Drnekliiftbrernse für verseliiedene Leitnngsdrüeke. Bei den gebräuchlichen Bremsen: KUnZe- Knorr, Knorr und Westinghouse, kann der Lokomotivführer nach Belieben mit einem geringeren Leitungsdruck als dem meist auf 5 Atm. festgesetzten Normaldruck bremsen, weil die Bremse stets bei einer Druckver minderung des jeweilig herrschenden Lei tungsdruckes anspringt. Der Lokomotivführer kann den erforderlichen Leitungsdruck, bezw. die erforderliche Bremskraft nach Bedarf regeln.
Die Erfindung betrifft eine Bremse für verschiedene Leitungsdrücke. Sie kann so eingerichtet sein, dass während des Bremsens der Hilfsluftbehälter unter Umgehung der Steuerteile des Bremssteuerventils direkt von der Leitung selbsttätig nachgespeist wird, wenn der Hilfsbehälterdruck unter den Lei tungsdruck sinken sollte. Die Bremse lässt sich im Bedarfsfalle leicht mit anderweitigen, durch schweizerische Patente bekannt ge wordene Einrichtungen für die rasche Fort pflanzung der Druckverminderung in der Leitung, Abbremsung der jeweiligen Bela dung der Wagen, Beeinflussung der Form der Füllkurve, Einstellung der Füllzeiten und dergleichen verbinden.
Die Zeichnung zeigt in der Fig. 1 im Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Druckluftbremse; die Fig. 1" zeigt eine Variante in der Ausführungsform nach Fig. 1; Fig. 2 und 3 stellen zwei weitere Ausführungsbeispiele dar.
Der Steuerkolben K; trägt mittelst der Kolbenstange d den Federteller Tr, auf dem sich die Feder F, abstützt. Diese Feder nimmt den Steuerkolbenschieber s, der mit der ring förmigen Aussparung a und den Durchtritts- kanälen z versehen ist und sich im übrigen lose auf der Kolbenstange d führt, beim An heben des Steuerkolbens mit. Die Kolben stange d ist starr mit dem Steuerkolben Ki verbunden, der einerseits durch den Druck in dem Steuerbehälter R und anderseits durch den jeweiligen Leitungsdruck und die Zug feder Fs beeinflusst wird.
Das Zylinderge häuse D ist mit einem Anschlussstutzen für den nicht gezeichneten Bremszylinder, zu dem der Kanal C führt, und für den abgebrochen angedeuteten Eilfsluftbehälter B mit den Ein- lasskanälen E, Ei und dem Auslasskanal y versehen. Ferner besitzt das Gehäuse D die Auslassöffnung .i und die ringförmigen Aus sparungen Ivi, k2. Letztere steht über den Anschlusskanal y in direkter Verbindung mit dem nach dem Bremszylinder führenden Kanal C.
Eine in das Gehäuse eingelassene Laufbüchse L ist mit den Einlassöffnungen gi <I>k,</I> xi, x" 3 und den Auslassöffnungen <I>lt.</I> versehen. Der Absperrhahn H weist die Kanäle uyi, n auf.
Die Fig. 1 zeigt die ganze Einrichtung bei gelöster Einkammerbremse. Die Dienst bereitschaft der Bremse wird dadurch erreicht, dass der Lokomotivführer das Führerbrems- ventil allmählich öffnet, wodurch Durchluft aus dem Hauptluftbehälter der Lokomotive, der unter konstantem Druck von z.
B. 8 Atm. gehalten wird, durch die Hauptleitung und Kanal Ei nach dem Hilfsluftbehälter B ge langt, der mit dieser Hauptleitung über ein nicht gezeichnetes Rücksehlagveritil in Ver bindung steht, so dass der Hilfsluftbehälter B mit Druckluft von z. B. 5 Atm. aufgefüllt wird.
Ferner strömt Luft aus der Hauptlei tung durch den Absperrhahn H und Kanal o nach der obern Seite des Steuerkolbens Isi .und durch dessen Nuten 3 unter Abdrücken des Lederstulps 9 in den Steuerbehälter R, so dass in diesem am Ende des Füllvorganges derselbe Druck wie in der Hauptleitung herrscht. Dieser Druck kann verschiedene Werte haben. Beim Vermindern des Lei tungsdruckes kann ein Druckausgleich zwi schen dem Raum über dem Steuerkolben und denn Steuerbehälter nicht stattfinden, weil der Lederstulp 9 gegen die Zylinder wand gedrückt wird.
Die gleiche Wirkung könnte vermittelst einer Drosselbohrung 21 erreicht werden (Fig. 1 1), die beim höheren Druck im Steuerbehälter R sofort abgeschlos sen wird. Der Steuerkolben hi bewegt sich dann etwas nach oben, und zwar so weit, bis die Differenz zwischen dem Druck im Steuer behälter R und, dem Leitungsdruck durch die vermehrte Zugwirkung der Feder F_ im Gleichgewicht gehalten wird. Die jeweilige Lage des Steuerkolbens Iii ist demnach unabhängig davon, ob der Anfangsleitungs druck z.
B. 5 oder 3 Atm. ist, sie wird nur durch die jeweilige Differenz zwischen dem Druck im Steuerbehälter R, der mit dein Anfangsleitungsdruck übereinstimmt und dem verminderten Anfangsleitungsdruck ein deutig bestimmt.
Wird zum Beispiel, wie üblich angenommen; dass der maximale Bremszylinderdruck mit einer Leitungsdruck- verrnindermig von 1,25 Atrii. erreicht wer den soll, und angenommen, dass der Durch messer des Steuerkolbens ha = 100 min und sein Hub 40 mm beträgt, so muss die Zugfeder F2 so bemessen sein, dass sie bei dieser Druckverminderung die Kraft des Steuerkolbens Iii von
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bei 40 mm Federung aufnimmt.
Bei unge ladener Bremse ist die Feder so viel vorge spannt, dass sie die Reibung der Steuerteile überwindet und diese in die gezeichnete Stellung bringt.
Der I-Iilfsluftbehiilter B wird stets selbst tätig aus der Leitung über das Rückschlag ventil nachgespeist, wenn der Hilfsbehälter druck unter den jeweiligen Leitungsdruck sinken sollte; bei gelöster Bremse ist der Hilfsluftbehälter wieder voll aufgeladen.
Bei Vermindern des Druckes in der Lei tung wird also durch das Rückschlagventil das Rückströmen der Luft aus dem Hilfsluft behälter B in die Leitung verhindert. Der Steuerkolben Ani und damit die Kolbenstange d mit dein Federteller T und dein Ent lastungskolben li werden etwas nach oben verschoben, und zwar so weit, bis die jeweilige Differenz der Luftdrücke auf dem Steuer kolben lii gleich der jeweiligen Spannung der Feder .Z'3 ist.
Beim Verschieben des Steuerkolbens I1 und des Entlastungskolbens h wird der Steuerschieber s durch die ent stehende kleine Spannung der Feder F,, die der Reibung des Steuerschiebers ent spricht, mitgenommen. Hierdurch werden die Auslasskanäle lc. für die aus dem Bremszy linder durch C ausströmende Luft geschlos sen und dafür die Einlasskanäle k zum Brems- zylinder geöffnet (Bremsstellung).
Die Druck luft kann also jetzt vom Hilfsluftbehälter B durch den Kanal E schnell durch die weite Absperrhahnöffnung zvi, die Kanäle 1, 2, 3, die Aussparung 4 des Entlastungskolbens K, eine weitere in der gleichen Höhe wie die Öffnung 3 vorgesehene Öffnung in der Lauf büchse<I>L</I> und einen zur Aussparung<I>k3</I> füh renden Kanal im Gehäuse .D (nicht gezeichnet), weiter durch Kanäle k,
die Aussparung a des Steuerschiebers s und die Öffnungen gi der Laufbüchse L und durch Kanäle g und C in den Bremszylinder strömen und gleich zeitig durch die Öffnungen z des Steuer schiebers in den Raum zwischen Steuerschie ber s und Entlastungskolben K. Dieser Weg der Bremsluft besitzt relativ grosse Durch trittsquerschnitte.
Gleichzeitig strömt Druck luft aus dem Hilfsluftbehälter B durch den Kanal E in die Öffnung toi und die enge Drosselöffnung t.c2 langsam nach der Aus sparung k3 und durch die Kanäle k, die Aussparung a des Steuerschiebers s, die Öff nungen gi und die Kanäle g und C in den Bremszylinder # dieser Weg weist kleine Querschnitte auf.
Cxleichzeitig hat der Steuerschieber s die ungefähr in gleicher Höhe rnit den Kanälen k angeordnete Öffnung xi der Laufbüchse L geöffnet, womit der Leitungsluft durch die Leitung x3; den Kanal xi, die Aussparung a, die Öffnungen gi und die Kanäle g und C in den Bremszylinder strömen kann. Damit wird erreicht, dass der Druckabfall sich in der sich über den ganzen Zug erstreckenden Leitung sehr schnell und gleichmässig fort pflanzt. Damit werden die Bremsen der hin- tern Wagen des Zuges fast eben so schnell und gleichmässig in Tätigkeit gesetzt wie die Bremsen der vordern Wagen.
Führt der Lokomotivführer das Führer bremsventil in die Abschlussstellung, damit keine Luft mehr aus der Leitung entweichen kann, so bleibt der Steuerkolben KI in der ihm durch die Druckerniedrigung eindeutig zugewiesenen Stellung sofort stehen, während Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter und aus der Leitung nur so lange nach dem Brems- zylinder strömen kann, bis die durch die Kanäle z zwischen Entlastungskolben K und Steuerschieber s gelangte Bremszylinderluft die entstehende Spannung der Feder Fi so weit überwindet, dass der Steuerschieber s in eine Stellung geschoben wird,
in der er die Kanäle k und xi wieder absperrt (Abschluss- stellung). Bei einer weiteren geringen Druek- vermindecLing in der Leitung wiederholt sich derselbe Torgang, womit jedesmal ein höherer Druck im Bremszylinder erreicht wird.
Will der Lokomotivführer die Bremswir kung etwas verkleinern, so erhöht er den Luftdruck in der Leitung urn ein geringes. Der Steuerkolben Ki bewegt sich dann wie der entsprechend der Erhöhung des Leitungs druckes nach unten. Der Steuerschieber s folgt dieser Bewegung, bis er die Auslass- öffnungen la öffnet (Lösestellung)- und Luft aus dem Bremszylinder über Kanal C teil weise entweichen lässt.
Wird der Druck in der Leitung nicht weiter erhöht, so bleibt der Steuerkolben Kr sofort stehen, und es kann nur so lange Luft aus dem Bremszy linder entweichen, bis die Spannung der Fe der A den verminderten Druck zwischen Entlastungskolben K und Schieber s über windet und den letzteren in seine Abschluss- stellung zurückdrückt. Wird ein weiteres Erhöhen des Leitungsdruckes eingeleitet, so tritt derselbe Vorgang wieder ein.
Es ist da her ein beliebig starkes Anziehen und Lösen der Bremse möglich, und zwar bedingt jede Druckverminderung in der Leitung einen bestimmten Druck im Bremszylinder; dieser ist unabhängig von der Grösse des jeweiligen Kolbenhubes und von etwaigen Undichtheiten des Bremskolbens, des Steuerschiebers s usw. Die Bremse ist erst ganz gelöst, wenn die Leitung wieder auf den Anfangsdruck, der vor Einleiten des Bremsens herrschte, ge laden ist.
Der Steuerbehälter R, der nicht unbedingt die Verlängerung des Steuerkolbenzylinders bilden muss, sondern auch als besonderer Steuerbehälter ausgebildet sein könnte, kann auch über ein Rückschlagventil Trs mit dein Hilisluftbehälter derart verbunden werden, dass Hilfsbehälterluft nach dem Steuerbehälter R strömen kann, falls aus irgend . einem Grunde der Druck in diesem Steuerbehälter unter den Druck im Hilfsluftbehälter B sin ken sollte.
Damit kann bei Schnellbremsun gen, bezw. bei Zugtrennungen auf jeden Fall der Steuerkolben Ki erst bei vollständigem Entweichen des Zylinderdruckes, des Hilfs- behälterdruckes und des Druckes im Steuer behälter R in seine der völligen Lösung der Bremse entsprechende Lage zurückgehen.
Der in der vorbeschriebenen Ausführungs form einheitliche Steuerschieber ist nach Fig." in zwei Teile si und s2 getrennt, von denen si als Einlassschieber, die vom Hilfsluftbe- hälter B kommende Luft über Kanal C nach dem Bremszylinder steuert, während s:, als Auslassschieber, den Auspuff für die vom Bremszylinder über C ins Freie strömende Luft steuert.
Die beiden Kolbenschieber si und s2 sind durch eine Stange iit miteinander verbunden, die mittelst Gewindes rr eine Ein stellung des Abstandes beider Schieber ge stattet. Durch kugelige Ausbildung des Kopfes in' der Stange<I>m</I> innerhalb des Schiebers ,_ ist eine gawisse Gelenkigkeit für beide Teile vorgesehen, während gleichzeitig die Schieber si und z:: eine Relativbewegung von einigen Millimetern gegeneinander ausführen können.
An den Schieber s-> ist ebenfalls gelenlig der Federteller p angeschlossen, gegen den sich die Feder F, legt, die sich auf der an dern Seite gegen den Federteller q anlegt. Dieser Federteller stützt sich nun wieder im Sinne eines Gelenkes auf die kurze Stange d, des Steuerkolbens 35 ab, der auf der einen Seite vom Druck der Bremsleitung be- einflusst und auf der andern unter den Druck eines Steuerbehälters R gestellt ist;
der je weils mit dem Anfangsleitungsdruck gefüllt gehalten wird und demgemäss mit den der Fig. 1 _" entsprechenden Anschlüssen versehen ist. Auf den-Federteller q stützt sich gleich zeitig die den Kolben Ki belastende Feder F-. ab, die anderseits ihr festes Widerlager im Gehäuse findet.
Hier fällt also_-der Entlastungskolben li nach der ersten Ausführung (Fig. 1) fort. In diesem Falle wird demgemäss der Druckun terschied auf dem Steuerkolben Ei, hervor gerufen durch den Druck im Steuerbehälter R und den verminderten Leitringsdru@,k, irrr Gleichgewicht gehalten durch die Summe der jeweiligen Kräfte der Feder F-> und Schieber feder Bi,
weil die jeweilige Kraft der Feder Bi nicht mehr durch den Entlastungskolben Ii aufgenommen wird.
Die innere Seite des Einlasskolbenschiebers si ist zu einer Art Ringventil b ausgebildet, das aussen den grösstmöglichen Durchmesser (etwa i/io mm kleiner als der Kolbenschie- berdurchmesser) hat und auch möglichst schmal gehalten wird. Eine weiche Feder e presst den Schieber si in seiner innern Stel lung an die Lederscheibe c; es ist hierbei nur eine geringe Kraft der Feder e erforder lich, besonders weil bei angezogener Bremse der jeweils herrschende Zylinderdruck durch die Ausgleichnute / der Stange m auf die obere Seite des Schiebers gelangen kann.
Da die obere Schieberfläche etwas grösser ist als die untere Ventilringfläche, so verbleibt ein kleiner Überdruck, der der Feder e hilft. Die Feder e hält dabei auch gleichzeitig die beiden Kolbenschieber si und s2 in Berührung miteinander, indem sich der Kopf in' der. Stange in. gegen den Kolbenschieber s:: an legt.
Hat also der Einlassschieber si die wei tere Zuströmung der Luft abgeschlossen, so legt sich auch das Ringventil b gegen den Ventilsitz c an und erzeugt hier eine ,usä zliche Dichtung gegen das Nachströmen <B>*</B> t von Hilfsbehälterluft und das unzulässige Ansteigen des Luftdruckes im Bremszylinder. Um auch den Auspuff durch den Kolben schieber s:
bei von jetzt ab stehen bleiben dem Kolbenschieber si steuern zu können, kann sich Kolbenschieber sa noch um das 1Tass des Spieles gegen den Kolbenschieber s' nach unten bewegen, womit er die zwecks erhöhter Dichtung hintereinander geschalteten Auspuffkanäle r, <I>t,</I> ti, freigibt.
Diese Auflösung in den Einlassschieber si und den Auslassschieber s= gestattet nun gleichzeitig den EinlafaJsehieber im Durch- inesser zu verringern, womit an sich schon die Undichtigkeitsverluste herabgesetzt wer den. Infolge der Ausgleichsnute f spielt diese Stufenausbildung der Kolbenschieber bezüglich der Druckwirkungen keine Rolle.
Mann kann, auch nach Fig. 3 den Auslass- schieber so ausbilden, dass er einen blossen Kolben s2 mit Stulpdichtung l oder auch eine Membran darstellt, in der ein Ventil ange ordnet ist, das durch den Druck einer Feder 11 geschlossen gehalten wird und das sich dann öffnet, wenn der Kolben s2 den ihm durch das Spiel gegen den Einlassschieber si gestatteten freien Weg zurücklegt, indem er gegen die Scheibe 12 anstösst.
Zweckmässig erhalten der Auslassschieber s2 und der Steuerkolben Toi Endabdichtungen 13 bezw. 14 (Fig. 2), gegen die sie sich unabhängig anlegen können.
Man kann auch durch ein entsprechendes Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Steuerkolbens K'i und dem des Steuerkolbens s2 die Feder F2 fast oder ganz erübrigen. Nimmt man nach Fig. 2 und 3 wieder, wie auf Seite 5 angenommen, den Durchmesser von Ki zu 100 mm, den von s2 zu<B>60</B> mm an, so ergibt sich bei einem mit 1,3 Atm. Druckabfall in der Hauptleitung erreichten maximalen Zylinderdruck von 3,7 Atm. folgendes Der Druck auf den Kolben .K, beträgt -
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der Druck auf den
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Beide sind also im Gleichgewicht;
die Feder F2 braucht daher nur den Druck, hervorgerufen durch die einseitige Kolben stange di (Fig. 2 und 3) aufzunehmen.
Die vorher beschriebenen Bremssteuer ventile können auch benützt werden, um zum Beispiel die Westinghouse-Bremse rückwärts regulierbar zu machen. Dies wird in der Weise erreicht, dass die Ausströmöffnung des Westinghouse-Bremssteuerventils mit dem Kanal C (Fig. 2 und 3) verbunden wird, siehe Fig. 4. Der Raum oberhalb des Steuer- kolbens Ki, bezw. der Steuerbehälter 1 bleibt, wie angegeben, mit der Leitung zum Beispiel durch eine Rohrleitung verbunden.
Der Regulier- und Absperrhahn H und der Einlassschieber b und die Durchstromöffnung von letzterem zu dem Raum oberhalb des Auslassregulierkolbens s2 können fortfallen. Bekanntlich geht nach einem Bremsen, wenn der Leitungsdruck um ca. 0;l-0,2 Atm.. er höht wird, der Steuerkolben des Westing- h0use-BremSSteuervetitils in Lösestellung und bleibt dort und verbindet dadurch den Brems zylinder mit der Aussenluft, wodurch die ganze Luft aus dem Bremszylinder entweicht.
Da aber jetzt die Bremszylinderluft nicht ins Freie, sondern durch den Kanal C und g oberhalb des Auslassregulierkolbens s2 (Fig. 2) geleitet wird, werden zunächst der Auslass- regulierkolben ss, die durch die Kraftdiffe renz zwischen Steuerbehälter R und Leitung gespannten Federn F1 und I'2 und der Steuerkolben Ki (Fig. _) etwas nach unten gedrückt, wodurch die Auspuffkanäle r, <I>t,
</I> ts und 20 geöffnet werden. Bremszylinderluft kann jetzt so lange ins Freie entweichen, bis die verringerte Federkraft der Feder F,. Gien verminderten Bremszylinderdruck auf dem Auslassregulierkolben s2 überwindet und diesen in seine Abschlussstellung zurück schiebt.
Durch weiteres Erhöhen des Lei tungsdruckes bewegt sich der Steuerkolben .Ki wieder etwas nach unten, wodurch der Regulierkolben s2 durch den Breinszylinder- druck wieder mitgenommen wird und wieder die Auspuffkanäle<I>r, t, u</I> und 20 öffnet. Bretnszylinderluft entweicht jetzt so lange ins Freie, bis die verminderte Spannung der Feder F, den verminderten Bremszylinder druck auf dem Auslassregulierkolben ss über windet und diesen in seine Abschlussstellung zurückschiebt. In dieser Weise kann die Bremskraft rückwärts beliebig abgestuft werden.
Die Bremse ist erst vollständig ge löst, wenn der Leitungsdruck wieder die Höhe vor dem Bremsen erreicht hat. Der Auslassregiilierkolben s2 kann natürlich auch entsprechend Fig. 3 oder als Membran aus gebildet werden.