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Die Erfindung betrifft eine Kompressoranlage für Triebfahrzeuge im Schienenfahrzeugbereich, mit einem Hauptkompressor und wenigstens einem Hilfskompressor sowie den beiden Kompressoren nachgeschaltete Lufttrockner.
Bei Triebfahrzeugen im Eisenbahnbereich, welche einen Hauptkompressor und wenigstens einen Hilfskompressor aufweisen, dient der Hilfskompressor bei Inbetriebnahme des Fahrzeuges dazu, um auf der Basis der Batteriestromversorgung unter anderem die Aufbügeleinrichtung pneumatisch unter Druck zu setzen, so dass das Triebfahrzeug nach dem Aufbügeln mit Frischstrom aus dem Fahrdraht versorgt wird, was wiederum das Anlaufen des Hauptkompressors gestattet Kompressoren der verwendeten Art werden in zunehmenden Masse mit
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Da der Hilfskompressor einerseits schwach ist und anderseits die jeweilige Laufzeit des Kompressors bis zum Aufbügeln des Stromabnehmers an den Fahrdraht wegen möglicher Undichtheiten nicht vorausgesagt werden kann, müsste bei herkömmlichen Anlagen ein relativ grosser Expansionsbehälter für die Lufttrocknung vorgesehen sein, was aber wegen der dadurch entstehenden Verlängerung der Aufpumpzeiten bis zum anheben des Stromabnehmers nicht toleriert werden kann.
Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Kompressoranlage der gattungsgemässen Art so auszugestalten, dass während der Anlaufzeit, d. h. während des sogenannten Aufbügelns des Stromabnehmers keine durch Regeneration bedingte Unterbrechung des Kompressorbetriebes der Hilfsanlage, eintritt, dass hingegen nach dem Aufbügeln des Stromabnehmers eine vollständige und zeitlich bevorzugte Regeneration des Lufttrockners der Hilfskompressoranlage geschehen kann.
Die FR-PS 942 854 sowie DE-OS 1 940 444 offenbaren Kompressoranlagen mit nur einem Kompressor und einem nachgeschalteten Lufttrockner mit zwei Trocknerpatronen und gegebenenfalls einem Luftkühler, wobei durch Umschalthähne die Trocknungs- und Regenerationsfunktionen der Trocknerpatronen schaltbar sind. Dem Abstrakt der JP 60 142070 ist ein zwei Trocknerpatronen aufweisender Lufttrockner für einen zweistufigen, einen Zwischenkühler aufweisenden Kompressor entnehmbar. Keine dieser Schriften zeigt eine Anordnung mit einem Hilfskompressor.
Die Lösung der erwähnten Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass der Lufttrockner des Hilfskompressors zeitlich gesteuert mit Druckluft aus der Hauptkompressoranlage regenerierbar ist
Die Kompressoranlage nach der Erfindung macht sich in vorteilhafter Weise die Verfügbarkeit der Druckluft aus dem Hauptkompressor für die Regeneration des Lufttrockners des Hilfskompressors zu eigen ;
der Erfindung liegt somit der allgemeine Gedanke zugrunde, dass die Druckluft aus dem Hilfskompressor während des Anlaufs der Anlage ausschliesslich für das mit Hilfe einer pneumatischen Betätigungseinrichtug vollzogene Aufbügeln des Stromabnehmers des Triebfahrzeuges verwendet wird, während nach erfolgtem Aufbügeln des Stromabnehmers und dadurch einsetzendem Hauptkompressorbetrieb Druckluft aus dem Bereich des Haupkompressors zur Regenertion des Lufttrockners des Hilfskompressors verwendet wird.
Die Regenertion des Lufttrockners des Hilfskompressors setzt demnach in Abhängigkeit von einstellbaren Grössen bevorzugt und vollständig ein, d. h., dass der Lufttrockner des Hilfskompressors innerhalb kurzer Zeit wieder vollständig regeneriert wird, obwohl die Regeneration während des sogenannten Aufbügelns unterbleibt
Eine vorteilhafte Ausgestaltung einer derartigen Kompressoranlage, bei welcher der Antrieb des Hilfskompressors batteriegespeist und der Antrieb des Hauptkompressors mit Strom aus einem Federdraht gespeist ist und das Aufbügeln eines Stromabnehmers des Triebfahrzeuges an den Fahrdraht mittels einer durch Druckluft der Hilfskompressoranlage beschickten Betätigungseinrichtung geschieht, ergibt sich nach der weiteren Erfindung entweder dadurch,
dass der Druckluftauslass des Hauptkompressors und der Druckluftauslass des Hilfskompressors mittels einer Leitung verbunden sind, in welcher sich ein in Richtung des Hilfskompressors öffnendes Rückschlagventil befindet, derart, dass Druckluft aus der Hauptkompressoranlage zum Zwecke der Regeneration in den Lufttrockner des Hilfskompressor gelangen kann, und dass der Lufttrockner des Hilfskompressors mittels eines einstellbaren Druckreglers aus der Aufpumphase in die Abblas- und Regenerationshase umschaltbar ist und einen die Zeitdauer der Regeneration bestimmenden, gleichfalls einstellbaren Zeitschalter von pneumatischer Wirkungsweise aufweist, oder abweichend hiezu dadurch, dass der Durckluftauslass des Lufttrockners des Hauptkompressors mittels einer Leitungsverbindung mit einem gesonderten Regenerationslufteinlass des Lufttrockners des Hilfskompressors verbunden ist,
wobei sich in der Leitungsverbindung ein in Richtung des Lufttrockners des Hilfskompressors öffnendes Rückschlagventil befindet und zwischen dem Rückschlagventil und dem Lufttrockner des Hilfskompressors ein Elektromagnetventil eingeschaltet ist, welches in Abhängigkeit vom Druck der Hauptkompresoranlage die Leitungsverbindung zum Regenationslufteinlass des Lufttrockners öffnet und gleichzeitig eine vom Regenerationsluftauslass des Lufttrockners abzweigende Leitung mit Atomsphäre verbindet, derart, dass während der Regeneration des Lufttrockners Druckluft aus der Hauptkompressoranlage über die Leitungsverbindung und eine Regnerationsdüse als Regenerationsluft in den Lufttrockner eintritt und nach Regeneration des Trockenmittels im Lufttrockner diesen bei ruhendem Hilfskompressor verlässt,
so dass die Regenerationsluft und in ihr enthaltenes Kondensat mittels der Leitung und das Elektromagnetventil in die Atomsphäre abgeblasen wird, und dass die Schaltdauer des Elektromagnetventils während der Regenerationsphase durch ein Zeitschaltelement überwacht ist
Bei der zweiterwähnten Ausgestaltung kann es nach der weiteren Erfindung zweckmässig sein, wenn das
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Zeitschaltelement nach Massgabe der Laufzeit des Elektromotors für den Hilfskompressor einstellbar ist und seinerseits die Umschaltung des Elektromagnetventils von der Abblas- und Regenerationsphase in die
Aufpumpphase überwacht Bei dieser oder der zweiterwähnten Ausgestaltung kann es nach der weiteren Erfindung zweckmässig sein, wenn das Zeitschaltelement über eine elektrische Leitung nach Massgabe der Laufzeit bzw.
der Umdrehungen des Elektromotors des Hilfskompressors setzbar ist
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Fig. 1 der Zeichnung stellt eine Kompressoranlage gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung dar ; und Fig. 2 stellt eine Kompressanlage gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dar.
In Fig. 1 der Zeichnung ist schematisch eine erfindungsgemässe Kompressoranlage nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ; diese Kompressoranlage, insbesondere für Triebfahrzeuge im Eisenbahnbereich, umfasst einen Hauptkompressor (1), einen Hilfskompressor (3), einen Lufttrockner (5) welcher dem Hauptkompressor zugeordnet ist, einen dem Hilfkompressor zugeordneten Lufttrockner (7), fernerhin einen Hauptbehälter (9) und einen Hilfsbehälter (11). Von der den Lufttrockner (5) mit dem Hauptbehälter (9) verbindenden Leitung (13) zweigt eine ein Rückschlagventil (15) aufweisende Leitung (17) ab und mündet in die den Lufttrockner (7) mit dem Hilfsbehälter (11) verbindende Leitung (19). Das Rückschlagventil (15) öffnet von der Leitung (13) in Richtung der Leitung (19) und sperrt in entgegengesetzter Richtung.
Der Hauptkompressor (1) ist von einem Elektromotor (21) antreibbar, welcher seinen Strom vom Fahrnetz bezieht ; der Hilfskompressor (3) seinerseits ist von einem Elektromotor (23) antreibbar, welcher batteriegetrieben ist Der Hilfsbehälter (11) ist über eine Leitung (25) mit einem Schaltventil (27) verbunden, welches an eine Betätigungseinrichtung (29) angeschlossen ist. Die schematisch wiedergegebene Betätigungseinrichutung (29) dient zum"Aufbügeln", d. h. zum Aufschwenken des Stromabnehmers (31) an einen in Fig. 1 schematisch dargestellten Fahrdraht (33).
Die Lufttrockner (5 und 7) der Kompressoranlage entsprechen einer an sich bekannten Ausführungsform, z. B. gemäss dem EU-Patent 0 036 569.
Lufttrockner dieser Konstruktion weisen neben den üblichen, für die Lufttrocknung dienenden Mitteln ein Abblasventil, einen Druckregler und einen pneumatischen Zeitschalter auf. Ist bei Lufttrockner der genannten Art der maximale Betriebsdruck in der Anlage erreicht, dann bewirkt der im Aufbau des Lufttrockners integrierte Druckregler ein Öffnen des Abblasventils. Die vom Kompressor weiter geförderte Luft und die im Lufttrockner enthaltene Druckluft entweichen hiebei über das Abblasventil in die Atomsphäre. Das angesammelte Kondenswasser und ein grosser Teil der im Filterbereich ausgefilterten Verunreinigungen werden somit in die Atomsphäre abgeführt. Sobald der Lufttrockner drucklos ist, beginnt die eigentliche Regeneration des Trockenmittels unter zeitlicher Steuerung des pneumatisch arbeitenden Zeitschalters.
Durch diesen wird ein am Rückschlagventil des Lufttrockners vorbeiführender Bypass offen gehalten, in welchem sich eine Düse mit vorzugsweise veränderlichem Querschnitt befindet. Durch diese Düse strömt während der Regeneration ein Anteil der im Druckluftbehälter gespeicherten Druckluft, wodurch das Druckmittel im Lufttrockner einer Regeneration unterzogen wird. Die Regeneration ist abgeschlossen, sobald durch den pneumatischen Zeitschalter das Ventil in der Bypassleitung geschlossen wird.
Die Wirkungsweise der in Fig. l dargestellten Anlage unter Verwendung von Lufttrockner (5 und 7) der zuvor beschriebenen Konstruktion ist wie folgt :
Zum Zwecke des Aufbügelns des Stromabnehmers (31) an den Fahrdraht (33) wird der batteriebetriebene Elektromotor (23) eingeschaltet, so dass der Hilfskompressor (3) zu arbeiten beginnt und Druckluft über den Lufttrockner (7) in den Hilfsbehälter (11) einspeist. Nach Erreichen eines zum Aufbügeln des Stromabnehmers (31) erforderlichen Druckes im Hilfsbehälter (11) kann das Schaltventil (27) betätigt werden, um die Betätigungseinrichtung (29) zu aktivieren, derart, dass der Stromabnehmer (31) in der in Fig. l schematisch angedeuteten Weise an dem Fahrdraht (33) hochgeschwenkt wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird die elektrische Anlage des Triebfahrzeuges mit Frischstrom versorgt, so dass der Elektromotor (21) zum Antrieb des Hauptkompressors (1) in Betrieb genommen werden kann. Zeitlich gesteuert, z. B. in Abhängigkeit von der Laufzeit des Elektromotors (21), kann der Elektromotor (23) abgeschaltet werden, da nunmehr der Hauptkompressor (1) Druckluft erzeugt und diese über den Lufttrockner (5) sowohl in den Hauptbehälter (9) als auch über die Leitungsverbindung (13, 17, 19) in den Hilfsbehälter (11) einspeist.
Nunmehr kann die Regeneration des Trockenmittels im Lufttrockner (7) vorgenommen werden. Der im Lufttrockner (7) vorgesehene, schematisch angedeutete Druckregler (35) ist auf einen vorbestimmten Druck einstellbar, welcher während der anfänglichen Förderphase des Hilfekompressors (3) nicht erreicht, jedoch nach Anlaufen des Kompressors (1) erreicht wird. Der Druckregler (35) ist also derart eingestellt, dass erst der Druck aus der Hauptkompressoranlage, welcher über die Leitung (17) und die Leitung (19) ansteht, zur Wirkung kommt, d. h., dass in der Phase nach dem Abschalten des Elektromotors (23) die Regeneration des Trockenmittels im Lufttrockner (7) mit Hilfe der Vorratsluft aus dem Hauptbehälter (9) vorgenommen wird.
Während der Regeneration des Trockenmittels wird die aus der Leitung (19) zum Zwecke der Regeneration in den Lufttrockner (7) strömende Druckluft nach Passieren des Trockenmittels zusammen mit dem Kondensat und eventuell Verunreinigungen über das Abblasventil (37) in die Atmosphäre abgeblasen. Der pneumatische Zeitschalter, welcher den die Regenerationsdüse enthaltenden Bypass offenhält, ist durch mechanische Mittel einstellbar, so
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durch veränderliche Federkraft, so dass in entsprechender Weise die Regenerationszeit vorherbestimmbar ist. Schliesst der pneumatische Zeitschalter den die Regenerationsdüse enthaltenden Bypass, dann ist die Regeneration des Lufttrockners (7) beendet und das Befüllen der beiden Behälter der Haupt- und Hilfskompressoranlage setzt wieder ein.
In der Leitung (17) befindet sich vorzugsweise eine Elektromagnetventil (40), welches zeitlich gesteuert die Leitung (17) schliesst, um nach erfolgter Regeneration die Hilfskompressoranlage von der Hauptkompressoranlage abkuppeln zu können. Zu diesem Zweck wird das Elektromagentventil (40) z. B. in Abhängigkeit von der Laufzeit des Elektromotors (21) über die Leitung (40a) erregt bzw. entregt. Es ist auch möglich, die Funktion des Rückschlagventils (15) im Elektromagentventil (40) zu integrieren.
Der Lufttrockner (5) der Hauptkompressoranlage kann in seinem Aufbau und in seiner Wirkungsweise dem Lufttrockner (7) entsprechen, jedoch ist der Druckregler des Lufttrockners (5) auf einen höheren Schaltdruck eingestellt, um die Regeneration des Lufttrockners (7) innerhalb des vorstehend erläuterten Zeitablaufes mit Priorität zu versehen.
In Fig. 2 der Zeichnung ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kompressoranlage mit einem Lufttrochner (41) für den Hauptkompressor und einem an den Hilfskompressor (3) angeschlossenen Lufttrockner (43) dargestellt. Der Lufttrockner (41) kann von beliebiger Konstruktion und Wirkungsweise sein, der Lufttrockner (43) ist unter Bezugnahme auf die dargestellte Ausführungsform in einfachster Konstruktion zu verstehen, d. h., dass die zum Regenerieren und zum Abblasen dienenden Mittel ausserhalb des Lufttrockners (43), also getrennt von diesem beschrieben und dargestellt sind.
Der Lufttrockner (43) kann in diesem Sinne als ein Trockenmittel enthaltender Behälter verstanden werden, welcher in Förderrichtung des Hilfskompressors von der geförderten Druckluft durchströmt wird, derart, dass die Druckluft in den Hilfsbehälter (11) gelangt, während der Lufttrockner (43) in entgegengesetzter Richtung, wie nachfolgend beschrieben, von Regenerationsluft durchströmt wird. Bei der Anlage nach Fig. 2 sind ein u. a. Druckwächter (45), ein Elektromagnet (47), ein Zeitschaltelement (49) und eine Regenerationsdüse (51) vorgesehen. Der Durchwächter (45) zweigt mittels einer Leitung (53) vor dem in der Leitung (17) befindlichen Rückschlagventil (15) ab und steht über eine Leitung (55) am Elektromagnetventil (47) an. Über eine Leitung (57) steht der Druckwächter (45) fernerhin am Zeitschaltelement (49) an.
Der Druckwächter (45) besitzt die Aufgabe, das Elektromagnetventil (47) als auch das Zeitschaltelement (49) druckabhängig Zeitschaltelement (49) durchabhängig zu aktivieren, d. h., dass die nachfolgend beschriebene Regenerationsphase dann eingeleitet wird, wenn in der Hauptkompressoranlage ein vorbestimmter Mindestdruck erreicht ist. Das Zeitschaltelement (49) steht über eine elektrische Leitung (59) mit dem Elektromagnetventil (47) in Verbindung und ist über eine elektrische Leitung (61) mit einer Fühlereinrichtung am motorischen Antrieb des Hilfskompressors vebunden.
Die Wirkungsweise der schematisch aufgezeigten Bestandteile der Anlage ergeben sich aus der nachfolgenden Funktionsbeschreibung wie folgt :
Wie unter Bezugnahme auf die Ausführungsform nach Fig. 1 bereits erläutert wurde, wird der Hilfskompressor (3) mit Hilfe des batteriebetriebenen Elektromotors (23) angetrieben, um den Hilfsbehälter (11) aufzuladen, derart, dass der Stromabnhemer (31) nach Erreichen eines erforderlichen Betriebsdruckes aufgebügelt werden kann.
Die Laufzeit des Elektromotors (23), z JB. gemessen an den Umdrehungen wird über die elektrische Leitung (61) in das Zeitschaltelement (49) eingegeben, d. h., dass das Zeitschaltelement (49) entsprechend gesetzt wird.
Nachdem der Elektromotor (23) nach erfolgtem Aufbügeln des Stromabnehmers (31) abgeschaltet wird, übernimmt die Hauptkompressoranlage, wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert, die Druckversorgung sowohl des Haupbehälters (9) als auch des Hilfebehälters (11). Druckluft aus dem Hauptkompressor (1) gelangt also nach Passieren des Lufttrockners (41) über die Leitung (17) und die Leitung (19) in den Hilfsbehälter (11) fernerhin gelangt die Druckluft in normaler Weise in den Hauptbehälter (9). Um die Regeration des Trockenmittels im Lufttrockner (43) nach Beendigung des Hilfskompressorlaufs zu vollziehen, wird der Druckwächter (45) bei einem vorbestimmten Druckwert wirksam und aktiviert über die Leitungen (55 und 57) sowohl das Elektromagnet (47) als auch das Zeitschaltelement (49).
Im Elektromagnetventil (47) wird hiedurch die von der Leitung (17) abgezweigende Leitung (63) mit der die Regenerationsdüse (51) enhaltenden Leitung (65) verbunden ; Druckluft aus der Leitung (17) gelangt nach Passieren der Regenerationsdüse (51) in Form expandierter Luft in den Lufttrockner (43) und regeneriert das im Lufttrockner (43) bedindliche Trockenmittel. Das Elektromagentventil (47) verbindet während der vorstehend genannten Aktivierung ausserdem die vom Regenerationsluftauslass (66) abzweigende Leitung (67) mit der Aussenluftverbindung (69), so dass die Regenerationsluft nach Durchströmen des Lufttrockners (43) einschliesslich des sich in der Aufpumpphase im Lufttrockner angesammelten Kondensats etc. weiterer Verunreinigungen über die Leitung (67) und das Elektromagnetventil (47) in die Atomsphäre abgeblasen wird.
Um das zeitliche Mass der Regeneration des Lufttrockners (43) zu bestimmen, ist das Zeitschaltelement (49) in vorstehend beschriebener Weise nach Massgabe der Laufzeit des Elektromotors (23) eingestellt bzw. gesetzt worden, d. h. dass das Zeitschaltelement (49) die Regenerations-Schaltstellung des Elektromagnetventils (47) solange hält, bis die gesetzte Zeit abgelaufen ist. Die Erregung bzw. Entregung des Elekromagnetventils (47) geschieht hiebei über die elektrische Leitung (59). Mit Hilfe der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ist es somit in einer der Anordnung nach Fig. 1 vergleichbaren Weise ermöglicht, die Regeneration des Trockenmittels im Lufttrockner (43) bei abgeschaltetem Elektromotor (23) vorzugsnehmen, nachdem das Aufbügeln des Stromabnehmers (31) und damit das Einschalten des Hauptkompressors vollzogen ist.
Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Lufttrockner für die Hauptkompressoranlage, d. h. der Lufttrockner (41) so
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eingestellt, dass die Regeneration mit Priorität am Lufttrockner (43) einsetzt.
PATENTANSPRÜCHE
1. Kompressoranlage für Triebfahrzeuge im Schienenfahrzeugbereich, mit einem Hauptkompressor und wenigstens einem Hilfskompressor sowie den beiden Kopressoren nachgeschaltete Lufttrockner, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufttrockner (7 ; 43) des Hilfskompressors (3) zeitlich gesteuert mit Druckluft aus der Hauptkompressoranlage regenerierbar ist.