Opis patentowy opublikowano: 15.01.1983 115981 C*YTELNIA| Int. Cl.3 B60T 15/48 B60T 13/28 Twórca wynalazku: 'Uprawniony z patentu: Werkzeugimaschinenfabrik Oerlikon-Biihrle, AG., Zurych (Szwajcaria) Zawór sterujacy trójcisnieniowy do posrednio dzialajacego hamulca pneumatycznego, zwlaszcza do pojazdów szynowych Wynalazek dotyczy zaworu sterujacego trójcis- nieniowego do posrednio dzialajacego hamulca pneumatycznego, zwlaszcza do pojazdów szyno¬ wych, z organem napelniajacym i zamykajacym, zawierajacym pierwszy tlok obciazony sprezyna, który jest obciazony z jednej strony cisnieniem cy¬ lindra hamulcowego, a z drugiej strony cisnieniem atmosferycznym i z drugim tlokiem obciazonym sprezyna, który jest obciazony z jednej strony cis¬ nieniem zbiornika sterujacego, a z drugiej strony cisnieniem przewodu powietrza glównego, z tlo- czyskiem, które jest mocowane z jednej strony do pierwszego tloka, a z drugiej strony do grzybka zaworowego, który razem z gniazdem zaworowym w drugim tloku tworzy pierwszy zawór do napel¬ niania zbiornika sterujacego, a z drugim zaworem uruchamianym drugim tlokiem zawór do napelnia¬ nia zbiornika powietrza pomocniczego. Organ na¬ pelniajacy i zamykajacy powinien odpowiednio mozliwie bez zarzutu spelniac nastepujace wa¬ runki: Okres poczatkowego napelniania zbiorników, zwlaszcza zbiornika powietrza pomocniczego powi¬ nien byc maly, aby przykladowo uniknac dluzszej zwloki, gdy do pociagu na dworcu tranzytowym musi byc doczepiony dodatkowy wagon.Zawór sterujacy trójcisnieniowy powinien do¬ brze zabezpieczac przed przeladowaniem zbiorniki przy uderzeniach w czasie ich napelniania. Czas napelniania zbiorników powinien byc przy dlugich 10 15 20 30 2 skladach pociagów w przyblizeniu jednakowy we wszystkich wagonach, a takze powinna byc za¬ gwarantowana ze wzgledów bezpieczenstwa nie- wyczerpalnosc cylindra hamulcowego i zbiornika sterujacego.W znanych zaworach sterujacych sa te wymaga¬ nia spelnione ze stosunkowo duzym nakladem kon¬ strukcyjnym.Celem wynalazku jest stworzenie zaworu steru¬ jacego, który te podane powyzej wymagania spelnia wzglednie prostymi srodfcama.Cel ten zostal osiagniety wedlug wynalazku przez to, ze na tloczysku organu napelniajacego i zamykajacego jest zamocowany zderzak do prze¬ niesienia cisnienia cylindra hamulcowego na drugi tlok i ze pierwszy zawór, który wystaje do otworu dlawiacego ma, wzglednie przesuwny w otworze dlawiacym, cylindryczny korpus dlawiacy, którego czesc srodkowa ma mniejsza srednice od srednicy obydwu konców. Dzieki temu okres poczatkowego napelniania zbiorników, zwlaszcza zbiornika po¬ wietrza pomocniczego jest krótki, i sa one zabez¬ pieczone przed przeladowaniem. Poza tym czas na¬ pelniania w przypadku dlugich skladów pociagów jest jednakowy we wszystkich wagonach i jest za¬ pewnione niewyczerpalnosc cylindra hamulcowego i zbiornika sterujacego.Przedmiot wywnalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na schematycznym rysun¬ ku. Zawór sterujacy ma organ sterowania glówne- 115 981115 981 3 4 go A, przyspieszacz B, organ napelniajacy i zamy¬ kajacy C, ogranicznik wysokiego cisnienia D oraz zawór luzujacy JE. Organ napelniajacy i zamyka¬ jacy C ma pierwsza komore 13, która jest pola¬ czona przez przewód 14 z cylindrem hamulcowym 15. Ta komora 13 jest oddzielona przez dwuczes¬ ciowy tlok 20, 21 od drugiej komory 19. Tarczowa wewnetrzna czesc 20 tloka jest zamocowana do tloczyska 22. Pierscieniowa zewnetrzna czesc 21 tloka opiera sie na wewnetrznej czesci 20 tloka i jest dociskana przez cisnienie w komorze 13 do wewnetrznej czesci 20 tloka. Druga komora 19 jest ciagle polaczona przez otwór 23 z atmosfera.Druga komora 19 jest odgraniczona od trzeciej ko¬ mory 24 przez scianke 25, Trzecia komora 24 jest polaczona przez dwa za¬ wory zwrotne 26 i 27 i przez przewód 11 ze zbior¬ nikiem powietrza pomocniczego 12. Dalej trzecia komora 24 jest polaczona przez zawór wlotowy 28 z przewodem powietrza glównego 29. Trzecia ko¬ mora 24 jest ograniczona przez drugi tlok 30 od czwartej komory 31. Czwarta komora 31 jest pola¬ czona przez przewód 32 ze zbiornikiem powietrza sterujacego 33. Sprezyna 34, która opiera sie z jednej strony na tloku 30, a z drugiej strony na obudowie 35 organu napelniajacego i zamykajacego C, dazy do dociskania tloka 30 do zderzaka 36 obudowy 35. Sprezyna 34 jest tak zwymiarowana, ze ona moze przesuwac tlok 30 przy róznicy cis¬ nien 0,2 at wystepujacej pomiedzy trzecia komora 24 i czwarta komora 31. Przyspieszacz B ma tlok 79, do którego jest zamocowana wychylnie wokól osi 38 widelkowa dzwiignia uruchamiajaca 37. Jed¬ no ramie dzwigni uruchamiajacej 37 wspóldziala z zaworem przyspieszajacym 39. Na drugim ra¬ mieniu dzwigni uruchamiajacej 37 opiera sie or¬ gan blokujacy 40, który ma maly tlok 41 i duzy tlok 42. Do malego tloka 41 jest zamocowane tlo- czysko 43, którego jeden koniec opiera sie na ra¬ mieniu dzwigni uruchamiajacej 37 a drugi koniec moze opierac sie na tloczysku 44 duzego tloka 42.Pierwsza sprezyna 45, która opiera sie z jednej strony na malym tloku 41, a z drugiej strony na obudowie organu blokujacego 40, dazy do dociska¬ nia malego tloka 41, odsuwanego od dzwigni uru¬ chamiajacej 37 za pomoca tloczyska 43, do tloczys- ka 44. Druga sprezyna 46 która opiera sie z jed¬ nej strony na duzym tloku 42, a z drugiej strony na obudowie organu blokujacego 40, dazy do do¬ ciskania duzego tloka 42 z tloczyskiem 44 do tlo¬ czyska 43 malego tloka 41, przez co on jest docis¬ kany do dzwigni uruchamiajacej 37.Obudowa organu blokujacego 40 jest podzielona przez dwa tloki 41 i 42 na trzy komory 52, 53 i 54.Komora 52 srodkowa, znajdujaca sie pomiedzy obydwoma tlokami 41 i 42, jest polaczona przez przewód 14 z cylindrem hamulcowym 15. Komora 53, ograniczona przez wiejkszy tlok 42, jest pola¬ czona przez dlawik 55 w tloku 42 ze srodkowa ko¬ mora 52, a komora 54, ograniczona przez maly tlok 41, jest polaczona, przez nie przedstawiony otwór, z atmosfera.Zawór przyspieszajacy 39 ma grzybek 47, który , jest dociskany przez sprezyne 48 do gniazda 49.Do grzybka 47 jest zamocowany popychacz 50, który moze opierac sie na dzwigni uruchamiajacej 37. Otwarty zawór przyspieszajacy 39 laczy ko¬ more 24 zaworu sterujacego trójcisnieniowego z komora przyspieszajaca 51, która jest polaczona przez dlawik 56 z atmosfera. Zawór przyspiesza¬ jacy 39 jest calkowicie w równowadze, tak, ze cis¬ nienia po obydwu stronach grzybka 47 sa zawsze jednakowo duze i dzialaja zawsze na jednakowo duze powierzchnie, w ten sposób, ze do otwarcia zaworu przyspieszajacego 39 wymagane jest tylko pokonanie sily sprezyny 48.Zawór wlotowy 28 jest podobnie zbudowany jak opisany zawór przyspieszajacy 39. Grzybek 57 jest dociskany przez sprezyne 58 do gniazda 59 w obu¬ dowie. Do grzybka 57 jest zamocowany popychacz 60, który moze sie opierac na tloku 30. Otwarty zawór wlotowy 28 laczy przewód powietrza glów¬ nego 29 z trzecia komora 24 organu napelniajacego i zamykajacego C. Takze zawór wlotowy 28 jest calkowicie w równowadze, tzn. ze cisnienia po obydwu stronach grzybka 57 sa zawsze jednakowo duze i zawsze dzialaja na jednakowo duze po¬ wierzchnie w ten sposób, ze do otwarcia zaworu wlotowego 28 wymagane jest pokonanie tylko sily sprezyny 58.Wreszcie w drugim tloku 30 jest jeszcze umie¬ szczony zawór 61, który ma grzybek 62, zamoco¬ wany przesuwnie na tloczysku 22. Do tego celu, na dolnym koncu tloczyska 22 jest przewidziany otwór podluzny 63, przez który wystaje kolek 64, który jest zamocowany do tulei 65, która jest po¬ laczona z grzybkiem 62. Sprezyna 66, która opiera sie z jednej strony na zderzaku 67 tloczyska 22, a z drugiej strony na tulei 65, dazy do prze¬ suwania kolka 64, zamocowanego do tulei 65, do dolnego konca otworu podluznego 63. Dalsza sprezyna 58, która opiera sie z jednej strony na zderzaku 67 tloczyska 22, a z drugiej strony na drugim tloku 30, umozliwia pewny, wzgledny ruch miedzy pierwszym tlokiem 20 a drugim tlokiem 30. Wspomniany grzybek 62 moze zatem wspól¬ dzialac z gniazdem 69 w tloku 30. Ponizej gniazda 69, w tloku 30 istnieje otwór dlawiacy 70, znany takze jako otwór czujnikowy, z którym wspól¬ pracuje z korpusem dlawiacym 71, który jest za¬ mocowany do grzybka 62. Ten korpus 71 jest — jak to jest widoczne z rysunku — tak uksztalto¬ wany, ze w pokazanym polozeniu srodkowym przekrój przelotowy pomiedzy korpusem 71 a otworem dlawiacym 70 jest najwiekszy. Przy ru¬ chu wzglednym, pomiedzy korpusem 71 a otworem dlawiacym 70, w jednym lub drugim kierunku, ten przekrój przelotowy zmniejsza sie. Tuleja 72 zamocowana do scianki 25 wspóldziala ze zderza¬ kiem 67 tloczyska 22 i ogranicza jego skok do gó¬ ry. Tuleja 73 zamocowana do tloka 30 wspóldziala ze zderzakiem 67 i umozliwia przeniesienie sily cisnienia w komorze 13 wywierane go na tlok 20 na drugi tlok 30. Skok pierscieniowej czesci 21 tloka do dolu jest ograniczony przez zderzak 74 obudowy 35.Wspomniane obydwa zawory zwrotne 26 i 27, któ¬ re w swoim otwartym polozeniu lacza komore 24 ze zbiornikiem powietrza pomocniczego 12 róznia sie tym, ze zawór zwrotny 26 ma wzglednie silna 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 115 981 6 sprezyne 75 i wiekszy otwór przelotowy 76, pod¬ czas gdy zawór zwrotny 27 posiada wzglednie slab¬ sza sprezyne 77 i niniejszy otwór przelotowy 78. ry ma na swoim dolnym koncu grzybek 118, który zamyka komore 113 od atmosfery.Sposób dzialania opisanego organu napelniajaco- -zamykajacego jest nastepujacy.Podczas procesu napelniania zbiornika, gdy prze¬ wód glówny powietrza 29, zbiornik powietrza po¬ mocniczego 12 i zbiornik powietrza sterujacego 33 sa bez cisnienia, wtedy wszystkie czesci znajduja sie w przedstawionym na rysunku polozeniu. Spre¬ zyna 34 utrzymuje tlok 30 w jego górnym poloze¬ niu, a zawór wlotowy 28 jest otwarty, poniewaz sprezyna 58 zaworu wlotowego 28 jest znacznie slabsza od sprezyny 34. Podczas procesu napelnia¬ nia cylinder hamulcowy 15 pozostaje bez cisnie¬ nia, tzn. takze w komorze 13 nie wystepuje zadne cisnienie. Sprezyna 68 jest zatem w polozeniu utrzymujacym tlok 20, razem z tlokiem pierscie¬ niowym 22, w jego górnym polozeniu. Zderzak 67 przylega zatem do tulei 72. Sprezyna 66 dociska tuleje 65 z grzybkiem 62 do dolu, a kolek 64 styka sie z dolnym koncem otworu podluznego 63. Za¬ wór 61 jest otwarty, poniewaz grzybek 62 nie przy¬ lega do gniazda 69, a korpus 71 przyjmuje polo¬ zenie srodkowe wobec otworu dlawiacego 70, w którym przekrój przelotowy jest najwiekszy. Jezeli tylko cisnienie w przewodzie glównym powietrza 29 a zatem w trzeciej komorze 24 wzrosnie zbior¬ nik powietrza pomocniczego 12 zaczyna powoli sie napelniac, najpierw przez zawór zwrotny 27 ze sla¬ ba sprezyna 77 i przy wzrastajacym cisnieniu tak¬ ze przez drugi zawór zwrotny 26 o wiekszym prze¬ kroju przelotowym 76. Jednoczesnie moze sie po¬ woli napelniac takze zbiornik powietrza steruja¬ cego 33 przez calkowicie otwarty zawór 61.Cisnienie w trzeciej komorze 24 wzrasta zatem szybciej niz w czwartej komorze 31. Jezeli tylko róznica cisnien w obydwu komorach 24 i 31 jest wystarczajaco duza, aby przezwyciezyc sila spre¬ zyny 34, tlok 30 obniza sie, zawór wlotowy 28 za¬ myka sie, i przekrój przelotowy pomiedzy otworem dlawiacym 70 a korpusem 71 zmniejsza sie. Przy zamknietym zaworze wlotowym 28 cisnienie w ko¬ morze 24 opada, poniewaz czesc powietrza wyply¬ wa przez zawory zwrotne 26 i 27 dalej do zbiorni¬ ka sterujacego 12 i jednoczesnie czesc powietrza, przez zwezony przekrój przelotowy, pomiedzy otworem 70 a korpusem 71, wplywa do dolnej ko¬ mory 31 i zbiornika powietrza sterujacego 33. Za¬ nika zatem róznica cisnien w komorach 31 i 34 i sprezyna 34 ponownie zaczyna przesuwac tlok 30 do jego górnego polozenia, przez co zawór wlo¬ towy 28 ponownie sie otwiera i powietrze sprezo¬ ne ponownie przeplywa z przewodu glównego po¬ wietrza 29 do komory 24. Opisany proces powtarza sie, az zbiornik powietrza glównego 12 i zbiornik powietrza sterujacego 33 napelnia sie do cisnienia pracy np. 5 at., panujacego w przewodzie glów¬ nym powietrza 29. Te stopniowe napelnianie oby¬ dwu zbiorników 12 i 33 umozliwia w dlugim po¬ ciagu z wieloma wagonami jednakowe napelnianie wszystkich zbiorników powietrza pomocniczego 12.Jesli tyliko wszystkie zbiorniki sa napelnione to hamulec jest gotowy do pracy.Do hamowania cisnienie w przewodzie glównym powietrza 29 i zatem takze w komorze 24 musi Organ sterowania glównego A posiada ogranicz¬ nik wysokiego cisnienia D i jest polaczony z orga¬ nem luzujacym E. Organ sterowania glównego A posiada tlok sterujacy 80, który ogranicza dolna • komore 81 od górnej komory 82, Dolna komora 81 jest polaczona przez komore 31 i przewód 32 ze zbiornikiem powietrza sterujacego 33, a górna ko¬ mora 82 jest polaczona przez komore 24 z prze¬ wodem glównym powietrza 29. Na tloku steruja¬ cym 80 jest zamocowana tuleja 83, do której przy¬ lega pod wplywem sily sprezyny 85 pierscieniowa tarcza 84, o skoku ograniczonym przez staly zde¬ rzak 86. Na tloku sterujacym 80 jest zamocowany poprzez pret 87 wysoki popychacz 88. Popychacz 88 wystaje przez scianke 89 i ma tlok 90, który ogranicza komore 91 od komory 92. Komora 91 20 jest, przy otwartym zaworze przyspieszajacym 39, polaczona przez komore 82 i przez komore 24 z przewodem glównym powietrza 29. Komora 92 jest polaczona przez przewód 14 i komore 13 organu napelniajacego i zamykajacego C z cylindrem ha- 25 mulcowym 15. Ogranicznik wysokiego cisnienia D ma grzybek zaworowy 93, na którym jest zamoco¬ wany tlok 94. Grzybek 93 z tlokiem 94 jest umie¬ szczony przesuwnie w garnkowej tulei 95. Sprezy¬ na 96, która z jednej strony opiera sie w obudo- wie 97, a z drugiej strona tulei 95, dazy do do¬ ciskania tulei 95 do dolu, a sprezyna 98, która opiera sie z jednej strony na tulei 95, a z drugiej strony na talerzu zaworowym 93, dazy do docis¬ kania grzybka 93 do popychacza 88. Otwór 99 w grzybku zaworowym 93 laczy komore 92 z ko- 35 mora 100, pomiedzy tlokiem 94 a garnkowa tuleja 95. Tulejowy tlok 101 ogranicza wspomniana ko¬ more 92 od komory 94, która jest polaczona z atmo¬ sfera. Scianka 105, która jest zamocowana do obu¬ dowy 97 ogranicza komore 104 od komory 102, któ- 40 ra jest polaczona przez przewód 11 ze zbiornikiem powietrza pomocniczego 12. Tulejowa czesc tloka 101 tworzy gniazdo 103, która wspólpracuje z grzyb- kdem 93. 45 Zawór luzujacy E sluzy do odpowietrzania ko¬ mory 81 i zbiornika powietrza sterujacego 33 i ma górna komore 119, która jest polaczona z dolna komora 81 organu sterowania glównego A. Komo¬ ra 119 jest oddzielona przez scianke 106 od ko- 50 mory 107. Scianka 106 tworzy jednoczesnie gniazdo dla grzybka 108. Popychacz 109, który sluzy do uruchomienia grzybka 108 laczy maly tlok 110 z duzym tlokiem 111. Maly tlok 110 odgranicza ko¬ more 107 od komory 112, która jest polaczona z 55 atmosfera, a duzy tlok 111 ogranicza komore 112 od dolnej komory 113, która przez wydrazony po- pycnacz 109, przy podniesionym grzybku 108 jest polaczona z komora 119. Srodkowa komora 107 jest polaczona przez przewód 114 z komora 82 organu 60 sterowania < glównego A. Dzwignia luzujaca 115 jest ulozyskowana wychylnie w obudowie 116 za¬ woru luzujacego E i utrzymywana przez sprezyne 117 w swoim dolnym polozeniu. Dzwignia luzuja¬ ca 115 sluzy do uruchamiania popychacza 109, któ- 657 zostac obnizone. To nie ma na razie zadnych na¬ stepstw, poniewaz tlok 30 pod sila sprezyny 34 jest juz w swoim górnym polozeniu. Zawory zwrotne 26 i 27 zapobiegaja odplywowi powietrza sprezonego ze zbiornika powietrza pomocniczego 12 do komory 24 i do przewodu powietrza glów¬ nego 29. Oczywiscie moze troche powietrza spre¬ zonego przeplywac ze zbiornika sterujacego 33 i komory 31 do komory 24 przez zawór 61 pomie¬ dzy otworem dlawiacym 70 i korpusem 71. Temu jednakze natychmiast zapobiega sie, jesli tylko cis¬ nienie w cylindrze hamulcowym 15 i zatem w ko¬ morze 13 wzrosnie. Poniewaz w komorze 13 poni¬ zej tloków 20 i 21 panuje cisnienie atmosferyczne, tloki 20 i 21 sa natychmiast poruszone do dolu, az pierscieniowy tlok 21 dojdzie do zderzaka 74. To ma takze nastepstwo, ze zawór 61 czesciowo za¬ myka sie, tzn. grzybek 61 nie dochodzi jeszcze do gniazda 69; a przekrój przelotowy pomiedzy otwo¬ rem dlawiacym 70 a korpusem 71 jest istotnie zmniejszony. Jezeli jednak cisnienie w cylindrze hamulcowym 15 i w komorze 13 jest tak daleko podniesione, ze to cisnienie jest wystarczajace, tlok 20 pomimo przeciwnej sily sprezyny 68 prze¬ suwa sie do dolu, wtedy zawór 61 jest calkowicie zamkniety, poniewaz grzybek 62 dochodzi do gnia¬ zda 69.Jeszcze dalszy wzrost cisnienia w cylindrze ha¬ mulcowym 15 i w komorze 13, powoduje tak dale¬ kie scisniecie sprezyny 68, ze zderzak 67 opiera sie na tulei 73, a zatem tlok 30 obniza sie wbrew sile sprezyny 34. Podczas dalszych procesów hamowa¬ nia pozostaje zatem zawór 61 zamkniety i przed¬ stawiony zawór napelniajacy i zamykajacy jest uzalezniony od trzech wielkosci cisnienia, miano¬ wicie od cisnienia w przewodzie glównym powie¬ trza 29, od cisnienia w zbiorniku sterujacym 33 i od cisnienia w cylindrze hamulcowym 15. Reasu¬ mujac przy hamowaniu odróznia sie zatem trzy fazy: przy malym cisnieniu w cylindrze hamulco¬ wym 15 zawór 61 jest czesciowo zamkniety; przy srednim cisnieniu w cylindrze hamulcowym 15 za¬ wór 61 jest calkowicie zamkniety; przy duzym cisnieniu górny tlok 20 przesuwa sie do dolnego tloka 30.Do luzowania hamulca cisnienie w przewodzie powietrza glównego 29, a zatem takze w komorze 24 musi zostac powiekszone, a cisnienie w cylin¬ drze hamulcowym 15 a zatem i w pierwszej ko¬ morze 13 jest obnizone. Obnizenie cisnienia w ko¬ morze 13 wywoluje podniesienie tloka 20, przez co takze korpus 71 podnosi sie w stosunku do otworu dlawiacego 70 tak, ze przekrój przelotowy zawo¬ ru 61 jest zmniejszony. To ma szczególne znacze¬ nie, gdy hamulec jest luzowany z uderzeniami przy napelnianiu, aby zmniejszyc przeladowanie zbiornika sterujacego 33. Jezeli cisnienie w cylin¬ drze hamulcowym 15 pozostalo tak male, ze spre¬ zyna 68 jest w polozeniu podniesienia tloków 20 i 21, to korpus 71 przesuwa sie, wobec otworu dlawiacego 70, w polozenie srodkowe, a zawór 61 jest ponownie calkowicie otwarty. Spadajace teraz cisnienie w przewodzie glównym powietrza 29, 981 8 wskutek uderzen przy napelnianiu, jest silnie pod¬ wyzszane, wzrasta takie cisnienie w komorze 24 i tlok 30 wbrew sile sprezyny 34 i wbrew cisnie¬ niu sterujacemu, panujacemu w komorze 31 poru- 5 sza sie do dolu, przez co najpierw przekrój przelo¬ towy pomiedzy otworem dlawiacym 70 i korpusem 71 zmniejsza sie i zawór wlotowy 28 zamyka sie.Dzieki temu unika sie niezawodnie przeladowania zbiornika sterujacego 33. l0 Przez uklad dwóch równoleglych zaworów zwrotnych 26 i 27, z których jeden zawór zwrotny 26 ma silna sprezyne 75 i wiekszy przekrój przelo¬ towy 76 a drugi zawór zwrotny 27 ma slabsza sprezyne 77 i mniejszy przekrój przelotowy 78 . osiaga sie to, ze powietrze sprezone moze wply¬ wac poczatkowo szybko do zbiornika powietrza pomocniczego 12, przy mniejszej róznicy cisnien jednakze tylko powoli, przez co cisnienie w zbior¬ niku powietrza pomocniczego 12 przy szybkim 0 wzroscie cisnienia w przewodzie powietrza 29 nie¬ zalezny od cisnienia w przewodzie powietrza glów¬ nego 29. Dzieki temu unika sie spadku sily hamo¬ wania w hamulcu. PL PL PL PL PL