DE3618292C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein motorisch betätigbares Druckventil für Kabinen von Eisenbahnwagen insbesondere für Fahrgastkabinen von Reise­ zugwagen.

Aus der DE-PS 2 15 679 ist ein Lüftungsschieber bekannt, bei dem eine geschlitzte Platte zwischen zwei fest angeordneten und ebenfalls geschlitzten Platten beweglich ist. Ein solcher Luftschieber ist für eine Funktion unter gleichen Druckverhältnissen auf beiden Schieberseiten ausgelegt.

Aus der DE-OS 33 43 487 ist eine Einrichtung zur Belüftung und Klimatisierung von Fahrgasträumen in Schienenfahrzeugen bekannt, bei der zur Regelung des Fahrgastraum-Innendruckes im Frischlufteinlaß und im Luftauslaß Sensoren vorgesehen sind, die Aus­ gangssignale in Abhängigkeit der Luftdurchflußmengen abgeben. Eine solche Anordnung dient zur Beein­ flussung der Luftkonditionen. Eine konstruktive Ausbildung des Frischlufteinlasses und des Luftaus­ lasses zeigt diese Druckschrift nicht. Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf eine andere Problematik.

Zugbegegnungen auf der Strecke ganz allgemein und Zugdurchfahrten in Tunneln führen besonders an den Tunnelein- bzw. Tunnelausfahrten und bei Zugbegeg­ nungen im Tunnel zu hohen Schwankungen des Luftdrucks in der Umgebung der Kabine der Wagen des Zuges, so daß gegenüber dem Innendruck der Kabine ein er­ heblicher Überdruck oder auch ein entsprechend großer Unterdruck entsteht. Diese wellenförmig auftretende Druckschwankung setzt sich durch die relativ groß zu bemessenden Öffnungen für die Zuluft und Fortluft der Belüftung in den Innenraum der Kabine fort und führt dementsprechend auch in der Kabine zu einem plötz­ lichen Druckanstieg und/oder Druckabfall mit Wellencharakteristik. Solche Druckschwankungen in der Kabine stören die Insassen erheblich und beein­ trächtigen die Steuerungen der Klimaanlagen von klimatisierten Kabinen für die Aufnahme von Personen und Frachtgut. Der Komfort moderner Reisezugwagen mit Klimaanlagen wird dadurch erheblich nachteilig beeinflußt. Diese Nachteile wachsen mit zunehmender Reisegeschwindigkeit moderner Züge oder zwingen zur Verringerung der Reisegeschwindigkeit bei Tunnel­ durchfahrten oder Zugbegegnungen, insbesondere Zug­ begegnungen im Tunnel.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Druckventil für Kabinen von Eisenbahnwagen zu ge­ stalten, welches bei Erreichen einer vorbestimmbaren Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Kabine durch einen motorischen Antrieb in extrem kurzer Zeit große Querschnitte der Zuluft- und Fortluftöffnungen für die Belüftung der Kabine ver­ schließt und welches seine einwandfreie Funktion auch bei hohen plötzlich auftretenden Druckdifferenzen beibehält.

Diese Aufgabe wird durch ein Druckventil mit den Merkmalen des Patent­ anspruches 1 gelöst.

Ein Druckventil mit diesen Ausbildungsmerkmalen ermöglicht extrem große Öffnungsquerschnitte für den Luftstrom und kann mittels eines motorischen Ver­ stellantriebes in ganz kurzer Zeit dicht geschlossen und voll geöffnet werden. Trotz der für die Er­ reichung großer freier Strömungsquerschnitte bei geöffnetem Ventil erforderlichen Flächenausdehnung des Ventils läßt sich eine gute Steifigkeit erzielen, da die Führungsplatten die Ventilplatte von beiden Seiten aussteifen bzw. abstützen. Die Verwendung der Ventilplatte und deren Anordnung zwischen zwei Führungsplatten ermöglicht außerdem relativ breite Überdeckungsflächen an den Rändern zur Abdichtung, so daß bei geschlossenem Druckventil hohe Dichtigkeit über längere Zeiträume erreicht und auch bei wellenförmigen Druckschwankungen mit hohem Überdruck und hohem Unterdruck aufrechterhalten werden können. Dadurch lassen sich entsprechende Anforderungen für klimatisierte Kabinen von Reisezugwagen an geringe Leckagebeiwerte erfüllen. Die einwandfreie Funktion des Druckventils bleibt selbst dann erhalten, wenn die hohen Druckschwankungen schon während des Schließvorganges auftreten.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung ist vorgesehen, daß die Ventilplatte zwischen den beiden Führungsplatten mit einem geringen Spiel quer zur Plattenebene angeordnet ist und daß die relativ zueinander beweglichen Führungsflächen der Ventilplatte und der beiden Führungsplatten sich mit einer Beschichtung aus einem begrenzt elastischen Werkstoff mit geringem Reibungsbeiwert berühren. Durch diese Ausbildung wird einerseits eine leichtgängige Beweglichkeit der Ventilplatte zwischen den beiden Führungsplatten und außerdem ein hohes Maß an Dichtigkeit erreicht. Für die Beschichtung eignet sich besonders handelsübliches Kunststoffmaterial, welches unter der Kurzbezeichnung PTFE handelsüblich ist. Dieser Werkstoff hat einen äußerst geringen Reibungsbeiwert und ist begrenzt elastisch, so daß er als Dichtungswerkstoff geeignet ist. Das geringe Spiel quer zur Plattenebene führt bei ausgeglichenem Druck zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Kabine zu einer praktisch reibungsfreien Bewegung der Ven­ tilplatte, so daß geringe Antriebskräfte ausreichen, und andererseits wird dieses Spiel praktisch genutzt, so daß die Ventilplatte bei geschlossenen Druckventil sowohl durch einen inneren Überdruck als auch durch einen äußeren Überdruck mit diesem dichtenden Werkstoff fest gegen die jeweils stützende Füh­ rungsplatte gepreßt wird. Trotzdem bleibt eine Bewegungsmöglichkeit der Ventilplatte selbst bei hohen Druckdifferenzen infolge des geringen Rei­ bungsbeiwertes dieses Beschichtungswerkstoffes erhal­ ten.

Für die konstruktive Ausbildung des Druckventils ist nach einem weiteren Erfindungsgedanken vorgesehen, daß die Ventilplatte einen oder auch mehrere Zapfen aufweisen, die sich quer zur Ebene der Ventilplatte erstrecken und in Schlitze einer Führungsplatte ein­ greifen, deren Länge den Weg der Bewegung der Ventilplatte gegenüber den Führungsplatten begrenzt. Mit einem dieser Zapfen oder auch mit mehreren der Zapfen kann der motorische Antrieb gelenkig verbunden sein, welcher vorteilhaft aus einer pneumatisch beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheit besteht. Diese Kolben-Zylinder-Einheit läßt sich in an sich bekannter Weise durch Sensoren steuern, die die Druckdifferenzen in Schaltimpulse für den motorischen Antrieb umsetzen. Die Druckdifferenzen, bei denen Schaltimpulse ausgelöst werden sollen, sind vorbestimmbar, wie es an sich ebenfalls bekannt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung dargestellt, das im folgenden näher beschrieben wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Druck­ ventils,

Fig. 2 einen Teilschnitt nach der Linie A-B der Fig. 1 und

Fig. 3 in einem gegenüber den Fig. 1 und 2 vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch das eine Ende des Druckventils.

Das in Fig. 1 dargestellte, in die Wand einer Fahrgastkabine eines Reisezugwagens oder dergleichen einbaubare Druckventil besteht aus der inneren Ventilplatte 1 und den beiden äußeren Führungsplatten 2 und 3, die die Ventilplatte 1 von beiden Seiten abstützen. In der Ventilplatte 1 sind in Abständen parallel zueinander verlaufende Schlitze 4 vorgesehen, und ebenso weisen die Führungsplatten 2 und 3 an sich überdeckenden Stellen zueinander parallel verlaufende Schlitze 5 und 6 auf, deren Breite etwa der Breite der Schlitze 4 entspricht. Die Breite der Stege zwischen den Schlitzen 4 der Ventilplatte 1 ist jedoch erheblich größer als die Breite der Schlitze 5 und 6 in den Führungsplatten 2 und 3, so daß bei geschlossenem Druckventil, welches der Darstellung in den Zeichnungsfiguren entspricht, eine erhebliche Materialüberdeckung zur Erzielung einer guten Dichtigkeit des Druckventils entsteht. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Ventilplatte 1 zwischen den Führungsplatten 2 und 3 in ihrer Ebene quer zur Längsrichtung der Schlitze 4, 5 und 6 beweglich angeordnet, wobei ein Zapfen 7 oder auch mehrere Zapfen diese Bewegung der Ventilplatte gegenüber den Führungsplatten 2 und 3 begrenzt. Der Zapfen 7 ist auf der Ventilplatte 1 befestigt und erstreckt sich quer zur Ebene der Abdeckplatte 1 in ein Langloch 8, dessen Enden Anschläge für den Zapfen 7 bilden. Gleichzeitig ist dieser Zapfen 7 oder sind mehrere solcher Zapfen Angriffspunkte für den motorischen Antrieb zum Schließen und Öffnen des Druckventils. Im Beispiel besteht dieser motorische Antrieb aus einer Kolben-Zylinder-Einheit, deren Kolbenstange 9 gelenkig mit dem Zapfen 7 verbunden ist und deren Zylinder 10 gegenüber der Führungsplatte 3 festgelegt ist. Die Sensorsteuerung für diesen motorischen Antrieb 9,10 wurde auf der Zeichnung nicht dargestellt.

Die Besonderheit, daß die Ventilplatte 1 mit einem geringen Spiel quer zur Plattenebene zwischen den beiden Führungsplatten 2 und 3 angeordnet ist, ergibt sich aus den Zeichnungsfiguren 2 und 3. Zur Erzielung hoher Dichtigkeitswerte und einer leichten Verstellmöglichkeit der Ventilplatte 1 auch bei Druckdifferenzen sind die Anlageflächen der Führungsplatten 2 und 3 für die Ventilplatte 1 mit einem Kunststoff beschichtet, der einen geringen Reibungsbeiwert aufweist und begrenzt material­ elastisch ist. Diese Beschichtungen 11 sind in der Fig. 3 bezeichnet und in der Fig. 2 an den etwas dickeren Linien zu erkennen.

Zur Sicherung der Einhaltung äußerst geringer Leckagebeiwerte, wie sie weiter oben bereits erwähnt wurden, kann die beschriebene Konstruktion des Druckventils auch dupliziert werden, so daß mehrere Ventilplatten 1 parallel nebeneinander zwischen je zwei Führungsplatten 2 beweglich angeordnet sind. Dadurch entsteht bei geschlossenem Druckventil eine Mehrfachdichtung mit einem Labyrinth an jedem einzelnen Durchgangsschlitz 4 der Ventilplatten.

Claims (6)

1. Motorisch betätigbares Druckventil für Kabinen von Eisenbahnwagen, insbesondere für Fahrgastkabinen von Reisezugwagen

• - mit einer Ventilplatte (1) mit in Abständen parallel verlaufenden Schlitzen (4),
• - mit zwei Führungsplatten (2, 3) mit in Abständen und an sich überdeckenden Stellen zueinander parallel verlaufenden, etwa der Breite der Schlitze (4) ent­ sprechenden Schlitzen (5, 6),
• - wobei die Breite der Stege zwischen den Schlitzen (4) in der Ventilplatte (1) erheblich größer als die Breite der Schlitze (5, 6) in den Führungsplatten (2, 3) ist,
• - die Ventilplatte (1) durch die Führungsplatten (2, 3) beidseitig im Bereich der Stege zwischen den Schlitzen (4) abstützbar und
• - die Ventilplatte (1) durch den motorischen Antrieb in ihrer Ebene beweglich führbar ist.

2. Druckventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventilplatte (1) zwischen den beiden Führungsplatten (2, 3) mit einem geringen Spiel quer zur Plattenebene angeordnet ist und daß die relativ zueinander beweglichen Flächen der Ventilplatte (1) und der beiden Führungsplatten (2, 3) sich mit einer Beschichtung (11) aus einem begrenzt elastischen Werkstoff mit geringem Reibungsbeiwert berühren.

3. Druckventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (1) Zapfen (7) aufweist, die sich quer zur Ebene der Ventilplatte (1) erstrecken und in ein Langloch (8) einer Füh­ rungsplatte (3) eingreifen, dessen Länge den Weg der Bewegung der Ventilplatte (1) gegenüber den Füh­ rungsplatten (2, 3) begrenzt.

4. Druckventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der motorische Antrieb mit einem oder mit mehreren dieser Zapfen (7) beweglich ver­ bunden ist.

5. Druckventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der motorische Antrieb aus einer Kolben-Zylinder-Einheit (9, 10) besteht, deren Kolben (9) gelenkig mit dem Zapfen (7) verbunden und deren Zylinder (10) gegenüber der Kabine festgelegt ist.

6. Druckventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der motorische Antrieb aus einer pneumatisch beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheit (9, 10) besteht und eine Sensorsteuerung aufweist, die Druckdifferenzen in Schaltimpulse für den motorischen Antrieb umsetzt.