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Führerbremsventil für durchgehende selbsttätige Druckluftbremsen.
Die Erfindung bezieht sieh auf ein Führerbremsventil für durchgehende selbsttätige Druckluftbremsen, das einen Druckregler für eine Ventilkammer, ferner einen einerseits vom Druck dieser
Ventilkammer, anderseits vom Druck in der Hauptleitung beeinflussten Ausgleichskolben für die Steuerung zweier Ventile zur wechselweisen Verbindung der Hauptleitung mit dem Hauptbehälter bzw. mit der Aussenluft und schliesslich einen flachen Drehschieber aufweist, der in einer unter dem Druck des Hauptbehälters stehenden Sehieberkammer angeordnet ist und zur Herstellung der für die verschiedenen Bremszustände nötigen Verbindungen dient.
Die Erfindung besteht in einer weiteren Ausbildung solcher Führerbremsventile in der Weise, dass sowohl die Füllung als auch die Entleerung der Hauptleitung mit Hilfe der Druckänderungen in der mittels des Drehschiebers gespeisten oder entleerten Ventilkammer und damit die Verstellung des die Ventile für die Füllung oder Entleerung steuernden Kolbens bewirkt wird oder durch unmittelbare Verbindung der Hauptleitung mit dem Hauptbehälter bzw. der Aussenluft mittels des Drehschiebers unmittelbar ausführbar ist. Im letzteren Falle wird die Ventilkammer mit dem Hauptbehälter bzw. mit der Aussenluft verbunden, so dass der Ausgleiehskolben sich nach oben oder unten verstellt und dadurch die auf direktem Wege erzielte Füllung oder Entleerung der Hauptleitung steigert.
Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch das Führerbremsventil nach der Erfindung, wogegen in den Fig. 2-7 lediglich der Drehsehieber und seine Stellung zu den im Schieberrost befindlichen Leitungen bei den verschiedenen Lagen des Drehschiebers schematisch veranschaulicht sind. In dieser Beziehung zeigt Fig. 2 die Stellung für rasche Entbremsung durch rasche Füllung der Ventilkammer und der Hauptleitung (Stellung 1).
Fig. 1 bedeutet die Füllstellung über den Druckregler (Stellung II), Fig. 3 zeigt die Fahrstellung unter Nachfüllung von kleinen Leitungsverlusten (Stellung III), Fig. 4 die Prüfstellung (Stellung IV), Fig. 5 die neutrale Stellung, bei der sämtliche Verbindungen abgeschnitten sind (Stellung V), Fig. 6 die Stellung für stufenweise Bremsung durch teilweise Entleerung der Hauptleitung (Stellung 1'1) und Fig. 7 die Stellung für rasche Bremsung durch rasehe Entleerung (Stellung VII).
Das Führerbremsventil weist mehrere Kammern auf, u. zw. die Schieberkammer a, die durch den Kanal 10 in dauernder Verbindung mit dem nicht dargestellten Hauptbehälter steht ; die Ventilkammer b, die mit einem Behälter z in Verbindung steht, der ihren Rauminhalt vergrössert ; ferner die Kammer e, die durch die Öffnung 11 in dauernder Verbindung mit der Aussenluft steht ; die Kammer d, die durch den Kanal 3 in dauernder Verbindung mit der Hauptleitung steht, und schliesslich die Kammer e, die ebenfalls durch den Kanal 10 in dauernder Verbindung mit dem Hauptbehälter steht.
Der in der Sehieberkammer a angeordnete Drehschieber p weist Bohrungen f, g, h und m auf, die in bestimmter, im nachstehenden beschriebener Weise mit der Schieberkammer a bzw. mit den im Schieberrost angeordneten Kanälen 1, 2, 3, 4, 5 und 8 zusammenwirken und dabei die bei den einzelnen Stellungen des Führerbremsventils für die gewünschten Betriebszustände erforderlichen Verbindungen ermöglichen.
Im unteren Teile des Ventilgehäuses befindet sich ein die Kammer c enthaltender Ausgleichskolben s, der eine die Kammern b und d von der Kammer c scheidende, bewegliche Trennwand bildet und mit zwei miteinander verbundenen Ventilen v, zusammenwirkt, die je nach der vom Ausgleichskolben s eingenommenen Stellung die Verbindung der Kammer d (Hauptleitung) mit der Kammer e (Hauptbehälter) bzw. mit der Kammer c (Aussenluft) herstellen.
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Seitlich am Führerbremsventil ist ein als Druckminderungsventil ausgebildeter Druckregler r angeordnet. Er enthält einen Trennwandkolben 1. 3, auf. den einerseits der Druck der Kammer b, anderseits eine Druckfeder 12 wirken. Der Kolben 1 : 3 dient zur Betätigung von Ventilen 14 und 7. ? und weist eine nach aussen geführte Bohrung 16 auf.
Wenn die Wirkung der Feder 12 überwiegt, so nimmt der Kolben 13 die höchste Stellung ein, in der er das Ventil 15 offen hält, so dass bei den in den Fig. 1 und 3 gezeigten Stellungen des Führerbremsventils die Luft aus der Kammer a (Hauptbehälter) über die Kanäle t und 4 in die Kammer b strömen kann. Überwiegt der Druck der in der Kammer b befindlichen Luft jenen der Feder 12, so nimmt der Kolben 1. 3 die niedrigste Stellung ein, bei welcher das Ventil 14 offen ist, so dass die Luft aus der Kammer b durch die kalibrierte Bohrung 16 nach aussen entweicht. Im Falle des Gleichgewichtes zwischen den auf den Kolben 1. 3 wirkenden Kräften nimmt er eine Mittelstellung ein, bei der beide Ventile 14 und 15 geschlossen sind.
Das Führerbremsventil gemäss der Erfindung kann in fünf Haupt-und in zwei Nebenstellungen gebracht werden. Seine Wirkungsweise ist folgende :...
Das normale Laden der Bremse erfolgt durch Überführung des Führerbremsventils in die Füll-
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Ventil 15 und Kanal 17 mit der Ventilkammer b in Verbindung steht, so dass sich in letzterer und auch im Behälter z ein von der Spannung der Feder 12 abhängiger Druck einstellt, der ein Senken des Aus- gleichskolbens s und infolgedessen das Öffnen des Ventils v bewirkt, womit die Kammer e (Haupt- behälter) mit der Kammer (Hauptleitung) in Verbindung gesetzt wird. Das Ventil v wird sieh nur dann schliessen, wenn in der Kammer d (Hauptleitung) der gleiche Druck erreicht ist, der sich in der Kammer b gebildet hat.
Wird bei aufgeladener Bremse das Führerbremsventil in die in Fig. 3 gezeigte Fahrstellung (Stellung 111) gebracht, so tritt zu den in Fig. 1 ersichtlichen Verbindungen eine weitere Verbindung hinzu, die zwischen der Kammer b und der Hauptleitung durch die Kanäle 2, A und 7 geschaffen wird. Kleine Entweichungen aus der Hauptleitung werden, falls sie auftreten, sofort über den Druckregler r durch die Kanäle/, 4, 17, Kammer b, 2, 7t und 1 ausgeglichen, ohne dass der Kolben s zwecks Öffnens des Ventils v eingreift, da der Druckunterschied zwischen der Kammer b und der Hauptleitung unbedeutend sein wird. Sollte die Entweiehung aus der Hauptleitung bedeutend sein (z.
B. durch ein gezogenes Notsignal), so wird der Druck in der Kammer b infolge der durch die Kanäle 2, 11, 1 und 3 stattfindenden Entleerung gegen die Hauptleitung unter den normalen Druck sinken. Der Ausgleiehskolben s wird sich heben und dadurch zur Abminderung des Druckes in der Hauptleitung unter den normalen Druck beitragen, so dass sich der Lokomotivführer durch Beobachtung der Luftdruckmesser über eine allfällige Betätigung des Notsignals auf einem Wàgen des Zuges augenblicklich Rechenschaft geben kann.
Wird bei aufgeladener Bremse das Führerbremsventil in die in Fig. 4 gezeigte Prüfstellung gebracht (Stellung IV), so sind alle Verbindungen mit Ausnahme jener unterbrochen, die über die Kanäle 2, hund 1 zwischen der Ventilkammer b und der Hauptleitung hergestellt worden sind. Ein allenfalls durch Entweiehungen verursachtes Sinken des Druckes in der Hauptleitung wird sich daher in gleichem Mass auch in den Kammern b und d zeigen ; daher bleibt der Kolben s in Ruhe und der Lokomotivführer kann sieh durch die Beobachtung des der Kammer b zugeordneten Luftdruckmessers überzeugen, ob der normale Diehtungszustand der Bremse besteht.
Zur stufenweisen Bremsung wird das Führerbremsventil in die Stellung nach Fig. 6 (Stellung VI) gebracht und in ihr so lange belassen, bis sich im Behälter z (Kammer b) der gewünschte Unterdruck gebildet hat, worauf das Führerbremsventil in die in Fig. 5 gezeigte neutrale Stellung (Stellung F) gebracht wird, in der sämtliche Verbindungen abgeschnitten sind. Infolge des vorerwähnten Unterdruckes wird der Kolben s nach oben gedrückt und die Luft der Hauptleitung entweicht durch das Ventil vl, Kammer c, Kanal 6 und die Auspufföffnung 11 nach aussen, bis der Druck auf den in der Ventilkammer b herrschenden Wert gesunken ist.
Bei in der Stellung nach Fig. 6 befindlichem Führerbremsventil entleert sich die Ventilkammer b durch den Kanal 2, Schieberkanal m und Kanal 5 nach aussen ; die Öffnung des Ventils v1 erfolgt ohne Verzögerung, weil das Volumen der Kammer selbst sehr klein ist. Ausserdem findet die aus der Hauptleitung strömende Luft, bevor sie zur kalibrierten Auspufföffnung 11 gelangt, in der Kammer c Raum zur augenblicklichen Expansion und bewirkt auf diese Weise einen plötzlichen Unterdruck in der Hauptleitung, der für die stufenweisen Bremsungen, die im Betrieb die häufigsten sind, ausreicht. Die Kammer c hat somit die Aufgabe einer Reglerkammer.
Durch wiederholte Verstellung des Führerbremsventils zwischen den Stellungen VI und 17 ergibt sich die Wiederholung der oben beschriebenen Vorgänge und das "Zugeben" bei der stufenweisen Bremsung.
Auch wenn das Führerbremsventil lange Zeit in der neutralen Stellung (Fig. 5) bleibt, wird sieh der Druck in der Hauptleitung nicht ändern, weil im Falle einer Druekabnahme durch unvermeidliche Entweichungen ein Sinken des Ausgleichskolbens s und das Öffnen des Ventils v erfolgt, bis der Leitungsdruck wieder auf den im Behälter z und in der Kammer b vorher bestandenen Druck gebracht ist.
Die rasehe Bremsung wird durch Überführung des Führerbremsventils in die Stellung nach Fig. 7 (Stellung VII) erreicht.
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dieser Ausströmung wird der Druck in der Hauptleitung bedeutend grösser sein als der Druck in der Kammer b, u. zw. wegen des bedeutenden Luftvolumens der ersteren ; der Kolben s wird daher während dieser Phase in seine obere Stellung gedruckt und das Auslassventil offen halten, so dass durch dieses die Luft der Hauptleitung ebenfalls entweichen kann. Das Führerbremsventil kann dann nach Erreichung eines bestimmten Grades der Bremsung in die neutrale Stellung (Fig. 5) gebracht werden.
Will man den Grad der Bremsung verringern, so muss man den umgekehrten Vorgang einhalten, indem man das Führerbremsventil zur stufenweisen Lösung der Bremse für einige Sekunden in die Füllstellung (Fig. 1) oder Fahrstellung (Fig. 3) bringt und es nach Erzielung des gewünschten Grades in die neutrale Stellung (Fig. 5) zurüekführt.
Während der Zeit, durch welche das Führerbremsventil in der Füllstellung (Fig. 1) oder in der Fahrstellung (Fig. 3) gelassen wird, steht die Schieberkammer a (Hauptbehälter) durch das Druck-
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Druck in der Kammer b um ein bestimmtes Mass vergrössert wird.
Angenommen, dass von vornherein der Ausgleiehskolben s sich in der Gleichgewichtsstellung befindet (Ventil v und geschlossen), so stört die Zunahme des Druckes der Kammer b das Gleichgewicht und der nach unten verschobene Kolben s wird das Öffnen des Ventils v hervorrufen und auf diese Weise den Hauptbehälter mit der Hauptleitung in Verbindung setzen, bis letztere den in der Kammer b herrschenden Druck erreicht hat und der Kolben s seine Gleichgewichtsstellung wieder einnimmt.
Bei einer folgenden Überführung des Führerbremsventils in die Füllstellung (Fig. 1) oder in die Fahrstellung (Fig. 3) wird sieh dieser Vorgang wiederholen, bis in der Kammer b der vom Druckminderungsventil r bestimmte Betriebsdruck und sodann auch in der Hauptleitung derselbe Druck erlangt wird. Die zur stufenweisen Bremsung und Lösung erforderlichen Druckänderungen in der Hauptleitung werden also nicht direkt hervorgerufen, sondern durch Druckänderungen bewirkt, welche der Führer in der Kammer b (Behälter z) veranlasst.
Die rasche Lösung der Bremse wird ausgeführt, indem das Führerbremsventil in die Stellung nach Fig. 2 (Stellung/) gebracht wird. In diesem Falle besteht die direkte Verbindung zwischen der Schieberkammer a (Hauptbehälter) und der Hauptleitung. 3 über den Kanal f des Schiebers p. Gleichzeitig ist die Kammer a mit der Kammer b durch den Schieberkanal g und den Kanal 8 in Verbindung gesetzt, wogegen der Schieberkanal h die Kanäle 1 und 2 und damit die Kammer b mit der Hauptleitung verbindet. Bei dieser Stellung ergibt sich eine reichliche und rasehe Speisung der Hauptleitung und ausserdem hindert die Verbindung zwischen den Kammern a und b ein unzeitgemässes Öffnen des Auslassventils .
Soll eine rasche und vollständige Entbremsung des Zuges ausgeführt werden, so ist es nötig, das Verbleiben des Führerbremsventils in der Stellung nach Fig. 2 um eine bestimmte Dauer zu verlängern. Diese Zeitdauer, welche der Eigenart der betreffenden Bremse, mit der die Fahrzeuge ausgerüstet sind, angepasst sein muss, kann leicht bestimmt werden, indem das Führerbremsventil in dieser Stellung nach Fig. 2 gelassen wird, bis der Druck im Behälter z. der auf einem Manometer ablesbar ist, einen vorbestimmten höheren Wert als der des normalen Betriebes der Leitung erreicht hat, z.
B. den Wert von 5. 5 leg. In dem die Kammer b mit dem Behälter z in Verbindung setzenden Kanal ist ein Kugelventil 19 derart eingebaut, dass die zur Speisung des Behälters dienende Luft durch eine Öffnung 20 fliessen muss, deren Weite zweckmässig derart eingeregelt ist, dass die Speisung des Behälters die vorbestimmte Zeit erfordert. Das Kugelventil 19 bezweckt, dass die Kammer b nach ihrer Entleerung während der stufenweisen Bremsung sich sofort mit dem Behälter z ins Gleichgewicht setzt, sobald das Führerbremsventil in die neutrale Stellung (Fig. 5) gebracht wird.
Aus der Stellung nach Fig. 2 wird das Führerbremsventil in die Stellung nach Fig. 1 gebracht und hierauf der im Behälter z bestehende fberdruek weggeschafft, indem die Luft durch die kalibrierte Öffnung 16 über das Ventil 14 entweicht, das sich infolge des auf dem Kolben 18 ausgeübten, die Spannung der Feder 7. 8 übersehreitenden Druckes in offener Stellung befindet.
Während der ganzen Zeitdauer, welche die im Behälter z befindliche Luft benötigt, um auf den normalen Druck von leg 5/cm2 zu sinken, wird der Ausgleichskolben s gesenkt bleiben und durch das Ventil v wird eine weitere reichliche Speisung der Hauptleitung mit nach und nach abnehmendem Druck stattfinden, bis die Luft im Behälter z auf den normalen Betriebsdruck gesunken ist. Die Speisung der Hauptleitung durch das Ventil v wird in der Folge, wenn nötig, weiter andauern, bis für die ganze Zugslänge der normale Druck erreicht ist.
Falls aus irgendeiner Ursache einige Fahrzeuge gebremst bleiben sollten, nach dem der Druck in der Leitung auf seinen Betriebswert gebracht wurde, wird es zur Entbremsung nötig sein, den Betriebsdruck der Hauptleitung vorübergehend zu erhöhen, indem die Feder 12 des Speisungsventils stärker gespannt wird. Sobald aber die vollkommene Entbremsung des Zuges erreicht ist, kehrt man zum normalen Wert des Betriebsdruckes zurück, indem die Feder 12 auf ihre anfängliche Spannung entlastet wird. In diesem Falle senkt sich der Kolben 1. 3, das Ventil 14 öffnet sich und die Kammer b
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sowie der Behälter z entlüften sich durch die kalibrierte Öffnung 16 in die Aussenluft.
Gleichzeitig dringt die Luft der Hauptleitung durch die Kanäle 1 und 2 ebenfalls durch eine kalibrierte Öffnung in die Kammer b, so dass dadurch schliesslich eine Verringerung des Druckes in der Kammer b auftritt, die durch den Förderungsunterschied der beiden obengenannten Öffnungen hervorgerufen wird.
Der Verringerung des Druckes in der Kammer b und im Behälter z folgt die Druekabnahme in der Hauptleitung, die sieh durch das Ventil vs entladen wird, jedoch ohne unzeitgemässe Bremsungen hervorzurufen, wenn die Zeitdauer des Vorganges, die von der Fördermenge der kalibrierten Öffnung 16
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des geschleppten Zuges ganz unabhängiger Weise erfolgt, weil die Öffnung des Ventils v je nach der auszulassenden Luft grösser oder kleiner sein wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Führerbremsventil für durchgehende selbsttätige Druckluftbremsen, bestehend aus einem Druckregler (r) für eine Ventilkammer (b), einem einerseits vom Druck dieser Ventilkammer, anderseits vom Druck in der Hauptleitung beeinflussten Ausgleichskolben (s) zur Steuerung zweier Ventile zur wechselweisen Verbindung der Hauptleitung mit dem Hauptbehälter bzw.
mit der Aussenluft und einem Drehschieber (p) in einer unter dem Druck des Hauptbehälters stehenden Schieberkammer (a) zur Herstellung der für die verschiedenen Bremszustände nötigen Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Füllung als die Entleerung der Hauptleitung mit Hilfe der Druckänderungen in der mittels des Drehschiebers (p) gespeisten oder entleerten Ventilkammer (b) und damit die Verstellung des die Ventile für die Füllung oder Entleerung steuernden Kolbens (s) bewirkt oder durch direkte Verbindung der Hauptleitung mit dem Hauptbehälter bzw. der Aussenluft mittels des Drehschiebers (p) unmittelbar ausführbar ist, wobei im letzteren Falle die Ventilkammer (b) mit dem Hauptbehälter bzw.
mit der Aussenluft verbunden wird, so dass der Ausgleiehskolben (s) sich nach oben oder unten verstellt und dadurch die auf direktem Wege erzielte Füllung oder Entleerung der Hauptleitung steigert.