DE2223878A1 - Automatische Kupplungseinrichtung für Güterwagen - Google Patents

Description

1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), dan 12.5.1972 HERBERTSTRAS8E 22

Anmelder? DRESSER INDUSTRIES, INC., REPUBLIC NATIONAL BANK BUILDING, DALLAS, TEXAS

"Automatische Kupplungseinrichtung für Güterwagen"

Eisenbahnwagen sind im gekuppelten Zustand mittels einer Luftleitung verbunden, die zur Betätigung von Druckluftbremsen dient, die in jedem der Wagen vorgesehen sind. Die Bremsen sind so ausgelegt, daß sie im drucklosen Zustand der Luftleitung anziehen und gelöst sind, wenn die Leitung unter Druck steht, so daß auf diese Weise für eine automatische Bremsbetätigung gesorgt ist, wenn ein Unfall passiert oder eine unbeabsichtigte Trennung.der Wagen erfolgt, die zu einem Bruch der Luftleitung führt. Wenn Eisenbahnwagen beabsichtigt voneinander getrennt, d. h. entkuppelt werden, sollte

die Luftleitung an beiden Enden der Wagen geschlossen werden können, damit die Bremsen der Wagen, die mit der Lokomotive verbunden sind, betätigbar sind und die abgekuppelten Wagen ihre Bewegbarkeit zum Rangieren oder zu anderen Zwecken behalten. Durch die US-PS 3 556 314 ist eine automatische pneumatische Kupplungseinrichtung für Eisenbahnwagen bekannt, die in Verbindung mit einer Standardgelenkkupplung verwendet werden kann. Diese bekannte Kupplungseinrichtung unterscheidet zwischen beabsichtigter und unbeabsichtigter Entkupplung. Bei beabsich-

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tigter Entkupplung wird die Luftleitung geschlossen, so daß der Druck im Bremssystem aufrechterhalten bleibt und der Wagen seine Beweglichkeit behält. Bei unbeabsichtigter Entkupplung, z. B. bei Unfall, bleibt die Luftleitung offen, so · daß die Druckluft abströmt und die Bremsen betätigt werden. Wenn Eisenbahnwagen auf einem Güterbahnhof oder auf einem Abstellgleis für eine längere Zeit stehen bleiben, dann sind sie im allgemeinen miteinander gekuppelt und die Luftleitung ist drucklos. Wenn erforderlich, werden die Wagen von Hand entkuppelt und getrennt. Dabei bleibt das das Hauptventil betätigende Mittel bzw. Steuerventil in der automatischen Kupplungseinrichtung offen, bis es gänzlich ausgelöst ist und Servoluftdruck zum Schließen erfordert. Wenn der Wagen dann an einem Ende eines anderen Wagens, dessen Bremsanlage unter Druck steht, angekuppelt wird, wird am freien oder ungekuppelten Ende des Wagens Luft in die Atmoshäre entweichen, weil das Hauptsteuerventil geöffnet ist, das wieder Luft in das Hauptbremsleitungsventil lassen und das Ventil in die gekuppelte oder freie Stellung drücken will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Kupplungseinrichtung zu schaffen mit der verhindert wird, daß Luft in die Atmosphäre entweicht, wenn ein Wagenende gekuppelt ist und das andere Ende frei bleibt.

Mit der Erfindung soll ferner erreicht werden, daß die Aufrechterhaltung des Luftdrucks in dem Bremsleitungsventil des Wagens für den Pail gesichert ist, daß ein Fehler am sogen. "Puffer"-Zylinder auftritt während der Wagen in Betrieb und noch gekuppelt ist.

Mit der Erfindung soll schließlich noch erreicht werden, daß bei einem Fehlkuppeln verhindert wird, daß aus der Bremsluftleitung Luft ausströmt. ,

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

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Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer bekannten automatischen pneumatischen Kupplungseinrichtung,

Figur 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung.

Gemäß Fig. 1 erhält die Hauptluftleitung 40, in die ein Hauptluftleitungsventil 41 zwischengeschaltet ist, Druckluft zur Versorgung des Brennsystems von einem benachbarten Eisenbahnwagen. Das Ventil 41 ist ein Zweiwegeventil, das normalerweise durch eine Feder 42, die gegen den Kolbenstangenkopf 43 wirkt, in geschlossener Stellung gehalten wird und das mittels Luftdruck geöffnet werden kann, der gegen den Kolbenstangenkopf 39 über die Steuerleitung 77 wirkt.

Um das Ventil 41 zu öffnen, wenn der Eisenbahnwagen, der mit einer pneumatischen Schaltung nach Figur 1 ausgerüstet ist, durch die angekuppelten Wagen in Betrieb gesetzt wird und zum Offenhalten bei unbeabsichtigtem oder beabsichtigtem Entkuppeln, sind Mittel zur Betätigung des Hauptventils vorgesehen. Diese Mittel bestehen aus den Ventilen 45-47 und einem Zylinder 48, die mittels pneumatisc scher Steuerleitungen miteinander verbunden sind, wie im folgenden beschrieben wird. Die Ventile 45>46 und 47 dienen dazu, Luft zu leiten, die von der Hauptluftleitung 40 über Steuerleitungen 49 und 51 hergeleitet ist. Die Leitungen 49 und 51 sind mit unter Federvorspannung stehenden Rückschlagventilen 50 bzw. 60 ausgestattet. Wie dargestellt, erlaμben die Ventile 50,60 eine Strömung von der Hauptluftleitung 40 in die Steuerleitungen 49 und 51t verhindern jedoch eine Strömung in Gegenrichtung. Beim Abkuppeln eines Eisenbahnwagens, der mit einer Schaltung gemäß Figur 1 ausgerüstet ist, von einem Wagen mit gleicher Ausrüstung, und vorausgesetzt, daß einer oder beide Wagen unter Betriebsdruck stehen, ist Luft in der Hauptleitung 40 vorhanden und die Strömung durch die Steuerleitung 49 und das Rückschlag-

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ventil 50 in die Steuerleitung 51. Die Steuerleitung 51 verzweigt sich in zwei Zweigleitungen 52 und 55, deren Strömung von zwei Ventilen 46 und 47 gesteuert wird. Das Ventil 46, das die Strömung durch die Leitung 52 steuert, ist ein Zweiwegegleitschiebeventil, das beim Kuppeln in die in der Figur 1 dargestellte Lage bewegt wird und zwar durch den im Druckraum 54 auf den Kolbenstangenkopf 54 wirkenden Druck. Der Druck im Raum 54 stammt vom Zylinder 48, der einen unter Federvorspannung stehenden Kolben mit Stößel 58 aufweist. Der Zylinder 48, häufig als sogen. "Puffer"-Zylinder bezeichnet, enthält eine Feder 57, die den Kolben bzw. den Stößel 58 normalerweise in einer nach außen gestreckten Stellung hält. Der Stößel 58, der an einem Becher 59 angebracht ist, dient auch zum Tragen des Innenteils eines RoIlbälges 61. Dieser Rollbalg bildet eine Kammer 62, die mit dem Raum 54 des Ventils 46 über eine Steuerleitung 63 in Verbindung steht.

Beim Kuppeln eines Eisenbahnwagens mit einer solchen Kupplungseinrichtung wird der Stößel 58 durch Kontakt mit einer geeigneten Berührungsfläche, die aus benachbarten Wagen vorsteht, eingedrückt und verdichtet dabei die Luft in der Kammer 62. Der Druck in dieser Kammer wird durch die Steuerleitung 63 in den Raum 54, der wie die Kammer 62 mit einem Rollbalg 64 ausgerüstet ist. Der im Raum 54 erzeugte Druck bewegt den Schieber 56 des Ventils 46 in die dargestellte Lage, so daß Luft durch die Zweigleitung 52 der Steuerleitung 51 durch das Ventil 46 und die sich anschließende Steuerleitung 65 treten kann. Die durch die Steuerleitung 65 zugeführte Luft beaufschlagt den Kolbenkopf 66 eines Zweiwegegleitschieberventils 45 und bewirkt, daß sich der Schieber 67 in die in Figur 1 gezeigte Lage bewegt, während der auf der anderen Seite befindliche Kolbenkopf 68 des Schiebers 67 von einem geringen Druck beaufschlagt wird. Der Schieber 67 wird in der in Figur 1 gezeigten Lage von einer Federraste 75 gehalten, bis Druck auf den Kolbenkopf 68 beaufschlagt wird.

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Bei Bewegung des Schiebers 67 in die dargestellte lage strömt Luft von der Steuerleitung 51 durch die Leitung 76 und das Ventil 45. Diese Luft strömt auch durch die Leitung 77, die eine Verbindung mit dem Kolbenkopf 39 des Hauptventils 41 herstellt, und bewegt den Kolben 39 in die dargestellte Lage. Dadurch wird das Ventil 41 geöffnet, so daß Luft, die von den anderen Wagen des Zuges oder einem benachbarten Wagen von dessen entsprechender Luftleitung 40' kommen kann, abhängig davon, welcher Wagen anfänglich beaufschlagt worden ist, in einer Richtung in die Hauptleitung 40 gelangt.

Beim Kupplungsvorgang, währenddessen das Hauptluftleitungsventil 41 offen ist, um eine Verbindung zwischen der Hauptluftleitung 40 und der entsprechenden Hauptluftleitung 40' eines benachbarten Wagens herzustellen, ist das V ntil 47» das ein unter Federvorspannung stehendes Gleitschieberventil ist, in der gezeigten Lage durch die Jeder 78, die auf den Kolbenkopf 79 des Schiebers 81 wirkt, gehalten. Der Stößelteil 82 des Schiebers 81 ist über eine Feder 83 und eine Bolzen- und Langlochverbindung mit einem Betätigungshebel 85 einer üblichen Kupplungsstange verbunden. Wie dem Fachmann bekannt ist, kann bei Betätigung des Betätigungshebels 85 die Sicherungslöseeinrichtung einer konventionellen Gelenkkupplung hochgehoben werden, um das Öffnen der Gelenkstücke beim Abkuppeln des Wagens zu gestatten.Sollte der Wagen unbeabsichtigt abgekuppelt werden, z. B. durch Bruch eines Kupplungsgelenkes oder des Gelenkbolzens, dann würde der Stößel 58 des Puffer-Zylinders 48 herausschnellen und den Druck auf dem Kolbenkopf 58 des Schiebers 56 herabsetzen, so daß sich der Schieber 56 unter der Wirkung des Atmosphärendrucks in der Hilfsleitung 74 nach oben bewegen könnte. In seiner oberen Lage würde das Ventil 46 die Strömung durch die Leitung 52 unterbrechen und den Druck auf den Kolbenkopf des Ventils 45 über die Steuerleitung und die Auslaßöffnung 86 ablassen. Die Federraste 75 des Ventils 45 wird jedoch die

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Verschiebung des Schiebers 67 verhindern, so daß der Druck auf dem Kolbenkopf 39 des Ventils 41 erhalten bleibt. Das Ventil 41 würde dann in der offenen Stellung bleiben und auf diese Weise zulassen, daß die Hauptluftleitung 40 entlüftet wird. Da die Hauptluftleitung 40 von der entsprechenden Leitung 40· eines benachbarten Wagens bei unbeabsichtigtem Entkuppeln getrennt wird, wird die Hauptluftleitung 40 entlüftet und die Iiuftbremse betätigt. Dasselbe geschieht bei dem benachbarten Wagen. Der in den Steuerleitungen 49 und 51 bestehende Luftdruck wird nach unbeabsichtigtem Entkuppeln aufrechterhalten, da sich die Rückschlagventile 50 und 60 nach Entlüftung der Hauptluftleitung 40 schließen und einen Druckverlust in den Steuerleitungen 49 und 51 unterhalb der Rückschlagventile 50 und 60 verhindern.

Bei beabsichtigtem Entkuppeln, das durch die Schwenkung des Betätigungshebels 85 um seinen Drehpunkt 87 vorgenommen wird, wird der Schieber 81 des Ventils 47 nach rechts geschoben, wie in Figur 1 gezeigt, wodurch Luft in der Steuerleitung 51 durch die Zweigleitung 53 und das Ventil 47 in die Leitung 88 fließen kann, die mit der Leitung 74 in Verbindung steht. In der Leitung 74 durch das Ventil 47 erzeugter Luftdruck wird die Ventile 45 und 46 verschieben und der Schieber 56 öffnet die Leitung 65 zur Auslaßöffnung 86. Dies wird den Kolbenkopf des Ventils 45 vom Druck entlasten, so daß der Druck auf den Kolbenkopf 68 die Federras.te überwinden und den Schieber 67,wie in Figur 1 gezeigt, nachoben schieben kann. Nach der Verschiebung des Schiebers 67 wird die Luftströmung von der Steuerleitung 51 durch das Ventil 45 blockiert und der Druck auf den Kolbenkopf 59 des Ventils 41 wird über die Leitung 74, Ventil 45 und Auslaßöffnung 89 des Ventils 45 abgelassai. Danach wird die Feder 42 das Ventil 41 schließen, indem sie den Kolbenkopf 43 gegen den Sitz 91 drückt.

Nach der Trennung von Eisenbahnwagen bei beabsichtigtem Entkuppeln wird die Beweglichkeit der Wagen, die mit einem Kupplungssystem nach Figur 1 ausgerüstet sind, dadurch beibehalten,

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daß der Luftdruck im Bremssystem durch Schließen des Ventils 41 aufrechterhalten wird. Nachdem der Bedienungsmann den Betätiguijphabel 85 ausgelöst hat, was normalerweise geschieht bevor die Wagen getrennt· werden, kehrt das Ventil 47 wieder in die in Figur 1 gezeigte Lage zurück. Mit der Rückkehr des Ventils 47 in seine Ausgangsstellung infolge der Wirkung der Feder 78 wird der Druck in der Leitung 74 aufrechterhalten, um die Ventilsstellung bis zur tatsächlichen Trennung der Wagen zu halten. Zu diesem Zeitpunkt wird der Druck in der Leitung 74 in die Atmosphäre entlassen und dann ist das System wieder bereit nach Ankuppeln eines Wagens mit demselben System das Ventil 41 zu öffnen.

Bei einer pneumatischen Kupplungseinrichtung der beschriebenen Art wird die Luft, wenn die Wagen entkuppelt über eine längere Zeit auf einem Güterbahnhof stehen, normalerweise oder beabsichtigt abgelassen. Dadurch entstehen verschiedene Probleme, wenn der Rangierer einen oder mehrere dieser Wagen an unter Betriebsdruck stehende Wagen kuppeln soll. Der Rangierer wird die nicht unter Betriebsdruck stehenden Wagen durch Verstellen des Betätigungshebels kuppeln, wie bereits beschrieben. Das Ventil 41 wird durch die Feder 42 geschlossen worden sein, als die Luft aus dem System abgelassen wurde. Die Ventile 45 und 46 werden jedoch offen bleiben, weil sie unter einem Hufsluftdruck der Leitung 74 stehen. Weil die Luft aus dem System abgelassen ist, ist Hilfsluft nicht vorhanden. Wenn der Wagen dann mit einem unter Betriebsdruck stehenden Wagen gekuppelt wird und die Hauptluftleitung 40 mit der Luftquelle verbunden ist, wird die Luft durch die gekuppelten Enden und durch den Wagen zum Steuerventil 45 am anderen Ende strömen und das Hauptluftleitungsventil 41 öffnen, so daß Luft durch das nicht angekuppelte Ende des Wagens in die Atmospäre strömt.

Figur 2 zeigt eine Kupplungseinrichtung gemäß der Erfindung, mit der die Unzulänglichkeiten der bekannten Einrichtung beseitigt sind.

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Das Ventil 46 ist mit einer in seinem Inneren angeordneten Feder 98 ausgerüstet, die das Ventil in geschlossener Stellung hält, wenn der Wagen entkuppelt und das Kupplungsventil bzw. der Pufferzylinder druckentlastet ist. Ein gesteuertes Regulierventil 100 ist mit der Eingangsleitung des Steuerventils 45 verbunden. Die Hilfs- bzw. Steuerluft für das Regulierventil kommt von der Ausgangsleitung 65 des Ventils 46 über eine Leitung 102. Das Regulierventil 100 begrenzt den Luftstrom durch die Leitung 76 zum Steuerventil mittels eines Ventilkegels 104, der den Auslaß des Regulierventils schließt. Wie bereits erwähnt, tritt in das System Luft durch die Leitung 51 ein, wenn ein Eisenbahnwagen an einen unter Betriebsdruck stehenden anderen Wagen angekuppelt wird. Aufgrund des Regulierventils 100 wird die Luft nicht durch das offene Steuerventil strömen und entweicht deshalb schließlich in die Atmosphäre. Wenn ein weiterer Wagen angekuppelt wird, so daß an beiden Enden des in Frage stehenden Wagens Wagen angekuppelt sind, so wird der Stößel 58 des Pufferzylinders eingedrückt u iü öffnet das Ventil 46. Dann strömt Luft durch das Ventil 46 und auch durch die Leitung 102 und drückt den Kolben 106 gegen den Ventilkegel 104, so daß die Luft aue der Hauptluftleitung durch den Regulierventilauslaß und durch das Steuerventil 45 treten kann und dann das Hauptventil 41 öffnet. Dieser Schaltungsaufbau fordert ein großes Vertrauen in die gleichmäßige Arbeitsweise des Puffer-Zylinders 48 und deshalb ist ein zweites gleich-artiges Regulierventil 110 parallel zu dem Regulierventil 100 vorgesehen'. Dieses Ventil erhält seine Steuerluft über eine Leitung 112, die mit der Hauptluftleitung zwischen dem Ventil 41 und dem Wagenende verbunden ist. Die Kompression im Puffer-Zylinder 48 wird das Ventil 46 betätigen, die Leitung 102 zum Regulierventil 100 beaufschlagen, das Ventil abheben und die Luft durch das Steuerventil 45 und die Leitung 77 strömen lassen, um das Ventil 41 zu öffnen. Wenn das Ventil 41 geöffnet ist, wird die Steuerleitung 112 zum Regulierventil 110 mit Luft versorgt, die das Regulierventil durch Bewegen des Kolbens 114

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und des Ventilkegels 116 öffnet, wodurch Luft durch das Steuerventil 45 strömt. Mit dem unter der Wirkung des Druckes aus
der Hauptluftleitung offenen Regulierventils 110 wird die Wirkung des Regulierventils 100 ausgeschätet und selbst ein vollständiger Druckverlust im Puffer-Zylinder 63 hat dann keinen
Einfluß auf das Hauptluftleitungsventil 41. Zu der Kupplungseinrichtung gehört noch ein Strömungsregler 118, der später beschrieben wird. Durch diesen Zusatz ist es erforderlich, daß der Stößel 58 des Puffer-Zylinders 48 eine bestimmte Zeit
eingedrückt sein muß, bevor das Steuerventil 45 betätigt wird. Eien schnelle Entlastung des Stößels 5 8, z. B. bei einer Fehlkupplung, würde es dem Ventil 46 unter der Wirkung der Feder erlauben, in die geschlossene oder Entkupplungs-Stellung zurückzukehren (Pig. 2),und zwar bevor das Steuerventil 45 betätigt
wird und Druck in die Atmosphäre entweichen könnte.

Der eine Zeitverzögerung bewirkende Strömungsregler 118,ist in form eines handbetätigten Nadelventils 119 oder einer festen
BIe nie in die Leitung 65 eingesetzt. Parallel dazu ist ein Rückschlagventil 120 in einem Zweig 122 der Leitung 65 angeordnet.

Bei einem beabsichtigtem Zusammenkuppeln eines Eisenbahnwagens mit einem anderen Wagen wird der Stößel 58 des Puffer-Zylinders 48 in der bereits beschriebenen Weise eingedrückt. Durch die
Hauptluftleitung tritt Luft durch die Leitungen 51 und 52 und
dann durch das Ventil 46 und die Leitung 65. Infolge des Strömungswiderstandes des Nadelventils 119 tritt eine zeitliche Verzögerung bei der Verschiebung des Ventils 45 ein.Demzufolge ist sichergestellt, daß im Falle einer Fehlkupplung, d. h. wenn der Stößel 58 des Puffer-Zylinders 48 nur sehr kurzzeitig eingedrückt wird, sich nur ein unzureichender Luftdruck aufbaut, der nicht in der Lage ist, die Federraste 75 zu überwinden, und daß die Feder 98 das Ventil 46 wieder schließt, so daß das Ventil 45 nicht betätigt wird. Das Rückschlagventil 120 zwingt die Luft, den
Weg über das Nadelventil zu nehmen und bewirkt deshalb die Zeit-

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verzögerung in der einen Richtung, gestattet jedoch in umgekehrter Richtung eine schnelle Luftströmung vom Ventil 45 aus, wenn ein normaler beabsichtigter Kupplungsvorgang abläuft.

- Patentansprüche -

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Claims (6)

1. - 11 - ' Patentansprüche

   Automatische Kupplungseinrichtung für Eisenbahnwagen, im wesentlichen "bestehend aus einer Kupplung, einer Hauptluftleitung, die mit einer entsprechenden Leitung eines anderen Wagens verbindbar ist, einem Hauptluftventil innerhalb der Hauptluftleitung, Mitteln zur Betätigung eines Steuerventils, die bei beabsichtigtem Kuppeln ansprechen und zur Steuerung der Luftströmung zum HauptlufVentil dienen, Mitteln zum Öffnen und Schließen der Betätigungsmittel, sowie Luftleitungen zum Verbinden der Betätigungsmittel mit der Hauptluftleitung, d a d u r ch gekennz eiehnet, daß eine Ventilanordnung (100,110) mit den Luftleitungen zwischen der Hauptluftleitung (40) und den Betätigungsmitteln (45,46,47) verbunden ist, die verhindert» daß das Steuerventil (45) eine Lage einnimmt, bei der Luft durch das Hauptluftventil (41) in die Atmosphäre abströmt, wenn die Hauptluftleitung, an einem Ende von Luftdruck beaufschlagt ist und am anderen Ende entkuppelt ist.
2. 2. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eiehnet, daß die Ventilanordnung aus mindestens einem gesteuerten Regulierventil (100) besteht.
3. 3. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennz eiehnet, daß die Ventilanordnung aus zwei gesteuerten Regulierventilen (100,110) besteht, die parallel geschaltet sind.

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4. 4. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regulierventil (100) von den Mitteln zum Öffnen der Betätigungsmittel und das andere Regulierventil (110) von der Luft der Hauptluftleitung (40) zwischen Hauptventil (41) und Kupplung betätigbar ist.
5. 5. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß das Mittel zum Öffnen des Steuerventils (45) ein luftbetätigtes Ventil (46) ist, das in Abhängigkeit von der Beaufschlagung eines Stößels eines Niederdruckzylinders 48 betätigt wird, und daß mechanische Mittel vorgesehen sind, die das Ventil (46) in geschlossener Stellung halten, wenn der Eisenbahnwagen entkuppelt ist.
6. 6. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß ein zeitverzögernder Strömungsregler (118) zwischen dem Ventil 46 und dem Steuerventil 45 vorgesehen ist.

   Dipl.-Ing. H. J. Presting

   Patentanwalt Λ r '

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