DE2811465A1 - Schienenfahrzeug - Google Patents
SchienenfahrzeugInfo
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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 (6)
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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