wagen unter dem für diese maßgebenden Bremszylinderhöchstdruck von 3,6 Atm. auf die Membran N und andererseits für unbeladene Wagen unter dem für diese maßgebenden Bremszylinderhöchstdruck von etwa 2 Atm. auf die Membran M, die entsprechend größer als die Membran N

ίο ist. Die Regelfeder 22 tritt in Tätigkeit, sobald der Leitungsdruck bei Überladungen über seinen zulässigen Höchstbetrag steigt und dann beim Bremsen auf normale Höhe sinkt oder sobald er nach normaler Höchstaufladung unter die für Vollbremsung festgesetzte Höhe sinkt, und zwar wirkt sie dann auf Schließen des zwischen Hilfsluftbehälterkammer K und Bremszylinderkammer / angeordneten Sitzes am Doppel ventil 18. Die Regelfeder ermöglicht auch die Anwendung von Hilfsbehältern mit vergrößertem Fassungsraum. Unter normalen Verhältnissen bleibt sie außer Tätigkeit.

Beim Aufladen der Bremse geht die Druckluft von der Bremsleitung D zum Steuerkolbenraum 4,' hebt den Kolben 20 an und füllt durch die Bohrungen 5,7,9 die Kammern F, E nebst C und K nebst B; sie geht gleichzeitung zur Kammer F noch durch die Labyrinthverbindung 2 und zu K und B noch durch das Speiseventil 12.

Beim Bremsen durch Druckverminderung in der Bremsleitung D strömt zunächst Luft aus E und C zur Bremsleitung zurück. Da die Leitungskammer F bedeutend kleiner ist als der Inhalt von E und C zusammen und die Austrittsöffnungen 5 und 7 gleich groß sind, fällt der Druck in F schneller als in E, so daß die Membran L nach rechts geht, mit dem Federteller 24 auf die Kolbenstange 21 drückt und am Doppelventil 18 die Verbindung von . der Ventilkammer K bzw. dem Hilfsluftbehälter B zur zweiten Bremskammer / und zum Bremszylinder A herstellt. Es strömt daher nunmehr Luft vom Hilfsbehälter B und Kammer K nach der Kammer / und dem Bremszylinder A. Infolge starken Sinkens des Luftdrucks in der Kammer K geht gleichzeitig Luft auch unmittelbar aus der Bremsleitung D über das Speiseventil 12 nach K, I und A, so daß die Druckminderung der Bremsleitung innerhalb der festgelegten Grenzen beschleunigt wird. Beim Erreichen des zuständigen Bremsdruckes schließt der

abwarte gehende Steuerkolben 20 die Öffnungen 5, 7, 9 ab, und zwar dauert dies nur etwa Y₄ Sekunde. Damit bleibt dann nur die Labyrinthverbindung 2 offen. Der Hilfsbehälter B bleibt mit dem Bremszylinder A verbunden, bis der Bremszylinderdruck die Membran N (oder M, je nach der Einstellung des Hahnes

16) so weit zurückdrückt, daß das Doppelventil 18 wieder schließt. Ist beispielsweise der Bremsleitungsdruck um 1 Atm. verringert, so ergibt das bei dem im Beispiel verwendeten Größenverhältnis der Membranen L und N wie 3 : 1 einen Bremszylinderdruck von 3 Atm., bei dessen Eintritt die gekuppelten Membranen L, M, N im Gleichgewicht schweben und das Doppelventil 18 an beiden Sitzen geschlossen lassen. Irgendwelche Störungen dieses Gleichgewichts durch Luftverluste aus dem Bremszylinder oder an einer sonstigen Stelle bewirken dann die entsprechenden Luftergänzungen, so daß jeder beliebig eingestellte Bremsdruck aufrechterhalten bleibt.

Für unbeladene Wagen kommt sinnentsprechend die größere Membran M und somit das Verhältnis L zu M = 1,666 :1 in Frage. Wird für eine Vollbremsung eine Erniedrigung des Leitungsdruokes um 1,3 Atm. festgelegt, so ergeben sich demnach höchste Bremsdrucke für den beladenen Wagen zu ' ' 3,6 Atm. und für den unbeladenen. Wagen zu 2 Atm.

Wird die Bremsleitung überladen und dadurch die Gefahr zu hohen Bremsdruckes herbeigeführt, so wird dies durch die Regelfeder ausgeglichen wie folgt: Wird infolge einer Überladung der Leitungsdruck um mehr als 1,3 Atm. ,abgesenkt, etwa um 2 Atm., so wird die Membran L durch den hohen Druck in der Gleichdruckkammer E bis zum Anschlag am Vorsprung der Zwischenwand O verschoben, und gleichzeitig wird auch die Kolbenstange 21 und das Doppelventil 18 verschoben, so daß der Hilfsbehälter B mit der zweiten Bremskammer I und dem Bremszylinder verbunden wird. Nach Eintritt des höchst zulässigen Druckes in der zweiten Bremskammer / wird dann die Kolbenstange

21 wieder zurückgedrückt, und die Regelfeder

22 ermöglicht ihr dabei genügenden Weg durch ihre Zusammendrückbarkeit, so daß das Doppelventil 18 wieder schließt und eine zu starke Bremsung verhütet.

Die Regelfeder tritt ebenso und mit gleicher Wirkung in Tätigkeit, wenn nach normaler Höchstaufladung der Bremsleitung der Druck in dieser zum Bremsen unter das zulässige Maß gesenkt wird.

Zum Lösen der Bremse wird der Druck in der Bremsleitung D bis zum Druck in der Gleichdruckkammer E gesteigert, und dieser Druck bewirkt von der Leitungskammer F aus das Zurückgehen der Membran L, so daß der Bremszylinderdruck die gekuppelten Membranen M, N verbiegt und am Doppelventil 18 den Kolbenstangenkanal 19 freilegt, so daß Luftablaß auf dem Wege ig, G, 25, 26 'eintritt. Ist nur Teilerhöhung des Druckes in der Leitungskammer F vorgenom-

Claims

men, so tritt bei einem Teilauslaß der Bremszylinderluft wieder Gleichgewicht ein, und dann bleibt die betreffende Bfemslösungsstufe wieder selbsttätig aufrechterhalten. Bei voller Bremslösung geht dann nach Herstellung des Atmosphärendruckes in der zweiten Bremskammer / der Steuerkolben 20 infolge des unten auf ihn wirkenden Bremsleitungsdruckes hoch, und die ganze Anlage wird wieder mit Druckluft aufgefüllt, um zu neuer Bremsung bereit zu sein.

Patentansjpküche:

I. Steuerventil für selbsttätige Bremsen, bei denen die Speisung des Bremszylinders beim Bremsen teilweise aus der - Bremsleitung erfolgt, mit einer dem Bremsleitungsdruck und einem Gleichdruck ausgesetzten Membran oder Kolben, unter Verwendung einer Feder zur Regelung des Bremszylinderdruckes, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran oder Kolben (Z.) eine vorgespannte Regelfeder (22) zum Begrenzen des höchst zulässigen Bremszylinderdruckes enthält, die mit einem nach der Bremsleitungskammer (F) hin an der Membran (L) oder dem Kolben anliegenden Federteller (24) einem vom Bremszylinderdruck abhängigen und in üblicher Weise die Füll- und Abblaseglieder (18) steuernden Hubgliede (M, N, 21) gegenübergestellt ist.
2. Steuerventil nach Anspruch. 1 mit Drosseldurchlaß zur Bestimmung der Füllungsdauer des Bremszylinders, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichdruckkammer (E, C) an die Bremsleitung (Z?) über ein durch Bremszylinderdruck verschließbares Glied (20, 7) angeschlossen ist und der Drosseldurchlaß (2), vorzugsweise von Labyrinthausgestaltung, zwischen der Bremsleitungskammer (F) und der Bremsleitung angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen