NO862960L

NO862960L - ELECTROPNEUMATIC DRIVER BRAKE SYSTEM FOR SKIN VEHICLES.

Info

Publication number: NO862960L
Application number: NO862960A
Authority: NO
Inventors: Heinz Deutsch
Original assignee: Oerlikon Buehrle Ag
Priority date: 1985-08-15
Filing date: 1986-07-23
Publication date: 1987-02-16
Also published as: EP0215206A1; ATE36493T1; DE3660534D1; NO862960D0; EP0215206B1

Abstract

1. Driver's electro-pneumatic brake installation for railway vehicles, having a feed line (1), having a main air line (8) which is topped up by the feed line (1) and in which the pressure is lowered to brake the vehicle, having between the feed line (1) and the main air line (8) a relay valve (2) by means of which the pressure in the main air line (8) can be controlled, and having a shut-off valve (7) between the relay valve (2) and the main air line (8), for topping up the main air line (8), characterised by a shut-off device comprising : a pressure differential valve (11) connected to the shut-off valve (7) and to the relay valve (2) in order to hold the shut-off valve (7) open until the pressure in the main air line (8) has fallen to the desired value ; a reservoir (12), a throttle (13), and a check valve (9) arranged parallel to the throttle (13), all of which are connected to the pressure differential valve (11) and to the relay valve (2) in order to delay closure of the shut-off valve (7) until the brake is fully operational.

Description

Oppfinnelsen vedrører et elektropneumatisk førerbremseanlegg for skinnekjøretøyer, med en mateledning og en hovedluftledning, hvilken fylles av mateledningen og i hvilken for bremsing av kjøretøyet, trykket blir senket med en reléventil, over hvilken trykket i hovedluftledningen er styrbar og med en avstengningsventil for hovedluftledningen. The invention relates to an electropneumatic driver brake system for rail vehicles, with a feed line and a main air line, which is filled by the feed line and in which, for braking the vehicle, the pressure is lowered with a relay valve, over which the pressure in the main air line is controllable and with a shut-off valve for the main air line.

Ved et slikt førerbremseanlegg er det vanlig, at lokomotivføreren, når denne forlater lokomotivet for det oppbremsede tog, stenger avsteng - ningsventilen med hjelp av en elektroventil for å hindre at hovedluftledningen utilsiktet igjen blir fylt over mateledningen og derved løsner bremsene påny. Avstengningsventilen kan imidlertid stenges med et hvilket som helt vilkårlig trykk i hovedluftledningen. Dermed består faren for at lokomotivføreren forlater kjøretøyet uten at dette er tilstrekkelig bremset. With such a driver's brake system, it is common for the driver, when he leaves the locomotive for the braked train, to close the shut-off valve with the help of an electric valve to prevent the main air line from being inadvertently filled again over the supply line and thereby releasing the brakes again. However, the shut-off valve can be closed with any completely arbitrary pressure in the main air line. There is thus a risk of the locomotive driver leaving the vehicle without the vehicle being sufficiently braked.

Oppgaven som den foreliggende oppfinnelse skal løse, består i å frem-skaffe et elektropneumatisk førerbremseanlegg, ved hjelp av hvilket bremsene er maksimalt virksomme ved lukkingen av avstengningsventilen, dvs. trykket i hovedluftledningen skal ved lukking av avstengningsventilen automatisk bli sinket på det trykk, som gir en maksimal bremsing. The task which the present invention is to solve consists in providing an electro-pneumatic driver's brake system, with the help of which the brakes are maximally effective when the shut-off valve is closed, i.e. the pressure in the main air line must be automatically lowered to the pressure that gives a maximum braking.

Det elektropneumatiske førerbremseanlegget, med hvilket denne oppgave løses, kjennetegnes ved en avstengningsstyreanordning, bestående av en trykkdifferanseventil, en tidsbeholder, en drossel og en tilbakeslagsventil, hvilken automatisk senker trykket i boreluftledningen når avstengningsventilen blir lukket, hvorved bremsene trer i full funksjon, når lokomo-tivføreren forlater lokomotivet. The electropneumatic driver brake system, with which this task is solved, is characterized by a shut-off control device, consisting of a pressure difference valve, a timer, a throttle and a check valve, which automatically lowers the pressure in the drill air line when the shut-off valve is closed, whereby the brakes come into full function, when the locomotive the driver leaves the locomotive.

Et utførelseseksempel av avstengningsstyreanordningen ifølge oppfinnelsen til et elektropneumatisk førerbremseranlegg, er i det etterfølgende med hjelp av vedlagte tegning beskrevet på utførelig måte. Den eneste figuren viser i skjematisk fremstilling oppbygningen av hele avstengningsstyreanordningen. An exemplary embodiment of the shut-off control device according to the invention for an electropneumatic driver braking system is subsequently described in an executable manner with the help of the attached drawing. The only figure shows in schematic representation the structure of the entire shut-off control device.

Det elektropneumatiske førerbremseranlegget oppviser ifølge tegningen en mateledning 1 og en hovedluftledning 8, hvilke strekker seg over hele lengden av toget, hvilket kan bestå av et lokomotiv og flere vogner. Mateledningen 1 er tilkoplet en ikke-vist trykkluftkilde, hvilken sørger for at der vedvarende hersker et trykk av eksempelvis 8 bar i mateledningen. En trykkregulator 3 er tilkoplet denne mateledning 1 over en avgreningsledning 14, hvilken trykkregulator gir i en andre grenledning 15 et konstant trykk av eksempelvis 5 bar. Dessuten er det til grenledningen 14 tilkoplet en trykkomsetter 2, eller reléventil 2. Denne trykkomsetter 2 oppviser et stempel 16, som deler to kammere 17 og 18 fra hverandre. Det nedre kammeret 17 er på den ene side tilkoplet over en ledning 19 til en beholder 6, som blir betegnet som dempnings volum, og på den annen side over en elektroventil 4 til den nevnte grenledning 15, i hvilken et konstant trykk hersker med hjelp av trykkregulatoren 3. Grenledningen 19 kan luftes over en andre elektroventil 5. Dermed kan også beholderen 6 og kammeret 17 luftes med hjelp av elektroventilen 5. Når elektroventilen 5 er strømløs, åpner den seg, hvorved kammeret 17, beholderen 6 samt grenledningene 19 og 15 luftes. Kammeret 18 befinner seg ovenfor stemplet 16 er forbundet med et ytterligere kammer 21 via en drossel 20. Kammeret 21 er lukkbar gjennom en ventiltallerken 22. Denne ventiltallerken 22 oppviser en utluftingsboring 23. Denne utluftingsboring 23 kan lukkes via et støtorgan 24, til hvilket stempelet 16 er festet. Ventiltallerken 22 kan heves over støtorganet 24 ved hjelp av stempelet 16 fra et ventilsete 25. Når ventiltallerkenen 22 heves fra ventilsetet, strømmer trykkluft ut av mateledningen 1 over grenledningen 14 og et fjerde kammer 26 i kammeret 21 og gjennom drosselen 20 i kammeret 18. Blir derimot utluftingsboringen 23 frigitt gjennom støtorganet 24, så kan kammeret 21 utluftes gjennom boringen 23 og et øverste kammer 27 til atmosfæren. Kammeret 21 er oer en ledning 28 tilkoplet en avstengningsventil 7. Avstengningsventilen 7 oppviser et stempel 29 som over et støtorgan 30 kan betjene en ventiltallerken 31. Stempelet 29 deler et øvre, ventilert kammer 32 fra et nedre kammer 33, hvilket over en ledning 34 er forbundet med en trykkdifferanseventil 11. Ventiltallerkenen 31 skiller likeledes et øvre kammer 35 fra et nedre kammer 36, idet det øvre kammeret 35 over ledningen 28 er tilkoplet trykkomsetterens 2 kammer 21 og det nedre kammeret 36 over en ledning 37 er forbundet med hovedluftledningen 8. According to the drawing, the electropneumatic driver brake system has a feed line 1 and a main air line 8, which extend over the entire length of the train, which may consist of a locomotive and several carriages. The supply line 1 is connected to a source of compressed air, not shown, which ensures that a pressure of, for example, 8 bar prevails continuously in the supply line. A pressure regulator 3 is connected to this supply line 1 via a branch line 14, which pressure regulator provides a constant pressure of, for example, 5 bar in a second branch line 15. In addition, a pressure converter 2, or relay valve 2, is connected to the branch line 14. This pressure converter 2 has a piston 16, which divides two chambers 17 and 18 from each other. The lower chamber 17 is, on the one hand, connected via a line 19 to a container 6, which is referred to as the damping volume, and on the other hand via an electrovalve 4 to the aforementioned branch line 15, in which a constant pressure prevails with the help of the pressure regulator 3. The branch line 19 can be vented via a second electrovalve 5. Thus, the container 6 and the chamber 17 can also be vented with the help of the electrovalve 5. When the electrovalve 5 is de-energized, it opens, whereby the chamber 17, the container 6 and the branch lines 19 and 15 are vented . The chamber 18 is located above the piston 16 is connected to a further chamber 21 via a throttle 20. The chamber 21 can be closed through a valve plate 22. This valve plate 22 has a venting bore 23. This venting bore 23 can be closed via a shock device 24, to which the piston 16 is attached. The valve plate 22 can be raised above the impact member 24 by means of the piston 16 from a valve seat 25. When the valve plate 22 is raised from the valve seat, compressed air flows out of the supply line 1 over the branch line 14 and a fourth chamber 26 in the chamber 21 and through the throttle 20 in the chamber 18. on the other hand, the vent bore 23 released through the impact member 24, then the chamber 21 can be vented through the bore 23 and an upper chamber 27 to the atmosphere. The chamber 21 is connected via a line 28 to a shut-off valve 7. The shut-off valve 7 has a piston 29 which, via a shock member 30, can operate a valve plate 31. The piston 29 divides an upper, ventilated chamber 32 from a lower chamber 33, which via a line 34 is connected to a pressure differential valve 11. The valve disc 31 likewise separates an upper chamber 35 from a lower chamber 36, the upper chamber 35 being connected via the line 28 to the chamber 21 of the pressure converter 2 and the lower chamber 36 via a line 37 being connected to the main air line 8.

Trykkdifferanseventilen 11 oppviser et større stempel 38 og et mindre stempel 39, som begge er festet til et støtorgan 40, hvilket tjener til operasjon av en ventiltallerken 41. Denne ventiltallerken 41 skiller et øvre kammer 42 fra et nedre kammer 43. Det øvre kammeret 42 er forbundet med grenledningen 15 og er derved fylt med trykkluft av konstant trykk av eksempelvis bar. Det nedre kammer 43 er forbundet med kammeret 33 hos avstengningssventilen 7. Det større stempelet 38 skiller likeledes to kammere 44 og 45 fra hverandre. Det øvre kammeret 44 er, slik som det tidligere nevnte kammeret 42 tilkoplet grenledningen 15. Det nedre kammeret 45 er tilkoplet over en elektroventil 10 til en tidsbeholder 12 og over en tilbakeslagsventil 9 til den nevnte ledning 28. Parallelt til tilbakeslagsventilen 9 er nok en drossel 13 anordnet. Tilbakeslagsventilen 9 hindrer at trykkluft fra det nedre kammeret 45 av trykkdifferanseverdien 11 kan gå inn i kammeret 21 hos trykkomsetteren 2. Tilbakeslagsventilen 9 åpner seg imidlertid når trykket i kammeret 21 hos trykkomsetteren 2 er større enn trykket i det nedre kammeret 45 hos trykkdifferanseventilen 11. Tilbakeslagsventilen 9 har en ventiltallerken 46, hvilken blir ved hjelp av en fjær 47 trykket mot et ventilsete 48. The pressure differential valve 11 has a larger piston 38 and a smaller piston 39, both of which are attached to a shock member 40, which serves to operate a valve disc 41. This valve disc 41 separates an upper chamber 42 from a lower chamber 43. The upper chamber 42 is connected to the branch line 15 and is thereby filled with compressed air of a constant pressure of, for example, bar. The lower chamber 43 is connected to the chamber 33 of the shut-off valve 7. The larger piston 38 likewise separates two chambers 44 and 45 from each other. The upper chamber 44 is, like the previously mentioned chamber 42, connected to the branch line 15. The lower chamber 45 is connected via an electrovalve 10 to a time container 12 and via a non-return valve 9 to the aforementioned line 28. Parallel to the non-return valve 9 is another throttle 13 arranged. The check valve 9 prevents compressed air from the lower chamber 45 of the pressure difference value 11 from entering the chamber 21 of the pressure converter 2. The check valve 9 opens, however, when the pressure in the chamber 21 of the pressure converter 2 is greater than the pressure in the lower chamber 45 of the pressure difference valve 11. The check valve 9 has a valve disc 46, which is pressed against a valve seat 48 by means of a spring 47.

Virkemåten av den beskrevne avstengningsstyreanordning er som følger: Når den ikke viste trykkluftkilden innkoples, hersker det i mateledningen 1 et trykk av eksempelvis 8 bar. Trykk regulatoren 3 sikrer at det hersker et konstant trykk av 5 bar i grenledningen 15. Kammeret 26 hos trykkomsetteren 2 er over grenledningen 14 likeledes fylt med trykkluft fra mateledningen 1. Sålenge ventilen hos trykkomsetteren 2 er lukket, hersker det i de øvrige kammere 18 og 21 ikke noe trykk og som elektroventilen 4 er lukket, er også kammeret 17 hos trykkomsetteren 2 trykkløst. Det i grenledningen 15 herskende, konstante trykk går også inn i kammeret 44 hos differansetrykkventilen 11 og bevirker, at stempelet 38 befinner seg i sin nederste stilling. Differansetrykkventilen 11 er dermed lukket. Derved hersker det også i kammeret 33 for avstengningsventilen 7 intet trykk og avstengningsventilen 7 er likeledes lukket. I hovedluftledningen hersker dermed ennu ikke noe trykk. The operation of the described shut-off control device is as follows: When the compressed air source, not shown, is switched on, a pressure of, for example, 8 bar prevails in the supply line 1. The pressure regulator 3 ensures that a constant pressure of 5 bar prevails in the branch line 15. The chamber 26 of the pressure converter 2 is above the branch line 14 also filled with compressed air from the supply line 1. As long as the valve of the pressure converter 2 is closed, it prevails in the other chambers 18 and 21 no pressure and as the electrovalve 4 is closed, the chamber 17 of the pressure converter 2 is also depressurised. The constant pressure prevailing in the branch line 15 also enters the chamber 44 of the differential pressure valve 11 and causes the piston 38 to be in its lowest position. The differential pressure valve 11 is thus closed. Thereby there is also no pressure in the chamber 33 for the shut-off valve 7 and the shut-off valve 7 is likewise closed. There is thus no pressure yet in the main air line.

Blir nå elektroventilen 4 aktivert, dvs. åpnet, så strømmer trykkluft ut av grenledningen 15 inn i kammeret 17 hos trykkomsetteren 2 og stempelet 16 blir hevet. Derved blir først boringen 23 ved hjelp av støtorganet 24 lukket og i tillegg blir ventiltallerkenen 22 hevet fra ventilsetet 25. Dermed går trykkluft fra kammeret 26 inn i kammeret 21 og over ledningen 28 samt over tilbakeslagsventilen 9 inn i kammeret 45 hos trykkdifferanseventilen 11. Det i grenledningen 15 herskende, konstante trykk virker kun på en del av stempelets 38 flate, mens trykket i kammeret 45 virker på hele flaten av stempelet 38. Derved blir stempelet 38 hevet og ventilen 11 åpnet. Det går dermed trykkluft fra ledningen 15 over ledningen 34 inn i kammeret 33 hos avstengningsventilen 7, og dermed blir også avstengningsventilen 7 åpnet og trykkluft flyter fra ledningen 28 over kammeret 35 og 36, samt over ledningen 37 inn i hovedluftledningen 8. Såsnart det samme trykk hersker i begge kammere 17 og 18 hos trykkomsetteren 2, lukker ventilen 22, 25 hos trykkomsetteren 2 seg og det kan ikke strømme noe luft lenger fra mateledningen 1 inn i hovedluftledningen 8. If the electrovalve 4 is now activated, i.e. opened, compressed air flows out of the branch line 15 into the chamber 17 of the pressure converter 2 and the piston 16 is raised. Thereby, first the bore 23 is closed by means of the impact member 24 and in addition the valve plate 22 is raised from the valve seat 25. Thus, compressed air from the chamber 26 enters the chamber 21 and over the line 28 as well as over the non-return valve 9 into the chamber 45 of the pressure differential valve 11. That in the branch line 15 prevailing, constant pressure only acts on a part of the piston 38's surface, while the pressure in the chamber 45 acts on the entire surface of the piston 38. Thereby, the piston 38 is raised and the valve 11 is opened. Compressed air thus passes from the line 15 over the line 34 into the chamber 33 of the shut-off valve 7, and thus the shut-off valve 7 is also opened and compressed air flows from the line 28 over the chamber 35 and 36, as well as over the line 37 into the main air line 8. Almost the same pressure prevails in both chambers 17 and 18 of the pressure converter 2, the valve 22, 25 of the pressure converter 2 closes and no more air can flow from the supply line 1 into the main air line 8.

Såfremt lokomotivføreren når denne forlater lokomotivet utkopler strømmen, åpner elektroventilen 5 seg og trykkluften strømmer fra kammeret 17 hos trykkomsetteren 2 og fra beholderen 6 inn i atmosfæren. Stempelet 16 beveger seg derfor langsom nedover og støtorganet 24 fjerner seg fra ventiltallekenen 22. Trykkluft fra kammeret 21 strømmer dermed gjennom boringen 23 i ventiltallerkenen 22 inn i atmosfæren. Ettersom avstengningsventilen 7 er åpen, kan trykkluften også unnslippe fra hovedluftledningen 8 over ledning 37, avstengningsventil 7, ledning 28 og kammer 21 inn i atmosfæren. Luften fra tidsbeholderen 12 og fra kammeret 45 hos trykkdifferansventilen 11 vil likeledes strømme inn i atmosfæren over drossel 13, ledning 28 og kammer 21. Derved beveger stempel 38 seg nedover og støtorganet 40 fjerner seg fra ventiltallerkenen 41. Kammeret 43 kan uttømmes i atmosfæren over boringen 49 hos støtorganet 40 og over kammeret 50. Derved blir også kammeret 33 hos avstengningsventilen 7 trykkløst, ettersom det er forbundet med kammeret 43 over ledningen 34. Avstengningsventilen 7 blir dermed lukket. De to stemplene 38 og 39 er således avstemt til hverandre, at fortrinnsvis ved et trykk av 3 bar i hovedluftledningen og dermed også i kammer 45 hos differansetrykkventilen 11, avstengningsventilen 7 på den nettopp beskrevne måte blir lukket. If the locomotive driver, when he leaves the locomotive, switches off the power, the electrovalve 5 opens and the compressed air flows from the chamber 17 of the pressure converter 2 and from the container 6 into the atmosphere. The piston 16 therefore moves slowly downwards and the impact member 24 removes itself from the valve disc 22. Compressed air from the chamber 21 thus flows through the bore 23 in the valve disc 22 into the atmosphere. As the shut-off valve 7 is open, the compressed air can also escape from the main air line 8 via line 37, shut-off valve 7, line 28 and chamber 21 into the atmosphere. The air from the time container 12 and from the chamber 45 of the pressure differential valve 11 will likewise flow into the atmosphere via throttle 13, line 28 and chamber 21. Thereby piston 38 moves downwards and the impact member 40 is removed from the valve plate 41. The chamber 43 can be emptied into the atmosphere above the bore 49 at the shock member 40 and above the chamber 50. Thereby also the chamber 33 of the shut-off valve 7 is depressurized, as it is connected to the chamber 43 via the line 34. The shut-off valve 7 is thus closed. The two pistons 38 and 39 are so matched to each other that preferably at a pressure of 3 bar in the main air line and thus also in chamber 45 of the differential pressure valve 11, the shut-off valve 7 is closed in the manner just described.

Trykkdifferanseventilen 11 kan i stedet for med et differensialstempel 38 og 39 utrustes med et fjærbelastet stempel, hvorved fjæren trykker stempelet nedover og lukker ventilen 41, såsnart trykket i kammeret 45 har sunket til den ønskede verdi av eksempelvis 3 bar. Drosselen 13 kan i stedet tilveiebringes i en separat ledning i ventiltallerkenen 46 hos tilbakeslagsventilen 9. The pressure differential valve 11 can instead of a differential piston 38 and 39 be equipped with a spring-loaded piston, whereby the spring presses the piston downwards and closes the valve 41, as soon as the pressure in the chamber 45 has dropped to the desired value of, for example, 3 bar. The throttle 13 can instead be provided in a separate line in the valve plate 46 of the non-return valve 9.

Avstengningsventilen 7 må være således utformet, at verken trykket i hovedluftledningen 8 eller trykket i kammeret 21 hos trykkomsetteren er i stand til å heve ventiltallerkenen 31 fra sitt sete. The shut-off valve 7 must be designed in such a way that neither the pressure in the main air line 8 nor the pressure in the chamber 21 of the pressure converter is capable of raising the valve disc 31 from its seat.

For kontroll av tettheten i hovedluftledningen 8 blir en elektroventil 10 aktivert og lufter derved kammeret 45 hos trykkdifferanseventilen 11, men dog ikke tidsbeholderen 12. Stempelet 38 senker seg, lukker ventilen 41, og utlufter kammeret 33 hos avstengningsventilen 7 og lukker følgelig også ventilen 7. Dermed kan ingen trykkluft ettermates fra mateledningen 1 inn i hovedledningen 8. Dersom hovedluftledningen 8 ikke er tett, vil derved trykket i denne synke. I og for seg kunne elektroventilen 10 være anordnet i ledningen 34 og dermed ved kontrollen direkte utlufte kammeret 33. To check the tightness in the main air line 8, an electrovalve 10 is activated and thereby ventilates the chamber 45 of the pressure differential valve 11, but not the time container 12. The piston 38 lowers, closes the valve 41, and ventilates the chamber 33 of the shut-off valve 7 and consequently also closes the valve 7. As a result, no compressed air can be supplied from the supply line 1 into the main line 8. If the main air line 8 is not closed, the pressure in it will thereby drop. In and of itself, the electrovalve 10 could be arranged in the line 34 and thus directly ventilate the chamber 33 during the control.

Man må påse at elektroventilene 4, 5 og 10 fortrinnsvis er således konstruert, at den aktiverte ventilen 4 er åpen, at den aktiverte ventilen 5 er lukket og at kammeret 45 hos trykkdifferanseventilen 11 ved hjelp av den aktiverte ventil 10 blir utluftet. It must be ensured that the electrovalves 4, 5 and 10 are preferably constructed in such a way that the activated valve 4 is open, that the activated valve 5 is closed and that the chamber 45 of the pressure differential valve 11 is vented by means of the activated valve 10.

Drosselen 13 og tidsbeholderen 12 er således avstemt til hverandre, at under den tid, hvor tidsbeholderen 12 tømmer seg over drosselen 13, også hovedluftledningen 8 kan senke seg ned til det ønskede trykk. The throttle 13 and the time container 12 are so matched to each other, that during the time when the time container 12 empties above the throttle 13, the main air line 8 can also lower to the desired pressure.

Claims

1. Electropneumatic driver braking system for rail vehicles, with a supply line (1) and a main air line (8), which is filled from the supply line (1) and in which the pressure is lowered to brake the vehicle, with a relay valve (2) above which the pressure in the main air line (8) is controllable and with a shut-off valve (7) for the main air line (8), characterized by a shut-off control device consisting of a pressure differential valve (11), a timer (12), a throttle (13) and a non-return valve (9), which after the disconnection of the the electrical system automatically lowers the pressure in the main air line (8) and only closes the shut-off valve (7) when the brake comes into full operation.

2. Electropneumatic driver brake system as specified in claim 1, characterized in that the pressure differential valve (11) is connected to the shut-off valve (7) in order to keep the shut-off valve (7) open as long as possible, until the pressure in the main air line (8) has dropped to the desired value.

3. Electropneumatic driver brake system as stated in claim 2, characterized in that a time container (12) is connected to a chamber (45) of the pressure differential valve (11), in which the air pressure keeps the valve (11) open, which can be ventilated via a throttle (13) ) into the atmosphere, the throttle (13) and the time container (12) being sent to each other in such a way that the main air line (8) can be completely emptied.

4. Electropneumatic driver brake system as specified in claim 1, characterized in that the pressure differential valve (11) has a differential piston (38, 39).

5- Electropneumatic driver brake system as specified in claim 1, characterized in that an electrovalve (10) is connected to the chamber (45) of the pressure difference valve (11), in which the air pressure keeps the valve (11) open, for ventilation of the chamber (45).

6. Electropneumatic driver brake system as specified in claim 1, characterized in that an electrovalve (10) is connected to the chamber (33) of the shut-off valve (7) for ventilating the chamber (33) during tightness control.