Selbstregelndes Führerbremsventil für Druckluftbremsanlagen von Schienenfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstregeln des Führerbremsventl für Druckluftbremsanlagen von Schienenfahrzeugen, mit einem handbetätigten Vorsteuerventil und einem Relaisventil, wobei das Vorsteuerventil entweder durch den von ihm selbst geregelten Druck oder durch den vom Relaisventil in die Hauptleitung eingesteuerten Druck selbstab schliessend regelbar ist,
bei dem ferner eine Einrich tung zur Erzeugung vorn Hochdruckfüllstössen und eine Einrichtung für die Niederdruckfüll- und An- gleichperiode vorgesehen ist.
Bei den bekannten Ausführungsformen selbstre gelnder Führerbremsventile mit Füllstosseinrichtung wird der Hauptluftleitungsdruck durch ein Relais ventil überwacht, das unter :
dem Einfluss des Unter- schied#es zwischen, einem Steuerdruck und dem Hauptluftleitungsdruck steht, wobei der Steuerdruck für das Relaisventil durch Verstellen des Führerhe bels an einem Vorsteuerventil kontinuierlich ver änderlich ist und wobei der vom Vorsteuerventil selbst eingestellte steuernde Druck dieses in die Ab schlussstellung zurückführt.
Bei Führerbremsventilen dieser Art sind Füllstoss- und Angleicheinrichtungen bekannt, welche in der Füllstossstellung und in der Angleichstellung durch direkte pneumatische Beein flussung dies Relaisventilkolbens oder eines mit dem Relaisventilkolben gekuppelten zweiten Kolbens die Hauptluftleitung über einen grossen Querschnitt mit der Hauptluftbehälterleitung verbunden und bei de nen ein Zeitbehälter in Verbindung mit einer Aus wahl von Düsen den zeitlichen Ablauf der Hoch- <RTI
ID="0001.0042"> druckfüllperiode und der im Anschluss hieran einset zenden Niederdruckfüll und Angleichperiode, beeinl flusst, derart, dass abhängig von der Füllstossdauer, der Zeitbehältergrösse und der Abmessungen der Düsen: der während der Hochdruckfüllperiode und teilweise auch während der Niederdruckfüllperiode erforderliche grosse Füllquerschnitt offen gehalten wird.
Diese selbstregelnden Führerbremsventile mit Füllstosseinrichtung haben jedoch den Nachteil, d:ass bei einem vom Fahrzeugführer eingeleiteten Füll stoss- oder Angleichvorgang proportional hierzu der Zeitbehälter aufgefüllt wird und der Zeitbehälter- druck im Anschluss an die Hochdruckfüllperiode auch während der Niederdruckfüllperiode und der Angleichperiode auf die den grossen Füllquerschnitt steuernde
Kolbenfläche einwirken kann. Bei einer innerhalb dieses Zeitraumes eventuell eintretenden zugseitigen Notbremsung würde neben dem Nach- speisequerschnitt auch der grosse Füllquerschnitt auf gestossen, und die Wirksamkeit der Notbremsung er heblich beeinträchtigt.
Ausserdem haben diese selbstregelnden Führer bremsventile den Nachteil, dass während der vom zweiten Relaiskolben gesteuerten Angleichperiode die, Reibungen und eventuell Seitenkräfte des zweiten Kolbens zu den bereits vorhandenen Reibungen hin- zuaddiert werden, so d:ass die Gesamtempfindlichkeit des Relaisventils während der Angleichperiod'e erheb lich verschlechtert wird.
Bei weiteren bekannten Ausführungsformen selbstregelndier Führerbremsventile mit Füllstoss- und Angleicheinrichtung wird ebenfalls während der Hochdruckfüllperiode durch direkte pneumatische Beeinflussung eines mit dem Relaisventilkolben ge- kuppelten zweiten Kolbens und während der Anf- gleichperiode durch direkte pneumatische Beeinflus sung des Relaisventilkolbens die
Hauptluftleitung über den grossen Querschnitt des Relaisventils mit der Hauptluftbehälterleitung verbunden, wobei ebenso ein Zeitbehälter den Ablauf der Angleich- periode steuert.
Bei Führerbremsventilen dieser Art wird vom Fahrzeugführer manuell eine Querschnittsverände- rung in der Weise vorgenommen, dass durch Ver änderung der Handgriffstellung über Nocken ein Querschnittsschaltventil betätigt wird. Dies hat den Nachteil,
dass entweder zu früh der grosse Füllquer schnitt von der Hauptluftleitung abgetrennt wird oder aber der grosse Füllquerschnitt des Querschnittsschalt- ventils während der Niederdruckfüllperiode und An gleichperiode geöffnet bleibt. Bei einer im letzteren Falle eintretenden zugseitigen Notbremsung wird über grossen Querschnitt nachgespeist unid die Wirksamkeit der Notbremsung erheb:lichbeeinträchtigt.
Es sind weiterhin selbstregelnde Führerbremsven- tile für Druckluftbremsanlagen bekanntgeworden, bei denen der vom Relaisventil gesteuerte Druck das Vorsteuerventil in die Abschlussstellung bringt.
Bei Führerbremsventilen dieser Art sind Füllstoss- und Angleicheinrichtungen bekannt, die auf ein mit den Regelgliedern des Vorsteuerventils gekuppeltes Steuerglied einwirken, derart, dass die Regelungswir kung des Vorsteuerventils pneumatisch über den durch eine Feder vorgegebenen Regelbereich hinaus während der Hochdruck- und Niederdruckfüllperiode erhöht wird,
wodurch das Füllventil des Relaisventils in Öffnungsstellung gezwungen wird und ausserdem der das Steuerglied beeinflussende Zeitbehälterdruck gleichzeitig am Relaisventil auf ein den grossen Füll querschnitt steuerndes Organ einwirkt.
Diese selbstregelnden Führerbremsventile mit Füllstoss- und Angleichereinrichtung haben ebenfalls den Nachteil, dass der während der Hochdruck-, Niederdruck- und Angleichperiode wirksame Zeit- behälterdruck den grossen Füllquerschnitt geöffnet hält, so d ass bei einer zugseitigen Notbremsung die Wirksamkeit der Notbremsung ebenfalls erheblich beeinträchtigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile bekannter selbstregelnder Führerbremsven- tile zu beseitigen und ein selbstregelndes Führer- bremsventil mit Füllstoss- und mit Angleicheinrich- tung zu schaffen,
das ausschliesslich in Abhängigkeit von dem tatsächlichen Luftbedarf der Hauptluftlei- tung und der Hilfsluftbehälter den grossen Füllquer schnitt nach Beendigung der Hochdruckfüllperiode während der anschliessenden Niederdiruckfüllperiode automatisch schliesst und verriegelt, so dass gewähr leistet ist,
d-ass der grosse Füllquerschnitt nur im un bedingt notwendigen Zeitraum zum Füllen der Hauptluftleitung geöffnet ist und während der Nieder druckfüllperiode und der Angleichperiode die ,not- wendige Sicherheit gegen Nachspeisen über grossen Querschnitt bei zugseitiger Notbremsung vorhanden ist.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch ge löst, dass an der das Nachspeise- und das Füllventil unterschiedlichen Querschnitts für die Hauptluftlei- tung steuernden Ventilstange des Relaisventils eine ausschliesslich während der Hochdruckfüllperiode pneumatisch oder mechanisch beeinflusste Verriege- lungseinrichtung vorgesehen ist, mit dieren Hilfe die Ventilstange,
ein Öffnern des Nachspeiseventils kleine ren Querschnitts zulassend gegen ein Betätigen des Füllventils grösseren Querschnitts ausserhalb der Hochdruckfüllperiodie verriegelbar ist.
In weiterer Ausbildung dies Erfindungsgegenstan des ist der vom Hauptluftleitungsdruck entgegen dem vom Vorsteuerventil geregelten Steuerdruck beauf- schlagte und die Höhe des Luftdrucks in der Haupt- luftleiiung beeinflussende Membrankolben des Relais ventils mittels einer Federkupplung kraftschlüssig mit der Ventilstange verbunden.
Weiterhin ist dabei die Verriegelungseinrichtung auf der Mittelachse der Ventilstange angeordnet und durch einen als Füllstosskolben wirkenden Membran kolben mit Rohr steuerbar.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Mittelschnitt dargestellt. Das Führerbremsventil 'besteht aus einem Vorsteuer ventil 1 und einem Relaisventil 2. Das Vorsteuer ventil enthält einen Hohlstössel 3, der mittels eines Handgriffes. 9 in bekannter Weise in Längsrichtung bewegbar ist. Die Längsbohrung dies Stössels 3 ist am oberen Ende geschlossen, am unteren Ende da gegen als Sitz für einen Ventilkörper 4 ausgebildet und steht über Radiialbohrungen 5 mit einer den Stössel 3 umgebenden Ringkammer 6 in ständiger Verbindung.
Am Stössel 3 befinden sich Nocken 7, 8, 10, 11, die in Abhängigkeit der vom Handgriff 9 eingelegten Stellungen entweder ein federbelastetes Angleichventil 12, ein federbelastetes Füllstossventil 13, ein federbelastetes Abschlussventil 14 oder ein federbelastetes Schnellbremsventil 15 'betätigen. Die Betätigungsvorrichtung für das Angleichventil 12 kann auch so gewählt werden, dass die Betätigung über einen besonderen; vom Führerbremshebel unab hängigen Mechanismus erfolgt.
Die Ventilkammern 16 und 17 werden bei betätigtem Ventil 12 bzw. 13 mit dem Raum 18, der durch seine Verbindungen mit der Ringkammer 6 Haupthehälterdruck hat, ver bunden, bei nicht betätigtem Ventil von ihm ab getrennt. Die Kammer 19 des Abschlussventils 14 stellt die Verbindung zum Nachspeiseventil des Relaisventils dar und ist bei geöffnetem Abschluss- ventil mit der Hauptluftleitung 20 verbunden.
Bei geöffnetem Schnellbremsventil 15 wird die Haupt luftleitung 20 über grossen Querschnitt mit der Atmo sphäre verbunden.
Der untere Teil des @. Vorsteuerventils 1 enthält eine Membran 21, in der ein Ventilrohr 22 befestigt ist, das auf einer Seite dichtend durch eine Trenn wand 23 führt und das mit seinem als Ventilsitz ausgebildeten oberen Ende unter der als Dichtfläche dienenden Grundfläche dies Ventilkörpers 4 liegt. Am anderen Ende trägt das Ventilrohr 22 einen Kol ben 24, der in .einer Kolbenkammer 25 dichtend geführt ist. Eine Feder 26 mit veränderbarer Vor- spannurig sucht die Membran 21 in Richtung auf dien Ventilkörper 4 zu drücken.
Die Federkammer 27 ist mit einer Entlüftungsbohrung des Ventilrohres 22 und mit der Atmosphäre verbunden. Zur Verände rung der Vorspannung der Feder 26 dient eine Stell schraube 28. Die Kammer 16 des Füllstossventils 13 ist urigedrosselt mit einer Kammer des Relais ventils 2 und die Kammer 17 des Angleichventils, 12 über eine Drossel 29 mit einem Zeitbehälter 30 ver bunden. Der Zeitbehälter 30 steht mit der Kolben kammer 25 in Verbindung.
Zur zeitabhängigen Ent lüftung der Kolbenkammer 25, des Zeitbehälters 30 und damit zum zeitabhängigen Angleichen einer über ladenen Hauptleitung an den Regeldruck dient eine im Federteller 31 befindliche Düse 32, die über die Kammer 27 ins Freie führt.
Das Relaisventil 2 enthält eine mit einem Kolben 33 durch eine Feder 34 verbundene Ventilstange 35, die auf der einen Seite durch eine mit Anschlägen 36 versehene Gehäusewand 37 hindurchgeführt ist und mit ihrem als Ventilsitz ausgebildeten oberen Ende unter der als Dichtfläche dienenden Grund fläche des federbelasteten Nachspeiseventils 38 liegt. In axialer Verlängerung des Nachspeiseventils 38 be findet sich ein druckentlastetes Füllventil grossen Querschnitts 39.
Die Kammern 40 und 41 sind stän- dig mit dem Hauptluftbehälter, die Kammer 42 über grossen Querschnitt direkt und die Kammer 43 über das Abschlussventil 14 des Vorsteuerventils 1 mit der Hauptluftleitung 20 verbunden. Der in der Kammer 43 über das Abschlussventil 14 von der Hauptluft le:itung anstehende Druck kann über die hohlen Ven tilkörper des Nachspeiseventils 38 und des Füllven tils 39 in der Entlüftungsstellung des Relaisventils ins Freie entweichen.
Die Membran 33 steht in der Kammer 44, an die ein, Ausgleichbehälter 45 an geschlossen ist, unter dem Einfluss des vom Vor steuerventil 1 vorgegebenen Steuerdruckes und in der Kammer 46 unter dem Einfluss des über eine Düse 47 von der Hauptluftleitung 20 zugeführten Regel druckes.
Das untere Ende der Ventilstangen 35 ist mit einer Eindrehung 48 versehen, in die die Kugeln 49 der Verriegelungseinrichtung eingreifen können. Gelagert sind die Kugeln 49 im Gehäuse 50, wodurch eine axiale Verschiebung der Kugeln, wie sie die Ventil- stange 35 ausführen kann, verhindert wird. Ein mit einer Membran 51 verbundenes Rohr 52 ist am oberen Ende mit einer Verdickung 53 versehen, durch die die Kugeln 49 am seitlichen Heraussprin gen aus der Eindrehung 48 der Ventilstange 35 gehin dert werden, solange der Raum 54 drucklos ist und eine Druckfeder 55 die Membran 51 und, das Rohr 52 in die äussere Endlage gegen den Gehäuseanschlag 56 zwingt.
Die Eindrehung 48 in der Ventilstange 35 ist in ihrer Länge so bemessen, dass bei wirksa mer Verriegelungseinrichtung die Ventilstange 35 nur einen zum Öffnen des Nachspeiseventils 38 und zum Entlüften der Kammer 43 erforderlichen Hub ausfüh ren kann. Die Kammer 54 des Relaisventils 2 steht ausschliesslich in der Füllstossstellung über das geöff nete Füllstossventil 13 des Vorsteuerventils 1 mit dem Hauptbehälter in Verbindung. In jeder anderen Handgriffstellung wird die Kammer 54 durch eine Bohrung im Füllstossventil 13 entlüftet gehalten.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Ein richtung ist wie folgt: In der Ruhelage befinden sich alle beweglichen Teile in den gezeichneten Stellungen.
Zum Lösen der Bremsen mittels Füllstoss gelangt beim Drehen des Handgriffes 9 in die Füllstossstellung die Nocke 7 unter den Stössel des Füllstossventils 13 und öffnet dieses entgegen der Federkraft. Der in der Kammer 18 anstehende, über die Ringkam mer 6 vom Hauptluftbehälter zugeführte Druck ge langt in die Kammer 54 des Relaisventils 2.
Die Membran 51 und das, Rohr 52 bewegt sich gegen die Kraft der Feder 55 nach oben, so dass zuerst die am Rohr 52 befindliche Verdickung 53 von den Kugeln 49 geschoben wird und erst dann das Rohr kraftschlüssig an der Ventilstange 35 zur Anlage kommt. Bei diesem Bewegungsvorgang werden die Kugeln 49 aus der an der Ventilstange 35 befindli chen Eindrehung 48 ausgehoben, da das Rohr 52 den erforderlichen Spielraum freigibt. Die Ventil stange wird so weit nach oben bewegt, bis der Kol ben 33 an den Gehäuseanschlägen 36 zur Anlage kommt und dabei sowohl das Nachspeiseventil 38 als auch das Füllventil 39 gegen die Kraft ihrer Federn geöffnet wurde.
Gleichzeitig wurde bei der Betätigung des Hand griffes, 9 in bekannter Weise wegabhängig das Ein- und Auslassventil 4 des Vorsteuerventils 1 so ge steuert, dass die Kammer 44 des Relaisventils 2 und, der Ausgleichbehälter 45 mit Steuerdruck beauf- schlagt werden.
Bei der Betätigung des Handgriffes 9 gelangt ausserdem die Nocke 8 unter den Stössel des An- gleichventils 12 und öffnet diesen gegen die Kraft einer Feder. Der in der Kammer 18 anstehende Hauptbehälterdruck gelangt über eine Drosselstelle 29 vorbereitend für die der Hochdruckfüllperiode nachfolgende Niederdruckfüllperiode oder die An gleichperiode in den Zeitbehälter 30 und von dort in: die Kolbenkammer 25, in der ein mit dem Ventil rohr 22 und der Membran 21 verbundener Kolben 24 dichtend geführt wird.
Der Kolben 24 und die Ventilstange 22 werden nach oben bewegt und das Einlassventil 4 geöffnet, wodurch die Regelungswir kung pneumatisch über den durch die Feder 26 vorgegebenen Regelbereich -erhöht wird und damit erhöhter Steuerdruck für die Niederdruckfüll- und Angleichperiode in die Kammer 44 des Relaisven- tils 2 und in den Ausgleichbehälter 45 gelangt.
Bei Beendigung der Hochdruckfüllperiode wird der Handgriff 9 dies Vorsteuerventils 1 aus der Füll- stossstellung herausbewegt. Die Kammer 54 des Re- laisventils 2 wird über die Bohrung des Füllstoss ventils 13 entlüftet.
Die auf die Membran 51 und das Rohr 52 des Relaisventils einwirkende Feder 55 bewegt den Kolbensatz 51/52 in Richtung zum Ge häuseanschlag 56 so weit, bis die am Rohr 52 dar- gestellte Verdickung 53 an den Kugeln 49, die wäh rend der Hochdruckfüllperiode aus der Eindrehung 48 der Ventilstange 35 seitlich ausgehoben :sind und auf dem äusseren Ventilstangendürchmesser ruhen, zur Anlage kommt.
Ausschliesslich in Abhänigkeit vom sinkenden Luftbedarf der Hauptluftleitung und der Hilfsluftbehälter führt die Ventilstange 35 eine langsame Bewegung nach unten, also im Schliesssinn der Ventile 38 und 39, aus, da bei sinkendem Luft bedarf der über die Drosselstelle 47 auf die Membran 33 einwirkende Hauptleitungsdruck langsam ansteigt. Die Kugeln 49 der Verriegelungseinrichtung greifen in :dem Augenblick in die Eindrehung 48 der Ventil stange 35 ein, wenn das Füllventil 39 bei der Ab wärtsbewegung der Ventilstange geschlossen ist.
Die Feder 55 bewegt das Ventilrohr 52 und die Mem bran 51 gegen den Gehäuseanschlag 56, so dass die Verdickung 53 die Kugeln 49 umschliesst und gegen erneutes Herausspringen sichert. Hierdurch ist sicher gestellt, dass bei einer auftretenden zugseitigen Not bremse nunmehr die Ventilstange 35 nur eine Bewe gung entsprechend der Länge der Eindrehung 48 aus führen kann und ein Nachspeisen über den grossen Querschnitt des Füllventils verhindert wird.
Bei einer eintretenden zugseitigen Notbremse wird die Kammer 43 des Relaisventils direkt und die Kammer 46 über die Bohrung 47 über die Haupt luftleitung mit der Atmosphäre verbunden und beide Räume annähernd drucklos. Der in, der Kammer 44 vorhandene Steuerdruck bewegt den Membrankolben 33 in Richtung zum Anschlag 46.
Bei diesem Bewe gungsvorgang wird die Ventilstange 35 so weit mit genommen, bis das Nachspeiseventil 38 geöffnet ist und dann die Verriegelungseinrichtung eine weitere Bewegung der Ventilstange verhindert. Jetzt wird die Druckfeder 34 so weit zusammengedrückt, bis der Membrankolben 33 am Gehäuseanschlag 46 zur An lage kommt.
Durch die Druckfeder 34 ist sicher gestellt, d'ass bei einer zugseitigen Notbremse nicht die hohen Kolbenkräfte, sondern: nur die Federkraft 34, die den erforderlichen Öffnungskräften der druck entlasteten Ventile 38 und 39 entspricht, von der Verriegelungseinrichtung aufgefangen werden muss.
Die im Anschluss an eine Hochdruckfüllperiode einsetzende Niederdruckfüllperiode oder auch die Angleichperiode wird vom Zeitbehälter 30 in Ver bindung mit dem Betätigungskolben 24 des Vor steuerventils so gesteuert, dass erhöhter und langsam abklingender Steuerdruck auf die Membran 33 des Relaisventils 2 zur Steuerung des Nachspeiseventils 38 einwirkt. Dadurch ist gewährleistet,
d'ass auch während der Niederdruckfüll- und Angleichperiode die hohe Gesamtempfindlichkeit des Führerbrems- ventils erhalten bleibt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist sowohl bei Führecrbremsventilen, deren Vorsteuerventil durch den von ihm selbst geregelten Steuerdruck, als auch bei Führerbremsventilen, deren Vorsteuerventil durch den vom Relaisventil in die Hauptluftleitung ein- gesteuerten Druck in die Abschlussstellung zurück geführt werden, anwendbar.