DE19920302A1 - Elektrisches Gerät - Google Patents

Abstract

Elektrisches Gerät mit einer Stromverbrauchseinrichtung (1), die von einem Grund-Generator (2) mit elektrischer Energie versorgbar ist, der von einer Grund-Druckluftturbine (3) antreibbar ist, die über eine Anschlußeinrichtung (4, 4') an eine Hauptluftleitung (5) eines Zuges anschließbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät mit einer Stromverbrauchseinrichtung, die von einem Grund-Genera­ tor mit elektrischer Energie versorgbar ist.

Derartige Geräte sind allgemein bekannt.

Aus Signal + Draht (89) 11/97, Seiten 22 bis 25 ist ein elek­ trisches Gerät mit einer Stromverbrauchseinrichtung bekannt, das - insbesondere als Zugschlußmelder - bei Güterwaggons eingesetzt werden soll. Das elektrische Gerät wird dabei über eine Batterie gespeist.

Um einen sicheren Betrieb der Stromverbrauchseinrichtung zu gewährleisten, müssen logistische Maßnahmen der Eisenbahnun­ ternehmen getroffen werden, um sicherzustellen, daß zu Fahrt­ beginn jeder entsprechende Güterwaggon mit einer geladenen Batterie versehen ist. Da eine Batterie aber stets nur eine begrenzte Kapazität aufweist, kann sie - z. B. während einer langen Fahrt - leer werden.

Es ist zwar denkbar, eine elektrische Leitung durch alle Gü­ terwaggons zu schleifen und die Stromverbrauchseinrichtung an die elektrische Leitung anzuschließen. Dies ist aber umständ­ lich und teuer.

Es ist auch denkbar, einen Achsdynamo vorzusehen. Dies ist aber ebenfalls umständlich. Insbesondere muß ein solcher Dy­ namo stets am Güterwaggon vorhanden sein, unabhängig davon, ob das elektrische Gerät an den Dynamo angeschlossen ist oder nicht.

Weiterhin ist denkbar, das elektrische Gerät mit Solarzellen zu versehen. Solarzellen sind aber relativ teuer und war­ tungsintensiv. Ferner würde das elektrische Gerät auch dann noch zwangsweise eine Batterie benötigen, um Nachtfahrten, Tunneldurchfahrten und Ausfall von Solarstrom bei schlechtem Wetter zu überbrücken.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein elektrisches Gerät für den Einsatz bei Güterzügen zu schaffen, das kostengünstig herstellbar ist, mit einfachen Komponenten auskommt und zuverlässig arbeitet.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Grund-Generator von einer Grund-Druckluftturbine antreibbar ist, die über eine Anschlußeinrichtung an eine Hauptluftleitung eines Zuges an­ schließbar ist.

Denn jeder Zug weist eine Hauptluftleitung auf, die im Be­ trieb mit Druckluft beaufschlagt sein muß, um die Bremsen des Zuges lösen zu können. Die zur Energieversorgung des elektri­ schen Geräts erforderliche Druckluft ist somit systembedingt vorhanden.

Wenn dem elektrischen Gerät ein Akkumulator mit einem Ladezu­ stand zugeordnet ist, ist das elektrische Gerät kurzzeitig auch ohne Druckluft betreibbar.

Die Betriebssicherheit wird noch weiter erhöht, wenn dem Akkumulator eine Ladungsüberwachungsschaltung zum Überwachen des Ladezustands zugeordnet ist.

Wenn die Ladungsüberwachungsschaltung eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen und/oder eine Meldeeinrichtung zum Melden des Ladezustands aufweist, ist der Ladezustand direkt erfaßbar.

Wenn die Anschlußeinrichtung ein Ventil aufweist, das von der Ladungsüberwachungsschaltung ansteuerbar ist und mittels des­ sen die Grund-Druckluftturbine von der Hauptluftleitung ab­ koppelbar ist, wird der Generator nur bei Spitzenlast und/ oder leerem Akkumulator betrieben.

Wenn das Ventil im ansteuerungsfreien Zustand geschlossen ist und die Ladungsüberwachungsschaltung über eine Zusatz-Druck­ luftturbine und einen Zusatz-Generator mit elektrischer Ener­ gie versorgbar ist, kann der Energieverbrauch der Stromver­ brauchseinrichtung bei geschlossenem Ventil minimiert werden.

In der Hauptluftleitung herrscht zumeist ein Betriebsdruck von nur wenigen, typisch 5 bis 10, Bar. Vorzugsweise sind da­ her die Grund-Druckluftturbine, ggf. auch die Zusatz-Druck­ luftturbine, als Niederdruck-Druckluftturbine(n) ausgebildet.

Die Anschlußeinrichtung kann als T-Stück zum Einschleifen in die Hauptluftleitung ausgebildet sein. Die Anschlußeinrich­ tung ist aber aus Sicherheitsgründen besser als Abschlußstück zum Abschließen der Hauptluftleitung ausgebildet, wenn die Stromverbrauchseinrichtung eine Zugvollständigkeitsüberwa­ chungseinrichtung und/oder eine Zugschlußbeleuchtung umfaßt.

Wenn das elektrische Gerät eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen an einem Güterwaggon aufweist, ist es besonders einfach an dem Güterwaggon anbringbar. Die Befestigungsein­ richtung kann z. B. als Magnetsystem zum Aufsetzen des elek­ trischen Geräts auf den Güterwaggon ausgebildet sein.

Das elektrische Gerät ist zumeist direkt dem Wetter ausge­ setzt. Insbesondere ist es zumeist außerhalb des Güterwaggons angeordnet. Die Betriebssicherheit des elektrischen Geräts kann daher dadurch erhöht werden, die Stromverbrauchseinrich­ tung eine Eigenheizung umfaßt. Insbesondere die Eigenheizung ist nur mit einer dauernden Energieversorgung von der Lokomo­ tive aus möglich, die den Güterwaggon zieht oder schiebt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zei­ gen in Prinzipdarstellung

Fig. 1 und 2 je ein elektrisches Gerät.

Gemäß Fig. 1 weist ein elektrisches Gerät eine Stromver­ brauchseinrichtung 1 auf. Die Stromverbrauchseinrichtung 1 ist von einem Grund-Generator 2 mit elektrischer Energie ver­ sorgbar. Der Grund-Generator 2 ist von einer Grund-Druckluft­ turbine 3 antreibbar. Die Grund-Druckluftturbine 3 ist über eine Anschlußeinrichtung 4 an eine Hauptluftleitung 5 eines Zuges anschließbar. Die Anschlußeinrichtung 4 ist in der Re­ gel als flexibler Schlauch mit einem Kupplungsstück ausgebil­ det. Im Einzelfall kann die Anschlußeinrichtung 4 statt des flexiblen Schlauches auch eine starre Rohrverbindung aufwei­ sen.

Gemäß Fig. 1 kann der Stromverbrauchseinrichtung 1 ein Akkumu­ lator 6 zugeordnet sein. Der Akkumulator 6 weist einen Lade­ zustand auf, der mittels einer dem Akkumulator 6 zugeordneten Ladungsüberwachungsschaltung 7 überwachbar ist. Die Ladungs­ überwachungsschaltung 7 weist eine Anzeigeeinrichtung 8 auf, z. B. eine Leuchtdiode 8. Mittels der Anzeigeeinrichtung 8 kann eine Überwachungsperson, die vor dem elektrischen Gerät steht, mit bloßem Auge den Ladezustand des Akkumulators 6 er­ kennen. Die Ladungsüberwachungsschaltung 7 weist ferner eine Meldeeinrichtung 9 auf, z. B. einen Ultraschallsender. Mit­ tels der Meldeeinrichtung 9 kann der Ladezustand des Akkumu­ lators 6 über die Hauptluftleitung 5 in den Führerstand der Lokomotive gemeldet werden, mittels derer die Hauptluftlei­ tung 5 mit Druckluft beaufschlagt wird.

Die Anschlußeinrichtung 4 weist ein Ventil 10 auf, das von der Ladungsüberwachungsschaltung 7 ansteuerbar ist. Das Ven­ til 10 kann z. B. ein Magnetventil 10 sein. Mittels des Ven­ tils 10 ist die Grund-Druckluftturbine 3 von der Hauptluft­ leitung 5 abkoppelbar. Die Grund-Druckluftturbine 3 und der Grund-Generator 2 werden nur dann an die Hauptluftleitung 5 angeschaltet, wenn der Ladezustand des Akkumulators 6 eine untere Ladungsgrenze unterschreitet und/oder eine Belastungs­ spitze der Stromverbrauchseinrichtung 1 auftritt.

Das Ventil 10 ist im ansteuerungsfreien Zustand geschlossen. Der Energieverbrauch des elektrischen Geräts ist daher bei geschlossenem Ventil 10 minimiert. Um dennoch auch bei voll­ ständig entladenem Akkumulator 6 zu gewährleisten, daß der Ladezustand des Akkumulators 6 erfaßt und das Ventil 10 dann geöffnet wird, ist die Ladungsüberwachungsschaltung 7 über einen Zusatz-Generator 11 und eine Zusatz-Druckluftturbine 12 permanent an die Hauptluftleitung 5 anschließbar und so mit elektrischer Energie versorgbar.

In der Hauptluftleitung 5 herrscht in der Regel ein Betriebs­ druck von nur wenigen Bar, typisch 5 bis 10 Bar. Die Grund- Druckluftturbine 3 und die Zusatz-Druckluftturbine 12 sind daher als Nieder-Druckluftturbinen 3, 12 ausgebildet, d. h. als Druckluftturbinen 3, 12 für einen Arbeitsdruck unter 10 bar, typisch 4 bis 6 bar.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Stromverbrauchseinrichtung 1 eine Zug­ vollständigkeitsüberwachungseinrichtung 13 und/oder eine Zug­ schlußbeleuchtung 14. Aus Sicherheitsgründen ist daher die Anschlußeinrichtung 4 als Abschlußstück 4 zum Abschließen der Hauptluftleitung 5 ausgebildet. Wenn also das elektrische Ge­ rät nicht am letzten Güterwaggon eines Zuges angeordnet ist, sind entweder das elektrische Gerät oder die nachfolgenden Güterwaggons nicht mit Druckluft versorgbar.

Wenn die nachfolgenden Güterwaggons nicht mit Druckluft ver­ sorgt werden, können deren Bremsen nicht gelöst werden. Der Zug kann daher nicht fahren. Wenn hingegen das elektrische Gerät nicht mit Druckluft versorgt wird, führt dies - insbe­ sondere bei einem elektrischen Gerät ohne Akkumulator 6 - zu einem Ausbleiben einer Zugvollständigkeitsmeldung. In beiden Fällen ist der Fehler sofort von der Lokomotive aus erkenn­ bar. Ein sicherheitsgefährdendes Fahren mit unvollständigem bzw. unzureichend überwachtem Zug wird verhindert.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Stromverbrauchseinrichtung 1 auch eine Eigenheizung 15. Mittels der Eigenheizung 15 ist insbesondere im Winter ein sicherer Betrieb des elektrischen Geräts in ei­ nem zulässigen Temperaturbereich gewährleistet. Dies gilt auch dann, wenn das elektrische Gerät außerhalb des Güterwag­ gons angeordnet ist.

Gemäß Fig. 1 weist das elektrische Gerät ferner eine Befesti­ gungseinrichtung 16 zum Befestigen an einem Güterwaggon auf. Die Befestigungseinrichtung 16 ist gemäß Fig. 1 z. B. als Ma­ gnetsystem 16 ausgebildet. Damit ist das elektrische Gerät einfach an dem Güterwaggon anbringbar.

Das elektrische Gerät gemäß Fig. 2 entspricht im wesentlichen dem gemäß Fig. 1. Im Unterschied zu Fig. 1 ist die Anschlußein­ richtung 4' aber als T-Stück 4' ausgebildet. Damit ist die Anschlußeinrichtung 4' in die Hauptluftleitung 5 einschleif­ bar. Ferner kann die Anschlußeinrichtung 4 einen mechanisch betätigbaren Absperrhahn 17 aufweisen. Mit ihm ist das elek­ trische Gerät ggf. durch einfaches, manuelles Schließen von der Hauptluftleitung 5 abkoppelbar.

Diese Art des Anschlusses an die Hauptluftleitung 5 - einge­ schleiftes T-Stück 4' und Absperrhahn 17 - ist aber nur dann sinnvoll, wenn das elektrische Gerät nicht am Schlußwaggon eines Zuges angebracht werden soll. Insbesondere sollte das elektrische Gerät in diesem Fall keine Zugschlußfunktionen (Zugschlußbeleuchtung, Zugvollständigkeitsüberwachung) wahr­ nehmen.

Claims (11)

1. Elektrisches Gerät mit einer Stromverbrauchseinrichtung (1), die von einem Grund-Generator (2) mit elektrischer Energie versorgbar ist, der von einer Grund-Drucklufttur­ bine (3) antreibbar ist, die über eine Anschlußeinrich­ tung (4, 4') an eine Hauptluftleitung (5) eines Zuges an­ schließbar ist.

2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem elektrischen Gerät ein Akkumulator (6) mit einem Ladezustand zugeordnet ist.

3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Akkumulator (6) eine Ladungsüberwachungsschaltung (7) zum Überwachen des Ladezustands zugeordnet ist.

4. Elektrisches Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsüberwachungsschaltung (7) eine Anzeigeein­ richtung (8) zum Anzeigen und/oder eine Meldeeinrichtung (9) zum Melden des Ladezustands aufweist.

5. Elektrisches Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußeinrichtung (4, 4') ein Ventil (10) auf­ weist, das von der Ladungsüberwachungsschaltung (7) an­ steuerbar ist und mittels dessen die Grund-Drucklufttur­ bine (3) von der Hauptluftleitung (5) abkoppelbar ist.

6. Elektrisches Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (10) im ansteuerungsfreien Zustand ge­ schlossen ist und daß die Ladungsüberwachungsschaltung (7) über einen Zusatz-Generator (11) und eine Zusatz- Druckluftturbine (12) mit elektrischer Energie versorgbar ist.

7. Elektrisches Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grund-Druckluftturbine (3) und ggf. auch die Zu­ satz-Druckluftturbine (12) als Niederdruck-Drucklufttur­ bine(n) (3, 12) ausgebildet ist bzw. sind.

8. Elektrisches Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußeinrichtung (4') als T-Stück (4') zum Einschleifen in die Hauptluftleitung (5) ausgebildet ist.

9. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromverbrauchseinrichtung (1) eine Zugvollstän­ digkeitsüberwachungseinrichtung (13) und/oder eine Zug­ schlußbeleuchtung (14) umfaßt und daß die Anschlußein­ richtung (4) als Abschlußstück (4) zum Abschließen der Hauptluftleitung (5) ausgebildet ist.

10. Elektrisches Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Befestigungseinrichtung (16) zum Befestigen des elektrischen Geräts an einem Güterwaggon aufweist.

11. Elektrisches Gerät nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromverbrauchseinrichtung (1) eine Eigenheizung (15) umfaßt.