DE19756709A1 - Lokomotive - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lokomotive gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Es ist bei Lokomotiven ganz allgemein bekannt, den Führerraum über einen mit der Außenatmosphäre kommunizierenden Luftkanal mit Frischluft zu versorgen. Dabei befindet sich im Luftströmungsweg ein Gebläse, das über eine Steuereinrichtung zur Mengensteuerung der durch den Luftkanal strömenden Luft gesteuert ist. Die Steuerung muß dabei so erfolgen, daß sich bei äußeren Luftdruckschwankungen, wie sie im Begegnungsverkehr mit anderen schnell fahrenden Zügen, bei Einfahrt in einen Tunnel oder dergleichen auftreten, keine höheren Druckschwankungen im Führerraum als ± 200 Pa/s einstellen. Um dabei einen geeigneten Meßort zur Erfassung - des tatsächlichen äußeren Luftdruckverlaufs zu finden, wird eine Vielzahl von Meßstellen auf der Außenseite des Lokomotivgehäuses angebracht und durch Vergleich der jeweils erfaßten Meßergebnisse der günstigste Meßort ermittelt. Dennoch zeigt es sich, daß das gewonnene Meßsignal bei unterschiedlichen Fährgeschwindigkeiten oder bei Begegnungen einen so hohen Störpegel aufweisen kann, daß ein Rückschluß auf den tatsächlichen Druckverlauf nicht möglich ist. Es erfolgen dadurch Fehlsteuerungen der Frischluftzufuhr.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Lokomotive gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch die bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen ein dem tatsächlichen äußeren Luftdruckverlauf entsprechendes Meßsignal erzielt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.

Bei einer Ausgestaltung einer Lokomotive gemäß der Erfindung werden Fehlsteuerungen vermieden, indem innerhalb der Außenumkleidung des Lokomotivgehäuses der Meßort für den aktuellen Verlauf des Luftdrucks vorgesehen wird. Es ergibt sich dadurch eine wesentliche Verringerung des dynamischen Anteils im Luftdruckverlauf gegenüber einer Messung, bei welcher der Meßort an der Außenhaut der Lokomotive liegt. Die Anordnung des Meßortes innerhalb eines vom Lokomotivgehäuse umschlossenen, strömungsberuhigten, mit der Außenatmosphäre kommunizierenden Raumes führt zu einer von Störeinflüssen weitgehend bereinigten Erfassung des Luftdruckverlaufs der bei Tunneleinfahrten, Zugbegegnungen und dergleichen auftretenden Druckwellen. Dabei weist der Raum bereits eine Tiefpaßfilterfunktion auf, durch die Störsignalfrequenzen ausgefiltert werden, die dem tatsächlichen dynamischen Druckänderungsverlauf an der Außenseite der Lokomotive überlagert sind.

Für die Erfassung des Druckluftverlaufs ist es dabei zweckmäßig, einen Meßbehälter als pneumatisches Tiefpaßfilter mit einem Volumen von etwa ein bis zwei Litern mit einer Meßöffnung von etwa zehn Millimetern Durchmesser in dem vom Lokomotivgehäuse nicht luftdicht umschlossenen Raum anzuordnen oder zumindest die Meßöffnung in diesen Raum münden zu lassen. Wird ein Raum als Meßort für die Schwankungen des äußeren Luftdrucks verwendet, dessen freier öffnungsquerschnitt zur Außenatmosphäre als Drosselstelle wie beim Meßbehälter bemessen ist, kann gegebenenfalls auf die Einschaltung des Meßbehälters in die Meßstrecke verzichtet werden, nachdem dieser Raum dann in Analogie zur Funktion des Meßbehälters eine Filterwirkung für störende Rauschsignale und hohe Amplitudenspitzen ausübt. Die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters liegt dabei bei höchstens vier Hertz, vorzugsweise bis zu etwa zwei Hertz.

Zur Erfassung des Luftdruckverlaufs kann ein Druckmeßgerät angewandt werden, das den Druck am Meßort in elektrische Signale umsetzt, die den Druckverlauf repräsentieren. Dabei kann anstelle einer Filterung mittels pneumatischer Filtermittel das elektrische Meßsignal über ein elektrisches Tiefpaßfilter geführt werden, das Störsignalanteile wie Rauschen oder hohe Druckspitzen unterdrückt.

Zur Erfassung des Druckluftverlaufs kann es auch zweckmäßig sein, ein Differenzdruckmeßgerät anzuwenden, dessen einer Eingang mit dem Meßort verbunden ist und an dessen zweiten Eingang ein Referenzdruckbehälter angeschlossen ist. Im Referenzdruckbehälter herrscht ein konstanter Druck, der beispielsweise dem Druck zu Beginn einer Zugfahrt entspricht, oder der gegebenenfalls auch während der Fahrt im Bedarfsfall durch kurzzeitiges Belüften auf den aktuellen Luftdruck eingestellt werden kann.

Das Druckmeßgerät bzw. das Differenzdruckmeßgerät setzt die auftretenden Druckschwankungen in elektrische Steuersignale um, die ein von den Druckschwankungen abhängiges Steuersignal an einen Eingang eines Steuergerätes liefern, in dem ein Vergleich des dem Druckverlauf am Meßort entsprechenden Eingangssignals mit wenigstens einem vorgegebenen gegebenenfalls änderbaren Sollwert erfolgt und das bei Unter- oder überschreiten von Sollwertgrenzen das Durchlaßventil in dem in den Führerraum mündenden Luftkanal zumindest teilweise, insbesondere jedoch vollkommen schließt. Der Luftaustausch über den Luftkanal ist dann so lange gedämpft oder gesperrt, bis die am Meßort erfaßten Druckschwankungen wieder im zulässigen Bereich liegen. Dabei ist es zweckmäßig, das Ausgangssignal des Differenzdruckmeßgerätes über ein Tiefpaßfilter vierter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von zwei Hz zu führen, um die Amplitudenwerte des dynamischen Druckanteils verkleinern und damit dem realen Druckverlauf besser anzupassen.

Der Meßbehälter bzw. die Meßstelle befindet sich vorzugsweise im in Fahrtrichtung vorn liegenden Kopfstück des Lokomotivgehäuses, um die im Bereich des Führerhauses herrschenden Luftdruckverhältnisse unmittelbar erfassen zu können. Vorzugsweise befindet sich dabei der Meßort bzw. die Meßöffnung des Meßbehälters in einem seitlichen Langträger des Lokomotivchassis und liegt damit im vom direkten Fahrluftstrom weitgehend abgeschirmten geschützten Raum mit enger pneumatischer Ankopplung an die tatsächlichen Außendruckverhältnisse. Wird die Meßstelle jedoch unterhalb eines Klimageräts oder in deren Bereich oder auch im Maschinenraum angeordnet, tritt durch die Einbauten bereits eine gewisse Dämpfung insbesondere von hochfrequenten Störströmungen auf, so daß an der Meßstelle ein bereits vorgefiltertes Druckluftsignal gegeben ist.

Insgesamt wird somit eine einfache mechanische Lösung des Problems aufgezeigt, die dem Grundsignal der Luftdruckänderung auf Grund des aerodynamischen Rauschens überlagerten Störsignale zu beseitigen und eine den tatsächlichen Druckverhältnissen entsprechende Steuerung der Frischluftzufuhr zum Führerraum in einer Lokomotive zu ermöglichen. Die Druckwellensignale werden dabei dem tatsächlichen Verlauf entsprechend als weitgehend rauschfreies Meßsignal abgebildet. Eine zusätzliche elektrische Filterung der Meßsignale über einen elektrischen Tiefpaßfilter ist dabei aber dann nicht erforderlich, wenn der Meßbehälter als pneumatisches Tiefpaßfilter ausgelegt ist, dessen obere Grenzfrequenz nicht höher als vier Hertz liegt.

Claims (12)

1. Lokomotive mit einem mit der Außenatmosphäre kommunizierenden Luftkanal zur Frischluftzuführung in den Lokomotiv-Führerraum und mit einer Steuereinrichtung zur Mengensteuerung der durch den Luftkanal strömenden Luft, wobei das an ein abhängig vom Druck der Außenatmosphäre gesteuertes Steuergerät der Steuereinrichtung vorgesehen ist, welches ein Schließsignal generiert, wenn die aktuellen Druckänderungen des äußeren Luftdrucks an einem Meßort einen vorgegebenen Grenzwert unter- oder überschreiten, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Außenumkleidung des Lokomotivgehäuses der Meßort für den aktuellen äußeren Luftdruck vorgesehen ist.

2. Lokomotive nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter eine Grenzfrequenz bis zu etwa zwei Hertz aufweist.

3. Lokomotive nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Meßort ein Meßbehälter vorgesehen ist, der eine in einen vom Lokomotivgehäuse umschlossenen Raum mündende- Meßöffnung und einen Ausgangsrohranschluß aufweist, daß der Ausgangsrohranschluß am einen Eingang eines Druckmeßgeräts angeschlossen ist und daß abhängig vom aktuell erfaßten Druckwert und/oder von der Änderungsgeschwindigkeit der Druckänderung das Steuergerät das Durchlaßventil öffnet oder schließt.

4. Lokomotive nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßgerät ein Differenzdruckmeßgerät ist, an dessen einen Eingang der Meßbehälter und an dessen anderen Eingang ein Referenzdruckbehälter angeschlossen ist.

5. Lokomotive nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbehälter ein Volumen von etwa eins bis zwei Liter, die Meßöffnung einen Durchmesser von etwa zehn Millimeter und der Ausgangsrohranschluß einen Innendurchmesser von etwa sechs Millimeter aufweist.

6. Lokomotive nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßort im Kopfstück des Lokomotivgehäuses angeordnet ist.

7. Lokomotive nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßöffnung unterhalb eines Klimagerätes angeordnet ist.

8. Lokomotive nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßort in einem seitlichen Langträger des Lokomotivchassis angeordnet ist.

9. Lokomotive nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßort im Raum von Antriebsmaschinen angeordnet ist.

10. Lokomotive nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzdruckbehälter etwa zwei Liter Inhalt aufweist und mit einer wahlweise öffenbaren Druckausgleichsöffnung versehen ist.

11. Lokomotive nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das am Meßort erfaßte Meßsignal über ein pneumatisches oder elektrisches Tiefpaßfilter geführt ist.

12. Lokomotive nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter eine Grenzfrequenz bis zu etwa zwei Hertz aufweist.