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Druckluftbremse.
Die Erfindung bezieht sich auf Druckluftbremsen mit Steuerkammer und Hilfsluftbehälter, bei welchen für die Steuerung des Brems-und Losevorganges ein Steuerventil dient. Bei den bekannten
Bremsen dieser Art, bei welchen das Hauptsteuerglied des Steuerventils auf einer Seite unter Steuer- kammerdruck und auf der andern Seite unter dem Drucke in der Bremsleitung steht und so von einer
Differenz zwischen Steuerkammerdruck und Leitungsdruck gesteuert wird, entspricht jedem Leitung- druck ein bestimmter Druck im Bremszylinder, und der grösste Druck im Bremszylinder ist gleich dem Ausgleichsdruck zwischen Hilfsluft- bzw. Bremsluftbehälter und Bremszylinder. Bei diesen bekannten
Bremsen besteht sonach ein Zusammenhang zwischen Bremszylinderdruck und Volumen des Brems- luft-bzw.
Hilfsluftbehälters, und dieser Behälter muss ein bestimmtes Volumen besitzen, u. zw. ein solches
Volumen, dass bei starkem Luftauslass oder bei vollständiger Entleerung der Bremsleitung (Schnellbremsung) ein Überbremsen, d. h. ein zu grosser Bremszylinderdruck vermieden wird, also ein Über- strömen von Luft aus dem Bremsluftbehälter in den Bremszylinder nicht mehr möglich ist, wenn der Leitungsdruck unter den von vornherein festgelegten Ausgleichsdruck im Bremszylinder sinkt. Das Verhältnis der Flächen der Steuerglieder der Bremsventile ist von vornherein nach dem bestimmten Ausgleichsdruck eingestellt bzw. bestimmt.
Tritt dieser Ausgleichsdruck zwischen Bremsluftbehälter und Bremszylinder auf, so ist der zugehörige Leitungsdruck gleich gross, und bei einem weiteren Abfall des Leitungsdruckes kann trotz der Stellkraft auf das Steuerventil der Bremszylinderdruck nicht mehr ansteigen, da im Bremsluftbehälter und im Bremszylinder gleicher Druck (Ausgleichsdruck) vorhanden ist und daher kein weiteres Überströmen von Luft aus dem Bremsluftbehälter in den Bremszylinder möglich ist.
Anders liegen nun die Verhältnisse bei Bremsen, die einen grösseren Bremsluftbehälter besitzen.
Solehe grössere Bremsluftbehälter führen z. B. bei Schnellbremsungen zu einem grösseren Ausgleichsdruck als dem, der durch das Fläehenverhältnis der Steuerglieder des Steuerventils bestimmt ist. Ein zu grosser Bremszylinderdruck ist jedoch betriebsgefährlich, da dadurch sehr leicht ein Gleiten der Räder auf den Schienen auftreten kann, wodurch ein Teil der Bremswirkung aufgehoben wird. Ein grösserer Bremsluftbehälter hat jedoch den Vorteil, dass bei undichten Bremszylindern ein stetiges Nachfüllen von Luft in den Bremszylinder möglich ist, ohne dass hiezu Luft aus der Bremsleitung entnommen werden muss, und hiedurch der Übelstand, den eine Luftentnahme aus der Bremsleitung im Gefolge hat, nämlich ein Anbremsen der Nachbarbremsen, vermieden ist.
Durch die vorliegende Erfindung soll die Verwendung eines grossen Bremsluftbehälters, aus dem auch Luftverluste im Bremszylinder ersetzt werden können, ohne die Nachteile eines solchen grossen Behälters, nämlich das Überbremsen, ermöglicht werden.
Die Erfindung besteht darin, dass das normal vom Leitungsdruck beeinflusste Steuerventil bei Erreichung von Druckgleichheit in der Bremsleitung und im Bremszylinder (also bei Erreichung des Ausgleichsdruckes) an Stelle des Leitungsdruckes unter Bremszylinderdruck gesetzt wird. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf ein Steuerventil mit zwei Steuergliedern, von welchen das eine Steuerglied auf der einen Seite unter Steuerkammerdruck und auf der andern Seite unter Leitungsdruck und das andere Steuerglied auf der einen Seite unter atmosphärischen Druck und auf der andern Seite unter Bremszylinderdruck steht.
Wenn bei einem Steuerventil dieser Art das eine, auf der einen Seite unter Steuerkammerdruck stehende Steuerglied auf der andern Seite gemäss der Erfindung wechselnd ent-
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so kann die Wirkung erreicht werden, dass der Druck im Bremszylinder nicht höher ansteigen kann, als es dem Fläehenverhältnis der beiden Steuerglieder des Steuerventils und dem Druck in der Steuerkammer entspricht.
Die Einrichtung ist gemäss der Erfindung so getroffen, dass das auf der einen Seite vom Steuerkammerdruek beeinflusste Steuerglied auf der andern Seite nur so lange unter Bremsleitungs- druek gesetzt ist, als dieser höher ist als der Druck im Bremszylinder, und unter Bremszylinderdruck gesetzt wird, wenn der Druck in der Bremsleitung unter den Ausgleiehsdruek im Bremszylinder fällt. Es kann daher durch den Steuerkammerdruek nur so lange eine Stellkraft in der Öffnungsriehtung für das Bremszylindereinlassventil auftreten, solange diese grösser ist als die Stellkraft der Drücke, die in der Richtung der Schliessbewegung des Einlassventils wirken.
Wenn aber beide Steuerglieder unter den gleichen Bremszylinderdruek gesetzt sind, so kann dieser nicht höher ansteigen als auf den Wert, der dem Ausgleichsdruck bei Bremsen mit einem der Grösse nach abgestimmten Bremsluftbehälter ent-
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brauch gemacht, die vom Druck in der Bremsleitung und von jenem im Bremszylinder beeinflusst wird und die Verbindung der Bremsleitung oder des Bremszylinders mit dem Steuerglied vermittelt.
Zweckmässig ist eine Ausführung der Umsehaltvorrichtung als Doppelsitzventil, dessen Sitzflächen gleichzeitig als Steuerflächen dienen, die vom Bremsleitungsdruck oder vom Bremszylinderdruck beaufschlag werden, wobei die Zuleitung von Leitungsluft zum Steuerglied des Steuerventils und zum Bremsluftbehälter sowie zur Steuerkammer von dem Raume zwischen den beiden Sitzen des Doppelsitzventils abgezweigt ist. Die Einrichtung ist vorteilhaft so getroffen, dass der Bremsluftbehälter iiber eine Drosselung auffüllbar gemacht ist, die nach der Abzweigung zum Hauptsteuerglied des Steuer-
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Steuerventil gelangen kann.
Der Vorteil der Druckluftbremse nach vorliegender Erfindung liegt darin, dass durch die zwischen Leitungsdruck und Bremszylinderdruck wechselnde Beaufschlagung der einen Seite des Hauptsteuergliedes des Steuerventils der grösste erreichbare Bremszylinderdruck nur vom Flächenverhältnis der Steuerglieder des Steuerventils und vom Druck in der Steuerkammer, nicht aber vom Inhalt des Bren sluftbehälters, aus dem der Bremszylinder beim Bremsen gefüllt wird, abhängig ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäss der Erfindung schematisch veranschaulicht.
Die Einrichtung besteht im wesentlichen aus dem Steuerventil St, einer Steuerkammer A, dem Bremsluftbehälter B, dem Bremszylinder Z, einer Umschalteinrichtung U, die hier schematisch im Verein mit der Bremsluftleitung L dargestellt sind.
Aus der Bremsleitung L gelangt die Druckluft zuerst zur Umsehaltvorriehtung U, die ein Doppelsitzventil D enthält, das die Verbindung der Bremsleitung mit den einzelnen Teilen der Bremse steuert und durch den Luftstrom auf seinen linken Sitz gedrückt wird. Die Umschaltvorrichtung führt über die Leitungen d und h zum Hauptsteuerkolben K2 des Steuerventils St und durch eine hinter der Abzweigung der Leitung h angeordnete Drosselung 0 einerseits über ein Rückschlagventil R1 in den Bremsluftbehälter B und anderseits über das Rückschlagventil R2 in die Steuerkammer A. Durch eine Leitung c ist die Verbindung der Umsehaltvorriehtung U mit dem Bremszylinder Z und mit dem Raum
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durch die die Luft beim Lösen der Bremse aus dem Bremszylinder
entweichen kann. Die Ausstrom- öffnung 0 wird von einem Auslassventil Va überwacht, und der Lufteinlass in den Bremszylinder beim Bremsen ist durch das Einlassventil Ve gesteuert, durch das die Druckluft beim Bremsen aus dem Bremsluftbehälter B über die Leitung a in den Bremszylinder strömen kann.
Wird zwecks Einleitung einer Bremsung der Druck in der Bremsleitung L ermässigt, so pflanzt sich die Druckminderung bis zu den Ventilen ss und R2 fort, die sich schliessen und die Drücke in den angeschlossenen Räumen zurückhalten. Durch eine Druckminderung im Raume ober dem Kolben K2 wird das Kolbensystem K1-K2 nach oben bewegt, wodurch das Auslassventil V {6 geschlossen und das Einlassventil Ve geöffnet wird. Es kann nunmehr Luft aus dem Bremsluftbehälter B so lange in den Bremszylinder überströmen, bis ein dem Leitungsabfall entsprechender Druck im Bremszylinder (be-
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und K2 nach unten, und das Ventil Ve wird geschlossen.
Wird der Leitungsdruck zwecks Erreichung einer Vollbremsung immer weiter erniedrigt, so steigt der Druck im Bremszylinder Z ebenfalls weiter an. Es wird daher im Verlaufe der Bremsung der Leitungdruck gleich bzw. etwas kleiner als der Druck im Bremszylinder. In diesem Zeitpunkt wird das Doppel-
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in der Leitung L nach rechts verschoben und auf seinen rechten Sitz gedrückt, wodurch die Verbindung der Leitung L mit der Bremseinrichtung unterbrochen und gleichzeitig eine Verbindung des Bremszylinders Z mit dem Raume über dem Kolben K2 hergestellt wird.
Es steht dann das Steuerventil Sf niellt
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mehr unter dem Einfluss des Leitungsdruckes L, sondern nur mehr unter dem Steuerkammerdruck A auf der unteren Seite des Kolbens K2 und unter dem Bremszylinderdruck auf den Oberseiten der Kolben K1 und jK'a. Es kann daher der Bremszylinderdruck durch Luftzufuhr aus dem Behälter B nur so lange steigen, bis die Wirkung des Bremszylinderdruekes auf die Kolben J und von oben nach unten die Wirkung des Steuerkammerdruckes aufheben. Ist das Gleichgewicht hergestellt, so kann sich das
Einlassventil Ve schliessen, und die Luftzufuhr aus dem Behälter B zum Bremszylinder Z wird unter- broche.
Es ist daher ein Ansteigen des Bremszylinderdruckes über den Wert, der dem Steuerkammer- druck und dem Flächenverhältnisse der Kolben Ei und K2 entspricht, unmöglich.
Der Bremszylinderdruck ist dadurch unabhängig sowohl von der Erniedrigung des Leitungdruckes als auch von der Grösse des Bremsluftbehälters B. Der Bremsluftbehälter kann daher sehr gross gemacht werden, und es kann der Druck in diesem auch bei einer Vollbremsung höher sein als der grösste
Bremszylinderdruck. Der Drucküberschuss kann dann zur Ergänzung von Luftverlusten im Brems- zylinder benutzt werden. Fällt durch Undichtheiten der Druck im Bremszylinder Z, so überwiegt die
Stellkraft des Steuerkammerdruckes, wodurch das Einlassventil Ve durch Hochschieben des Kolben- systems geöffnet wird. Dies bleibt so lange geöffnet. bis die Druckverluste im Bremszylinder aus dem
Bremsluftbehälter B ersetzt sind.
Die Drosselung C für die Füllung des Bremsluftbehälters und der Steuerkammer muss nach der
Abzweigung zum Kolben K2 angeordnet werden, damit die Luft aus der Bremsleitung und zur Brems- leitung ohne Drosselung über grosse Querschnitte zu bzw. von den andern Teilen der Bremse strömen kann und keine Verzögerung in der Steuerwirkung des Kolbens K2 auftritt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Druckluftbremse mit Steuerventil, von dem ein Steuerglied einerseits vom Steuerkammerdruck und anderseits vom Druck in der Bremsleitung beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Be- einflussung dieses Steuergliedes durch den Bremsleitungsdruck wechselweise mit einer Beeinflussung durch den Bremszylinderdruek erfolgt.