Steuervorrichtung mit Dreidruckventil, insbesondere für Druckluftbremsen von Schienenfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung mit Dreidruckventil, Bremsbeschleuniger und überwach ter Leitungsverbindung zwischen der Steuerkammer konstanten Druckes und der Hauptluftleitung, ins besondere für Druckluftbremsen von Schienenfahr zeugen.
Für die Aufgabe zum Zwecke des leichten Lö- sens der Bremse am Ende langer Züge, ausgehend von einem Re-eldruck von<B>5</B> atü, bereits bei unge fähr 4,8 atü eine Verbindung zwischen der Steuer kammer konstanten Druckes und der Hauptluftlei- tung herzustellen, und die Aufgabe, den normaler weise erst bei vollgelöster Bremse wieder betriebs bereiten Beschleuniger der Steuervorrichtung mög lichst schon beim öffnen der Verbindung zwischen der Steuerkammer und der Hauptluftleitung wieder betriebsbereit zu machen, weisen alle bisher bekann ten Steuervorrichtungen zwei getrennte Organe auf,
nämlich einmal den sogenannten überwacher der Steuerkammer, der vom Bremszylinderdruck oder einem zu ihm in Beziehung stehenden Druck ge steuert wird, und zum andern eine überwachungs- einrichtung für die Verbindung zwischen der Ab- zapfkammer des Bremsbeschleunigers und der Haupt- luftleitung. Bei dieser getrennten Anordnung der Or gane war es bisher möglich,
dass der Beschleuniger vor dem Öffnen des Überwachers der Verbindung zwischen der Steuerkammer und der Hauptluftlei- tung bereits wieder betriebsbereit war, so dass das Dreidruckventil überempfindlich wurde und auf ge ringste Druckschwankungen in der Hauptluftleitung sofort ansprang und infolge der Beschleunigungswir kung benachbarte Ventile mitriss. Anderseits bestand die Gefahr, dass der Bremsbeschleuniger erst nach dem öffnen des besagten überwachers betriebsbereit wurde,
so dass in diesem nicht beschleunigungsberei- tem Zustande eine Erschöpfung der Bremse am Ende langer Züge durch die bereits offene Empfindlich keitsbohrung der Verbindung zwischen der Steuer kammer und der Hauptluftleitung eintreten konnte.
Gemäss der Erfindung sollen diese Nachteile da durch vermieden sein, dass beide überwachungsein- richtungen zwangläufig miteinander gekoppelt sind.
Vorteilhaft ist das Organ für die zwangläufige Koppluno, der genannten überwachungseinrichtun- gen als eine zwei Ventilkörper verbindende Ventil stange ausgebildet. Da bei einer vollen Freigabe des Empfindlichkeitsquerschnittes bei einem Druck von 4,8 atü auch bei der zwangläufigen Kopplung noch eine bestimmte Art von Erschöpfungsgefahr auftre ten kann, ist vorteilhaft der die Empfindlichkeits bohrung verschliessende Ventilkörper mit einem in diese einführbaren nadelförmigen Glied versehen.
Bei Abheben des Ventilkörpers wird dann durch das Nadelglied zunächst lediglich ein geringerer Strö mungsquerschnitt in der Verbindung zwischen der Steuerkammer und der Haupthiftleitung freigegeben und die Erreichung des vollen Querschnittes um einen gewissen Zeitabstand verzögert. Darüber hinaus sind vorteilhaft besondere Vorkehrungen getroffen, damit das Schliessen der Verbindung zwischen der Steuer kammer und der Hauptluftleitung bei Bremsbeginn ohne Verzögerung erfolgt.
Es ist deshalb zweckmässig, ein zusätzliches, mit dem überwacher der Steuer kammer in Serie geschaltetes überwachungsorgan vorgesehen, welches bei einer Bremsung die Haupt- luftleitung verzögerungsfreier in Abhängigkeit vom Bremszylinderdruck gegen die Steuerkammer ver schliesst, während jo, eichzeitig der die Abzapfkammer überwachende Ventilkörper zur Belüftung dieser Kammer infolge der Anordnung einer Drosseldüse in dem Leitungszweig,
der Bremszylinderleitung für die Beaufschlagung des Kolbens zur Betätigung der (Yek <B>,</B> oppelten Ventilkörper noch abgehoben und damit betriebsbereit bleibt.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel schematisch darge stellt. Hierbei ist ein Teil des Beschleunigers in das Steuerventil verlegt. Dieser Teil könnte jedoch auch aus dem Ventil heraus(Yenommen sein.
<B>0</B> An die Hauptluftleitung <B>1</B> ist über eine Zweig leitung<B>3</B> und, unter Zwischenschaltung eines Rück- schlagventils <B>5,</B> über einen weiteren Leitungszweig<B>7</B> ein Dreidrucksteuerventil <B>9</B> angeschlossen, wobei der Leitungszweig<B>7</B> über den Raum<B>11</B> des Steuerventils mit einem Bremsluftbehälter <B>13</B> in Verbindung steht. Das Steuerventil<B>9</B> weist einen beweglich gelagerten Steuerkolben<B>15</B> auf, welcher einen Raum<B>17</B> von einem weiteren Raum<B>19</B> trennt.
Der Raum<B>19</B> ist mit einer Kammer 21 verbunden und steht über noch näher zu beschreibende Teile mit der Hauptluftlei- tung in Verbindung. Der Steuerkolben<B>15</B> ist über Stangen 20 und 22 mit einem Rohrglied<B>23</B> verbun den, welches den Rückführkolben <B>25</B> trägt. Ausser dem weist das Rohrglied eine Auslassöffnung <B>27</B> auf, die sich über eine öffnung <B>29</B> im Gehäuse des Steuerventils ins Freie fortsetzt.
Das obere offene Ende des Rohrgliedes<B>23</B> bildet einen Sitz<B>31</B> für einen Ventilkörper<B>33,</B> welcher ausserdem mit einem im Steuerventilgehäuse vorgesehenen, konzentrisch zum Sitz<B>31</B> liegenden Sitz<B>35</B> zusammenwirkt. Der Ventilkörper<B>33</B> ist durch eine Feder<B>37</B> belastet, und eine Feder<B>39</B> hält die Kolben<B>15, 25</B> im voll gelösten Zustand der Bremse in ihrer aus der Zeich nung ersichtlichen untern Endstellung.
Das untere Ende des rohrförmigen Gliedes<B>23</B> ist über die Ventilstange 22 mit einem Ventilkörper 41 ver bunden, welcher mit einer bei 43 abgedichtet ge lagerten, verschiebbaren Hülse 45 zusammenwirkt, die überdies einen zylindrischen Ansatz 47 besitzt und sich mit diesem bis zu einem Gehäuseanschlag 49 axial verschieben lässt. Eine Feder<B>51</B> ist bestrebt, die Hülse 45 in Kraftschluss mit dem Ventilkörper 41 zu halten.
Gleichzeitig lastet jedoch, vom Druck der Hauptluftleitung beaufschlagt, ein mit einem kleinen Kolben<B>61</B> versehener Stössel<B>55</B> gegen die Kraft einer Feder<B>53</B> hemmend auf dem Ansatz 47 der Hülse und ruft damit eine Bewegungsverzögerung der Hülse und damit eine Verschlussverzögerung bezüg lich des Ventilkörpers 41 hervor, welcher in öff- nungsstellung ein Abströmen der Druckluft des Rau mes<B>17</B> in einen Raum<B>57</B> ermöglicht, der über eine Leitung<B>59</B> mit einer überwachungseinrichtung <B>63</B> für die Abzapfkammer <B>65</B> verbunden ist.
Diese über- wachungseinrichtung <B>63</B> für die mit Entlüftungsdüse <B>67</B> versehene Abzapfkammer <B>65</B> enthält vier Kam mern, eine mit der Abzapfkammer über eine Lei tung<B>69</B> verbundene Kammer<B>71,</B> eine über eine Düse <B>73</B> unter dem Bremszylinderdruck stehende Kammer <B>75,</B> daneben eine über eine Leitung<B>77</B> mit der Steuerkammer 21 in Verbindung stehende Kammer <B>79,
</B> und schliesslich eine vom Druck der Hauptluft- leitung <B>1</B> beaufschlagte Kammer<B>81.</B> Eine im Ge häuse der überwachungseinrichtung <B>63</B> axial beweg lich gelagerte Ventilstange<B>83</B> trägt an ihrem einen Ende einen Ventilkörper<B>85,</B> der mit einem Ventil sitz<B>87</B> der Kammer<B>71</B> zusammenwirkt. Ein eben falls mit der Ventilstange verbundener Kolben<B>89</B> wird vom Druck des Bremszylinders<B>91</B> über die Lei tung<B>93</B> gegen die Kraft einer Feder<B>95</B> beaufschlagt. Das andere Ende der Ventilstange<B>83</B> ist mit einem Ventilkörper<B>97</B> versehen, welcher ein nadelförmi ges Glied<B>99</B> aufweist.
Je nach Stellung des Ventil körpers<B>97</B> und damit des Nadelgliedes<B>99</B> wird an einer Empfindlichkeitsbohrung<B>101</B> ein verschieden grosser Drosselquerschnitt in der Verbindung zwischen der Hauptluftleitung und der Steuerkammer 21 frei gegeben, was wiederum die Ansprechempfindlichkeit des Steuerventils bestimmt.
Die vorerwähnte Leitung <B>93</B> des Bremszylinders weist einen Leitungszweig<B>103</B> zu einem Raum 104 einer mit der überwachungsein- richtung <B>63</B> in Reihe geschalteten Einrichtung<B>105</B> auf, deren mit einem Ventilkörper<B>107</B> über eine Kol benstange<B>109</B> verbundener Kolben<B>111</B> vom Brems- zylinderdruck beaufschlagt ist und sich gegen die Kraft einer Feder<B>113</B> axial verschieben lässt. Der Ventilkörper<B>107</B> ermöglicht das Schliessen eines Sit zes<B>115</B> und unterbricht in diesem Falle die Druck luftzufuhr von der Hauptluftleitung zu einer Ventil kammer<B>117,
</B> von welcher eine Leitung zur Kammer <B>81</B> der Einrichtung<B>63</B> führt. Unter bewusster Inkauf nahme des Nachteils, dass sich die Steuerkammer 21 konstanten Druckes während der Einleitung einer Bremsung über den abgehobenen Ventilkörper<B>97</B> teilweise in die druckgeschwächte Hauptluftleitung <B>1</B> entleert, liesse sich die überwachungseinrichtung <B><I>105</I></B> vermittels einer direkten Leitung<B>119</B> zur Kammer <B>81</B> ersetzen.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuervor richtung ist folgende: Im gelösten Zustand nehmen die Teile die aus der Zeichnung ersichtliche Lage ein. Die Hauptluftleitung <B>1</B> ist mit dem höchsten Regeldruck von<B>5</B> atü gefüllt, und dieser Druck herrscht auch in den Räumen<B>11</B> und<B>17</B> des Dreidrucksteuerventils, im Bremsluft- behälter <B>13</B> und in den Kammern<B>117</B> und<B>81.</B> In folge des fehlenden Bremsdruckes hält die Feder<B>95</B> die Ventilkörper<B>85</B> und<B>97</B> der Einrichtung<B>63</B> ab gehoben, so dass die Kammer<B>79</B> und die Steuerkam mer 21 ebenfalls unter Einwirkung des höchsten Regeldruckes stehen.
Gleichzeitig ist der Brems zylinder<B>91</B> über die Leitung<B>92,</B> den geöffneten Ven tilsitz<B>31</B> und die öffnungen <B>27</B> und<B>29</B> entleert, und damit ebenso der unter Bremszylinderdruck stehende Raum 104 der Einrichtung<B>105,</B> demzufolge der Ven tilkörper<B>107</B> durch die Feder<B>113</B> abgehoben ist. In dieser Lösestellun,(y, sind die Kammer<B>71</B> und die Ab- zapfkammer <B>65</B> über die Düse<B>67</B> entleert.
Wird nun zwecks Einleitung einer Bremsung der Druck in der Hauptluftleitung durch den Lokomotiv führer um einen der gewollten Bremsstufe entspre chenden Betrag verringert, so ist damit auch eine Druckverringerung im Raum<B>17</B> des Steuerventils verbunden.
Der Überdruck im Steuerraum<B>19</B> gegen über dem verringerten Druck im Raum<B>17</B> bewirkt ein Abheben des Ventilkörpers 41, ein Schliessen des Ventilsitzes<B>31</B> und gleichzeitiges Abheben des Ven tilkörpers<B>33</B> gegen die Kraft der Feder<B>37.</B> Damit ist der Bremszylinder gegen die Atmosphäre abgeschlos sen und füllt sich über den Raum<B>11</B> und die Leitung <B>92</B> mit Druckluft aus dem Bremsluftbehälter <B>13.</B> Über den Leitungszweig<B>103</B> füllt sich der Raum 104 und senkt den Ventilkörper<B>107</B> verzögerungsfrei auf den Ventilsitz, während die Düse<B>73</B> eine demgegen über verzögerte Auffüllung der Kammer<B>75</B> und da mit ein nur verzögertes Senken der Ventilkörper<B>85</B> und<B>97</B> bewirkt,
so dass für die Belüftung der Ab- zapfkammer <B>65</B> aus der Hauptluftleitung über den abgehobenen Ventilkörper 41 den Raum<B>57,</B> den noch abgehobenen Ventilkörper<B>85</B> und die Leitung <B>69</B> genügend Zeit verbleibt.
Im Augenblick der Hub bewegung des Kolbens<B>15</B> wird die Hülse 45 unter Einwirkung des am Ansatz 47 angreifenden Stössels <B>55</B> in ihrer bisherigen Lage festgehalten, und zwar so lange, bis sich die Abzapfkammer über die ab gehobenen Ventilkörper 41 und<B>85</B> gefüllt hat und sich in den Kammern<B>65, 71</B> und dem Raum<B>57</B> ein derartig hoher Druck aufgebaut hat, dass der kleine Kolben<B>61</B> unter Mitwirkung der Federkraft<B>53</B> gegen den verminderten Druck im Raum<B>17</B> axial verscho ben wird, der Stössel<B>55</B> den Ansatz 47 freigibt und die Hülse 45 unter der Kraft der Feder<B>51</B> der Hub bewegung des Kolbens<B>15</B> bis zum Anschlag 49 nach eilt.
Während der indessen in der Kammer<B>75</B> auf gebaute Bremsdruck den Ventilkörper<B>85</B> senkt und die Kammern<B>71</B> und<B>65</B> sich langsam über die Düse <B>67</B> entleeren, hält der im Raum<B>57</B> aufgebaute Druck den Stössel<B>55</B> ausser Eingriff, so dass die Hülse 45 bei einem erneuten Lösen der Bremse ungehemmt in ihre in der Zeichnung dargestellte Ausgangsstel lung zurückbewegt werden kann.
Diese Druckerhöhung in dem Raum<B>17</B> zum Zwecke des Lösens der Bremse hat eine Abwärts bewegung der Kolben<B>15, 25,</B> ein öffnen des Ventil sitzes<B>31</B> und damit die Entlüftung des Bremszylin ders<B>91</B> über das Rohrglied<B>23</B> zur Folge.
Bereits vor Einsetzen der Vollösung schliesst der Ventilkörper 41 die Hülse und verhütet die Abzapfung der Haupt- luftleitung durch den infolge der Entlüftung des Brernszylinders und der Kammer<B>75</B> abgehobenen Beschleunigerventilkörper <B>85,</B> die Leitung<B>69</B> und die Düse<B>67.</B> Gekoppelt mit dem Abheben des Ventil körpers<B>85,</B> hebt sich der Ventilkörper<B>97</B> in der Weise vom Sitz der Empfindlichkeitsbohrung<B>101</B> ab, dass das Nadelglied<B>99</B> den Strömungsquerschnitt der Empfindlichkeitsbohrung noch stark verringert und erst mit der völligen Entlüftung des Bremszylin ders,
also bei Vollösung, freigibt. Bevor der Löse vorgang bis zur Vollösung fortgeschritten ist, ver ringert das in die Empfindlichkeitsbohrung<B>101</B> ein geführte Nadelglied<B>99</B> den Querschnitt derselben also in einem solchen Masse, dass durch die daraus sich ergebende Verzögerung des Druckausgleiches zwischen der Hauptluftleitung <B>1</B> und der Steuerkam mer 21 die beabsichtigte, durch das vorzeitige<B>Ab-</B> heben des Ventilkörpers<B>97</B> erreichte Löseerleichte rung zwar nicht hinfällig, die sogenannte statische Erschöpfungsgefahr, das heisst die bei ungehindertem Druckausgleich bestehende Gefahr, dass unter be stimmten Bremsvoraussetzungen,
die hier nicht irn einzelnen erläutert werden sollen, der Druck in der Kammer 21 absatzweise immer weiter bis zur Er schöpfung und damit zur Bremsunfähigkeit absinken kann, jedoch völlig vermieden wird, so dass kein unzulässiges weiteres Absinken des Druckes in der Steuerkammer 21 erfolgt, bevor die in der Zeich nung dargestellte Endstellung der Kolben<B>15, 25</B> und <B>89</B> und damit die Vollösung erreicht ist.