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Steuerkammerbremse.
Güterzugsbremsen müssen so beschaffen sein, dass der Lokomotivführer die Bremse, d. h. alle
Räume bzw. Behälter der Wagenbremseinrichtungen mit steuernd wirkenden Drücken, von der Lokomotive aus durch langsamen Druckauslass aus der Bremsleitung in kurzer Zeit (z. B. unter zehn Minuten) von 6 atü Überladedruck auf 5 atil normalen Betriebsdruck entladen kann. Diese Forderung ist aber bei Bremsen mit grossen Hilfsbehältern nicht ohne weiteres zu erfüllen, da, das Entladen so grosser Volumina über die Bremsleitung und das Führerventil nicht in der vorgeschriebenen kurzen Zeit durchgeführt werden kann, wenn beim Entladen die Bremsen nicht anspringen sollen.
Es sind daher Vorrichtungen, sogenannte Entladevorrichtungen, geschaffen worden, die, gesteuert durch den sinkenden Leitungdruck, den Hilfsbehälter unmittelbar ins Freie entladen, so dass die vom Fiihrerventil zu bewerkstelligende Druckabsenkung nur auf die Bremsleitung allein oder auf kleine, an die Leitung angeschlossene Räume beschränkt und die Entladezeit verkürzt wird.
Die Güterzugsbremsen sollen weiters auch noch Totalauslösevorrichtungen besitzen. Darunter versteht man solche Vorrichtungen, die zwecks Lösens der Bremse nach Schnellbremsungen, durch kurze Betätigung eines besonderen Entlüftungsorgans zum Ansprechen gebracht, ein. totales Entlüften des Hilfsbehälters und des Bremszylinders ermöglichen, ohne dass es notwendig ist, dass der Bedienungsmann, der von Hand aus die Lösung einleitet, so lange die Entlüftungsvorrichtung betätigen muss, bis die ganze Luft aus dem Bremszylinder ausgeströmt ist. Es soll vielmehr eine kurze Betätigung des Entlüftungsorgans genügen und dann die völlige, längere Zeit dauernde Entlüftung des Hilfsbehälters und des Bremszylinders selbsttätig erfolgen.
Auch solche Totalauslösevorrichtungen sind bekanntgeworden, die zur Erreichung dieses Zweckes ganz erhebliche Mittel aufwenden.
Durch die Zufügung einer besonderen Entladevorrichtung und einer besonderen Totalauslösevorrichtung werden die Bremsen sehr kompliziert. Die Vielzahl der Steuerorgane gibt leicht zu Betriebsstörungen Anlass.
Gemäss der Erfindung sind bei der vorliegenden Steuerkammerbremse Einrichtungen vorgesehen, die es ermöglichen, mit einer einzigen Ventilvorrichtung sowohl die Entladung des Hilfsbehälters unmittelbar ins Freie als auch das Totalauslösen von Hilfsbehälter und Bremszylinder zu bewirken. Um beide Funktionen in einer Ventilvorrichtung zu vereinen, wird bei dieser das Entlüften des Hilfsbehälters unmittelbar ins Freie nicht wie bei den bekannten Entladevorrichtungen durch den sinkenden Leitungsdruck, sondern durch den sinkenden Steuerbehälterdruek bewerkstelligt.
Dies ist dann möglich, wenn bei der Bremse eine Einrichtung vorhanden ist, die es bewirkt, bei langsamen Leitungsdrucksenkungen mit dem Leitungsdruck auch den Steuerbehälterdruek abzusenken, ohne dabei die Hilfsbehälter mit- zuentladen.
Ein Ausführungsbeispiel einer Steuerkammerbremse mit einer einzigen Vorrichtung für das Entladen des Hilfsbehälters und für das selbsttätige Totalauslösen des Hilfsbehälters und des Bremszylinders gemäss der Erfindung ist in Fig. 1 der Zeichnung schematisch dargestellt.
Die Bremseinrichtung besteht aus den beiden Steuerventilen E und Z bekannter Bauart. Der
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wird über das Steuerventil E aus dem Hilfsbehälter Hb mit Druckluft versorgt. Zur Druckermässigung im Steuerbehälter von Hand aus dient ein bekanntes Entlüftungsventil Ev. Für die Entladung des Hilfsbehälters unmittelbar ins Freie und für die-Totalauslösung nach einer Schnellbremsung ist die Ventilvorrichtung Te vorgesehen.
Die Ventilvorrichtung Te enthält erfindungsgemäss zur Steuerung des Auslassventils 1, über welches der Hilfsbeliälter beim Entladen und der Hilfsbehälter und der Bremszylinder bei einer Totalauslösung ins Freie entlüftet werden, einen Stufenkolben Z,. 3, 4 und eine mit diesem nicht verbundene Biegeplatte 5. Auf die Biegeplatte wirkt von oben der Leitungsdruek ein. An den Raum 7 zwischen dem Kolbenteil2, J, 4 ist der Steuerbehälter 8tb angeschlossen. Der Raum 6 unter dem Kolbenteil 2, 3 steht mit dem Hilfsbehälter in Verbindung.
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teil 4 jedoch luftdurchlässig ausgebildet, so dass die Luft des Steuerbehälters über den Kolbenteil 4 zur Biegeplatte 5 gelangen kann.
Ist der Steuerbehälterdruck höher als der Leitungsdruck, so wird die Biegeplatte 5 vom Kolben 4 abgehoben, wodurch der Kolben 4 kraftlos wird. Ist jedoch der Leitungsdruck höher als der Steuerbehälterdruek, so wird die Biegeplatte 5 auf den Kolben 4 aufgelegt. Der Kolben 4 übt dann eine Kraft nach unten aus, die ebenso gross ist, als wenn der Leitungsdruek unmittelbar auf den (dichten) Kolben 4 wirken würde.
Ausser dem Vorteil der Einfaelmeit des Aufbaues der gesamten Bremseinriehtung durch Vereinigung der Entladevorrichtung und der Totalauslösevorrichtung in einer einzigen Ventilvorrichtung Te bietet diese Ausbildung noch andere Vorteile :
Die Füllung des Steuerbehälters kann gegenüber jener des Hilfsbehälters zwecks Vermeidung von Überladungen stark verzögert werden weil durch die Einwirkung des Leitungsdruckes auf die Biegeplatte 5 und den Kolbenteil 4 das Auslassventil 1 für den Hilfsbehälter auch dann zuverlässlieh geschlossen bleibt, wenn beim Füllen der Hilfsbehälterdruck höher als der Steuerbehälterdruck wird.
Dabei bleibt die hohe Empfindlichkeit für das Entladen gewahrt, weil die zusätzliche Schlusskraft des Auslassventils beim Entladen aufgehoben wird.
Die bekannten Totalauslösevorrichtungen haben den Nachteil, dass der Hilfsbehälter in jedem Falle beim Lösen der Bremse von Hand aus ganz entlüftet wird, u. zw. auch dann, wenn nach einer Betriebsbremsung noch Druck in der Hauptleitung vorhanden ist. Dies bedeutet nicht nur eine unnütz Luftvergeudung, sondern hat auch ein ungewolltes und meist starkes Anbremsen der Nachbarwagen zur Folge, weil der entleerte Hilfsbehälter wieder Luft aus der Leitung entnimmt und in dieser eine Drucksenkung erzeugt.
"Demgegenüber wird bei der Vorrichtung Te gemäss der Erfindung das Abströmen der Hilfsbehälterluft über das Auslassventil vom vorhandenen Leitungsdruck, der mittels der Biegeplatte 5 auf den Kolbenteil 4 einwirkt, kontrolliert und dann unterbrochen, wenn die Stellkraft des Kolbenteiles 2 kleiner wird als die Stellkraft des Kolbenteiles 4, so dass ein unnötiger Druckverlust und ungewolltes Anbremsen der Naehbarwagen verhindert wird.
Bei Schnellbremsungen, bei denen die Bremsleitung ganz entleert wird, wird die Stellkraft des Kolbenteiles 4 vernichtet, da der Steuerbehälterdruck zur Biegeplatte 5 gelangt und diese vom Kolben 4 abhebt. Das Auslassventil 1 wird daher durch den auf den Kolbenteil 2,.'J wirkenden Überdruck im Steuerbehälter gut dichtend auf seinen Sitz angepresst. Wäre hingegen der Kolben 4 luftdicht ausgeführt und unmittelbar vom Leitungsdruck belastet (ohne Biegeplatte 5), so würde bei Sehnellbremsungen der Kolben eine Stellkraft nach oben ausüben und den Schliessdruck des Auslassventils 1 verringern oder ganz aufheben, wodurch der Steuerbehälter ungewollt Luft verlieren könnte.
Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäss der Erfindung beim Totalauslösen ist folgende :
Bei einer vorhergehenden Schnellbremsung wird die Bremsleitung L entleert, das Ventil 13 wird durch den Überdruck im Steuerbehälter geschlossen und dadurch das Ventil jfss geöffnet. Der Steuerkolben 15 geht in Bremsstellung über und verschiebt den Schieber 17 nach Öffnen des Abstufungs-
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Leitung z mit dem Bremszylinder Bz verbindet. Im Bremszylinder herseht nach der Schnellbremsung der gleiche Draek wie im Hilfsbehälter. Das Steuerventil Z beteiligt sich im gezeichneten Ausbildungsbeispiel nicht an der Füllung des Bremszylinders.
Da wohl der Hilfsbehälterdruck sinkt, nicht aber auch der Steuerbehälterdruck, wird das Auslassventil 1 der Ventilvorrichtung Te durch die auf den Kolbenteil 2, 3 lastende Druckdifferenz dicht geschlossen gehalten. Die Biegeplatte 5 wird vom Kolben J abgehoben, so dass der Kolben 4 keine Kraft ausüben kann.
Wird nun der Steuerbehälter Stb durch den Bedienungsmann zwecks Auslesens der Bremse völlig entlüftet, wodurch auch der Raum 7 drucklos wird, so kann der Druck im Hilfsbehälter den Kolben 2, 3, 4 mit dem Auslassventil 1 anheben. Der Hilfsbehälter und der mit diesem verbundene Bremszylinder
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müsste. Der Speicherbehälter Sb wird dabei nicht mit entlüftet. Es wird dadurch nicht nur an Druckluft gespart, sondern auch das Wiederauffüllen der Bremseinrichtung nach einer Handauslösung verkürzt.
Wird der Wagen nur durch eine Betriebsbremsung gebremst, bei der die Bremsleitung nur teilweise entleert wird, also noch ein Druck in derselben vorhanden ist, steht der Steuerschieber 17 in Bremsstellung, der Steuerkolben 15 hat jedoch das Abstufungsventil 16 bei Dr. uckgleichheit im Hilfsbehälter und in der Leitung wieder geschlossen. Soll nun der Wagen von Hand aus entbremst werden, so wird der Steuerbehälter wieder durch den Bedienungsmann mittels der Auslösevorriehtung Ev entlüftet. Es genügt hiezu, dass der Steuerbehälterdruck unter den Druck, der in der Bremsleitung und im Hilfsbehälter vorhanden ist, ermässigt wird.
Sobald der Steuerbehälterdruck niedriger ist als der Hilfsbehälterdruck,
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Die Kräfte, die vom Bremszylinderdruek auf den oberen Kolben und vom Leitungsdruck gegenüber dem erniedrigten Steuerbehälterdruck auf den unteren Kolben 2. 3 ausgeübt werden, verschieben diese beiden
Kolben nach unten, wodurch ein Weg über Bohrung 27 und Raum 25 ins Freie eröffnet wird, über den der Bremszylinder entleert wird.
Da durch das Entlüften des Steuerbehälters in diesem ein niedrigerer Druck herrscht als in der
Bremsleitung, legt sich die Biegeplatte 5 auf den Kolben J und übt eine Kraft nach unten aus, die gemein- sam mit der Kraft, die der Steuerbehälterdruek gegenüber dem sinkenden Hilfsbehälterdruek auf den Kolbenteil2,. 3 ausÜbt, auf Abschluss des Ventils 1 wirkt. Der Abschluss erfolgt dann, wenn diese beiden
Kräfte die Kraft, die der Hilfsbehälterdruck auf den Kolbenteil 2,. 3 ausübt, überschreitet. Der Hilfs- behälterdruck wird also nicht wie bei den bekannten Totalauslösevorrichtungen ganz entleert, wenn
Leitungsdruck vorhanden ist.
Auch wenn der Steuerbehälter ganz entleert werden würde, ist ein gänz- liches Entlüften des Hilfsbehälters infolge der Einwirkung des Leitungsdruckes auf den Kolben 4 unmöglich.
Zwecks Entladung der beim Füllen oder Lösen über den normalen Betriebsdruck aufgefüllten
Bremseinrichtung wird der Leitungsdruck vom Fiihrer von der Lokomotive aus so langsam ermässigt, dass der entstehende Druckabfall kein Anbremsen bewirkt. Dies ist dann nicht der Fall, wenn der Druck- abfall so langsam vor sich geht, dass die Luft aus dem Steuerbehälter über die Drosselbohrung 12 der
Vorrichtung V in die Bremsleitung abströmen kann. ohne dass ein Druckunterschied entsteht, der das
Ventil 13 schliessen kann. So wird der Steuerbehälter mit der Bremsleitung entlüftet.
Der Hilfsbehälter jedoch bleibt von der Leitung durch das Ventil 10 getrennt und behält einstweilen den Überladedruck, der imstande ist, den Kolbenteil 2, 3 der Ventilvorrichtung Te, auf dessen obere Seite der ermässigte
Steuerkammerdruck wirkt, mit dem Auslassventil 1 zu heben, über welches dann die Entladung des Hilfsbehälters erfolgen kann.
Zur Vereinfachung der ganzen Bremseinrichtung kann erfindungsgemäss die Ventilvorrichtung Te an das Steuerventil Z derart angebaut werden, dass der Kolbenteil 4 unter der Biegeplatte 22 liegt. Ein Ausführungsbeispiel dieser Bauart ist in der Fig. 2 zu ersehen. Die Biegeplatte 5 entfällt in diesem Falle.
Die Wirkung derselben wird von der im Steuerventil Z vorhandenen Biegeplatte 22 übernommen. Dies ist ohne weiteres möglich, nur muss der Kolben 2. 3 luftdurchlässig ausgebildet sein, damit die Leitungsluft unmittelbar über die Biegeplatte 22 gelangen kann. Ist der Leitungsdruck höher als der Steuer- behälterdruck, wie dies beim Füllen oder beim Lösen der Bremse nach einer Betriebsbremsung der Fall ist, so legt sich die Biegeplatte 22 auf den Kolben 4 auf und wirkt schliessend auf das Ventil 1 ein. Die Funktion des Steuerventils Z wird durch den Anbau der Vorrichtung'Te nicht gestört, da der Steuerbehälterdruck über den luftdurchlässigen Kolbenteil 4 zur Biegeplatte 22 gelangen und dieselbe Wirkung ausüben kann wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Steuerkammerbremse mit einer Einrichtung (V) zur Entlüftung des Steuerbehälters durch langsamen Luftauslass aus der Bremsleitung-wobei diese Einrichtung den Hilfsbehälter nicht mitentlüftet-und mit einer bei sinkendem Leitungsdruck durch den ebenfalls sinkenden Steuerbehälterdruck eine Entladung des Hilfsbehälters unmittelbar ins Freie bewirkenden Ventilvorrichtung (Te), dadurch gekennzeichnet, dass diese Ventilvorrichtung nach erfolgter Schnellbremsung auch als Total- auslösevorrichtung für den Hilfsbehälter und für den Bremszylinder verwendet wird.
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Control chamber brake.
Freight train brakes must be designed in such a way that the engine driver applies the brake, i. H. all
Rooms or containers of the vehicle braking devices with controlling pressures can be discharged from the locomotive in a short time (e.g. under ten minutes) from 6 atm overcharge pressure to 5 atm normal operating pressure by slowly releasing pressure from the brake line. However, this requirement cannot easily be met in the case of brakes with large auxiliary containers, since the unloading of such large volumes via the brake line and the driver's valve cannot be carried out in the prescribed short time if the brakes are not supposed to start during unloading.
Devices, so-called unloading devices, have therefore been created which, controlled by the falling line pressure, unload the auxiliary container directly into the open, so that the pressure reduction to be achieved by the guide valve is limited to the brake line alone or to small spaces connected to the line the discharge time is shortened.
The freight train brakes should also have total release devices. This is understood to mean those devices which, for the purpose of releasing the brake after rapid braking, are activated by briefly actuating a special venting device. allow total venting of the auxiliary container and the brake cylinder without it being necessary for the operator, who initiates the solution by hand, to operate the ventilation device until all the air has flowed out of the brake cylinder. Rather, a brief actuation of the venting element should suffice and then the complete, long-lasting venting of the auxiliary container and the brake cylinder should take place automatically.
Such total release devices have also become known, which use very considerable resources to achieve this purpose.
The addition of a special unloading device and a special total release device makes the brakes very complicated. The large number of control organs easily gives rise to operational disruptions.
According to the invention, in the present control chamber brake devices are provided which make it possible to effect both the discharge of the auxiliary container directly into the open and the total release of the auxiliary container and brake cylinder with a single valve device. In order to combine both functions in one valve device, the venting of the auxiliary container into the open air is not effected by the falling line pressure, as in the known unloading devices, but by the falling control container pressure.
This is possible if the brake is equipped with a device which, in the event of slow line pressure reductions, also reduces the control container pressure with the line pressure without also discharging the auxiliary container.
An embodiment of a control chamber brake with a single device for unloading the auxiliary container and for the automatic total release of the auxiliary container and the brake cylinder according to the invention is shown schematically in FIG. 1 of the drawing.
The braking device consists of the two control valves E and Z of known design. The
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is supplied with compressed air from the auxiliary tank Hb via the control valve E. A known vent valve Ev is used to reduce the pressure in the control tank by hand. The valve device Te is provided for the unloading of the auxiliary container directly into the open and for the total release after an emergency braking.
According to the invention, the valve device Te contains a stepped piston Z, for controlling the outlet valve 1, via which the auxiliary air container is vented during unloading and the auxiliary container and the brake cylinder are vented to the open air during a total release. 3, 4 and a bending plate 5 that is not connected to it. The line pressure acts on the bending plate from above. The control container 8tb is connected to the space 7 between the piston part 2, J, 4. The space 6 under the piston part 2, 3 is in communication with the auxiliary container.
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Part 4, however, is designed to be air-permeable, so that the air from the control container can reach the bending plate 5 via the piston part 4.
If the control tank pressure is higher than the line pressure, the bending plate 5 is lifted off the piston 4, whereby the piston 4 becomes powerless. If, however, the line pressure is higher than the control container pressure, the bending plate 5 is placed on the piston 4. The piston 4 then exerts a downward force which is just as great as if the line pressure were to act directly on the (tight) piston 4.
Besides the advantage of simplicity in the construction of the entire brake device by combining the unloading device and the total release device in a single valve device Te, this design offers other advantages:
The filling of the control container can be greatly delayed compared to that of the auxiliary container in order to avoid overloading because the outlet valve 1 for the auxiliary container remains reliably closed due to the action of the line pressure on the bending plate 5 and the piston part 4, even if the auxiliary container pressure is higher than the Control tank pressure is.
The high sensitivity for unloading is preserved because the additional closing force of the outlet valve is canceled during unloading.
The known total release devices have the disadvantage that the auxiliary container is completely vented in each case when the brake is released by hand, u. or even if there is still pressure in the main line after a service brake application. This not only means unnecessary waste of air, but also results in unwanted and usually severe braking of the neighboring cars, because the empty auxiliary container again takes air from the line and creates a pressure drop in it.
In contrast, with the device Te according to the invention, the outflow of the auxiliary container air via the outlet valve is controlled by the existing line pressure, which acts on the piston part 4 by means of the bending plate 5, and is then interrupted when the actuating force of the piston part 2 is less than the actuating force of the piston part 4, so that an unnecessary loss of pressure and unintentional braking of the sewing trolleys is prevented.
In the case of emergency braking, in which the brake line is completely emptied, the actuating force of the piston part 4 is destroyed, since the control tank pressure reaches the bending plate 5 and lifts it off the piston 4. The outlet valve 1 is therefore pressed tightly against its seat by the overpressure in the control container acting on the piston part 2,. If, on the other hand, the piston 4 were made airtight and directly loaded by the line pressure (without bending plate 5), the piston would exert an upward actuating force in the case of mechanical brakes and reduce or completely eliminate the closing pressure of the outlet valve 1, which could result in the control container losing air unintentionally.
The mode of operation of the device according to the invention with total release is as follows:
In the event of a preceding rapid braking, the brake line L is emptied, the valve 13 is closed by the overpressure in the control tank and the valve jfss is thereby opened. The control piston 15 goes into the braking position and moves the slide 17 after opening the graduation
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Line z connects to the brake cylinder Bz. After the emergency braking, the same draek looks in the brake cylinder as in the auxiliary tank. The control valve Z does not participate in the illustrated training example in the filling of the brake cylinder.
Since the auxiliary tank pressure drops, but not the control tank pressure as well, the outlet valve 1 of the valve device Te is kept tightly closed by the pressure difference on the piston part 2, 3. The bending plate 5 is lifted off the piston J so that the piston 4 cannot exert any force.
If the control container Stb is now completely vented by the operator for the purpose of reading out the brake, whereby the space 7 is also depressurized, the pressure in the auxiliary container can raise the piston 2, 3, 4 with the outlet valve 1. The auxiliary tank and the brake cylinder connected to it
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would have to. The storage tank Sb is not vented at the same time. This not only saves compressed air, but also shortens the refilling of the braking device after a manual release.
If the car is only braked by service braking in which the brake line is only partially emptied, i.e. there is still pressure in the same, the control slide 17 is in the braking position, but the control piston 15 has the graduation valve 16 at Dr. Equalization in the auxiliary tank and in the line closed again. If the car is now to be unbraked by hand, the control container is again vented by the operator using the release device Ev. It is sufficient for this that the control tank pressure is reduced below the pressure that is present in the brake line and in the auxiliary tank.
As soon as the control tank pressure is lower than the auxiliary tank pressure,
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The forces exerted by the brake cylinder pressure on the upper piston and by the line pressure on the lower piston 2, 3 in relation to the reduced control tank pressure, move these two
Piston down, which opens a path through bore 27 and space 25 into the open, through which the brake cylinder is emptied.
Since the venting of the control tank results in a lower pressure in it than in the
Brake line, the bending plate 5 lies on the piston J and exerts a downward force which, together with the force exerted by the control container pressure on the piston part 2, in relation to the falling auxiliary container pressure. 3 exerts, acts on closure of valve 1. Completion occurs when these two
Forces the force that the auxiliary tank pressure on the piston part 2 ,. 3 exercises, exceeds. The auxiliary tank pressure is therefore not completely emptied as in the known total release devices when
Line pressure is present.
Even if the control container were to be completely emptied, complete venting of the auxiliary container is impossible due to the action of the line pressure on the piston 4.
For the purpose of discharging those filled up during filling or dissolving above the normal operating pressure
Braking device, the line pressure is reduced so slowly by the driver of the locomotive that the resulting pressure drop does not cause braking. This is not the case when the pressure drop is so slow that the air from the control container via the throttle bore 12 of the
Device V can flow off into the brake line. without creating a pressure difference that would
Valve 13 can close. This is how the control tank with the brake line is vented.
The auxiliary tank, however, remains separated from the line by the valve 10 and temporarily retains the supercharging pressure which is able to reduce the piston part 2, 3 of the valve device Te on the upper side of which
Control chamber pressure acts to raise the outlet valve 1, via which the auxiliary container can then be unloaded.
To simplify the entire braking device, according to the invention, the valve device Te can be built onto the control valve Z in such a way that the piston part 4 lies under the bending plate 22. An exemplary embodiment of this type can be seen in FIG. The bending plate 5 is omitted in this case.
The same effect is taken over by the bending plate 22 present in the control valve Z. This is easily possible, only the piston 2. 3 must be designed to be air-permeable so that the line air can pass directly over the bending plate 22. If the line pressure is higher than the control tank pressure, as is the case when filling or when releasing the brake after a service brake application, then the bending plate 22 rests on the piston 4 and acts on the valve 1. The function of the control valve Z is not disturbed by the attachment of the device, since the control container pressure can reach the bending plate 22 via the air-permeable piston part 4 and exert the same effect as in the exemplary embodiment in FIG. 1.
PATENT CLAIMS:
1.Control chamber brake with a device (V) for venting the control tank by slowly venting air from the brake line - this device not venting the auxiliary tank at the same time - and with a valve device that discharges the auxiliary tank directly into the open when the line pressure drops due to the also falling control tank pressure (Te ), characterized in that this valve device is also used as a total release device for the auxiliary container and for the brake cylinder after rapid braking.