DE1249908C2 - Druckluftbetätigte, zeitabhängige sicherheitsfahrschaltung für schienen-triebfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:

Aktenzeichen:

Anmeldetag:

B 601

Deutsche Kl.: 201-27/01

K 41672 VIII b/201
14. September 1960
14. September 1967
21. März 1968

Auslegetag:

Ausgabetag:

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein

Die Erfindung betrifft eine druckluftbetätigte, zeitabhängige Sicherheitsfahrschaltung für Schienen-Triebfahrzeuge mit zwei als Zeitglieder dienenden Windkesseln und einem vom Fahrzeugführer zu betätigenden Tastventil, bei welcher der erste Windkessel in der einen Schaltstellung des Tastventils langsam belüftbar und in der anderen Schaltstellung rasch entlüftbar ist, und der Druck im ersten Windkessel bei Überschreiten einer eingestellten Druckgrenze Warn- und/oder Bremseinrichtungen betätigt, während der ebenfalls vom Tastventil gesteuerte Druck im zweiten Windkessel bei dauernder Entlüftung des ersten Windkessels nach einer durch den zweiten Windkessel bestimmten Zeitverzögerung ebenfalls zur Betätigung der Warn- und/oder Bremseinrichtungen führt. Derartige Sicherheitsfahrschaltungen bewirken sowohl bei einem ununterbrochenen Betätigen über die vorgesehenen Zeitspannen hinaus als auch bei einem zu lang anhaltenden Freigeben der Wachsamkeitstaste das Einschalten eines Warnsignals und anschließend, falls das Warnsignal unbeachtet bleibt und die Wachsamkeitstaste innerhalb einer bestimmten Frist nicht ordnungsgemäß gehandhabt wird, ein Abschalten der Antriebsanlage und Betätigen der Bremsen des Schienenfahrzeuges.

Es ist bereits eine Sicherheitsfahrschaltung der vorstehend angeführten Art bekanntgeworden. Bei dieser Sicherheitsfahrschaltung ist zumindest ein vom Fahrzeugführer in bestimmten Zeitabständen zu betätigendes Wachsamkeitsventil vorgesehen, das pneumatisch durch Be- bzw. Entlüften einer Steuerleitung ein Relaisventil schaltet. Das Relaisventil bewirkt je nach seiner Schaltstellung wechselweise und gegenläufig eine rasche Druckluftfüllung bzw. eine langsame Entleerung zweier Luftbehälter. Falls in einem der beiden Luftbehälter ein bestimmter Mindestdruck unterschritten wird, wird ein Warnsignal ausgelöst und eine langsame Entleerung eines dritten, bisher mit Druckluft gefüllt gehaltenen Luftbehälters eingeleitet. Nach Unterschreiten eines bestimmten Mindestdruckes im dritten Luftbehälter werden selbsttätig ein Anhalten des Schienen-Triebfahrzeuges bewirkende Schaltvorgänge eingeleitet. Das die gegenläufige Druckluftfüllung bzw. Entleerung der beiden erstgenannten Luftbehälter in Abhängigkeit vom Druckzustand in der Steuerleitung überwachende Relaisventil dieser Sicherheitsfahrschaltung stellt ein verhältnismäßig vielteiliges Sonderbauteil dar, das den Bauaufwand und auch die Störanfälligkeit der Einrichtung erhöht. Weiterhin bietet die Sicherheitsfahrschaltung keine Möglichkeit, am Druckluftbetätigte, zeitabhängige
Sicherheitsfahrschaltung für
Schienen-Triebfahrzeuge

Patentiert für:

Knorr-Bremse G. m. b. H.,
München 13, Moosacherstr. 80

Als Erfinder benannt:
Gerhard Kubath, München

Schienen-Triebfahrzeug eingeleitete, die Wachsamkeit des Fahrzeugführers beweisende Bremsvorgänge als den Betätigungswechsel des Wachsamkeitsventils gleichzusetzende Vorgänge zu berücksichtigen.

Bei einer anderen vorgeschlagenen Sicherheitsfahrschaltung sind zwei Luftbehälter vorgesehen, deren einer über ein Drosselrückschlagventil ständig und deren anderer über ein von einer Wachsamkeitstaste steuerbares Absperrventil mit Entlüftung und ein Drosselrückschlagventil an eine Druckluftquelle angeschlossen ist. Weiterhin ist an den erstgenannten Luftbehälter ein nur in einer Stellung der Wachsamkeitstaste geöffnetes, ungedrosseltes Entlüftungsventil angeschlossen. Mittels der Wachsamkeitstaste ist der Druck in beiden Luftbehältern unter ein Warnsignal bzw. eine Zwangsbremsung auslösenden Bremsdrücken zu halten. Diese Sicherheitsfahrschaltung ist mit dem Mangel behaftet, daß, falls die Wachsamkeitstaste andauernd in ihrer einen Schaltstellung gehalten wird, aus der Druckluftquelle über den ersten Luftbehälter ständig Druckluft in die Atmosphäre abströmt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer aus einfachen, allgemein verwendbaren Bauteilen zusammensetzbaren, billigen und doch unbedingt zuverlässig arbeitenden Sicherheitsfahrschaltung der eingangs angegebenen Art, die in keiner Schaltstellung der Wachsamkeitstaste ein ständiges Abblasen von Druckluft bewirkt. Außerdem soll die zu schaffende Sicherheitsfahrschaltung die Möglichkeit bieten, sie bei Bedarf durch Zusatz-

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einrichtungen ergänzen zu können, welche die Wach- 67 die' Entlüftung und verbindet die Leitungen 71 samkeit des Fahrzeugführers beweisende Brems- und 73. Der Ausgang des Doppelrückschlagventils 55 vorgänge als den Betätigungen der Wachsamkeits- führt über ein kolbengesteuertes Absperrventil 77 zu taste gleichzusetzende Handlungen berücksichtigen. einer Steuerleitung 81. Das Absperrventil 77 schließt Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch 5 sich nur bei Überschreiten einer gewissen Druckgelöst, daß in der einen Schaltstellung des Tastventils beaufschlagung seines Kolbens 83 aus der den der zweite Windkessel über ein Rückschlagventil Bremsdruck führenden Rohrleitung 41. Der in der rasch belüftbar und in der anderen Schaltstellung Steuerleitung 81 herrschende Druck beaufschlagt den über eine Düse langsam entlüftbar ist und daß der Steuerkolben 85 eines sich bei Überschreiten eines Druck im zweiten Windkessel bei Unterschreiten io Grenzdruckes öffnenden Absperrventils 79, das in einer eingestellten Druckgrenze die Warn- und/oder eine von der Speiseleitung 7 über einen Dreiwege-Bremseinrichtungen betätigt. hahn 86 zur Steuerleitung 81 führende Leitung 88 Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Er- eingeschaltet ist. Der Dreiwegehahn 86 gibt in seiner findung ist aus den Unteransprüchen entnehmbar. Normalstellung eine Verbindung von der Steuerin der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der 15 leitung 81 zum Absperrventil 79 frei; in seiner von Erfindung schematisch dargestellt. Hand einstellbaren Betätigungsstellung sperrt er An einem Schienen-Triebfahrzeug ist über ein diese Verbindung und entlüftet die Steuerleitung 81. kolbengesteuertes Absperrventil 1 ein Führerbrems- Ein Leitungsast der Steuerleitung 81 führt in die ventil 3, das den Druck in einer die Fahrzeugbremse Steuerkammer 87 eines mit der Hauptluftleitung 5 steuernden Hauptluftleitung 5 überwacht, mit einer 20 verbundenen Auslaßventils 89, das bei einer eine ständig mit Druckluft aufgeladenen Speiseleitung 7 Druckgrenze überschreitenden Beaufschlagung der verbunden. Das Absperrventill schließt sich bei Steuerkammer 87 die Hauptluftleitung 5 entlüftet. Druckbeaufschlagung seines Steuerkolbens. Eine Die Steuerleitung 81 führt in die Steuerkammer 91 Zweigleitung 9 führt von der Speiseleitung 7 über ein und 93 der Absperrventile 1 und 11 und beaufschlagt kolbengesteuertes, durch Federkraft geschlossen ge- 25 deren Steuerkolben in einer zur Ruhestellung ent-, haltenes Absperrventil 11 zu einer Warnpfeife 13. gegengesetzten Wirkungsrichtung.
Im Führerstand des Fahrzeuges ist ein Tastventil 15 Die Sicherheitsfahrschaltung arbeitet wie folgt:
angeordnet, das vermittels eines über eine Wachsam- Bei gelösten Bremsen muß die Wachsamkeitstaste keitstaste 17 schaltbaren Doppelventils 19 im Ruhe- 17 vom Fahrzeugführer niedergedrückt und nur zustand unter dem Einfluß von Federkräften einen 30 innerhalb bestimmter, aufeinanderfolgender Zeitmit einer Rohrleitung 21 verbundenen Raum 23 ent- spannen kurzzeitig freigegeben werden, d. h., die lüftet und von einem mit der Speiseleitung 7 in Ver- Wachsamkeitstaste wird nur etwa alle 60 Sekunden bindung stehenden Raum 25 absperrt, beim Nieder- für etwa 5 Sekunden freigegeben. Solange die Wachdrücken der Wachsamkeitstaste 17 dagegen die Ent- samkeitstaste 17 niedergedrückt ist, speist die Speiselüftung absperrt und die Räume 23 und 25 mit- 35 leitung 7 in die Rohrleitung 21 Druckluft ein. Aus einander verbindet. Die Rohrleitung 21 führt zu der Rohrleitung 21 strömt diese Druckluft durch die einem kolbengesteuerten Wachsamkeitsventil 27, Zweigleitung 57 und über das Rückschlagventil 61 dessen Steuerkolben 29 im Ruhezustand unter der in den Windkessel 63 ein und lädt diesen rasch auf. Einwirkung einer Feder 31 die Rohrleitung 21 ver- Ein Teil der Druckluft gelangt aus der Rohrleitung mittels eines Schieberventils mit · einer Leitung 33 40 21 über das die gezeigte Stellung einnehmende verbindet, bei Druckbeaufschlagung über einen Be- Wachsamkeitsventil 27 und durch die Düse 49 zum aufschlagungsraum 35 dagegen diese Verbindung ab- Windkessel 53 und lädt diesen nur langsam auf. Bei sperrt und die Leitung 33 entlüftet. Der Beaufschla- Freigabe der Wachsamkeitstaste 17 ist die Rohrgungsraum 35 ist über ein Rückschlagventil 37 aus leitung 21 entlüftet, so daß die in den Windkessel 53 einer zu einem Druckluftbremszylinder 39 führenden, 45 vorher eingesteuerte Druckluft rasch über das Rückin ihrem Druck durch eine nicht gezeigte Brems- schlagventil 51 entweicht. Aus dem Windkessel 63 steuereinrichtung überwachten Rohrleitung 41 füll- kann die Druckluft über die Düse 59 nur langsam in bar; eine Düse 43 verbindet ihn mit dem andererseits die Rohrleitung 21 entweichen. Bei ordnungsgemäßer des Steuerkolbens 29 befindlichen, die Feder 31 be- Betätigung der Wachsamkeitstaste 17 durch den inhaltenden Beaufschlagungsraum 45. Der Beauf- 50 Fahrzeugführer wird also der Druck im Windkessel schlagungsraum 45 ist vermittels eines in dieser 53 eine bestimmte, unterhalb der Speisedruckhöhe Strömungsrichtung öffnenden Rückschlagventils 47 liegende Druckhöhe nicht überschreiten und der mit der Rohrleitung 41 verbunden. Die Leitung 33 Druck im Windkessel 63 eine gewisse Druckgrenze führt über eine Düse 49, die ein in dieser Strömungs- nicht unterschreiten. Die Ventile der Sicherheitsrichtung sperrendes Rückschlagventil 51 überbrückt, 55 fahrschaltung nehmen dabei ständig die aus der zu einem Windkessel 53 und einem Eingang eines Zeichnung ersichtlichen Lagen ein. Das Relaisventil Doppelrückschlagventils 55. Die Rohrleitung 21 ist 67 entlüftet die Leitung 73, so daß das Doppelrücküber eine Zweigleitung 57 und ein von einer Düse schlagventil 55 den Windkessel 53 über das ge-59 überbrücktes, in dieser Strömungsrichtung öffnen- öffnete Absperrventil 77· mit der Steuerleitung 81 des Rückschlagventil 61 mit einem Windkessel 63 60 verbindet. Die Absperrventile 79, 89 und 11 sind ge- und der Steuerkammer 65 eines Relaisventils 67 ver- schlossen, und das Absperrventil 1 ist geöffnet. Der bunden. Bei genügender Druckbeaufschlagung der Dreiwegehahn 86 verbindet die Steuerleitung 81 mit Steuerkammer 65 sperrt das Relaisventil 67 ver- dem Absperrventil 79. . ., ;
mittels seines Wechselventils 69 eine mit der Speise- Bei einem andauernden, ununterbrochenen Niederleitung 7 verbundene Zweigleitung71 ab und ent- 65 drücken der -Wachsamkeitstaste 17 wird ,über die lüftet eine zum zweiten Eingang des Doppelrück- Düse 49 in den Windkessel 53 ein dessen normale schlagventils 55 führende Leitung 73; falls die Kraft Druckhöhe überschreitender, ständig anwachsender einer Feder 75 überwiegt, so sperrt das Relaisventil Druck eingesteuert. Sobald eine, bestimmte Druck-

grenze erreicht ist, öffnet der auch in der Steuerleitung 81 herrschende Druck des Windkessels 53 das Absperrventil 11 und schließt das Absperrventil 1. Aus der Speiseleitung 7 strömt nunmehr Druckluft zur Warnpfeife 13 und läßt diese ertönen, während die Druckluftnachspeisung über das Führerbremsventil 3 zur Hauptluftleitung 5 abgesperrt ist. Falls der Fahrzeugführer hierdurch aufmerksam wird und die Wach samkeitstaste 17 kurzzeitig freigibt, so kehrt die gesamte Sicherheitsfahrschaltung rasch in ihre Ausgangslage durch Entlüften des Windkessels 53 zurück. Wenn die Wachsamkeitstaste 17 jedoch weiterhin niedergedrückt bleibt, so steigt der Druck in der Steuerleitung 81 weiter an, und sobald er nach einer kurzen Zeitspanne eine zweite Druckgrenze überschreitet, öffnen sich die Absperrventile 79 und 89. Die Hauptluftleitung 5 wird dadurch entlüftet, und das Fahrzeug bremst durch Belüften der Rohrleitung 41 über die nicht gezeigte Bremssteuereinrichtung ein. Dabei schließt sich das Ventil 77 und schaltet das Wachsamkeitsventil 27, doch bleibt dies ohne weitere Folgen, da das Ventil 79 geöffnet ist und die Steuerleitung 81 mit der Speiseleitung 7 verbindet.

Bei einer zu langen Freigabe der Wachsamkeitstaste 17 sinkt der Druck im Windkessel 63 unter einen Grenzwert ab, das Relaisventil 67 schaltet und verbindet die Leitungen 71 und 73, so daß die Steuerleitung 81 belüftet wird und sich die weiteren Vorgänge, wie bereits geschildert, abspielen.

Zum Lösen der Bremse nach einem Ansprechen der Sicherheitsfahrschaltung muß der Dreiwegehahn 86 kurzzeitig umgeschaltet werden. Hierdurch wird die Steuerleitung 81 entlüftet, und die Absperrventile 1,11, 79 und 89 kehren in ihre Ruhelagen zurück. Die Bremse wird hierbei durch ein Einsteuern von Regeldruckhöhe in die Hauptluftleitung 5 gelöst, und beim Entlüften der Rohrleitung 41 kehren auch die Ventile 27 und 77 in ihre Ausgangslagen zurück. Das Wachsamkeitsventil 27 dient dazu, daß Änderungen des Druckes in der Rohrleitung 41 die kurzzeitigen Freigaben der Wachsamkeitstaste 17 zu ersetzen vermögen. Falls über das Führerbremsventil 3 eingebremst wird, so steigt der in der Rohrleitung 41 herrschende Druck an. Über das Rückschlagventil 37 strömt Druckluft rasch in den Beaufschlagungsraum 35 ein und verschiebt den Kolben 29 entgegen der Federkraft 31 nach rechts. Dabei wird die Leitung 33 von der Leitung 21 abgesperrt und entlüftet. Auch bei einer andauernden, ununterbrochenen Betätigung der Wachsamkeitstaste 17 kann die Sicherheitsfahrschaltung in dieser Stellung nicht ansprechen. Sobald der Druck in der Rohrleitung 41 nicht mehr weiter ansteigt, gleichen sich die Drücke in den Beaufgchlagungsräumen 35 und 45 über die Düse 43 langsam einander an, und das Wachsamkeitsventil 27 kann, mit Verzögerung, in seine Normallage zurückkehren.

Ähnliche Vorgänge spielen sich beim Lösen der Bremse ab. Aus dem Beaufschlagungsraum 45 strömt Druckluft rasch in die sich entleerende Leitung 41 ab, und der Kolben 29 bewegt sich unter der anhaltenden Beaufschlagung über den Raum 35 nach rechts. Erst nach Beendigung der Entlüftung des Raumes 45 kann sich auch der Raum 35 über die Düse 43 derart entlüften, daß der Kolben 29 mit Verzögerung zum Lösen der Bremse in seine Normallage zurückkehrt. Der Wachsamkeitstaste 17 braucht also auch während, des Lösens keinerlei Aufmerksamkeit gewidmet zu werden.

Das Ventil 77 verhindert ein Ansprechen der Sicherheitsfahrschaltung während der ganzen Zeitdauer einer stärkeren Bremsung; so daß also hierbei die Wachsamkeitstaste 17 unbeachtet bleiben kann.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Druckluftbetätigte, zeitabhängige Sicherheitsfahrschaltung für Schienen-Triebfahrzeuge mit zwei als Zeitglieder dienenden Windkesseln und einem vom Fahrzeugführer zu betätigenden Tastventil, bei welcher der erste Windkessel in der einen Schaltstellung des Tastventils langsam belüftbar und in der anderen Schaltstellung rasch entlüftbar ist, und der Druck im ersten Windkessel bei Überschreiten einer eingestellten Druckgrenze Warn- und/oder Bremseinrichtungen betätigt, während der ebenfalls vom Tastventil gesteuerte Druck im zweiten Windkessel bei dauernder Entlüftung des ersten Windkessels nach einer durch den zweiten Windkessel bestimmten Zeitverzögerung ebenfalls zur Betätigung der Warn- und/oder Bremseinrichtungen führt, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Schaltstellung des Tastventils (15) der zweite Windkessel (63) über ein Rückschlagventil (61) rasch belüftbar und in der anderen Schaltstellung über eine Düse (59) langsam entlüftbar ist und daß der Druck im zweiten Windkessel bei Unterschreitung einer eingestellten Druckgrenze die Warn- und/ oder Bremseinrichtungen betätigt.

2. Sicherheitsfahrschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein in die Verbindungsleitung (21. 33) vom Tastventil (15) zum erstgenannten Windkessel (53) eingeschaltetes Wachsamkeitsventil (27), welches in seiner Normalstellung die Verbindungsleitung (21, 33) öffnet und in seiner Sperrstellung, in die es durch die Beaufschlagung mit einem während Bremsungen auftretenden, pneumatischen Bremsdruck entgegen einer Federkraft (31) schaltbar ist, die Verbindungsleitung sperrt und den Windkessel (53) entlüftet.

3. Sicherheitsfahrschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wachsamkeitsventil (27) von einem Kolben (29) gesteuert ist, dessen in Schaltrichtung zur Sperrstellung wirkender Beaufschlagungsraum (35) über ein Rückschlagventil (37) vom Bremsdruck beaufschlagbar ist und dessen in Schaltrichtung zur Normalstellung wirkender Beaufschlagungsraum (45) über eine Düse (43) mit dem erstgenannten Beaufschlagungsraum (35) und über ein in dieser Strömungsrichtung öffnendes Rückschlagventil (47) mit der Bremsdruckquelle verbunden ist.

4. Sicherheitsfahrschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer in ihrem Druck von den Windkesseln (53, 63) überwachten, die Warn- und Bremseinrichtungen durch ihr Druckverhalten betätigenden Steuerleitung (81) ein sich bei Auftreten des Bremsdruckes schließendes Absperrventil (77) vorgeschaltet und daß ein bei Überschreiten eines Grenzdruckes in der Steuerleitung (81) sich öffnendes, die Steuerleitung mit einer Druckluftquelle verbindendes Absperrventil (79) vorgesehen ist.

5. Sicherheitsfahrschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Warn- und Bremseinrichtungen durch vom Druck in der Steuerleitung (81) beaufschlagte Druckwächter (11, 1, 89) betätigbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 685 325.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1 197 115.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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