Drueliluftbren ise für Eisenbahnzüge. Die Erfindung bezieht sich auf selbst tätige Druckluftbremsen für Eisenbahnzüge, mit deren Hilfe es ermöglicht werden soll, die Bremsbacken zunächst durch schnelles Einlassen .von Druckluft zum Anlegen zu bringen,
während von Erreichung eines ge wissen Bremszvlinderdruckes ab die weitere Druckluftzuführung und damit auch Druck steigerung bis zu dem im Einzelfalle ge wünschten Enddruck langsamer erfolgen soll.
Bei langen Zügen, besonders bei Güter zügen, ist es nämlich erwünscht, den Brems zylinderdruck beim Einleiten eines Bremsens zunächst schnell bis zu einer bestimmten Spannung von zum Beispiel 0,6 Atmosphären ansteigen zu lassen, damit sämtliche Wagen möglichst schnell, aber mit einer verhältnis mässig geringen Bremskraft abgebremst wer den; dadurch läuft der Zug langsam auf und erhält eine gewisse Starrheit.
Wird jetzt ein stärkeres Bremsen. eingeleitet, so soll die Bremskraft viel langsamer ansteigen als vorher in dem Bereich von 0 bis 0,6 Atmo- sphären Bremsdruck, damit der Unterschied der zu gleiche il Zeiten wirkenden Ver zögerungskräfte am Zuganfang und am Zug ende verringert wird; dadurch wird die Ur sache des starken; Auflaufens und der Zer rungen im Zug, die sehr leicht zu Zugs zerreissungen führen, beseitigt.
Bei Personen- und Schnellzügen, die nicht annähernd so lang sind wie die langen Güter züge und deren Zug- und Stossvorrichtungen im allgemeinen viel besser ausgebildet sind, kann es dagegen erwünscht sein, dass der Bremsdruck bei Schnellbremsungen schnell bis zum maximalen Bremsdruck ansteigt.
Bei den heutigen Eisenbahnverhältnissen wird verlangt,, dass jeder Eisenbahnwagen in einen beliebigen Zug eingestellt werden kann, was nur dann möglich ist, wenn die Form des Ansteigens der Bremszylinder- chucklinie und die Höhe der jeweilig er forderlichen grössten Bremskraft entsprechend der Zugart und der Belastung des Wagens durch eine Um:schältvorrichtung entsprechend geändert werden können.
Um eine solche Regelung bezüglich der Form der Bremszylinderdrucklinie zu .er- reichen, wurden bisher sogenannte Mindest- drucliventile benutzt, die den grossen Nach teil besitzen, dass sie sehr verwickelt sind und daher leicht Betriebsstörungen ver ursachen. Der grundsätzliche Nachteil die ser Ventile besteht aber darin, dass die Brems zeit und die Lösezeit voneinander abhängig sind.
Nun soll aber die Bremszeit eines Wa gens, der in einem Personenzug läuft, un gefähr 6 Sekunden, dagegen wenn derselbe Wagen in einem Güterzug laufen soll, un gefähr 45 Sekunden betragen, wie dies zum Beispiel bei der bekannten Kunze-Kriorr- Bremse der Fall ist. Hierdurch erhöht sich aber auch die Lösezeit der Bremse von un gefähr 10 Sekunden auf ungefähr 45 bis 70 Sekunden, je nach der Grösse des je weiligen Bremskolbenhubes. Dabei bleibt diese Lösezeit stets dieselbe, gleichgültig, ob der Zug aus einem oder hundert Wagen be steht.
Hierdurch leidet die Manövrierfähig keit der Bremse stark, was sich besonders auf Gebirgsbahnen mit verschiedenen Stei gungen und vielen Windungen sehr nach teilig bemerkbar macht. Ausserdem sind die Anschaffungs- und Unterhaltungskosten die ser Ventile erheblich und bedeuten so eine grosse geldliche Belastung der Eisenbahnen.
Die Erfindung löst grundsätzlich die Aufgabe, eine solche Bremszylinderdruck- kurve mit schnellem Ansteigen auf einen ge wissen niedrigen Druck und von dort ab eine langsamere Drucksteigerung auf den -gewünschten Enddruck zu verbürgen; dabei kann die Bremse so beschaffen sein, dass die Lösezeit der Bremse durch diese Betriebs weise nicht beeinflusst wird und gleichzeitig die grundsätzlichen und die konstruktiven Nachteile der bekannten ]#Iindestdruekventile beseitigt werden.
Hierbei ist die Anordnung zweckmässig derart, dass von zwei Zuleitun gen für die Bremslift zum Bremszylinder die eine unmittelbar zu einem Steuerschieber führt, während die andere derart auf dem Umwege über eine von einem Steuerkolben gesteuerte Durchtrittsöffnung geführt wird, dass dieser Umweg nur bis zu einer be stimmten Stellung des Steuerkolbens offen bleibt, mit Überschreiten dieser Stellung jedoch abgeschlossen wird.
Auch kann die Einrichtung so sein, dass vor dem Steuer kolben in der Hauptleitun stehende Druck luft durch eine von diesem Kolben gesteuerte Üffnung dem Steuerschieber zugeleitet wird, bis mit Beginn der langsameren Druck steigerung der Steuerkolben auch diese C)ff- nung absehliesst, ferner, dass durch Um stellen eines Absperrhahnes des Brems steuerventils entweder eine entsprechende Einschaltung je eines unmittelbaren Weges und eines Umweges, mit verschieden grossen Durchlassöffnungen herbeigeführt oder nur eine, aber relativ grosse,
Durchtrittsöffnung für den unmittelbaren bibergang der Press- luft zum Steuerschieber eingestellt wird.
Die Zeichnung zeigt in Betracht kom mende Teile eines Ausführungsbeispiels einer solchen Druckluftbremse, und zwar stellt Fig. 1 einen Längsschnitt eines Brems steuerventils dar, während Fig. 2 ein Längs schnitt durch einen zugehörigen .4bsperrhahii ist; Fig. ä ist ein in der Achse des Absperr hahnes durch das Ventil nach Fig. 1 ge führter Querschnitt; Fig. 4 zeigt einen teil weisen Längsschnitt, während Fig. 5 einen Teilquerschnitt durch den Zylinder des Steuerkolbens erkennen lässt;
Fig. 5, 6, 7 und 8 sind Querschnitte durch den Absperr hahn des Ventils in dessen drei bezeichnen den Stellungen.
Der Steuerkolben h, der mit einer Aus sparung 4 versehen ist, trägt mittelst der Kolbenstange<I>d</I> den Federteller T', auf den sich die Feder 1f" abstützt, die anderseits den Steuerkolbenschieber s mitnimmt, der mit der muselielartigen Aussparung a und den Durchtrittska.nälen z versehen ist und sieh im übrigen lose auf der Kolbenstange d führt.
Die Kolbenstange d stützt auf einem Federteller T2, der auf einer Doppelfeder F'' ruht, die jeweils dem Leitungsdruck auf dem Steuerkolben K das Gleichgewicht hält und die demnach bei gelöster Bremse gespannt und bei maximalem Bremszylinderdruck ent sprechend entspannt ist. Das Zylinder gehäuse D ist mit einem Einlassstutzen (Hauptzuleitung) e (Fug.
2) versehen, ferner dem Anschluss g für den Bremszylinder und schliesslich mit dem in Fig. 1 abgebrochenen angedeuteten Hilfsluftbehälter B, der mit den Einlasskanä len E, E' und 1 und dem Auslasskanal y versehen ist.
Ferner besitzt das Gehäuse<I>D</I> den Auslassstutzen, <I>i,</I> die Aussparungen k', k', <I>k Z,</I> k3 und 2 und die Ka- n-Lle o, o' und 6, ferner die Laufbüchse L, die mit den' <B>Ei</B> inlasskanälen g', <I>k, x',</I> x2, <I>3,</I> 5 und x3 und den Auslasskanälen h versehen ist;
der Absp.errliahn H weist die Kanäle iv', zag, <I>.</I> w3, und w4 und die Rückschlagventile P und V' auf.
Die Fig. 1 zeigt die ganze Einrichtung unter Voraussetzung der Lösung der Ein kammerbremse, wobei also die Hauptzu leitung e bezw. der Hilfsluftbehälter B mit dem üblichen Druck von 5 Atmosphären geladen ist.
Die Dienstbereitschaft der Bremse ist dadurch erreicht, dass der Lo komotivführer das Führerbremsventil all mählich öffnet, wodurch Druckluft aus dem Hauptluftbehälter der Lokomotive, der unter konstantem Druck von zum Beispiel 8 Atmosphären gehalten wird, die Haupt zuleitung e und den Hilfsluftbehälter B durch die Rückschlagventile V2, V' und den Kanal E' auffüllt.
Nachdem der Absperr hahn H geöffnet und in die in Fig. 1 er sichtliche Stellung verstellt ist, kann Luft aus der Hauptzuleitung durch die Öffnung w' im Absperrhahn und Kanal o nach der obern Seite des Steuerkolbens K strömen.
Bei zum Beispiel 3,5 Atmosphären Druck in der Hauptzuleitung fängt der Steuerkolben K unter Zusammendrückung der Feder I'2 an, sich zu bewegen, und erreicht bei zum Bei spiel 5 Atmosphären Druck seine in Fig. 1 gezeichnete .untere Endstellung; in dieser legt. sich der Federteller TZ gegen einen ent sprechenden Absatz des Gehäuses, womit bei Überladen der Hauptzuleitung über 5 Atmo sphären die Feder F'2 nicht stärker als fest gelegt belastet werden kann.
Durch Ver schieben des Steuerkolbens H nach unten hat gleichzeitig der Steuerschieber s die in Fig.1 gezeichnete Lage eingenommen, Bei langsamem Vermindern des Druckes in . der Hauptzuleitung (Betriebsbremsung) wird zunächst durch Schluss des Rückschlag ventils V', V- das Rückströmen der Luft aus dem Hilfsluftbehälter B in die Haupt zuleitung e verhindert.
Der Steuerkolben K und damit die Kolbenstange<B>d</B> mit dem Federteller T' wird etwas nach oben ver schoben, und zwar so weit, bis der jeweilige Luftdruck auf dem Kolben 9 gleich der jeweiligen Spannung der Feder I'2 ist; da mit werden .dem Steuerkolben den jeweiligen Drücken in der Hauptzuleitung eindeutig zugeordnete (proportionale) Stellungeai an gewiesen.
Beim Verschieben des Steuerkol bens K wird der Steuerschieber s durch die entstehende kleine Spannung der Feder F1, die der Reibung des entlasteten Steuersehie- bers entspricht, mitgenommen. Hierdurch werden die Auslasskanäle h für die aus dem Bremszylinder G überströmende Luft ge schlossen und dafür der Einlasskanal k zum Bremszylinder geöffnet (Bremsstellung).
Die Drucklift kann jetzt also vom Hilfs- luftbehälter B durch den Kanal E schnell durch die weite Absperrhahnöffnung w', die Kanäle. 1, 2, 3, die Aussparung 4 des Steuerkolbens K, die Kanäle 5 und 6, Aus sparung K3, Kanäle k, die Aussparung a des Steuerschiebers s, die Öffnungen g' der Laufbüchse L in den Bremszylinder C strö men und gleichzeitig durch die Öffnungen "z des Steuerschiebers in den Raum ca' zwischen Steuerschieber s und Steuerkolben K.
Die ser ZVeg der Bremsluft ist der oben als "Ne benweg" oder "Umweg" bezeichnete und be sitzt relativ grosse Durchtrittsquerschnitte. Gleichzeitig strömt Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter B durch den Kanal E in die Öffnung iv' und die enge Drosselöffnung iv'' langsam nach der Aussparung k 3 und durch die Kanäle k, die Aussparung a des Steuerschiebers s, die Öffnungen y' und den Stutzen g in den Bremszylinder C. Dieser als ,direkt" bezeichnete Weg weist also klei nere Querschnitte auf.
Gleichzeitig hat der Steuerschieber s die in gleicher Höhe mit den Kanälen k angeordnete Öffnung x' der Laufbüchse L geöffnet, womit Druckluft aus der Haupt leitung in den Bremszylinder, das heisst vor erst die vom Steuerkolben K durch seine Be wegung nach oben in die Hauptleitung e zurückgedrängte Luftmenge durch die Öffnung x', den Kanal o', die Öffnung x', die Aussparung a, Öffnungen g' und den Stutzen g in den Bremszylinder C strömen kann. Dadurch wird erreicht, dass bei Zügen.
deren Wagen je ein Ventil gemäss Fig. 1 besitzen, der Druckabfall sich in der über den ganzen Zug erstreckenden Haupt zuleitung sehr schnell und gleichmässig fortpflanzt; damit werden die Bremsen der hintern Wagen des Zuges eben so schnell und gleichmässig in Tätigkeit gesetzt wie die Bremsen der vordern Wagen.
Wird keine Verringerung des Druckes in der Hauptleitung durch den Lokomotiv führer eingestellt, so bleibt der Steuerkolben h in der ihm durch die Druckerniedrigung eindeutig bestimmten Stellung sofort stehen, während Druckluft aus dem Hilfsluftbehäl- ter und aus der Hauptzuleitung nur so lange nach dem Bremszylinder strömen kann, bis der achsiale Rückdruck der den Brems zylinder füllenden Luft auf dem Steuer schieber s gleich der durch seine Verschie bung entetehenden Spannung der Feder F@ ist.
Der Steuerschieber s wird also in eine Stellung zurückgeschoben, in der er die Ka näle k und x' wieder absperrt. Bei einer weiteren allmählichen Druckverminderung in der Hauptzuleitung spielt sich derselbe Vor gang noch einmal unter Erreichung eines höheren Bremsdruckes ab.
Wenn entsprechend einem bestimmten Druckabfall in der Hauptzuleitung ein Bremszylinderdruck im Zylinder von G von zum Beispiel 0,6 Atmosphären erreicht ist, so hat also der Steuerkolben K einen be stimmten Weg nach oben zurückgelegt.
Die ganzen Verhältnisse sind nun so gewählt, dass jetzt der Steuerkolben K die Zuströmung der Druckluft aus -dem Hilfsbehälter B über das Bremssteuerv entil in den Bremszylinder C durch die weiten Öffnungen w', 1, 2, 3, 5 und 6 absperrt, indem er die Durchtritts- öffnungen 3 und 5 schliesst; damit ist also der erwähnte Umweg der Druckluft abge sperrt.
Mit weiterem Erhöhen des Brems druckes durch Vermindern des Druckes in der Hauptzuleitung seitens des Lokomotiv führers kann jetzt die Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter nur mehr auf dem direkten Wege, das heisst durch die enge Drossel öffnung w'' des Bremssteuerventils in den Bremszylinder C gelangen. Dadurch erfolgt das Ansteigen des Bremsdruckes von jetzt an nur langsam, und zwar entsprechend der Grösse der Drosselöffnung to', so dass man zum. Beispiel die Füllzeit auf etwa 40 Se kunden bemessen kann.
Damit nun nicht das Überströmen der Druckluft aus der Hauptluftzuleitung in den Bremszylinder durch die Öffnung x', den Kanal o1 und die Öffnung x' das langsame Ansteigen des Bremszylinderdruckes v erhin- dert, schliesst der Steuerkolben K gleichzeitig die Öffnungen 3 und 5 und die Öffnung x:' ab, womit auch das starke Überströmen aus der Hauptzuleitung beim Erreichen eines Bremszylinderdruckes von zum Beispiel 0,6 Atmosphären aufhört.
Falls es im Be triebe noch wünschenswert sein sollte, dass ein ganz schwaches Überströmen von Druck luft aus der Hauptzuleitung in den Brems zylinder nach dem Erreichen des Brems zylinderdruckes von zum Beispiel 0,6 Atmo sphären eintritt, so kann man die Lauf büchse L noch mit einer engen Überströni- öffnung (in der Zeichnung nicht dargestellt) versehen, die der Steuerkolben K erst in sei ner höchsten Stellung abschliesst.
Um das selbsttätige Überströmen aus der Hauptzuleitung den Betriebsverhältnissen besonders gut anzupassen, ist die Laufbüchse L ausser mit der Öffnung x' noch mit einer grösseren Öffnung x2 versehen, die beim schnellen Vermindern des Druckes in der Hauptzuleitung durch den Lokomotivführer von dem Steuerschieber s freigegeben wird; damit kann die Drucklift aus der Hauptzu leitung durch die beiden Öffnungen x' und x', das heisst also noch schneller als früher beschrieben, in den Bremszylinder C strömen.
Mit dem allmählichen Zurückdrücken des Steuerschiebers s unter den in dem Raum a3 sich einstellenden Gegendruck wird zunächst die Öffnung x2 abgeschlossen, so dass nur .x1 zur Verfügung steht.
@l'ird der Absperrhahn H aus der in Fig.1 und Fig. 6 gezeichneten Lage, die der Güter zugeinstellung entspricht, in die nach Fig. 7, das heisst die Personenzugeinstellung, ver stellt, so strömt stets schnell Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter B ungedrosselt durch die grosse Bohrung w' des Absperrhahnes H, die Aussparung k3, die Einlassöffnungen k, die Aussparung a des Steuerschiebers s,
die Öffnungen rg' und den Stutzen g in den Bremszylinder C, bis der maximale Brems druck erreicht ist. Hierdurch wird zum Bei spiel die Füllzeit von den oben angenomme nen 40 Sekunden auf zum Beispiel 6 Sekun den ermässigt, ohne dass damit die normale Lösezeit der Bremse und das beliebige Re geln des Bremszylinderdruckes beeinflusst würde.
Man kann aber den Absperrhahn H. so ausbilden, dar auch für die Personcuzug- einstellung an sich die gleiche Gesetzmässig keit wie für die Güterzugeinstellung bei behalten wird, das heisst der enge, direkte Weg und der weitere Umweg über die vom Steuerkolben k gesteuerte Öffnung, nur in andern Abmessungsverhältnissen.
Wird der Ilbsperrhahn H in seine in Fig. 8 bezeichnete Abschlussstellung gebracht, so wird der Hilfsluftbehälter B überhaupt ganz abgesperrt, dadurch also die Druckluft darin erhalten. Dagegen strömt, wenn die Bremse angezogen war, jetzt die Druckluft aus dem Bremszylinder G durch den Auslasskanal y und die weite Öffnung av' des Absperrhahnes 11 ins Freie, wodurch die Bremse sich löst.
Damit! auch die Grösse der Bremskraft entsprechend der jeweiligen Beladung der Wagen beliebig geändert werden kann, ist das Bremssteuerventil mit einem besonderen, in Fig. 1 dargestellten Aufbau versehen. Da dies aber nicht speziell Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, so ist auch von einer Beschreibung dieser rein zusätzlichen Einrichtung hier abgesehen.
Es sei hier lediglich noch erwähnt, dass die Drossel öffnungen nicht in dem Hahnkücken ange ordnet zu werden brauchen, sondern auch in der Hahnbüchse vorgesehen sein können, wie überhaupt im Rahmen des. oben an gegebenen Leitgedankens noch eine Reihe anderweitiger baulicher Ausführungen mög lich sind.