Steuereinrichtung an Druckmittelbremsen mit Dreidrucksteuerventil von schienengebundenen Zugfahrzeugen Bisherige Steuereinrichtungen an Druckmittel- bremsen von Lokomotiven zeigen dien Nachteil einer direkten Leitungsverbindung vom Hauptluftbehälter der Lokomotive über ein kurzes Stück der Haupt luftleitung zur Kammer konstanten Druckes im Steuer ventil der Lokomotive,
so dass sich über das Führer bremsventil aus dem Hauptbehälter in die Hauptluft leitung eingeleitete Füllstösse ungeschwächt auf das Dreidrucksteuerventil der Lokomotive auszuwirken vermögen und dort Überladungen hervorrufen kön nen.
Zur Vermeidung dieses Übelstandes sieht die Er findung eine Steuereinrichtung an Druckmittelbremsen mit Dreidrucksteuerventil von schienengebundenen Zugfahrzeugen vor, bei welcher die Beaufschlagung mindestens einer Steuerkammer des Dreidrucksteuer- ventils über mindestens einen zur selbsttätigen Druck regelung im Führerbremsventil verwendeten, höch stens auf normalen Hauptluftleitungsdruck aufgelade nen Druckmittelausgleichsbehälter erfolgt.
Die Einrichtung kann so beschaffen sein, dass die Kammer konstanten Druckes des Dreidrucksteuer- ventils aus dem Druckmittelausgleichsbehälter des Führerbremsventils beaufschlagt wird.
Darüberhinaus besteht die Möglichkeit, dass neben der Beaufschla- gung der Steuerkammer konstanten Druckes des Drei drucksteuerventils aus dem Druckmittelausgleichsbe- hälter eine Beaufschlagung der von der Steuerkammer durch einen Kolben getrennten Kammer aus der Hauptluftleitung erfolgt, wobei die Beaufschlagungs- vorgänge synchron verlaufen.
Weiterhin ist vorteilhaft zur überwachung einer die Empfindlichkeitsöffnung enthaltenden Verbindung der Kammer konstanten Druckes mit der Kolbenkammer ein durch den Brems- zylind'erdruck betätigtes Ventil vorgesehen.
Zur Ver meidung einer überladung der Kolbenkammer des Dreidrucksteuerventils durch in die Hauptluftleitung eingeleitete Füllstösse kann ein in Abhängigkeit von den Drücken im Ausgleichsbehälter und in der Haupt luftleitung betätigtes Ventil mit dem überwachungs- ventil hintereinandergesch.altet in der Hauptluftleitung angeordnet sein.
Damit zur Vereinfachung der Steuereinrichtung die dem Bremszylinder vorgeschalteten beiden Kam mern des Dreidrucksteuerventils unmittelbar aus dem Hauptbehälter unter Einsparung eines üblichen Hilfs- luftbehälters druckbeaufschlagt werden können, kann im Rückführkolben des Dreidrucksteuerventils ein mittels Bremszylinderdruck betätigter mehrteiliger Höchstdruckbegrenzer vorgesehen sein,
dessen für das Bremszylinderentlüftungsventil den Ventilsitz bilden der Teil gegen die Kraft einer Feder in einem am Rückführkolben befestigten Hülsenteil relativbeweg lich gelagert ist.
Die Ausbildung kann eine solche sein, dass sowohl die Steuerkammer konstanten Druckes über eine im Steuerkolben angeordnete, überwachte Empfindlich keitsöffnung als auch die Kammer auf der einen Seite des dieselbe von der Steuerkammer trennenden Kol bens aus dem Ausgleichsbehälter beaufschlagt werden. Es kann auch die Steuereinrichtung so beschaffen sein, dass das Dreidrucksteuerventil zwei durch eine Trennwand luftdicht gegeneinander abgeschlossene Paare von Steuerkammern aufweist, deren jedes mit einem gesonderten Ausgleichsbehälter je eines Führer bremsventils verbunden ist.
Dieser Fall trifft insbeson dere dann zu, wenn sich bei einer beispielsweise elek trischen Lokomotive am Bug und Heck derselben ein Führerstand befindet.
Die Steuereinrichtung kann auch so gestaltet sein, dass ein und dasselbe Paar von Kammer konstanten Druckes und Kolbenkammer im Dreidrucksteuerventil mit je einem Ausgleichsbehälter je eines Führerbrems- ventils vermittels eines Doppelrückschlagventils ver bunden ist.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Steuereinrichtung weist das Dreidrucksteuerventil 1 in an sich bekannter Weise eine Kammer 3 konstanten Druckes und eine weitere, durch den Steuerkolben 5 von der Kammer 3 getrennte Kolbenkammer 7 auf, weiterhin einen Raum 9, der ständig über eine Entlüftungsöffnung 11 mit der Atmosphäre verbunden ist, und über diesem Raum 9 den sogenannten Rückführkolben 13 und die beiden Druckkammern 15 und 17.
Der Rückführkolben 13 steht unter dem Druck einer Feder 19; im Rückführkolben ist ein Höchst druckbegrenzer 21, welcher mit einem Ventilteller 24 eines Doppelsitzventils 23 zusammenarbeitet, ange ordnet.
Vom Hauptbehälter 25 führt eine Leitung 27 in ein an sich bekanntes Führerbremsventil, welches aus einem Regelteil 29 und einem Relaisteil 31 besteht. Überdies verbindet eine weitere Leitung 33 den Hauptbehälter mit dem Relaisteil 31 des Führer bremsventils, welcher Behälter dort, vom Druck im Ausgleichsbehälter 35 durch eine Leitung 36 über wacht, mit der Hauptluftleitung 37 in leitender Ver bindung steht und die Druckluft zunächst über ein membrangesteuertes Füllstosssicherungsventil 39 in ein vom Druck im Bremszylinder 41 über eine Leitung 43 überwachtes Ventil 45 führt.
Schliesslich ist der Hauptbehälter vermittels Leitung 46 mit der Kammer 17 des Steuerventils zwecks Speisung der Bremszylin- derleitung 42 verbunden.
Der Ausgleichsbehälter 35 ist über die Leitung 47 an die Kammer 49 des Führerbremsventils angeschlos sen und weist eine Leitung 51 zur Kammer 3 kon stanten Druckes des Steuerventils auf. In der Leitung 51 ist ein Rückschlagventil 53 angeordnet. Ein Lei tungszweig 55 der Leitung 51 führt unter Zwischen schaltung der an sich bekannten Empfindlichkeitsöff nung 57 zu einer Kammer 59 des überwachungs- ventils 45.
Dieses letztere zeigt im einzelnen die unter Brems zylinderdruck stehende Kammer 61, den gegen die Zwischenwand 63 mittels einer Feder 65 abgestützten Ventilkörper 62 und die am Ventilsitz 67 überwachte Verbindung zwischen der Kammer 59 und der von der Hauptluftleitung 37 gespeisten Kammer 69. Das mem- brangesteuerte Sicherungsventil 39 setzt sich im ein zelnen aus folgenden Elementen zusammen, nämlich einem Ventilteller 71, welcher mit einer Membran 73 verbunden ist, einer Justierfeder 75 und einem der Entlüftung der Hauptluftleitung dienenden Ventil 77 sowie den Kammern 79 und 81.
Ein Leitungszweig 83 der Ausgleichsbehälterleitung 51 führt in die Kammer 79, während die Kammer 81 an die Hauptluftleitung 37 angeschlossen ist. Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Bei Betätigung des Führerbremshebels 85 werden vermittels des Konus 87 die Druckplatte 89, die Feder 91 und der Regelkolben 93 nach unten bewegt, was zur Folge hat, dass sich der Doppelventilkörper 95 von seinem unteren Ventilsitz abhebt und eine Beauf- schlagung des Ausgleichsbehälters 35 aus dem Haupt behälter 25 über die Leitung 27, den Relaisteil 31, die Leitung 28, die Kammer 30, die Kammer 49 und die Leitung 47 gestattet.
Durch Dimensionierung der Reglerfeder 91 ist dafür Sorge getragen, dass sich im Ausgleichsbehälter maximal ein Druck von 5 atü ausbilden kann, während der Mindestdruck auf 3,5 atü (Maximalbremszylinder- druck) festgelegt ist.
Druckluft des Ausgleichsbehälters fliesst nun über die Leitung 51 und das Rückschlag- ventil 53 in die Kammer 3 konstanten Druckes, in welcher in Fahrtstellung ein Druck von 5 atü herr schen muss. Synchron mit der Beaufschlagung der Kammer 3 durch den Ausgleichsbehälter erfolgt die Beaufschlagung der Kammer 7 des Dreidrucksteuer- ventils aus dem Hauptbehälter 25 über den Relaisteil 31, die Hauptluftleitung 37, das Sicherungsventil 39 und die Kammer 69.
In der völligen Lösestellung ist also zu beiden Seiten des Steuerkolbens 5 ein Druck von 5 atü eingesteuert, was bewirkt, dass sich der Rückführkolben 13 unter der Kraft der Feder 19 in seine untere Lage begibt, so dass der Bremszylinder über die Leitung 42, die Kammer 15 und das am Druckbegrenzer 21 geöffnete Ventil 23 und die Ent lüftungsöffnung 11 sich vollkommen entlüften kann.
Bei einem ungefähren Restdruck von 0,2 atü im Bremszylinder und damit in der Kammer 61 öffnet das Überwachungsventil 45, so dass die Kammer 59 mit der Kammer 69 verbunden wird und auf diese Weise die Drücke in den Kammern 3 und 7 des Drei drucksteuerventils für den Fall von Druckschwankun gen in der Hauptluftleitung sich nach Massgabe der durch die Empfindlichkeitsöffnung bestimmten Zeit verzögerung ausgleichen und damit eine auf Grund von Druckschwankungen zwischen Kammer 3 und 7 eintretende Möglichkeit einer ungewollten Bremsung zu verhüten vermögen.
Eine Teilentlüftung der Hauptluftleitung zum Zwecke einer Betriebsbremsung vermittels des Führer bremshebels 85 über den Relaisteil 31 bewirkt das Öffnen des Rückschlagventils 77 im Sicherungsven til 39.
Infolge der Druckdifferenz zwischen der Kammer 3 konstanten Druckes und der Kolbenkammer 7 wer den der Steuerkolben 5 und die Kolbenstange 10 nach oben gedrückt, der Rückführkolben 13 schliesst durch den Ventilteller 24 die Bremszyl'inderleitung 42 gegen die Atmosphäre und öffnet gleichzeitig durch den Ventilteller 26 des Doppelventils 23 die Kammer 17. Nun strömt Druckluft aus dem Hauptbehälter über die Leitung 46 in die Kammer 17, in die Kammer 15, über die Leitung 42 in den Bremszylinder 41 und gleichzeitig über die Leitung 43 in die Kammer 61 des Überwachungsventils 45.
Im Falle einer Vollbremsung tritt der Höchstd\ruckbegrenzer in Tätigkeit, sobald sich im Bremszylinder ein Höchstdruck von 3,5 atü ausgebildet hat, der sich damit auch in der Kammer 15 einstellt und gegen den Druck der auf genau 3,5 atü dimensionierten Feder 20 des Höchstdruckbegrenzers dessen Ventilsitz nach unten drückt, wobei der Ventil teller 24 im Falle von Bremsdrücken über 3,5 atü kurzzeitig wieder öffnet und der Ventilteller 26 in seine Abschlussstellung gelangt.
Das Lösen der Bremse erfolgt durch Belüften der Hauptluftleitung 37. Zur rascheren Lösung der Bremse an den hinteren Wagen eines langen Zuges werden aus dem Hauptbehälter Füllstösse bis zu einem Druck von 8 atü in die Hauptluftleitung eingeleitet, gegen welche das Dreidrucksteuerventil 1 der Loko motive geschützt werden muss.
Sobald sich im Raum 81 des Sicherungsventils 39 ein Hauptleitungsdruck von mehr wie 5 atü ausbildet, drückt dieser die Mem brane 73 gegen den maximal in der Kammer 79 auf tretenden Ausgleichsbehälterdruck von 5 atü so weit nach links, dass der Ventilteller 71 in seine Abschluss- stellung gelangt und dabei die Hauptluftleitung gegen das Überwachungsventil 45 und das Dreidrucksteuer- ventil 1 abgeschlossen wird.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ebenfalls eine Steuereinrichtung, bei welcher die Kam mer 3 konstanten Druckes aus dem Ausgleichsbehäl ter 35 synchron zu der Kolbenkammer 7 aus der Hauptluftleitung 37 beaufschlagt wird. Die Empfind lichkeitsöffnung 57 ist in den Steuerkolben 5 verlegt, womit - in Vereinfachung der Konstruktion - das Überwachungsventil 45 und das Sicherungsventil 39 gegen Füllstossüberladung der Kammer 3 eingespart werden können.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung unterschei det sich von der nach Fig. 1 lediglich dadurch, dass der Steuerkolben 5 unter dem Druck einer Feder 99 im Zylinder des Dreidrucksteuerventils gelagert ist und in Lösestellung mit seinem Doppelventilkörper 98 zwi schen den beiden Ventilsitzen 96 und Sitz 97 der Kol benstange 10 so gehalten ist, dass die Empfindlich keitsöffnung 57 einen Druckausgleich von bestimmter zeitlicher Verzögerung zwischen den Kammern 3 und 7 zulässt. Im übrigen stimmt die Ausführung nach Fig. 2 mit der nach Fig. 1 völlig überein.
Die in Fig. 3 dargestdl'lte Ausführungsform lässt er kennen, dass sowohl die Kolbenkammer 7 als auch die Kammer 3 konstanten Druckes vom Ausgleichsbehäl ter 35 über die Leitung 51 gespeist werden kann. Beim Dreidrucksteuerventil kann wiederum auf das Sicherungsventil 39 und auf das überwachungsventil 45 infolge der im Steuerkolben 5 angeordneten Emp findlichkeitsöffnung 57 verzichtet sein.
Ebenfalls gerät der Höchstdruckbegrenzer im Rückführkolben da durch in Wegfall, dass die Kammer 7 nunmehr anstatt durch die Hauptluftleitung vom Ausgleichsbehälter her beaufschlagt wird, was bewirkt, dass der Druck in der Kammer 7 nur zwischen 3,5 und 5 atü schwan ken kann, nicht aber zwischen 0 und 5 atü wie bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2.
Entspre chend dem maximal zwischen Kammer 3 und Kam mer 7 auftretenden Differenzdruck von 5 zu 3,5 atü vermag auch bei einem maximalen Bremsdruck von 3,5 atü der Druck in der Kammer 15 unterstützt durch die Kraft der Feder 19 die Kolbenstange 10 zwecks Belüftung des Bremszylinders 41 wieder nach unten zu führen, so dass der Ventilteller 26 auch ahne Mit wirkung eines Höchstdruckbegrenzers von seiner Fe der wieder in die Abschlussstellung gedrückt und die Zuleitung von Druckluft über die Leitung 46 aus dem Hauptbehälter 25 unterbunden wird.
Die Wirkungsweise ist ähnlich derjenigen der vor angegangenen Ausführungsformen: Bei Betätigung des Führerbremshebels 85 fliesst Druckluft aus dem Hauptbehälter 25 über die Leitung 27 und den Relais teil 31, die Kammer 30, die geöffnete Kammer 49 und die Leitung 47 in den Ausgleichsbehälter 35 und von dort über die Leitung 51 in die Kolbenkammer 7, deren Druck in der Füllperiode auf 5 atü steigt und, unterstützt durch die Steuerkolbenfed@r 99, die Emp findlichkeitsöffnung 57 so weit öffnet, dass Druckluft auch in die Kammer 3 konstanten Druckes zu fliessen vermag, sofern dort ein Druck unter 5 atü herrscht.
Damit ist die völlige Lösestellung des Dreidrucksteuer- ventils erreicht und die Empfindlichkeitsöffnung ge rade so weit geöffnet, dass in der Leitung 51 des Aus gleichsbehälters 35 auftretende Druckschwankungen zwischen den Kammern 3 und 7 kompensiert werden können.
Ausserdem befindet sich der Rückführkolben unter der Kraft der Rückführfeder 19 in seiner Ruhestel lung, in welcher der Ventilteller 24 des Doppelsitz ventils abgehoben ist, so aass sich der Bremszylinder völlig zu entlüften vermag.
Bei Einleitung einer Betriebsbremsung wird der Druck im Ausgleichsbehälter 35 abgesenkt, welche Druckabsenkung sich infolge Fehlens des Rückschlag ventils 53 der Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 auch auf die Kolbenkammer 7 überträgt. Die Druckdifferenz zwischen Kammer 3 und Kammer 7 lässt den Steuerkolben 5 und die Kolbenstange 10 sowie den Rückführkolben 13 nach oben wandern, wobei die Verbindung des Bremszylinders zur Atmo sphäre durch Schliessen mittels des Ventiltellers 24 un terbrochen wird und gleichzeitig die Öffnung mittels des Ventiltellers 26 gegen den Druck von 8 atü im Hauptbehälter erfolgt.
Entsprechend dem am Führer bremsventil 29 eingesteuerten Bremsdruck wird der Bremszylinder auf maximal 3,5 atü belüftet, wie oben näher erläutert.
Mit der Konstruktion nach Fig. 3 können dem Dreidrucksteuerventil der Lokomotive keine Füllstösse zum Zwecke einer rascheren Bremslösung zugeleitet werden, da die Kammer 7 nicht mehr an die Haupt luftleitung, sondern direkt an die Ausgleichsbehälter- leitung angeschlossen ist.
Dies ist jedoch auch völlig überflüssig, da die Füllstösse insbesondere für die von dem Hauptbehälter entfernter liegenden Bremsventile der Wagen eines langen Zuges gedacht sind, nicht aber für ein Ventil wie das Dreidrucksteuerventil 1, das auf der Lokomotive sich in unmittelbarer Nähe des Hauptbehälters befindet.
Wie demgegenüber bereits oben ausgeführt, erfolgt das Lösen der Bremse der Lokomotive durch Belüften der Kammer 7 unter gleichzeitiger Einwirkung des Bremsdruckes auf den Rückführkolben 13 in Unterstützung durch die Feder 19 und somit infolge Abhebens des Ventiltellers 24 durch den herabgehenden Rückführkolben 13, wobei sich die, Bremszylinderleitung 42 entleert.
Das in Fig. 4 gezeigte Schema lässt zwei Führer bremsventile 29 und 129 sowie zwei Ausgleichsbehäl ter 35 und 135 erkennen, welche auf das Dreidruck steuerventil 1 der Lokomotive über je ein Kolben ventil 45 bzw. 145 arbeiten. Zu diesem Zwecke sind zwei Kammern 3 bzw. 103 konstanten Druckes und zwei Kolbenkammern 7 bzw.
107 im Dreidrucksteuer- ventil angeordnet, wobei die mit jedem Kammernpaar zu lösende Aufgabe genau dieselbe bleibt wie bei den bisherigen Ausführungsbeispielen. Lediglich soll dem Lokomotivführer beispielsweise einer elektrischen Lokomotive die Möglichkeit gegeben werden, von Führerständen am Bug bzw. am Heck der Lokomo tive gleichermassen auf das Dreidrucksteuerventil 1 der Lokomotive einwirken zu können.
Infolgedessen un terscheidet sich das vorliegende Dreidiucksteuerventil nach Fig. 4 lediglich durch die Hintereinanderschal- tung der beiden durch eine Trennwand 100 getrennten Paare von Steuerkammern 3, 7 bzw.
103,<B>107,</B> wobei jeweils eines der beiden Paare ausgeschaltet ist und das andere auf die Kolbenstange 10 einwirkt. Zu diesem Zwecke sind zwei Steuerkolben 5 und 105 unter dem Druck von Steuerkolbenfedern 99 bzw.<B>199</B> im Steuer ventil axial verschieblich angeordnet, derart, dass der Flansch 94 des Steuerkolbens 5 zwischen zwei An schlägen 92 und 90 der Kolbenstange 10 liegt und die Kolbenstange 110 des Kolbens 105 Gelegenheit hat, auf den Anschlag 90 der Kolbenstange 10 in gleicher Weise einzuwirken wie der Flansch 94 des Steuerkdlbens 5 auf den Anschlag 92.
Schliesslich ist in Fig. 5 ein weiteres Ausführungs beispiel der Einrichtung dargestellt, welches wiederum zwei Führerbremsventile 29 bzw. 129 erkennen lässt, von welchen aus das Dreidrucksteuerventil 1 der Lokomotive betätigt wird. Die beiden Ausgleichs behälter 35 und 135 sind mittels Leitungen 51 bzw. 151 an ein membrangesteuertes Doppelrückschlag- ventil 190 angeschlossen.
Dieses Ventil 190 weist zwei Kammern auf, die mit dem Ausgleichsbehälter 135 verbundene Kammer 191 und die mit dem Ausgleichs behälter 35 verbundene Kammer 189.
Leitungszweige 188 und 192 führen aus beiden Kammern über eine gemeinsame Leitung 193 zur Kammer 69 des Überwachungsventils 45. Bei Öffnung des Ventils 45 in Abhängigkeit vom Bremszylinder druck strömt Druckluft mit Ausgleichsbehälterdruck in die Kammer 59 und von dort über die Empfindlich keitsöffnung 57 in die Kammer 3 konstanten Druckes. Ebenfalls fliesst Druckluft aus der Kammer 69 über die Leitung 194 in die Kolbenkammer 7 des Drei drucksteuerventils.
Die Wirkungsweise dieser Ausführung ist folgende: Wie bei der Einrichtung nach Fig. 4 ist eines der beiden Führerbremsventile, angenommen das Führer bremsventil 129, unbesetzt, während das Führer- bremsventil 29 vom Lokomotivführer bedient werden soll. Für diesen Fall herrscht im Ausgleichsbehälter 135 des unbesetzten Führerbremsventils 129 ein Druck von 5 atü, der sich über die Leitung 151 in die Kammer 191 fortpflanzt und hinter die Membran 180 legt.
Die Membran<B>180</B> schliesst unter dem Druck des Ausgleichsbehälters 135 mittels des Ventiltellers 181 des Doppelsitzventils 190, während gleichzeitig der Ventilteller 182 abgehoben ist, solange der Aus gleichsbehälter 35 über das Führerbremsventil 29 nicht aus dem Hauptbehälter 25 über die Leitung 27, den Relaisteil 31 und das Ventil 95 voll auf 5 atü beaufschlagt ist. In dieser Stellung lassen sich die Kammer 69 des Kolbenventils 45 und damit die Steuerkammern 3 und 7 des Dreidrucksteuerventils aus dem Ausgleichsbehälter 35 speisen (Lösen der Bremse).
Sobald jedoch in den Kammern 3 und 7 ein Druck von 5 atü herrscht (Fahrtstellung), befinden sich infolge der Mittelstellung der Membrane 180 unter dem nunmehr bestehenden Gleichgewicht der Drücke von je 5 atü in den Kammern 189 und 191 die beiden Ventilteller 181 und 182 auf Grund der Ventilform in einer gedrosselten Öffnungsstellung.
Bei einer Betriebsbremsung wird der Ausgleichs behälter 35 über den Relaisteil 31 des Führerbrems- ventils 29, wie schon oben erläutert, belüftet, wobei die entstehende Druckdifferenz zwischen den Kam mern 189 und<B>191</B> sich infolge der Drosselung der Ventilteller 181, 182 nicht über die Leitungen 188, 192 wieder kompensieren kann, sondern bestehen bleibt,
was ein Abheben des Ventiltellers 182 und da mit eine Teilbelüftung der Kammer 7 des Dreidruck steuerventils einleitet und ein Abheben des Ventil tellers 26 und damit eine Beaufschlagung des Brems- zylinders 41 über die Kammern 15 und 17 und die Leitung 46 aus dem Hauptbehälter 25 zur Folge hat.
Die Wirkungsweise der vorstehenden Ausführung ändert sich nicht, wenn der Lokomotivführer das Führerbremsventil 129 bedient und dafür das Führer bremsventil 29 unbesetzt bleibt, in welchem Falle der Ausgleichsbehälter 35 mit einem Druck von 5 atü ge- füllt ist.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dar gestellten Ausführungsbeispiele. So wäre es auch mög lich, die Steuereinrichtung so auszubilden, dass eine Einbeziehung eines Druckübersetzers oder eines Vor steuerbehälters vorgesehen ist.