Zusatzsteuer ventil für Druckluftbremsen. Die Erfindung betrifft ein Zusatzsteuer ventil für Druckluftbremsen, mit dessen Hilfe eine besonders gestaltete, zum Beispiel zweimal gebrochene Füllkurve für den Brems- Zylinder erzielt werden soll, deren Bedeutung t aus der späteren, genaueren, anhand der Zeichnungen durchgeführten Beschreibung hervorgehen wird.
Dies unter der Wirkung des im Bremszylinder sich einstellenden Druckes stehende Zusatzventil gibt nun wäh rend seines Hubes der Reihe nach verschie dene Übertrittsöffnungen frei, die anstatt der oder zusammen mit den von dem eigent lichen Bremssteuerventil direkt gesteuerten Wegen für die Druckluft bestimmte Quer schnitte eröffnen.
Diese in den verschiede nen Stellungen des Zusatzventils geöffneten Nebenwege sind nun von verschiedenen Querschnitten; so zum Beispiel wird im An fang ein grosser Querschnitt freigegeben, während in einer zweiten Stufe der Quer- schnitt auf Null oder doch ein sehr geringes 11Zass verkleinert wird, und in einer dritten Stufe wieder ein IKebenweg, aber ein solcher kleineren Querschnittes, freigegeben wird.
Das Zusatzsteuerventil kann nun so be schaffen und angeordnet sein, dass es nicht wie die bisher bekannten Zusatzsteuerventile in den Weg der Druckluft vom eigentlichen Bremssteuervent.il zum Bremszylinder ein geschaltet, sondern dem Bremssteuerventil vorgeschaltet ist, so dass also die Druckluft tatsächlich auf zwei Wegen zum Brems steuerventil gelangt, einmal direkt und ein mal auf dem Nebenweg über das Zusatz- steuerventil. Damit vereinigen sich wieder die beide Wege durchströmenden Druckluft a.nteile, um gemeinsam von dem Bremssteuer ventil gesteuert zu werden;
es können auf diese Weise also in proportionaler Abhängig keit von dem sich im Bremszylinder ein stellenden Druck selbsttätig verschieden grosse Zuströmquerschnitte zum Bremssteuer ventil eingestellt werden.
In den zugehörigen Zeichnungen ist die Er findung in zwei Ausführungsbeispielen dar gestellt, und zwar zeigt Fig. 1 das Zusatz steuerventil im Querschnitt in Anbringung an dem eigentlichen, nur teilweise wieder gegebenen Bremssteuerventil; F ig. 1 ist. ein Teilausschnitt in der an dern Endstellung; Fig. 2 ist ein zu Fig. 1 gehöriger Quer schnitt;
In den Fig. 3 und -1 ist eine zweite Aus- führungsform in der beiden bezeichneten Endstellungen ebenfalls im Querschnitt wie- dergegeben.
ach Fig. 1 tritt die Druckluft aus dem ni(-ht gezeichneten Hilfsluftbehälter durch den Kanal 1, die grosse Offnung \? im Hahn 'üeken 3, die Drosselöffnung l1 zu denn Ringraum 10 vor dem Steuerschieber 31 des eigentlichen Brenissteuerventils (direkter We-). Gleichzeitig tritt die Druckluft durch den Kanal .1 in den Ringraum 5 lind von hier durch den Kanal 6 in den Raum 7 des Zusatzsteuerventils ein;
von hier strömt sie bei angehobenem Ventil 8 in den Kanal 9 und ebenfalls zu dem Ringraum 10 (Neben- we-), um hier sich wieder mit. der auf dem direkten Weg dorthin gelangten Druckluft zu vereinigen. Durch den Kanal 12 in Ver bindung mit dem Ringraum 32 und den An schluss 3:
3 des eigentlichen Bremssteuerveritils an den Bremszylinder ist die obere Seite des Steuerkolbens 13 des Zusatzsteuerventils un mittelbar und ständig reit dem nicht gezeich- neten Bremszylinder verbunden. Die untere Seite des Steuerkolbens 13 steht durch Lö cher 30 mit der Aussenluft in Verbindung.
Die Kolbenstange 14 des Steuerlzolbens 13 ist am obern Ende mit dem Kanal 15, der in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung durch die Führungshülse des Ventils 8 abgesperrt ist. versehen. Die Hülse selbst ist oben mit einer Klappe 16 verschlossen, damit beim Hoeli"elien des Steuerkolbens 12) das Ventil von der Kolbentange 1-t geöffnet wird.
Die Klippe 16 besitzt Bohrungen 17, so dass bei o.csehlossenem Ventil 8 und geöffnetem Ka nal 15 der Kolbenstange 14 (Fig. ja) Druck- luft naeh dem Kanal 9 und zu dem Raum vor dem Steuerschieber 31 des Bremssteuer ventils strömen kann.
In der in Fig. 1 ge- ze ichneten Stellung des Steuerkolbens 13, das heisst bei gelöster Bremse, wird dieser durch die Feder 18 an den Ventilsitz 19 der Laufbüchse _'l i edrücht, wobei die Leder selieibe ?1 des Steuerkolbens 13 als Hilfs- dielitung für die Kolbenstangenabdichtung dient.
Die Feder 18 wird derart vorgespannt, dass der Steuerkolben 13 erst bei einem be stimmten Zylinderdruclz (zirka. 0,5 Atm.) anfänbrt, sich nach unten zu bewegen. Die Zusatzfeder ?? ist derart angeordnet, dass der Steuerkolben 13 so weil:
nach unten gehen kann, dass das Ventil 8 mit Sicher- lieit geschlossen ist, ehe dieser anfängt, auch die Feder ?2 zusammenzupressen. Im Kolben 1.3 ist ferner eine von seinem Ober raum ausgehende, die Kolbenstange 11 durch setzende Bohrung 31 vorgesehen, die in der ol)ersteri Stellun.- finit der zur Aussenluft führenden Querbohrung 35 übereinstimmt und so den Raum oberhalb des Kolbens 13 an die Atmosphäre anschliesst.
Die Wirkungsweise des Zusa.tzsteuer- ventils ist. nun wie folgt: Nil. Einleitung uüier Bremsuri g strömt die Druckluft auf de@ni direkten Weg und Neben weg vor dem Stt#uersehieber 31 des Brems steuerventils und von hier durch die Steuer- kanäle plötzlich in den Bremszylinder.
Der erilAehende 7i-linderclruch, der auch auf die obere Seite des Steuerkolbens 13 einwirhi, zun;iehst iibgrselien von der Bohrung 3.1 und 35, bewegt bei zirka 0,5 Alm. Druck den Steuerl@olben unter Merwindung der Vor spannung der Feder 18 nach unten.
Das Ventil 8 folgt. unter der Wirkung seiner Belastungsfeder ?3 dieser Bewegung und schliesst. die Verlünrlung zwischen den Ka- nälen 6 und 9 ab, womit die starke der Druehluft zum Steuerseliieber des Bremssleueri-e niils aufhört.
Beim weiteren VPrsttirken der Bremswirkung durch Ver mindern des Lei.tungsdrucl;es erfolgt also die Zuströ muno- der Druelfluft allein auf dem di rekten Wege, und zwar durch die Drossel- bohrung 11 zum Steuerschieber .des Brems steuerventils; der Zylinderdruel; steigt also demgemäss ganz langsam an.
Damit bewegt sich .der Kolben 13 weiter nach unten unter weiterem Zusammendrücken der Feder 18 und beginnender Anspannung der Feder 22. Nachdem alle \'fragen durch das langsame Ansteigen des Zylinderdruckes so weit ab- (lebremst sind und ein bestimmter Zylinder druck erreicht ist, dass ein rascheres An wachsen des Zylinderdruckes zulässig ist, ohne Stosswirkungen zu verursachen, ist der Steuerkolben 13 so weit nach unten gegan- n, dass die Durchströmöffnung 15 frei gegeben wird (Fig. la)
. Die Behälterluft kann ,jetzt durch die Öffnungen 17 der Kappe 16 des Ventils 8 und durch die Quer bohrung 15 der Kolbenstange 14 in den Ka nal 9 zum Steuerschieber des Bremssteuer ventils und damit in den Bremszylinder strömen. Der Zylinderdruck steigt daher rascher an, womit der Bremsweg ganz be deutend verkürzt wird; ebenso wird hier durch der Vorteil erreicht, dass auch bei ge ringen TTndichtheiten des Lederstzzlps 36 des Bremskolbens 13 trotzdem der maximale Zylinderdruck erreicht wird, was sonst bei dem üblichen langsamen Ansteigen des Zy linderdruckes durch die enge Drosselöffnung nicht möglich wäre.
Der durch die Kanäle 34 und 35 be dingte unmittelbare Anschluss des Raumes über dem Kolben 1.3 an die Atmosphäre hat nun folgenden Sinn: Die Länge der Lösezeit, zum Beispiel von 30 Sekunden, bedingt, dass der Bremskolben bezw. die Bremsklötze sich, trotzdem das Steuerventil schon in der der völligen Lösung der Bremse entsprechen den Stellung steht, nur ganz langsam zurück bewegen können. Das liegt daran, dass die vom zurückgehenden Bremskolben verdrängte Luftmenge nur ganz langsam durch das enge Drosselloch des Auspuffes entweichen bann und die Rückzugsfeder des Bremskol bens die gesamte Eigenreibung überwinden muss, wofür sie auch nur bemessen ist.
Selbst ein kleiner Gegendruck im Zylinder infolge des Ausdrückens der Luft macht sich daher schon stark bemerkbar. Um nun diese Rück bewegung schnell erfolgen zu lassen, soll bei einem Zylinderdruck von zum Beispiel 0.1 Atmosphären das Zusatzventil eine grö ssere Auspufföffnung freigeben. Gleichzeitig wird damit erreicht, dass die Bremse sich löst, auch wenn der Steuerschieber des Steuer ventils bei 0,1 Atmosphären Zylinderdruck in seine Abschlussstellung zurückbewegt wird.
Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Einrichtung ist das Ventil 8 erspart worden, und zwar indem ausser der Bohrung 15 in der Kolbenstange 14 Querbohrungen 37 und 40 vorgesehen sind. In der obern Stel lung des Steuerkolbens 13 gerät die weite Bohrung 37 mit .dem Ringraum 38, der an den Kanal 9 angeschlossen ist, in Überein stimmung, während in der Mittelstellung nur die ganz enge Bohrung 40 offen ist. Damit könnte die Drosselbohrung 11 im Hahn 3 fortfallen, so dass auch die für die Geschwin digkeit bestimmenden Durchströmquerschnitte allein durch das Zusatzventil, also unter Ver meidung der gleichzeitigen Öffnung direkter Wege durch das eigentliche Bremssteuer ventil, eingestellt werden.
Dies ist aber nur bei Anwendung eines einzigen Bremszylin ders möglich, beziehungsweise wenn keine Zylinder abgeschaltet zu werden brauchen, und dies auch nur für eine Bremsart, das heisst Personenzug- oder Güterzugbremsung. Die Führung 20 der Kolbenstange 14 ist dabei so verlängert, dass im übrigen die Kolbenstange völlig abgedichtet ist.
Auch bezüglich des zusätzlichen Anschlusses an die Atmosphäre ist gegenüber der erst beschriebenen Ausführungsform eine Ände rung eingetreten, indem statt der Bohrung 35 eine kleine Nut 39 in der Zylinderbüchse des Kolbens 13 vorgesehen ist, die von dem Stulp 36 so überschliffen wird, dass sie in der obern Stellung des Kolbens 13 den ge wünschten Anschluss an die Atmosphäre darstellt, der sofort mit Bewegung des Kol bens 13 aber geschlossen wird. Im übrigen ist die Bauart die gleiche, wie auch die Wir kung grundsätzlich dieselbe ist.
Die Vorschaltung eines solchen Zusatz steuerventils - vor das eigentliche Brems steuerventil hat zunächst den Vorzug, dass die Abhängigkeit der Füllzeit von der Löse zeit der Bremse beseitigt wird, weil jetzt nicht mehr beim Lösen der Bremse die Luft aus dem Bremszylinder durch dieselbe enge Offnung des Mindestdruckventils wieder her- ausströmen muss, durch die sie vorher- ein strömte. Damit kann die Lösezeit der Bremse ganz. bedeutend gekürzt werden.
Ferner wird durch die erläuterte Konstruktion das rasche zeitweilige Oberströmen von Leitungsluft in rlen Bremszylinder bewirkt, um eine grosse Durchs,-lilagsgleschwindigkeit zu erreichen. Dies ist hei der Benutzung der bekannten Uindestdruckventile nicht möglich, weil diese bei Erreichung eines Zylinderdruckes von 0iwa (1,h Atmosphären den Zuströmungsquer- sclinitt zum Bremszylinder zu stark drosseln.
Dabei stellt der rasche Einschuss in den Bremszylinder bis zu einem bestimmten Zy linderdruck auch in einem bestimmten Ver hältnis zu der Schnelligkeit, mit der der Leitungsdruck vermindert wird. Dadurch kann die Bremswirkung nach dem Ende des Zuges zu trotz des späteren Anspringens iler Bremssteuerventile in diesem Teil des Zuges infolge der Länge der Durchschlagszeit gleich oder annähernd Bleichgross gehalten werden als vorn, was für das stosslose Abbremsen eines langen Zuges von grosser Bedeutung ist.
Cleichzeilig wird die Form der Füllkurve für den Bremszylinder derart verändert, dass nach dem erstmaligen raschen Einschuss der Zvlinderdruch zunächst langsam ansteigt, -wodurch sämtliche Wagen des Zuges gleich mässig abgebremst und Zerrungen vermieden werden.
Mit der dann rascher bis auf den Maximaldruck erfolgenden Erhöhung des Zy- linderdruckes wird bei Schnellbremsungen die L singe der jetzigen Bremswege der bekannten Güi erzugbremsungen verkürzt und einem plötzlichen Strecken des Zuges entgegenge wirkt, weil das etwas raschere Ansteigen des Zvlinderdrucl#.es, beginnend am Zuganfang. ein schwächeres Auflaufen verursacht und der vollständigen Streckung des Zuges durch die angespannten Pufferfedern entgegenarbeitet.
Die in Fig. 3 und t dargestellte Ausfüh- i@ungsform hat dabei gegenüber erStbesehrie- benen noch den besonderen Vorteil, dass der schädliche Durchströmdruck beim geöffneten Ventil 8 und dessen etwaige Undichtheiten beseitigt werden; damit bleiben die Grösse des Anfangszvlinderdruckes und die Form der Füllkurve stets die gleichen.