DE2811465A1

DE2811465A1 - Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE2811465A1
Application number: DE19782811465
Authority: DE
Inventors: Thomas Harrison Engle
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Corp
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1978-03-16
Publication date: 1978-10-12
Also published as: FR2385570A1; DE2811465C2; MX4266E; ZA781718B; CA1074837A; FR2385570B1; GB1583535A; US4084858A

Description

DipUlng. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing

E.Prinz - Dr. G.Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

Unser Zeichen; G 1423 14.März 1978

GENERAL SIGNAL CORPORATION

High Ridge Park, Stamford, Connecticut 06094 7.St.A.

Schienenfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einer sich längs des Fahrzeugs erstreckenden Überwachungsleitung, einer pneumatisch betätigbaren Bremse, die in Abhängigkeit von Änderungen des Druckmitteldrucks in der Überwachungsleitung wirksam ist, mit einem in die überwachungsleitung geschalteten Kupplungsventil für die Kupplung der Uberwachungsleitung mit der überwachungsleitung eines anderen Schienenfahrzeugs, wenn die Fahrzeuge in einem Zug miteinander verbunden sind.

Bremssysteme für Schienenfahrzeuge werden durch den Druck in einer überwachungsleitung gesteuert, die sich durch den Zug hindurch erstreckt, wobei es seit langem bekannt ist, solche Systeme so einzurichten, daß die Bremsen bei

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gebrochener Leitung oder bei einem auf andere Weise verursachten Druckabfall, wie unbeabsichtigter oder durch einen Unfall verursachter Entkupplung,die Bremsen betätigt werden. Wenn jedoch gewünscht wird, zwei benachbarte Wagen absichtlich zu entkuppeln, muß das System ein Entkuppeln ohne Druckabfall in der Leitung und eine gleichzeitige Bremsbetätigung ermöglichen. Die zur Verwirklichung dieser beiden Funktionen bekannten zahlreichen Vorschläge sind gewöhnlich unnötig komplex und unzuverlässig im Betrieb.

Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung eines Schienenfahrzeugs der eingangs erwähnten bekannten Gattung derart, daß ein Kupplungsventil zum Kuppeln der Überwachungsleitungen benachbarter Schienenfahrzeuge vorgesehen wird, das den Druckabfall in der Überwachungsleitung aufgrund einer durch einen Unfall verursachten Entkupplung der Fahrzeuge gewährleistet, das aber eine absichtliche Entkupplung ohne Druckabfall in der Leitung ermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Kupplungsventil ein Ventilgehäuse aufweist, dessen Einlaß mit der Überwachungsleitung verbunden ist und dessen Auslaß mit dem Auslaß eines ähnlichen in die Überwachungsleitung eines anderen Schienenfahrzeugs geschalteten Ventils durch gegenseitiges Anlegen der Ventile kuppelbar ist, daß ein Ventilorgan in dem Ventilgehäuse verschiebbar gelagert ist und mit einem Ventilsitz zum wahlweisen öffnen und Schliessen der Verbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß zusammenwirkt, daß das Ventilorgan eine Verlängerung aufweist, die aus dem Ventilgehäuse derart hervorragt, daß beim Anlegen des Ventils gegen ein ähnliches Ventil das Ventil— organ von dem Ventilsitz im Öffnungssinn der Verbindung

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abhebbar ist, daß außerdem das Ventilorgan einen Kolben umfaßt, der in dem Ventilgehäuse in einer"öffnung verschiebbar gelagert ist, welche an gegenüberliegenden Seiten des Kolbens Kammern bildet, die mit dem Auslaß durch Kanäle verbunden sind, durch die eine der Kammern schneller als die andere Kammer druckentlastbar ist, derart, daß das Ventilorgan von dem Ventilsitz zur Druckentlastung der überwachungsleitung bei unbeabsichtigter Trennung der Ventile benachbarter Fahrzeuge abhebbar ist, und daß eine der Kammern durch eine Vorrichtung zum Halten des Ventilorgans gegen den Ventilsitz bei einer beabsichtigten Trennung der Ventile benachbarter Fahrzeuge mit Druck beaufschlagbar ist.

Die Erfindung erzielt den Vorteil, daß in Abhängigkeit von einer durch einen Unfall oder durch ein anderes unbeabsichtigtes Geschehen hervorgerufenen Entkupplung benachbarter Schienenfahrzeuge der Druck in der überwachungsleitung nicht sofort das Ventil schließt, weil ein Diffe— rentialdruck das Ventil für eine Zeit offenhält, die für einen Druckabfall in der überwachungsleitung und eine Betätigung der Bremsen des Fahrzeugs ausreicht. Das Kupplungsventil hat außerdem den Vorteil, daß, wenn benachbarte Fahrzeuge abgekuppelt werden sollen. Druckmittel kurzzeitig einer der Kammern zugeführt werden kann, damit das Ventil geschlossen bleibt, wodurch eine auf das Entkuppeln ansprechende Notbremsung verhindert wird.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Teils eines Bremssystems für ein Schienenfahrzeug, in der die Bestandteile für die Verwendung der Notbremse in bezug auf ein Kupplungsventil gezeigt sind, und

Fig. 2 einen weggebrochenen Schnitt eines Kupplungsventils.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Schaltbild eines Notbremssystems für Schnellzugwagen, das eine überwachungsleitung enthält. Es sind die Bestandteile für ein einziges Fahrzeug gezeigt. Mit einer Überwachungsleitung 10 sollen zwei Wirkungen erfüllt werden. Bei Normalbetrieb ist die Überwachungsleitung 10 mit einem nicht gezeigten Hauptspeicher verbunden, der sich auf jedem Wagen in dem Zug befindet und zum Ausgleich des Luftbedarfs von Wagen zu Wagen dient und einen Wagen mit einem schlecht funktionierenden Kompressor oder mit einem ungewöhnlich hohen Luftbedarf mit Luft versorgt. In Notfällen wird durch eine Entlüftung der Überwachungsleitung 10 ein Notbremsventil 12 betätigt, das den nicht gezeigten Bremszylinder über ein Regelventil 14 und ein Relaisventil 16 unabhängig von allen anderen Systemen und Vorrichtungen auf dem Fahrzeug mit Druck beaufschlagt. Wie Fig. 1 zeigt, sind alle Komponenten des Notbremssystems dicht um die überwachungsleitung 10 herum angeordnet. Zusätzliche Teile für die Notbremsbetätigung sind ein handbetätigtes Notventil 18 und ein Notmagnetventil 20. Durch eine Aberregung des Notmagnetventils 20 durch irgendwelche beliebigen, nicht gezeigten elektrischen Vorrichtungen, die auf dem Fahrzeug angeordnet sind, wird ein Bremsbetätigungsventil 2 2 betätigt,

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das eine schnelle Entlüftung der Überwachungsleitung 1O hervorruft.

Ein Entlüftungsventil 24 fühlt die Änderung des Drucks in der Überwachungsleitung ab. Durch eine schnelle Verminderung des Drucks in der überwachungsleitung von sogar nur wenigen kg/cm² wird durch das Entlüftungsventil 24 ein Weiterkanal zur freien Atmosphäre hin geöffnet. Ein entsprechender Druckabfall wird hierdurch auf einem benachbarten Fahrzeug hervorgerufen, durch den dessen Entlüftungsventil in gleicher Weise wirksam wird. Auf diese Weise wird von Fahrzeug zu Fahrzeug pneumatisch eine Notbremsung als Folge davon erreicht, daß auf irgendeinem beliebigen Fahrzeug in dem Zug eine solche Notbremsung eingeleitet wird. Das Entlüftungsventil 24 ist von bekannter Bauart und so konstruiert, daß, wenn es einmal entlüftet wurde, es für eine ausgedehnte Zeitdauer von z.B. 35 see offenbleibt, in denen das Fahrzeug unwiderruflich zum Anhalten gebracht wird. Wenn der Druck in der überwachungsleitung unter einen vorgewählten Wert von z.B. 3,5 kg/cm² abfällt, wird das Notbremsventil 12 betätigt, damit Luft über ein doppeltes Absperrventil 26 dem Regelventil 14 und dem Relaisventil 16 zugeführt wird. Das Relaisventil 16 verdoppelt den von dem Regelventil kommenden Druck bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten in bekannter Weise. Der Ausgang des Relaisventils 16 führt zu den nicht gezeigten Bremsbetätigungsvorrichtungen für die Beaufschlagung der Bremsen. Ferner ist ein Notbrems*- druckschalter 28 zum Erzeugen eines Signals vorgesehen, wenn der Druck in der überwachungsleitung unter den normalen Druck abfällt. Dieses Signal wird in dem Antriebssystem verwendet, um den Antrieb während einer Notbremsung abzuschalten.

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Wie erwähnt, dient die Überwachungsleitung 10 normalerweise dem Zweck eines Ausgleichs des Drucks in den Hauptspeichern von Fahrzeug zu Fahrzeug. Diese Wirkung wird durch ein Rückstellmagnetventil 30 und ein Rückstell- und Abschaltventil 32 erreicht. Nachdem eine Notbremsung stattgefunden hat und die Zeit des auf eine bestimmte Zeitdauer eingestellten Entlüftungsventils 24 abgelaufen ist, steht in der Annahme, daß sämtliche Entlüftungsvorrichtungen geschlossen worden sind, die Uberwachungsleitung 10 unter atmosphärischem Druck. Der Normaldruck in der Überwachungsleitung wird durch die Betätigung des Rückstellmagnetventils 30 wieder hergestellt. Durch diese Wirkung wird die Überwachungsleitung 10 anfänglich in. geringerem UBkHe beaufschlagt; wenn aber der Druck in der Leitung z.B. 3,5 kg/cm² erreicht, wird sich das Rückstell- und Abschaltventil 32 in seine dargestellte alternative Stellung verschieben, wodurch der Hauptspeicher mit der überwachungsleitung 10 verbunden und eine schnelle Füllung ' erreicht wird. Für die Bedienungsperson ist es notwendig, das Rückstellmagnetventil 30 offenzuhalten, bis die gewünschte Einstellung erreicht wird, weil das Rückstell- und Abschaltventil 32 in seiner dargestellten abgeschalteten Stellung die Überwachungsleitung 10 über eine kleine Drossel 34 zur freien Atmosphäre hin entlüftet. Die Kapazität des Rückstellmagnetventils 30 wird viel höher als die Kapazität der Drossel 34 gewählt, so daß die Uber^ wachungsleitung 10 trotz des Vorhandenseins der Drossel 34 gefüllt wird. Diese kleine Entlüftungsdrossel 34 ist notwendig, um einen unbeabsichtigten Druckaufbau in der Überwachungsleitung zu verhindern, der durch eine unbeabsichtigte Freigabe der Bremsen sich ergeben könnte. Wenn der Druck in der Überwachungsleitung den gewünschten Wert

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erreicht, bewegt sich das Notbremsventil 12 in seine dargestellte alternative Stellung, damit Luft aus der Notbremsseite des doppelten Absperrventils 26 entweichen kann. Falls die Betriebsbremsseite des Ventils 26 nicht unter Druck steht, ist der Bremszylinderdruck entlastet.

Wie erwähnt, soll eine unbeabsichtigte Teilung eines Zuges zu einer Notbremsung führen. Diese Wirkung wird durch Kupplungsventile 36 gemäß der Erfindung hervorgerufen, von denen eines an jedem Ende der Überwachungsleitung 10 in jedem Fahrzeug des Zuges vorgesehen ist. Die Einzelheiten des Ventils 36 sind in Fig» 2 abgebildet.

Das Ventil 36 besteht aus einem Ventilgehäuse 38 mit einer den Einlaß 40 bildenden Gewindeöffnung, die mit der Überwachungsleitung 10 verbunden ist. Ein Auslaß 42 ist als abgestufte Bohrung ausgebildet, in der ein Ventilorgan 44 verschiebbar gelagert ist, das mit einem Ventil 46 an einer Stelle versehen ist, an der es mit einem Ventilsitz 48 in der Bohrung des Einlasses 42 zusammenwirkt. Die Stellung des Auslöse- oder Entkupplungsventils 36 wird durch die Bewegung einer Dichtung 50 gesteuert, die auf einer Verlängerung 52 des Ventilorgans 44 angebracht ist. Wenn Fahrzeuge gekuppelt werden, werden die Dichtungen 50 benachbarter Fahrzeuge in die Bohrung des Einlasses 42 gepreßt, so daß das Ventil 46 von dem Ventilsitz 48 weggedrückt wird. Die Stellung des Kupplungsventils 36 wird auch durch einen Differentialsteuerkolben 54 gesteuert, der an dem Ventilorgan angebracht ist. Der Differentialsteuerkolben 54 bildet zwei Kammern

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und 58r die durch einen mittleren Kanal 60 in dem Ventilorgan 44 und dem Differentialsteuerkolben 54 verbunden sind. Der mittlere Kanal 60 ist mit dem Teil der Bohrung des Auslasses 42 verbunden, der sich zv/ischen dem Ventilsitz 48 und der Dichtung 50 befindet. Wenn die Fahrzeuge getrennt werden, wird der mittlere Kanal 60 zur freien Atmosphäre hin entlüftet.

Die Kammern 56 und 58 werden zunächst von dem Druck in der Überwachungsleitung beaufschlagt,, wenn zwei Fahrzeuge gekuppelt werden, wobei das Kupplungsventil 36 offen ist. Wenn aber die Fahrzeuge getrennt werden, wird der mittlere Kanal 60 zur Atmosphäre hin entlüftet und der Druck in der Kammer 58 praktisch sofort über eine große öffnung 62 auf atmosphärischen Druck reduziert. Andererseits wird der Druck in der Kammer 56 viel langsamer durch eine kleine öffnung 64 verringert, so daß die Verringerung des Drucks bis auf atmosphärischen Druck in der Kammer 56 z.B. 2 see in Anspruch nimmt. Die Differentialdruckentlastung der Kammern 56 und 58 bewirkt die Beaufschlagung des Differentialsteuerkolbens 54 mit einer unausgeglichenen Kraft, so daß der Kolben das Ventil 46 von dem Ventilsitz 48 entgegen dem Druck einer Rückstellfeder 66 in der Kammer 58 weghält. Dadurch ist ein schneller Druckabfall in der Überwachungsleitung möglich, der von dem Entlüftungsventil 24 zur Auslösung einer Notbremsung des Zuges aufgrund einer durch einen Unfall verursachten Trennung der Fahrzeuge abgefühlt wird. Die Öffnungen 62 und 64 könnten sich auch in dem Gehäuse 38 befinden, solange wie sie mit der Bohrung des Einlasses 42 zwischen dem Ventilsitz 48 und der Dichtung 50 verbunden sind.

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Wenn die Fahrzeuge unbeabsichtigt voneinander getrennt werden, wird ein gesondert angeordnetes Magnetventil 68 durch die Bedienungsperson wahlweise erregt, damit von einem nicht gezeigten örtlichen Speicher der Kammer 58 Druckluft mit einer größeren Geschwindigkeit als der Austrittsgeschwindigkeit aus der öffnung 62 zugeführt wird. So folgt der Differentialsteuerkolben 54 der Dichtung 5o, wenn diese sich aus der Bohrung des Einlasses 42 während der Trennung der Fahrzeuge bewegt, so daß das Ventil 46 den Ventilsitz 48 berühren und einen Druckabfall in der überwachungsleitung 1o verhindern wird. Nach Berührung des Ventilsitzes 48 durch das Ventil 46 setzt sich die Druckverringerung in der Kammer 56 durch die Drossel hindurch fort, bis atmosphärischer Druck erreicht wird. Hiernach kann das getrennte Magnetventil 68 aberregt werden, wodurch der Druck in der Kammer 58 bis auf atmosphärischen Druck abfällt. Das Ventil 46 bleibt jedoch auf dem Ventilsttz 48 unter der Wirkung der Rückstellfeder 66 sitzen. Von dem isolierten Magnetventil 68 strömende Luft erreicht die Kammer 58 über ein Absperrventil 7o und strömt auch zu dem benachbarten Fahrzeug über ein in einer Leitung 74 angeordnetes Absperrventil 72. Wenn die Fahrzeuge getrennt werden, wird die Leitung 74 zur freien Atmosphäre hin entlüftet. Die Strömungsmenge durch das isolierte Magnetventil 68 ist jedoch so gewählt, daß in der Kammer ein so hoher Druck aufgebaut wird, daß dieser den Druck in der Kammer 56 übersteigt und das Kupplungsventil 36 geschlossen wird.

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Claims

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing E.Prinz - Dr. Q. Hauser - G. Leiser Ernsbergerstrasse 19 8 München 60 Unser Zeichen: G 1423 14.März 1978 GENERAL SIGNAL CORPORATION High Ridge Park, Stamford, Connecticut 06094 V.St.A. ... Patentansprüche

1./ Schienenfahrzeug mit einer sich längs des Fahrzeugs erstreckenden Überwachungsleitung, einer pneumatisch betätigbaren Bremse, die in Abhängigkeit von Änderungen des Druckmitteldrucks in der Überwachungsleitung wirksam ist, mit einem in die Überwachungsleitung geschalteten Kupplungsventil für die Kupplung der Uberwachungsleitung mit der Überwachungsleitung eines anderen Schienenfahrzeugs, wenn die Fahrzeuge in einem Zug miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsventil ein Ventilgehäuse (38) aufweist/ dessen Einlaß (40) mit der Überwachungsleitung (10) verbunden ist und dessen Auslaß (42) mit dem Auslaß eines ähnlichen in die Überwachungsleitung

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eines anderen Schienenfahrzeugs geschalteten Ventils durch gegenseitiges Anlegen der Ventile kuppelbar ist, daß ein Ventilorgan (44, 46) in dem Ventilgehäuse (38) verschiebbar gelagert ist und mit einem Ventilsitz (48) zum wahlweisen öffnen und Schließen der Verbindung zwischen dem Einlaß (40) und dem Auslaß (42) zusammenwirkt, daß das Ventilorgan (44) eine Verlängerung (50, 52) aufweist, die aus dem Ventilgehäuse (38) derart hervorragt, daß beim Anlegen des Ventils gegen ein ähnliches Ventil das Ventilorgan (44, 46) von dem Ventilsitz (48) im Öffnungssinn der Verbindung abhebbar ist, daß außerdem das Ventilorgan (44) einen Kolben (54) umfaßt, der in dem Ventilgehäuse (38") in einer Öffnung . verschiebbar gelagert ist, welche an gegenüberliegenden Seiten des Kolbens (54) Kammern (56, 58) bildet, die mit dem Auslaß (42) durch Kanäle (60, 62, 64) verbunden sind, durch die eine der Kammern(58)schneller als die andere Kammer (56) druck— entlastbar ist, derart, daß das Ventilorgan (44) von dem Ventilsitz (48) zur Druckentlastung der Überwachungsleitung bei unbeabsichtigter Trennung der Ventile benachbarter Fahrzeuge vorübergehend abhebbar ist, und daß eine der Kammern (58) durch eine Vorrichtung (68, 70) zum Halten des Ventilorgans (44) gegen den Ventilsitz (48) bei einer beabsichtigten Trennung der Ventile benachbarter Fahrzeuge mit Druck beaufschlagbar ist.

2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilorgan (44) durch eine Rückstellfeder (66) im Schließsinn gegenüber dem Ventilsitz (48) vorgespannt ist.

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3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (66) in einer der Kammern (55, 58) angeordnet ist.

4. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (60, 62, 64) eine sich durch das Ventilorgan (44) erstreckende Bohrung (60) umfassen.

5. Schienenfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Auslaßöffnungen (62, 64) in dem Ventilorgan

(44) jeweils in die Kammern (55, 58) münden, wobei eine der öffnungen (64) größer als die andere öffnung (62) bemessen ist.

6. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung ein Absperrventil (70) , einen ein Druckmedium enthaltenden Behälter und ein elektrisch zu betätigendes Ventil(68) für die wahlweise Zufuhr von Öruckmedium von dem Druckbehälter zu der Kammer (58) über das Absperrventil (70) umfaßt.

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