DE60103528T2

DE60103528T2 - Vorrichtung und Verfahren für eine pneumatisch geregelte, abgestufte Bremsdruckverminderung für ein Güterzugbremssystem

Info

Publication number: DE60103528T2
Application number: DE60103528T
Authority: DE
Inventors: James E. Trafford Hart; Thomas Clayton Engle
Original assignee: Westinghouse Air Brake Technologies Corp
Current assignee: Westinghouse Air Brake Technologies Corp
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2021-07-03
Also published as: DE60103528D1; EP1273498A1; EP1273498B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Steuersysteme für Güterzüge, und, insbesondere, auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum pneumatisch gesteuerten, abgestuften Auslösen eines Bremszylinderdrucks in einem Steuersystem eines Güterzugs.
In herkömmlichen Bremssystemen für Güterzüge, gesteuert durch ein pneumatisches Steuerventil, wird unter Druck gesetztes Fluid dazu verwendet, Bremsfunktionen an jedem Wagen des Zugs zu steuern. Eine oder mehrere Lokomotive(n) und ein Transportwagen sind mit einer Bremsleitung verbunden, die unter Druck gesetztes Fluid von einem Hauptreservoir an der Lokomotive zu Reservoirs an jedem Wagen zuführt. Jeder Wagen in einem standardmäßigen, pneumatisch betriebenen Güterzug-Bremssystem besitzt ein eingebautes Reservoir, das typischerweise in Not- und Hilfsräume unterteilt ist, die über die Bremsleitung, ein pneumatisches Steuerventil (PCV) und eine mittels Fluiddruck aktivierte Bremszylindervorrichtung, gefüllt werden. Das PCV kommuniziert selektiv zwischen der Bremsleitung, jedem Reservoir-Raum, der Bremszylindervorrichtung und der Atmosphäre. Das PCV steuert die Betriebsweise der Bremsen an dem Wagen durch Steuern des Zugangs eines unter Druck gesetzten Fluids zwischen dem Bremszylinder und den Reservoiren oder der Atmosphäre. Die Betriebsweise des PCV wird durch den Ingenieur von der Lokomotive aus durch Einstellen des Drucks in der Bremsleitung gesteuert. Grundsätzlich signalisiert eine Verringerung in dem Druck der Bremsleitung dem PCV, unter Druck gesetztes Fluid von einem Reservoir in die Bremszylindervorrichtung einzulassen, um die Bremsen zu betätigen. Umgekehrt signalisiert eine Erhöhung in dem Bremsleitungsdruck dem PCV, den Bremszylinder zu der Atmosphäre hin zu belüften, um dadurch die Bremsen freizugeben.
Insgesamt hat sich das herkömmliche, pneumatische Bremssystem, das das PCV verwendet, als ein sehr sicheres und zuverlässiges System erwiesen. Allerdings sind ein paar Nachteile des mittels PCV gesteuerten Systems diejenigen, dass es Zeit für die Druckänderung, eingeleitet an der Lokomotive, benötigt, um diese weiter zu propagieren, was über hunderte von Wagen sein kann. Als eine Folge erfasst das PCV an jedem Wagen die Druckänderung sequenziell so, dass die Bremsen an jedem Wagen in Folge betätigt werden, im Gegensatz dazu, dass dies gleichzeitig erfolgt. Das PCV an den Wagen nahe der Lokomotive wird die Druckänderung eher erfassen und demzufolge werden die Bremsen an diesen Wagen vor den Bremsen an den Wagen weiter hinten in der Reihe betätigt.
Ein anderer Nachteil ist derjenige, dass, wenn einmal die Bremsen betätigt sind, die einzige Art und Weise, um sie zu lösen, diejenige ist, den Bremszylinder zu der Atmosphäre hin zu belüften, was demzufolge vollständig den gesamten Druck von dem Bremszylinder freisetzt. Mit anderen Worten kann der Druck des Bremszylinders nicht teilweise reduziert werden. Entweder muss der gesamte Druck beibehalten werden oder er muss insgesamt freigesetzt werden. Weiterhin kann es, wenn der Druck des Bremszylinders freigesetzt ist, Zeit benötigen, um die Bremsleitung und die Reservoire wieder ausreichend so zu füllen, um weitere Bremsvorgänge vornehmen zu können.
Vorrichtungen nach dem Stand der Technik umfassen die Verwendung von Halteventilen vom ABDW, ABDX Typ, um einen Teil des Drucks des Bremszylinders unter einem direkten Auslösen „zurückzuhalten".
Vorrichtungen nach dem Stand der Technik des vorstehend erwähnten Typs sind zum Beispiel in der US-A-5 083 843, der US-A-4 558 907 und der US-A-4 775 194 offenbart.
Eine relativ neue Entwicklung bei der Steuerung der Bremse von Güterzügen ist das elektronisch gesteuerte, pneumatische (Electrically Controlled Pneumatic – ECP) Bremssteuersystem. In einem herkömmlichen ECP-System ist eine elektronische Steuereinheit (Electronic Controller – EC) an jedem Wagen zusammen mit mittels Solenoid betätigten Ventilen, die den Austausch von Druck zwischen der Bremszylindervorrichtung und den Reservoiren oder der Atmosphäre steuern, vorgesehen, grundsätzlich vorgenommen über die Funktionen des PCV. Demzufolge steuert die EC direkt den Bremszylinder und kann als ein ECP-System vom Typ mit Bremszylindersteuerung (Brake Cylinder Control – BCC) bezeichnet werden.
Zunächst ist das ECP-System vom BCC-Typ als ein übergeordnetes System bei dem herkömmlichen, pneumatischen System getestet worden, wobei das PCV als eine Back-Up-Bremssteuervorrichtung arbeitet. Allerdings werden alle elektronischen ECP-Bremssteuersysteme vom BCC-Typ hergestellt und die American Association of Railroads (AAR) ist dabei, bestimmte Erfordernisse, die sich auf minimale Ausrüstungs- und Betriebszustände für solche ECP-Systeme beziehen, zu veröffentlichen.
Einer der Vorteile des Systems vom BCC-Typ ist derjenige, dass der EC elektrisch von der Lokomotive signalisiert wird, die Bremszylindervorrichtung zu betätigen. Demzufolge wird das Bremssignal im Wesentlichen augenblicklich propagiert und die Bremsen an jedem Wagen können unter virtuell derselben Zeit betätigt werden. Ein anderer Vorteil ist derjenige, dass das Niveau eines Bremszylinderdrucks einstellbar ist, da die Solenoid-Ventile teilweise den Bremszylinderdruck ohne vollständiges Ablassen des gesamten Drucks an die Atmosphäre ablassen. Als Folge kann der Ingenieur der EC signalisieren, die Bremskraft um irgendeinen Betrag, der erwünscht ist, zu erhöhen oder zu verringern.
Allerdings sind ein Nachteil die Kosten beim Ausführen eines solchen ECP-Systems. Zum Beispiel umfassen die minimalen Anforderungen der AAR, unter anderen Dingen, das Erfordernis einer Energiequelle von 2500 W an der Lokomotive, ein 230 VDC Zugstreckenleitungskabel und eine Kommunikationsvorrichtung an jedem Wagen, wobei jede eine Batterie als eine Pufferenergieversorgungsquelle besitzt. Diese Erfordernisse bringen einen wesentlichen Kostenfaktor mit sich.
Dementsprechend ist ein Erfordernis nach einer Vorrichtung vorhanden, die eine pneumatisch steuerbare, stufenweise Auslösung eines Bremszylinderdrucks vorsieht, um die Vorteile einer stufenweisen Auslösung des ECP-Systems ohne das Erfordernis der gesamten, zugeordneten, elektrischen Ausrüstung und Kosten zu haben.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Abstufungsventil (RGV) gemäß der Erfindung ist vorzugsweise in ein pneumatisches Steuerventil integriert, wie ein ansonsten standardmäßiges ABDX, oder ABDX-L, zur Verwendung in irgendeinem herkömmlichen, pneumatisch gebremsten Güterzug, oder in Zugeinheiten mit ähnlich ausgestatteten Wagen.
In dem normalen Güterzug-Service muss das RGV eine direkte Auslösung zusammen mit allen anderen Wagen in dem Zug vorsehen, wobei viele oder die meisten davon typischerweise nicht mit einem RGV ausgestattet sein würden. Demzufolge umfasst das RGV vorzugsweise einen Umschaltventilbereich zum wahlweisen Umschalten zwischen einem abgestuften Auslösungs-Modus und einem direkten Auslösungs-Modus.
In dem herkömmlichen, direkten Auslösungs-Modus isoliert das Umschaltventil den abgestuften Auslösungs-Bereich des RGV, um zu ermöglichen, dass das PCV den Bremszylinderdruck in einer herkömmlichen Art und Weise freisetzt. In dem abgestuften Auslösungs-Modus fügt das Umschaltventil einen Dosierventilbereich dazwischen, der den Bremszylinderdruck im Wesentlichen proportional zu einer Verringerung in dem Druck in der Bremsleitung freisetzt.
Das Umschaltventil kann wahlweise in Abhängigkeit des Drucks in einer sekundären Zugluftleitung, zum Beispiel in einer Hauptversorgungsrohrleitung, die mit unter Druck gesetztem Fluid von einer entfernten Quelle versorgt wird, betätigt werden. Alternativ kann das Umschaltventil auf einen Bremsleitungsdruck so ansprechen, dass eine sekundäre Zugluftleitung nicht notwendig ist. In diesem Fall kann ein Bremsleitungssensorventilbereich zusätzlich zum Kontrollieren der Betätigung des RGV vorgesehen werden.
Als eine Alternative zu dem wahlweise betätigbaren Aufbau könnte das RGV auch in einer „permanenten" Version vorgesehen werden. Ein permanentes RGV ist ein solches, bei dem kein Umschaltventilbereich vorhanden ist, um eine optionale, direkte Auslösung zu ermöglichen. Demzufolge kann der Bremszylinderdruck routinemäßig in einer abgestuften Art und Weise abgelassen werden.
In jedem Fall ist das wahlweise betätigbare RGV der derzeit bevorzugte Typ. Irgendein Wagen, ausgestattet mit einem wahlweise betätigbaren RGV, würde für einen Betrieb in einem Zug mit Standard-Wagen (nicht ausgestatteten Wagen) zum Umschalten, Positionieren der Ausrüstung, geeignet sein, und ermöglicht einfach die vollständigste, ökonomischste Verwendung des Wagens in irgendeinem Service, für den er ansonsten geeignet war, ohne spezielle Handhabungsvorgänge:
In einer Zugeinheit mit ähnlich ausgestatteten Wagen kann ein abgestufter Auslösungsvorgang der einzelnen Wagenbremsen verschiedene Vorteile erzielen, und dies kann eine Anwendung für die „permanente" Version sein. Zum Beispiel kann ein teilweises Auslösen von Bremsen eine Verringerung des Reibungsbremsens ermöglichen, wenn sich der Zug auf die erwünschte Geschwindigkeit beim Herabstufen verlangsamt, um ein dynamisches Bremsen mit einem höheren Prozentsatz einzusetzen, um den Zug zu verzögern, mit dem Vorteil einer Verringerung einer Abnutzung der Reibungsbremsschuhe. Zusätzlich führt die stufenweise Auslösung von Bremsen zu einer weicheren Steuerung einer Lose, was Zwischenzugkräfte verringert, und die Beschädigung, die sie verursachen kann.
Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ein Zug aus einer „Senke" herausgezogen wird. Weiterhin wird ein Einsparen von Luft und Treibstoff für die Lokomotive realisiert werden. Diese Einsparungen führen dazu, dass man in der Lage ist, ein Bremsen in hügeligem . Gebiet zu verringern und irgendeine Verlangsamung des Zugs unnötigerweise zu vermeiden oder verschwenderische Energie beim Bremsen aufzuwenden, um ein Auslösen der Bremsen zu vermeiden. Diese Situation tritt dann auf, wenn sich der Zug unterhalb der erwünschten Geschwindigkeit verlangsamt, allerdings der Ingenieur realisiert, dass ein stärkeres Bremsen bei einem Bergabfahren voraus erforderlich sein wird. Die Verfügbarkeit einer abgestuften Auslösung vermeidet die Notwendigkeit, vollständig die Bremsen freizugeben, wodurch die Luft und die Zeit eingespart werden, die notwendig sein würden, um sie erneut in einem höheren Grad dann anzulegen, wenn ein verstärktes Bergabfahren erforderlich ist. Eine Zugeinheit mit Wagen, die mit den Abstufungsventilen, die hier beschrieben sind, ausgestattet sind, kann das Merkmal einer abgestuften Auslösung verwenden, um eine verbesserte Bremsfunktion zu erzielen.
Weitere Details, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungsfiguren von bestimmten Ausführungsformen davon ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN
Ein vollständigeres Verständnis der Erfindung kann unter Berücksichtigung der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung, in Verbindung mit den Zeichnungen erhalten werden, in denen:
1 zeigt eine schematische Darstellung, die ein pneumatisches Güterzug-Bremssystem nach dem Stand der Technik darstellt;
2 zeigt eine schematische Darstellung, die ein kombiniertes ECP- und pneumatisches Güterzug-Bremssystem darstellt, bei dem das ECP ein übergeordnetes System für das herkömmliche, pneumatische Bremssystem, dargestellt in 1, ist;
3 zeigt eine schematische Darstellung, die ein Güterzug-Bremssystem nach dem Stand der Technik mit einem Direkt-Bremszylindersteuer-Voll-ECP darstellt;
4 zeigt eine schematische Darstellung, die das pneumatische Bremssystem der 1 darstellt, das weiterhin ein Auslösungs-Abstufungsventil besitzt;
5 stellt eine Ausführungsform eines wahlweise betätigbaren Auslösungs-Abstufungsventils dar;
6 stellt eine Ausführungsform der 5 in einer Abstufungs-Auslösungsposition dar;
7 stellt eine andere Ausführungsform eines wahlweise betätigbaren Auslösungs-Abstufungsventils dar;
8 stellt die Ausführungsform der 5 in einer direkten Auslösungsposition dar, und die weiterhin ein Bremsrohrleitungs-Sensorventil besitzt;
9 stellt die Ausführungsform der 8 dar, bei der sich das Sensorventil an der kritischen Position befindet;
10 stellt die Ausführungsform der 9 dar, bei der das Sensorventil das Umschaltventil zu der abgestuften Auslösungsposition bewegt hat;
11 stellt eine Ausführungsform eines „permanenten" Auslösungs-Abstufungsventils dar;
12 zeigt eine Grafik eines Bremszylinderdrucks gegenüber der Zeit, die den Typ einer Bremssteuerung, ermöglicht durch das Auslösungs-Abstufungsventil, darstellt;
13 zeigt eine Grafik eines Bremszylinderdrucks gegenüber der Zeit, die eine Bremssteuerung unter Verwendung von herkömmlichen Bremssystemen darstellt; und
14 stellt eine Ausführungsform einer Adapterplatte für ein betriebsmäßiges Verbinden eines Auslösungs-Abstufungsventils mit einem Typ eines pneumatischen ABD-Ventils dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BESTIMMTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Um beim Verständnis der vorliegenden, bevorzugten Ausführungsformen zu unterstützen, wird es hilfreich sein, zuerst bestimmte Güterzug-Bremssteuer-Systeme nach dem Stand der Technik, dargestellt in den 1 und 2, zu beschreiben.
Ein herkömmliches, pneumatisch betätigtes Güterzug-Bremssystem an einem Schienenfahrzeug ist in 1 dargestellt, wo ein pneumatisches Steuerventil („PCV") 10, wie beispielsweise ein ABDX, ein ABDW oder ein DB-60, mit einer Bremsleitung („BP") 13 und einem Hilfs- („AUX") 15 und einem Not- („EMER") 17 Reservoir verbunden ist. Jedes Reservoir wird normalerweise mit einem Druckfluid, zugeführt durch die BP 13 über Hilfs- und Not-Öffnungen 11, 12 in dem PCV 10, befällt. Das PCV 10 ist auch mit einer mittels Fluiddruck aktivierten Bremszylindervorrichtung („BC") 19 verbunden, die Bremsschuhe auf die Räder des Wagens aufbringt, um dessen Geschwindigkeit zu kontrollieren. Das PCV 10 besitzt auch eine Auslassöffnung 21, um die BC 19 zu der Atmosphäre hin zu belüften. Alternativ kann das PCV 10 mit einer Rückhalte-Einrichtung („RET") 13 verbunden sein, über die der Bremszylinderdruck an die Atmosphäre unter einer eingeschränkten Rate belüftet werden kann.
Im Betrieb fühlt das PCV 10 Änderungen in dem Bremsrohrleitungsdruck und kann, basierend auf solchen Änderungen in dem Druck, entweder die Bremsen durch unter Druck setzen des Bremszylinders 19 mit Fluid von einem oder von beiden Reservoiren) 15, 17 betätigen, oder kann die Bremsen freigeben, indem der Bremszylinder 19 belüftet wird. Herkömmlich signalisiert eine Verringerung in dem Bremsrohrleitungsdruck dem PCV 10, die Bremsen in einem Umfang zu betätigen, der proportional zu einer Bremsleitungs-Reduktion ist, wogegen eine Erhöhung in dem Bremsrohrleitungsdruck in irgendeiner Größe oberhalb eines kleinen, vorbestimmten Minimums ein Signal ist, um die Bremsen vollständig freizugeben bzw. auszulösen, indem die BC belüftet wird.
Ein kombiniertes ECP/Pneumatik-Güterzug-Bremssteuersystem nach dem Stand der Technik ist in 2 dargestellt, das eine elektronische Steuereinheit („EC") 25 besitzt, die betriebsmäßig mit den Reservoiren AUX und EMER 15, 17 verbunden ist, zusammen mit einem Paar von mittels Solenoid betätigten Applikationsventilen ("APP_S), „APP_e") 27, 29, um die Zufuhr von unter Druck gesetztem Fluid von den Reservoiren zu den Bremszylindern 19 zu steuern, um die Bremsen an einem Schienenfahrzeug anzuwenden. Die EC 25 ist auch mit einem mittels Solenoid betätigten Auslösungs-Ventil („SOL REL") 27 verbunden, das den Bremszylinder 19 zu der Atmosphäre hin belüften kann. Wie in 1 kann auch eine RET 23 vorgesehen werden.
In diesem System wird das PCV 10 als eine Back-Up-Bremssteuervorrichtung verwendet, während das EC 25 normalerweise direkt den Bremszylinderdruck steuert. Da die Reservoire AUX 15 und EMER 17 mit unter Druck gesetztem Fluid direkt von der Bremsleitung 13 aufgeladen werden, können Rückfluss-Absperrventile 33 zwischen jedem Reservoir und dem BP 13 vorgesehen sein. Alternative Arten und Weisen, die für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet bekannt sind, um einen Rückfluss von den Reservoiren in die Bremsleitung hinein zu verhindern, können auch vorgesehen sein.
Die EC 25 kann den Bremszylinderdruck über einen Druckwandler („P") 35 überwachen. Im Betrieb kann das EC 25 typischerweise ein elektrisches Befehls-Signal („CS") 26 von einer Lokomotive aufnehmen, die diese anweisen kann, die Bremsen anzuwenden oder freizugeben. Das Niveau eines verstärkten oder verringerten Bremsens kann durch sowohl das CS 26 als auch die BP 13 kommuniziert werden. Die BP 13 kann in einigen Installationen (nicht dargestellt) den Bremsbefehl zu dem PCV 10 kommunizieren, so dass, in dem Fall irgendwelcher Probleme mit dem ECP-System das PCV 10, die Bremsen betätigen kann. Unter normalen Zuständen kann das Anwenden der Bremsen EC 25 eines der Aufbringungsventile 27, 29, oder beide, betätigen, um unter Druck gesetztes Fluid zu der BC 19 von den Reservoiren aus zuzuführen. Um die Bremsen freizugeben, betätigt die EC 25 das SOL REL 31, um die BC 19 zu belüften. Die EC 25 kann die Auslösung des Drucks der BC 19 so steuern, um zunehmende Verringerungen im Druck (abgestufte Auslösung) ohne vollständiges Ablassen des Bremszylinders wie in dem herkömmlichen, pneumatischen System zu erzielen.
3 stellt ein vollständiges ECP-Bremssteuersystem, ähnlich zu dem ECP-System, gezeigt in 2, dar, mit der Ausnahme, dass kein PCV 10 verwendet wird. Bei diesem Typ eines Systems kann ein Reservoir 14 mit einer einzelnen Kammer aus einer Mehrzahl von Gründen verwendet werden. Zunächst erfordert das PCV 10 gesonderte Reservoire AUX 15 und EM 17, um zu arbeiten. Ohne das PCV 10 werden die Doppelkammern nicht benötigt. Auch wird in dem vollständigen ECP-System der Druck der BP 13 vollständig geladen beibehalten, da alle Bremsbefehle zu der EC 25 über das CS 26 geschickt werden. Zusätzlich wird, da ein einzelnes Reservoir verwendet wird, nur ein einzelnes Aufbringungsventil („APPN") 28 benötigt. Ähnlich dem ECP-System der 2 ist das ECP-System des BCC-Typs so, dass die EC 25 direkt den Druck der BC 19 steuern kann. Ähnlich kann eine abgestufte Freisetzung bzw. Auslösung des Bremsdrucks auch durch die EC 25 erzielt werden.
In dem pneumatisch gesteuerten Güterzug-Bremssystem, dargestellt in 1, bei dem die Bremsfunktionen durch das PCV 10 durchgeführt werden, wird der Druck der BC 19 vollständig abgelassen, immer wenn eine Bremsen-Auslösung signalisiert wird (in Abhängigkeit des Rückhaltesystems). Der offensichtliche Nachteil ist derjenige, dass das Niveau eines Bremsens nicht teilweise verringert werden kann, da es nur vollständig entleert werden kann. Falls die Bremskraft den Zug zu sehr verlangsamt, hat der Ingenieur nur zwei Wahlmöglichkeiten: Auslösen der Bremsen vollständig oder Einsetzen eines sehr starken Bremsens (Power Braking).
Ein vollständiges Auslösen der Bremsen bedeutet, dass eine bestimmte Zeitperiode vorhanden sein kann, und zwar nach deren Auslösung, bevor die Bremsleitung und die Reservoire erneut ausreichend aufgefüllt sind, während der eine ausreichende Bremskraft verfügbar sein wird. In dem zweiten Fall ist ein starkes Abbremsen nicht effizient und nutzlos. Ein starkes Abbremsen ist dann gegeben, wenn der Ingenieur die Bremsen, die betätigt sind, belässt und Energie aufbringt, um die Zug-Geschwindigkeit gegen die Bremsen zu erhöhen. Dies ist deutlich kein erwünschter Vorgang, allerdings kann dies die einzige Option sein. Zum Beispiel ist dem Ingenieur bekannt, wenn sich der Zug zu stark verlangsamt, dass nicht genug Zeit vorhanden ist, um die Bremsleitung und die Reservoire wieder aufzufüllen, bevor ein erneutes Bremsen erforderlich ist.
Unter Bezugnahme nun auf 4 können diese Vorteile einer abgestuften Auslösung durch das Einsetzen eines pneumatisch funktionierenden Auslösungs-Abstufungsventils (Release Graduating Valve – RGV) 40 erzielt werden. Gemäß der Erfindung kann das RGV 40 betriebsmäßig in das Güterzug-Steuersystem, dargestellt in 1, durch einfaches Verbinden des RGV 40 mit dem PCV 10 eingesetzt werden. Demzufolge lässt, wenn eine Auslösung der Bremsen signalisiert wird, das PCV 10 den Bremsdruck über das RGV 40 ab, das die Auslösung des Bremsdrucks an die Atmosphäre in einer abgestuften Art und Weise steuert.
Das RGV 40 kann so ausgelegt sein, um entweder kontinuierlich oder wahlweise zu arbeiten. Derzeit bevorzugte Ausführungsformen von wahlweise betätigbaren RGVs 41, 43 sind in den 5–10 dargestellt. Eine bevorzugte Ausführungsform eines „permanenten" RGV's 45, d.h. ein kontinuierlicher, abgestufter Auslösungsmodus, ist in 11 dargestellt. Die unterschiedlichen Ausführungsformen werden vollständiger nachfolgend in Verbindung mit den entsprechenden Zeichnungsfiguren beschrieben.
Ein wahlweise betätigbares RGV 41, 43 kann auf verschiedene, derzeit bevorzugte Weisen freigegeben werden. Eine erste Art und Weise ist diejenige, dass die Wagen der Zugeinheit mit der vorstehend erwähnten Zug-Verbindungs-AP 37 ausgestattet sein können. Das Dosierventil 42 wird demzufolge durch ein Umschaltventil 44 zwischengefügt werden, das auf Druckänderungen in der AP 37 anspricht. Demzufolge können die BPS-Ventile nicht erforderlich sein.
Alternativ kann die Zugeinheit mit einer zweiten Lokomotive und mit einem entfernten Luftkompressor-Wagen, angeordnet nahe zu dem Ende des Zuges hin, für eine verbesserte Bremsleitungsdruck-Steuerung durch entweder Funk oder direkte Verdrahtung, wie dies derzeit mit ferngesteuerten Lokomotiven vorgenommen wird, ausgestattet sein.
Das RGV 41 würde das BPS-Ventil 90 zum Betätigen des Umschaltventils 44 umfassen, um das Dosierventil 42 zwischenzufügen. Die zusätzliche Quelle komprimierter Luft würde dem BP 13 ermöglichen, dass Drucksignale schneller propagiert werden, und die abgestufte Auslösung, die durch das RGV 41, 43 erzielt wird, würde eine Bremssteuerung und Benutzung der dynamischen Bremse verbessern. In diesem Fall würde eine Zug-Leitung AP 37 nicht notwendig sein.
Eine andere Alternative ähnlich zu der gerade beschriebenen Option ist diejenige, dass, in dem Fall, dass die Zugeinheit kurz genug ist, die zusätzliche Lokomotive oder der Kompressor, um eine Steuerung von BP 13 an Stellen entfernt von der voranführenden Lokomotive zu erzielen, nicht erforderlich sein würde. Das RGV 41 könnte von der BP 13 über die BPS-Ventile betätigt werden, wie dies vorstehend erläutert ist. Obwohl die Propagation der Signale BP 13 nicht so schnell sein würde, würde das RGV 41 noch eine andere, sanftere Auslösung der Bremsen und die Möglichkeit einer besseren, dynamischen Bremsnutzung liefern.
Eine zusätzliche Alternative, um das RGV 40 freizugeben, setzt die Verwendung einer Bremsleitungs-Steuereinheit („BPCU") ein, die eine elektrisch gesteuerte Vorrichtung ist, die an mehreren, ausgewählten Stellen, entfernt von der Lokomotive, entlang der BP 13 verbunden ist. Die BPCU umfasst Solenoid-Ventile, um lokal einen Bremsleitungsdruck in Abhängigkeit eines CS 26 einzustellen, um die Propagation eines Signals durch die BP 13 zu den PCV's 10 an jedem Wagen zu beschleunigen. Die BPCUs können mit entweder der AP 37 oder nur mit der BP 13 verwendet werden, wie dies gerade zuvor beschrieben ist. Der Vorteil ist derjenige, dass das Signal der BP 19 wesentlich schneller propagiert wird, was dazu führt, dass Bremsbetätigungen durch das PCV 10 an jedem Wagen schneller und gleichförmiger mit jedem anderen Wagen in dem Zug ausgeführt werden. Kurz gesagt besitzt jede BPCU-Vorrichtung Solenoid-Ventile oder steuert sie, um entweder einen bestimmten Umfang des Drucks von der BP 13 wegzunehmen, und zwar entsprechend einem Brems-Anwendungs-Befehl, oder Druck in die BP 13 in Abhängigkeit eines Auslösungs-Befehls zuzuführen. In diesem System sind mehrere, entfernte BPCUs mit der BP 13 an zueinander beabstandeten Stellen entlang der Zugeinheit verbunden. Jede BPCU nimmt elektrische Befehls-Signale CS 26 von der Lokomotive auf, um entweder den Druck der BP 13 an dieser Stelle entlang der BP 13 zu verringern oder zu erhöhen. Indem dies so vorgenommen wird, wird das Signal der BP 13 durch den Zug wesent lich schneller propagiert, als dieses ununterstützt propagiert werden könnte. Dieser Typ eines Systems könnte als ein Typ einer Bremsleitungs-Steuerung („BPC") des ECP-Systems bezeichnet werden, da der Druck BP 13, im Gegensatz zu dem Bremszylinderdruck, gesteuert wird. Das BCC ist grundsätzlich ein elektrisch unterstütztes, pneumatisches Steuersystem und kann sehr nahe die schnelle und gleichförmige Brems-Anwendung, geliefert durch das ECP-System vom BCC-Typ, annähern. Es ist wichtig, dass das BPC-System die Verwendung des geprüften, zuverlässigen und gemeinsamen PCV 10 beibehält, das bereits in praktisch allen Güterwagen, die derzeit in Benutzung sind, vorgesehen ist. Weiterhin verbessert die Verwendung des RGV 40 das BCC-System, in dem das zusätzliche Merkmal einer abgestuften Auslösung des Bremsdrucks vorgesehen wird. Demzufolge kann ein BCC-System, das grundsätzlich ein herkömmliches, pneumatisches System mit den hinzugefügten BPCUs ist, das auch ein RGV 40 verwendet, eine virtuelle Brems-Funktion nahezu gleich zu dem ECP-System vom BCC-Typ erzielen. Zusätzlich erfordert dieses System nur eine begrenzte, elektronische Ausrüstung, die für die BPCUs benötigt werden.
In der Ausführungsform, die in den 5-7 dargestellt ist, kann das RGV 41, 43 wahlweise in das System unter Verwendung der AP 37 zwischengefügt werden. Wie wiederum die 4 zeigt, kann die AP 37, dargestellt in unterbrochenen Linien, da sie optional sein kann, eine Hauptreservoir-Rohrleitung sein, die mit unter Druck gesetztem Fluid von einer Lokomotive versorgt wird. Druckänderungen, und vorzugsweise ein Druck in der AP 37, oberhalb eines vorbestimmten Niveaus, können verwendet werden, um die Zwischenposition des RGV 41, 43 zu aktivieren. Wenn der Druck in der AP 37 unterhalb des vorbestimmten Niveaus liegt, wird die BC 19 durch das PCV 10 in einer herkömmlichen Art und Weise entleert werden.
Grundsätzlich kann das wahlweise betätigbare RGV 41, 43 zwei separate Ventil-Bereiche haben. Der erste Bereich ist ein Dosierventil-Bereich 42 und der zweite Bereich ist ein Umschaltventil-Bereich 44. Wie in den 5-7 dargestellt ist, wird der Umschaltventil-Bereich 44 durch den Druck der AP 37 betätigt, um zwischen einer abgestuften Auslösungsposition und einer direkten Auslösungsposition umzuschalten. Obwohl der Umschaltventil-Bereich 44, dargestellt in den Zeichnungen, ein einfaches Spulenventil 47 verwendet, könnten alternative Typen von Umschaltventilen zufriedenstellend eingesetzt werden.
In der abgestuften Auslösungs-Position fügt das Umschaltventil 44 das Dosierventil 42 dazwischen, um den Auslass der BC 19 während einer Auslösungs-Anwendung durch Ablassen des Drucks von BC 19 auf eine Erhöhung des Drucks in BP 13 hin anzusteuern. In der direkten Auslösungs-Position ist das Dosierventil 42 von der BC 19 so isoliert, dass das PCV 10 den Auslass des Drucks von BC 19 in einer herkömmlichen Art und Weise steuert.
Die Hauptkomponenten des Dosierventils 42 umfassen einen abstufenden Kolben 60, eine abstufende Feder 62 und eine abstufende Absperrung 64. In dem herkömmlichen, direkten Auslösungs-Modus, dargestellt in 5, wird der abstufende Kolben 60 einem Reservoir-Druck von EMER 17 auf einer Seite 68 und dem Druck von BP 13 auf der anderen Seite 66 unterworfen. Zusätzlich zu dem Druck von der BP 13 kann der Druck von BC 19 auf derselben Seite 66 über eine Bremszylinder-Auslassöffnung 72 in dem PCV 10 (siehe 7) kommuniziert werden. In diesem bestimmten Aufbau wird der Druck von BC 19 mit dem abstufenden Kolben 60 nur dann kommuniziert, wenn sich das PCV 10 zu einer Auslösungs-Position bewegt, die bewirkt, dass der Druck von der BC 19 über die Öffnung 72 in dem PCV 10 mit dem Dosierventil 42 verbunden wird.
Wie in 5 dargestellt ist, ist das RGV 41 für einen herkömmlichen Betrieb einer direkten Auslösung aufgebaut, da keine Luft in der AP 37 vorhanden ist. Dies ermöglicht dem Umschaltventil 47, dass es durch die Umschaltfeder 48 unten gehalten wird. Unter diesem Zustand wird das Reservoir EMER 17 von der Not-Zuführungsöffnung von dem Service-Bereich beladen, wie dies normal ist, und Luft ist von dem Reservoir von EMER 17 so verfügbar, um zurück durch diese Öffnung zu fließen, wenn eine beschleunigte Service-Auslösung gefordert wird. Innerhalb des Dosierventils 42 wird die Luft von BP 13 durch die obere Zunge 50 des Umschaltventils 47 blockiert und die Reservoir-Luft von EMER 17 wird über den oberen Ring 56 des Umschaltventils 47 zu der linken Seite 66 des Abstufungs-Kolbens 60 hin geöffnet. Da die Luft des Reservoirs von EMER 17 immer an der rechten Seite 68 des Abstufungs-Kolbens 60 vorhanden ist, ist der Kolben 60 im Wesentlichen ausbalanciert, und die Abstufungsfeder 62 hält das Abstufungsventil 64 außerhalb seines Sitzes, wie dies dargestellt ist, was eine uneingeschränkte Verbindung zwischen der Auslassöffnung 72 des Service-Bereichs und der Rückhalte-Rohrleitung ermöglicht, so dass dann, wenn eine Brems-Freigabe bzw. -Auslösung gefordert wird, dies uneingeschränkt durch das RET 23 in der normalen Art und Weise angenommen wird.
Wenn die Luft der Haupt-AP 37 vorhanden ist, ist die Situation so, wie dies in 6 dargestellt ist. Wie dargestellt ist, hat der Druck in der AP 37 das Umschaltventil 47 nach oben gedrückt. In dieser Position gibt die obere Zunge 50 der Spule 47 die Verbindung mit der BP 13 frei, während die mittlere Zunge 42 die Verbindung zwischen dem Reservoir EMER 17 und der linken Seite 66 des Abstufungs-Kolbens 60 unterbricht.
Demzufolge kommuniziert die BP 13 nun, über den oberen Ring 56 der Spule 47, mit sowohl der linken Seite 66 des Kolbens 60 als auch, über die inneren Durchgangswege des Ventils 44 und einer Steueröffnung 70, mit der Unterseite des Notreservoir-Befüllungs-Absperrventils 75.
Schließlich blockiert die untere Zunge 54 der Spule 47 eine Verbindung von der Notreservoir-Füllöffnung 72 des Service-Bereichs, was demzufolge das Reservoir von EMER 17 zu BP 13 bei der Service-Auslösung ausschaltet, um so die graduelle Zurücksetzung des Drucks von BP 13, notwendig, um einen abgestuften Auslösungs-Betrieb zu steuern, zu ermöglichen.
Diese Blockade würde auch verhindern, dass sich das Reservoir von EMER 17 auflädt, mit der Ausnahme der Befüllungs-Absperrung in dem Ventil 75, was ein Befüllen des Reservoirs von EMER 17 zu jedem Zeitpunkt ermöglicht, zu dem der Druck dieses Reservoirs durch denjenigen in der BP 13 überschritten wird.
Ein Befüllen von Reservoiren und das Anwenden der Bremsen ist, vom Standpunkt des Wagens aus gesehen, gegenüber dem herkömmlichen, pneumatischen System nicht unterschiedlich. Wenn Bremsen nach einer Betätigung freigegeben wurden, beträgt allerdings der Druck auf der linken Seite 66 des Abstufungs-Diaphragmas 65 12–30 psi weniger als derjenige an der rechten Seite 68, was dem Reservoir-Druck von EMER 17 ermöglicht, auf die rechte Seite 68 des Diaphragmas 65 einzuwirken, um die abstufende Feder 62 zu überwinden, was den abstufenden Kolben 60 nach links verschiebt und die abstufende Absperrung 64 auf ihrem Sitz hält.
An diesem Punkt wird allerdings, als Folge einer Verschiebung von PCV 10, um auszulösen, der volle Wert des Bremszylinderdrucks zu der Unterseite der abstufenden Absperrung 64 zugeführt, wo er auf den Sitz-Bereich der Absperrung 64 einwirkt und dabei hilft, dass die abstufende Feder 62 die Absperrung 64 von ihrem Sitz wegdrückt. Der Durchmesser des Sitzes, die Federkraft und der Bereich des Diaphragmas sind alle so ausgewählt worden, dass die Kräfte dazu tendieren, die abstufende Absperrung 64 aus ihrem Sitz herauszuführen, wobei unter diesem Zustand eine leichte Unausgeglichenheit bzw. Übergröße der Kraft des Diaphragmas vorhanden sein wird, was demzufolge ermöglichen wird, dass sich die Absperrung 64 anhebt, und was den Bremszylinderdruck leicht verringert, bis die Kraft, die aus dem Sitz abhebt (die sich mit einer Abnahme des Bremszylinderdrucks verringert), nur durch die Kraft auf dem abstufenden Kolben 60 ausbalanciert ist, wobei sich an diesem Punkt die abstufende Absperrung 64 in ihren Sitz einlegen wird und weiterhin die Entleerung des Bremszylinders blockieren wird.
Es ist anzumerken, dass in diesem ausbalancierten Zustand die Kraft des Schaftes des Abstufungs-Kolbens 60 nur durch das Differenzial des Reservoirs von EMER 17 über BP 13 beeinflusst wird (oder für den Zustand eines Bereitschafts-Notfall-Reservoirs, was während einer Brems-Auslösung erhalten werden würde, und zwar einfach durch den Druck der BP 13). Demzufolge wird eine Erhöhung in dem Druck der BP 13 das Differenzial verringern und die Balance aufheben, die die abstufende Absperrung 64 an ihrem Sitz halten wird, bis der Bremszylinderdruck erneut verringert wird, bis zu dem Punkt, wo sich die Absperrung 64 wieder schließt, wie dies vorstehend beschrieben ist, allerdings bei einem niedrigeren Druck von BC 19. Dieser Vorgang wird über die Brems-Auslösung fortfahren, was eine stufenweise gesteuerte Abnahme in dem Druck von BC 19 in einer Stufe mit einer graduellen Verringerung des Drucks in BP 19 liefert. Weiterhin wird, da die anfängliche Auslösung den Wert des Bremszylinderdrucks um ungefähr 5 psi verringerte, dieses Differenzial beibehalten werden, und eine vollständige Auslösung der Bremsen wird bei einem Druck der BP 13 von ungefähr 5–8 psi niedriger als deren Anfangswert auftreten. Dies stellt sicher, dass alle Bremsen gelöst werden, wenn der Bremsleitungsdruck auf seinen Anfangswert bei jedem einzelnen Wagen zurückgesetzt wird, was einen Betrieb des Zugs ermöglicht, der ein Rohrleitungs-System besitzt, ohne ein Verzögern der Bremsen zu dem Ende hin.
Da einige Züge, bei denen das System arbeiten soll, eine gemischte Bremsleitungsdruck-Steuerung haben können, wird dieses letztere Merkmal viel wichtiger bei einigen Vorgängen als bei anderen sein, wird allerdings eine zuverlässige Brems-Auslösung sicherstellen.
In der Ausführungsform des RGV 43, dargestellt in 7, kann die BP 13 mit den Reservoiren AUX 15 und EMER 17 über ein Paar von Befüllungs-Absperrventilen 75, 77 kommunizieren. Dies stellt sicher, dass das Reservoir von EMER 17 immer gleich oder noch höher unter Druck verbleiben wird als die BP 13, und auch dass das Reservoir AUX 15 schneller nach einer Anwendung der Bremse befällt werden wird. Die Reservoir-Befüllungs-Absperrventile 75, 77 ermöglichen die Überführung von unter Druck gesetztem Fluid in nur einer Richtung – von der BP 13 zu den Reservoiren 15, 17 hin. Jedes Befüllungs-Absperrventil 75, 77 umfasst eine Absperrplatte 79, 81, die durch eine Absperrfeder 83, 85 gegen die Öffnung in die BP 13 hinein vorgespannt ist. Diese Absperrfedern 83, 85 erzeugen ein bestimmtes Druck-Differenzial, das der Druck der BP 13 überwinden muss, bevor unter Druck gesetztes Fluid in die Reservoire 15, 17 überführt wird. Insbesondere kann die Absperrfeder 85 für das Absperrventil 77 des Reservoirs von AUX 15 in sich variierenden Raten einer Steifigkeit vorgesehen werden, um wichtige Funktionen durchzuführen, die sich auf die Steuerung der Position des PCV 10 beziehen, und zwar in Bezug auf einen Anwendungs- und Auslösungs-Modus, was vollständiger nachfolgend in Verbindung mit der Betriebsweise des RGV 43 beschrieben werden wird.
Wie in den zuvor beschriebenen RGVs 41, 43 fügt das Umschaltventil 44 wahlweise das Dosierventil 42 in Abhängigkeit des Drucks in der AP 37 dazwischen, oder isoliert es und lässt den Druck in dem abgestuften Auslösungs-Modus in derselben Art und Weise ab, wie dies in Verbindung mit den 5-6 beschrieben ist.
Die Bereiche jeder Seite des Abstufungs-Kolbens 60, zusammen mit der Federrate der abstufenden Feder 62, sind vorzugsweise so ausgelegt, dass sich die Kräfte an jeder Seite des abstufenden Kolbens 60 allgemein während einer Brems-Anwendung so ausbalancieren, dass das abstufende Ventil 64 in seinen Sitz eingelegt ist und kein Bremszylinderdruck abgegeben wird, immer wenn der Druck von BC 13 verringert wird. Wie vorstehend in Verbindung mit dem Stand der Technik erläutert ist, signalisiert eine Verringerung in den Druck-Signalen von BP 13 dem PCV 10, die Bremsen zu betätigen. Demzufolge verschiebt sich, wenn der Druck von BP 13 verringert wird, das PCV 10 zu einer Aufbringungs-Position und führt eine Druck-Größe, proportional zu der Verringerung des Drucks in der BP 13, zu BC 19 von dem Reservoir AUX 15 zu. Da sich der Druck der BP 13 verringert hat, fährt das Reservoir von EMER 17 fort, das abstufende Ventil 64 geschlossen zu halten, so dass kein Druck abgegeben wird, während die Bremsen angewandt werden. Allerdings signalisiert eine darauf folgende Erhöhung in dem Druck der BP 13 dem PCV 10, sich zu der Auslösunsposition zu verschieben, die den Druck von BC 19 hinter dem abstufenden Ventil 64 verbindet. Der Druck von BC 19 addiert sich so zu dem erhöhten Druck der BP 13 und führt zu einem größeren Kraftbetrag auf der Seite der Bremsleitung 68 des abstufenden Kolbens 60 als auf der Not-Reservoir-Seite 66. Dies bewirkt, dass der Dosierventil-Bereich 42 eine proportionale Größe des Drucks von BC 19 freisetzt. Der Druck von BC 19 wird freigesetzt, bis sich die Kräfte auf jeder Seite des abstufenden Kolbens 60 wieder ausgleichen und das abstufende Ventil 64 zu seiner geschlossenen Position zurückkehrt. Das RGV 43 gibt den Druck von BC 19 allgemein als eine Funktion des Drucks von BP 13 frei, da der Umfang einer Erhöhung in dem Druck der BP 13 ungefähr das Differenzial in dem Druck ist, das das Reservoir von EMER 17 übersteigt, um das abstufende Ventil 64 zu öffnen. Wenn ein proportionaler Druckbetrag von der BC 19 abgegeben ist, nimmt der abstufende Kolben 60 wieder seinen im Wesentlichen ausbalancierten Zustand ein. Falls nach einer abgestuften Auslösung des Drucks von BC 19 eine höhere Bremskraft erwünscht ist, kann der Druck der BP 13 erneut verringert werden, um dem PCV 10 zu signalisieren, proportional einen höheren Druck zu dem BC 19 zuzuführen. Während das PCV 10 in einem Aufbringungs-Modus verbleibt, beeinflussen Verringerungen in dem Druck der BP 13 nicht den abstufenden Kolben 60, da der Druck des Reservoirs von EMER 17 im Wesentlichen konstant verbleibt und das abstufende Ventil 64 geschlossen hält, so dass kein Druck BC 19 freigesetzt wird. Demzufolge wird der Druck in dem BC 19 erfasst und konserviert, was ermöglicht, dass das Niveau eines Bremsens entweder verringert oder erhöht wird, und zwar in zunehmenden Beträgen, zu irgendeinem Zeitpunkt, ohne das Erfordernis, den gesamten Druck von dem BC 19 zu jeder Zeit freizusetzen.
Wie zuvor erwähnt ist, kann die Position des PCV 10, in Bezug auf den Aufbringungs- und Auslösungs-Modus, während einer abgestuften Auslösung, unter Verwendung, zum Beispiel, der Federrate des Hilfs-Reservoir-Absperrventils 77 kontrolliert werden. Dies kommt daher, dass das PCV 10 typischerweise so konfiguriert sein kann, um zwischen dem Auslösungs- und Anwendungs-Modus in Abhängigkeit des Druck-Differenzials zwischen dem Reservoir AUX 15 und dem BC 19 und/oder der BP 13, umzuschalten. Allgemein kann das PCV 10, und genauer gesagt ein Service-Bereich davon, davor geschützt werden, dass es zu der Auslösung übergeht, in der die BP 13 mit dem Reservoir AUX 15 verbunden wird. Allerdings müsste, in einem solchen Fall, die Bremszylinder-Auslassöffnung 72 direkt mit dem Dosierventil-Bereich 42 verbunden werden. Die Betriebsweise eines RGV 40 in einem solchen Aufbau wird vollständiger in Verbindung mit einer Ausführungsform des permanenten RGV 45 nachfolgend beschrieben. Zusätzlich wird eine detailliertere Beschreibung darüber, wie die Position des PCV 10 unter Verwendung der Federrate der Absperr-Ventilfeder 85 des Reservoirs AUX 15 kontrolliert werden kann, auch in Verbindung mit der Beschreibung des RGV 45 vorgenommen.
In dem Fall, dass die entfernten Lokomotiven oder Kompressor-Wagen als die Bremsleitungs-Steuer-Zuführungseinrichtung verwendet werden, können sie keine Zugleitungs-AP 37 an den Wagen sein, um den Umschaltventil-Bereich 44 zusätzlich zu betätigen. In diesem Fall wird eine Umschaltung durch eine Änderung von BP 13 vorgenommen, und, wie in den 3 und 4 dargestellt ist, würde die BP 13 mit dem RGV 40 über die Leitung 14 verbunden werden. Insbesondere kann ein Druck der BP 13 in einem bestimmten Umfang oberhalb demjenigen, der an den Güterzügen vorhanden ist (90 psi maximal), verwendet werden, um den Wagen zu signalisieren, dass die Umschaltventil-Bereiche 44 für einen abgestuften Auslösungs-Betrieb eingestellt werden sollten.
Wenn der Druck der BP 13 auf 110 psi gehalten werden soll, kann das Merkmal einer mit Druck betätigten Umschaltung, dargestellt in den 8–10, verwendet werden um die Umschaltspule 47 zu einer abgestuften Position zu verschieben, wenn ein kritischer Wert von, beispielsweise, 95 bis 105 psi überschritten wird, und um sie nicht direkt zu dem Auslösungs-Vorgang zurückzuführen, bis der Druck der BP 13 unterhalb dieses Punkts um einen größeren Betrag abfällt als derjenige, der für eine vollständige Brems-Anwendung erforderlich ist.
Unter der Annahme, dass eine vollständig mit Druck beaufschlagte BP 13 mit 110 psi verwendet wurde, würde ein vollständiger Ausgleich bei 78,5 psi auftreten und würde dahingehend angesehen werden, dass er für eine Überverringerung, die vorgenommen werden soll, von 15 psi zulässig ist. Demzufolge sollte sich die Spule 47 nach oben unter einem Druck der BP 13 von 100 psi, wie vorstehend, bewegen, und sollte sich nicht zurück nach unten bewegen, bis der Druck unterhalb von 63 psi verringert worden wäre. Der Aufbau, der in den 8–10 dargestellt ist, kann diesen Vorgang vornehmen.
Wie 8 zeigt, verbleiben der Bereich 42 des Dosierventils und der Bereich 44 des Umschaltventils unverändert gegenüber den vorherigen Ausführungsformen, deren Betriebsweise in Verbindung mit den 5-7 beschrieben wurde. In diesem Fall ist der Durchgangsweg, der zuvor verwendet wurde, um die AP 37 mit der Unterseite der Spule 47 zu verbinden, anstelle davon mit einem Bremsleitungs-Sensor-(BPS)-Ventil 90 verbun den. 8 zeigt die Situation bei einer anfänglichen Auffüllung, wenn dieser Durchgangsweg zunächst zu der Atmosphäre hin über den Steuerschaft 92 des Ventils des BPS 90 belüftet wird, und zwar in die Kammer der Erfassungsfeder 94 hinein, demzufolge an die Atmosphäre über die dauerhaft verbundene Belüftung dieser Kammer, markiert mit EX in der Figur.
Es ist anzumerken, dass der Druck der BP 13 in das Erfassungsventil 90 hinein abgegeben wird, wo er auf die rechte Seite des Erfassungs-Diaphragmas 96 einwirkt, was den Schaft 92 nach links gegen die vorbelastete Erfassungsfeder 94 drückt. Bei 100 psi wird die Kraft von dem Erfassungs-Diaphragma 96 die Feder 94 überwinden, was den Schaft 92 nach links bewegt, bis sein Ende die Fläche des Absperrventils 98 berührt, wie dies in 9 dargestellt ist.
9 zeigt, dass sich der Schaft 92 so bewegt hat, um die rechtsseitige Fläche des Absperrventils 98 zu berühren, was demzufolge eine Verbindung zwischen dem Durchgangsweg zu dem Boden der Umschaltspule 47 und der Atmosphäre blockiert. Irgendeine Leckage hinter dem Absperrventil 98 wird demzufolge eingeschlossen werden und wird dazu tendieren, diesen Durchgangsweg zusammen mit der Kammer auf der rechten Seite des Diaphragmas 100 zu füllen, mit der sie dauerhaft in Verbindung steht.
Eine leichte, weitere Erhöhung des Drucks in der BP 13 wird die Absperrventilfeder 102 überwinden und damit beginnen, das Absperrventil 98 aus seinem Sitz zu lösen, was zu einem solchen Aufbau führen wird. Wenn dies auftritt, wird das Diaphragma 100 seine Kraft zu derjenigen des Erfassungs-Diaphragmas 96 hinzufügen, was das Absperrventil 98 dazu bringt, sich weiter aus seinem Sitz zu lösen und was zu einer unmittelbaren Bewegung des Schafts 92 zu seiner abgestuften Auslösungs-Pilot-Position führt, wie dies in 10 dargestellt ist.
In dieser Position fließt die Luft der BP 13 sowohl zu der Fläche des Diaphragmas 100, wie vorstehend erläutert ist, und bis zu dem Kanal zu der Fläche der Umschaltspule 47, wo sie die Umschaltfeder 48 überwindet und das Umschaltventil 44 zu der abgestuften Auslösungsposition verschiebt.
Mit der Umschaltspule 47 in der abgestuften Position, wie dies zuvor erwähnt ist, wird eine abgestufte Auslösung ermöglicht, die Beladung des Reservoirs EMER 17 erfolgt über das Belade-Ventil 75 in dem Dosierventil-Bereich 42, und das Zurückladen zu der BP 13 während einer Service-Auslösung wird zu Null gemacht.
Wenn der Druck der BP 13 verringert wird, nachdem der Umschaltpunkt überschritten worden ist, wie dies vorstehend ausgeführt ist, wie dies der Fall während einer Service-Brems-Anwendung zum Beispiel sein muss, wird das BPS-Ventil 90 nicht zu seiner ursprünglichen, direkten Auslösungsposition zurückgeführt. Nur wenn der Druck der BP 13 zu dem Punkt verringert worden ist, wo die Summe der Kräfte auf sowohl dem Erfassungs- als auch dem Verriegelungs-Diaphragma niedriger als der vorbelastete Wert der Erfassungs-Feder 24 ist, kann sich das BPS-Ventil 90 zu der direkten Auslösungsposition zurücksetzen.
Da der Bereich des Verriegelungs-Diaphragmas 100 gleich zu oder größer als derjenige des Erfassungs-Diaphragmas 96 ist, muss der Druck, der auf das Paar einwirkt, auf 50% oder weniger als derjenige, der durch die Verschiebung verursacht ist, verringert werden. Demzufolge muss, falls eine Beladung von 100 psi der BP 13 das BPS-Ventil 90 zu einer abgestuften Auslösungsposition verschiebt, der Druck von BP 13 auf unterhalb von 50 psi für das BPS-Ventil 90 verringert werden, um zu einer direkten Auslösung zurückzusetzen. Wenn dies ausreichend unterhalb von 78 psi eines Voll-Service-Ausgleichs von einer Bremsleitung von 110 psi liegt, sollte eine nicht vorgesehene Verschiebung von Wagen zurück zu der direkten Auslösungs-Operation nicht auftreten. Weiterhin kann, durch Erhöhen der Größe des Verriegelungs-Diaphragmas 100, der Umschaltpunkt von einer abgestuften Auslösung zu einer direkten Auslösung so langsam wie möglich vorgenommen werden.
Das BPS-Ventil 90, das vorstehend beschrieben ist, kann einfach an einem Füllteil zwischen dem Service-Bereich und der Rohrleitungs-Trägerfläche eines PCV 10 montiert werden, wie dies in 14 dargestellt ist.
Wie nun 11 zeigt, ist ein kontinuierliches, abgestuftes Auslösungs-RGV 45 in ein pneumatisch gesteuertes Güterzug-Bremssystem in derselben Art und Weise wie die wahlweise betätigbaren RGVs 41, 43 durch Verbinden von diesen mit dem PCV 10 eingesetzt. Allerdings ist in diesem Aufbau kein optionaler, direkter Auslösungs-Modus vorhanden und Druck von dem BC 19 wird immer in einer abgestuften Weise freigesetzt. Ein solches permanentes RGV 45 besitzt kein Umschaltventil 46, um wahlweise den Dosierventil-Bereich 42 zwischenzufügen. Das RGV 45 belüftet demzufolge immer das BC in einer abgestuften Art und Weise, immer wenn eine Auslösungs-Anwendung signalisiert wird. In diesem Aufbau kann das Reservoir AUX 15, das das Absperrventil 77 versorgt, beseitigt werden. Zusätzlich kann der Auslass der BC 19 direkt mit dem Dosierventil-Bereich 42 zusammen mit der Bremszylinder-Auslassöffnung 72 von dem PCV 10 verbunden werden. In anderer Hinsicht kann allerdings das RGV 45 in weitgehend derselben Art und Weise wie die wahlweise betätigbaren RGVs, wie sie in den 5–10 dargestellt sind, arbeiten. Zum Beispiel wird der Abstufungs-Kolben 60 demselben Druck des BP 13 und dem Auslassdruck der BC 19 an der Seite 66 der Bremsleitung des Abstufungs-Kolbens 60 und dem Druck des Reservoirs EMER 17 auf der gegenüberliegenden Seite 68 unterworfen. Ein Unterschied ist allerdings derjenige, dass der Druck der BC 19 direkt mit der Seite 66 der Bremsleitung des Abstufungs-Kolbens 60 verbunden ist. Dies steht im Gegensatz zu den auswählbaren RGVs 41, 43, wo das Abstufungs-Ventil 74 normalerweise dem Druck der BC 19 nur dann unterworfen wird, wenn sich das PCV 10 in einer Auslösungsposition befindet und den Druck der BC 19 mit dem Dosierventil-Bereich 42 über die Bremszylinder-Auslassöffnung 72 in dem PCV 10 verbindet. Diese Modifikation in Bezug auf das RGV 45 kann so gestaltet werden, dass das RGV 45 den Ablass des Druckes der BC 19 steuern kann, ob sich nun das PCV 10 in der Auslösungsposition befindet oder nicht. Dies kann notwendig sein, da es erwünscht sein kann, zu verhindern, dass das PCV 10 in die Auslösung übergeht, wenn der Druck der BP 13 erhöht wird, um dem RGV 45 zu ermöglichen, die BC 19 abzulassen. Allerdings könnte, wie zuvor erwähnt ist, das Hilfs-Auffüll-Absperrventil 77 in dem wahlweise betätigbaren RGV 43 so ausgelegt werden, um zu verhindern, dass das PCV 10 zu der Auslösungsposition während eines Betriebs der abgestuften Auslösung übergeht. In diesem Fall müsste der Auslass der BC 19 direkt zu dem RGV 43 in 7 ähnlich zu dem permanenten RGV 45, dargestellt in 11, aus demselben Grund, wie er vorstehend erläutert ist, geführt werden.
Falls erwünscht, kann das permanente RGV 45 auch betriebsmäßig mit einer Öffnung 108 versehen sein, die ein relativ kleines Volumen von unter Druck gesetztem Fluid, vorzugsweise ungefähr 90 Kubikinch, mit der Not-Reservoir-Öffnung 73 in dem Service-Bereich des PCV 10 verbindet. Das PCV 10 könnte Teile dieses Volumens in die BP 13 zuführen, falls eine beschleunigte Auslösungs-Funktion erwünscht ist, wobei der Druck der BP 13 durch zusätzliche 1 oder 2 psi lokal erhöht wird und ein die Auslösung sicherstellendes Merkmal darstellt.
Allgemein gibt der Dosierventil-Bereich 42 den Druck der BC 19 im Wesentlichen proportional zu der Erhöhung des Drucks in der BP 13 ab. Insbesondere wird der Abstu fungs-Kolben 60 normalerweise durch den Druck des Reservoirs EMER 17 in einer Position gehalten, bei der kein Druck der BC 19 abgegeben werden kann. An der anderen Seite des Abstufungs-Kolbens 60 drückt der Druck der BP 13 und der Auslassdruck der BC 19 den Kolben 60 gegen den Druck des Reservoirs EMER 17. Zu Anfang sind die Kräfte auf jeder Seite des Kolbens 60 im Wesentlichen ausbalanciert, so dass das Abstufungsventil 64 so gehalten wird, dass die BC 19 gegen die Atmosphäre isoliert ist. Das RGV 40 ist so ausgelegt, dass das Abstufungs-Ventil 64 während der Brems-Anwendungen in seinem Sitz verbleibt. Wenn eine Brems-Anwendung durch eine Verringerung in dem Druck der BP 13 signalisiert wird, führt das PCV 10 eine proportionale Menge von unter Druck gesetztem Fluid in die BC 19 von dem Reservoir AUX 15 zu.
Im Gegensatz zu den wahlweise betätigbaren RGVs in der RGV 45 wird die BC 19 direkt mit der Bremsleitungs-Seite 68 des Dosierventils 42 verbunden. Allerdings verbleiben, da dieser Druck der BC 19 im Wesentlichen proportional zu der Verringerung des Drucks in der BP 13 ist, die Kräfte auf jeder Seite des Abstufungs-Kolbens 60 im Wesentlichen ausbalanciert. Wenn einmal die Bremsen betätigt worden sind, falls eine Verringerung in dem Druck der BC 19 erwünscht ist, kann der Druck der BC 13 erhöht werden, was demzufolge eine proportionale Verringerung des Drucks in der BP 19 signalisiert. Der erhöhte Druck in der BP 13 stört die Balance, indem der Druck des Reservoirs EMER 17 überwunden wird und bewirkt wird, dass der Druck der BC 19 abgelassen wird. Allerdings wird das Abstufungs-Ventil 64 nur offen verbleiben, bis eine Menge eines Drucks der BC 19 proportional zu der Erhöhung des Drucks in der BP 13 abgelassen worden ist. Wenn dies auftritt, legt sich das Abstufungs-Ventil 64 wieder in seinen Sitz ein, da der kombinierte Druck der BP 13 und der Druck der BC 19 wieder erneut mit dem Druck des Reservoirs EMER 17 ausgeglichen sein werden. Demzufolge kann gesehen werden, dass der Druck, abgegeben von der BC 19, im Wesentlichen eine Funktion der Erhöhung im Druck der BP 13 ist.
Zusätzlich zu einem Abgeben nur eines auswählbaren Teils des Drucks der BG 19 macht es jede bestimmte Ausführungsform des RGV 40 auch möglich, eine Zunahme des Drucks der BC 19 inkremental nach einer abgestuften Auslösung zu erhöhen. Zum Beispiel kann, falls ein erhöhter Druck der BC 19 darauf folgend erwünscht ist, eine Verringerung im Druck der BP 13 dem PCV 10 signalisieren, mehr unter Druck gesetztes Fluid zu der BC 19 zuzuführen. Wie vorstehend erläutert ist, wird eine Verringerung im Druck der BP 13 nicht dazu führen, dass irgendein Druck der BG 19 abgelassen wird. Demzufolge kann der Druck der BC 19 auch inkremental durch das PCV 10 erhöht werden. Weiterhin ist weniger zusätzliches, unter Druck gesetztes Fluid erforderlich, um zu der BC 19 für Erhöhungen des Drucks in der BC 19 zuzuführen, da bereits eine bestimmte Menge an Druck, aufgenommen in der BC 19 durch das RGV 40, vorhanden ist. Nach einer solchen Erhöhung kann, falls weniger Druck der BC 19 erneut als erforderlich angesehen wird, eine einfache Erhöhung im Druck der BP 13 das Ablassen einer proportionalen Menge eines Drucks der BP 19 in der Art und Weise, die vorstehend beschrieben ist, vornehmen. Demzufolge ermöglicht das RGV 40, dass der Druck der BC 19 inkremental eingestellt wird, und zwar nach oben oder nach unten, auf Anforderung. Zusätzlich wird, durch Konservieren des Drucks in der BC 19, weniger unter Druck gesetztes Fluid von den Reservoiren erforderlich sein.
Die verbesserte Brems-Steuerung, die durch ein RGV 40 gemäß der Erfindung erzielt wird, ist in den Grafiken des „BC-Drucks" gegenüber der „Zeit", gezeigt in den 12 und 13, dargestellt. Eine Linie 110 in 12 stellt visuell dar, wie das RGV 40 inkremental den Druck der BC 19 verringern kann, ohne vollständig die BC 19 gegen die Atmosphäre zu belüften. Die Grafik stellt nur das Ablassen des Drucks der BC 19 durch das RGV 40 dar. Es sollte daran erinnert werden, dass der Druck der BC 19 auch heraufgestuft werden kann (unter Verwendung des PCV 10) und dann erneut heruntergestuft werden kann. In 13 sind zwei herkömmliche Verfahren eines Ablassens der BC 19 zu der Atmosphäre hin durch Kurven 112, 114 dargestellt. Die Kurve 112 stellt das Ablassen des Drucks der BC 19 direkt an die Atmosphäre dar. Wie gesehen werden kann, wird der gesamte Druck innerhalb von ein paar Sekunden von der BC 19 abgelassen. In dem Fall einer Verwendung einer RET 23, dargestellt durch die Kurve 114, kann gesehen werden, dass, obwohl es länger benötigt, zum Beispiel ungefähr sechzig Sekunden, der gesamte Druck nicht desto trotz schließlich von der BC 19 abgelassen wird.
Demzufolge kann leicht verstanden werden, wie das RGV 40 stark die Brems-Fähigkeiten eines pneumatisch gesteuerten Güterzug-Bremssteuer-Systems verbessern kann. Weiterhin kann das ECP-System vom BPC-Typ, das ein RGV 40 besitzt, nun die Vorteile des ECP-Systems vom BCC-Typ haben, einschließlich der inkrementalen Kontrolle über den Bremszylinderdruck, geliefert durch das RGV 40, während die bewährte Sicherheit und Zuverlässigkeit des pneumatisch gesteuerten Bremssystems beibehalten wird.
14 stellt dar, wie ein RGV 40 betriebsmäßig mit einem pneumatischen Steuerventil 120 vom Typ ABDX (oder ABDX-L) verbunden werden kann. Ähnlich kann es mit einem Ventil vom Typ DB-60 verwendet werden. Das Steuerventil 120 vom ABDX Typ, hergestellt von Westinghouse Airbrake Company, umfasst typischerweise einen zentralen Rohrleitungs-Trägerbereich 123, wobei an einer Seite davon ein Service-Bereich 126 verbunden ist und die andere Seite davon mit einem Notfall-Bereich 129 verbunden ist. Der Service-Bereich 126 steuert typischerweise „Service" Brems-Anwendungen, was solche Brems-Anwendungen sind, die einen Druck der BC 19 unterhalb eines vorbestimmten Niveaus verlangen. Das unter Druck gesetzte Fluid von dem Reservoir AUX 15 ist die normale Quelle des unter Druck gesetzten Fluids für Service-Brems-Anwendungen. Der Notfall-Bereich 129 und das Reservoir EMER 17 sind normalerweise nur für Notsituationen reserviert, wo der Zug so schnell wie möglich angehalten werden muss. Demzufolge ist das RGV 40 primär zur Verwendung in Verbindung mit den Service-Brems-Anwendungen ausgelegt. Vorzugsweise ist eine Zwischenflächenplatte 132 zwischen dem Service-Bereich 126 und dem Rohrleitungs-Träger 123 vorgesehen. Die Zwischenflächenplatte 132 versorgt alle erforderlichen Zwischenverbindungs-Öffnungen, so dass das RGV 40 einfach mit der Zwischenflächen-Platte verbunden werden kann. Ein Beispiel einer solchen Zwischenflächen-Platte 132 ist in dem US-Patent Nr. 5,451,099, übertragen auf den Inhaber hier, und hier unter Bezugnahme darauf eingeschlossen, beschrieben. Das Steuerventil mit der Zwischenflächenplatte und das RGV, das verbunden ist, können betriebsmäßig in das Güterzug-Brems-Steuersystem, wie es in 3 dargestellt ist, eingesetzt werden.
System-Betrieb
Der Betrieb zum Beispiel des RGV 43, dargestellt in 7, wird nachfolgend in weiterem Detail beschrieben, wie es betrieben werden kann, wenn es mit dem Ventil ABDX in einer Zugeinheit verbunden wird, der eine durch den Zug führende Hauptreservoir-Rohrleitung, wie die AP 37, besitzt. Die nachfolgenden Details sind nur als ein Beispiel angegeben, so dass der Betrieb eines solchen RGV besser verstanden werden kann, und sind nicht dazu vorgesehen, den Schutzumfang der Erfindung einzuschränken, der durch die vollständige Breite der Ansprüche, die der Beschreibung folgen, angegeben ist.
Mit dem RGV 45, verbunden mit dem Ventil ABDX und der AP 37, die eine Hauptreservoir-Rohrleitung ist, werden die Zugbremsen automatisch in einer herkömmlichen, direkten Auslösung betrieben, ohne dass die AP 37 mit dem Hauptreservoir-Druck gefüllt wird. Wenn die AP 37 oberhalb von 105 psi beladen ist, fügt das Umschaltventil 44 automatisch das abgestufte Auslösungs-Ventil 43 dazwischen. Deshalb kann die AP 37 auf den Hauptreservoir-Druck (ungefähr 135 psi) befüllt werden, wenn erwünscht ist, in dem abgestuften Auslösungs-Modus zu arbeiten; und sie kann entweder auf den Druck der BP 13 (bis zu einem Maximum von 100 psi) für einen Betrieb in einer direkten Auslösung gefüllt werden oder nicht.
Abgestufte Auslösung
Drei Dinge treten auf, wenn das Umschaltventil 44 die abgestufte Auslösung aktiviert: (1) die Bremszylinder-Auslassöffnung 52 von dem Service-Bereich wird zu dem Ventil RGV 43 geführt, was dem RGV 43 ermöglicht, dann die Abgabe entsprechend irgendeiner inkrementalen Erhöhung in dem Druck der BP 13 zu steuern; (2) der Druck der BP 13 wird zu dem Zuführungs-Absperrventil 45 des Reservoirs EMER 17 geführt, um ein Wiederbefüllen nach einem Notfall vorzunehmen, und zu dem Auflade-Absperrventil 77 des Reservoirs AUX 15, um die Rate eines erneuten Beladens des Reservoirs AUX 15 während einer abgestuften Auslösung zu erhöhen; und (3) das Reservoir EMER 17 wird von dem Service-Bereich ABDX abgetrennt, um die Auslösungs-Verbindung des Reservoirs EMER 17 zu der BP 13 aufzuheben und auch eine beschleunigte Auslösung zu unterbinden. Dies ermöglicht, dass kleine Änderungen in dem Druck der Zug-BP 13 von der Lokomotive und den Druck-Steuereinheiten der ECP BP 13 entlang des Zuges (unter Verwendung des Drucks der AP 37 als eine kontinuierliche, hohe Luftquelle mit hohem Druck) gesteuert werden kann.
Wenn in einer abgestuften Auslösung gearbeitet wird, können inkrementale Druck-Verringerungen der BP 13 zu jedem Zeitpunkt vorgenommen werden, um den Service-Bremszylinderdruck zu erhöhen. Obwohl vorausgehende, schnelle Service-Eingriffe mit dem Druck der BP 13 zu jedem Zeitpunkt vorgenommen werden, zu dem eine erneute Anwendung vorgenommen wird, was Verringerungen von mindestens 1,5 bis 2 psi mit sich bringt, wird das fortgeführte Vorhandensein des Drucks der BC 19 irgendeinen schnellen Service, der eine Ventil-Aktivität einschränkt, unterbinden.
In diesem Beispiel sind mindestens zwei Optionen zum Steuern der Betriebsposition des Ventils ABDX während eines abgestuften Auslösungs-Betriebs vorhanden. Die Feder 83 des Absperrventils des Hilfs-Reservoirs kann auf ungefähr 2,5 psi eingestellt werden, was bewirken würde, dass sich der Service-Bereich so bewegt, um bei einer ersten Erhöhung im Druck der BP 13 freizugeben, gefolgt durch eine Auffüllung. In diesem Fall würde das Reservoir AUX 15 in der Lage sein, sich schneller mit irgendeiner zusätzlichen Erhöhung im Druck in der BP 13 aufzufüllen, würde sich allerdings durch den stärker restriktiven Auflade-Joke bei Druck-Differenzialen unterhalb von 2,5 psi, nach Übergang zu einer Auslösung, auffüllen.
Alternativ kann das Differenzial des Auffüll-Absperrventils 77 des Reservoirs AUX 15 auf ungefähr 0,5 psi, ausreichend unterhalb des Service-Bereich-Auslösungs-Differenzials, eingestellt werden, um dadurch die Verbindung des Drucks der BP 13 mit dem Reservoir AUX 15 zu ermöglichen, um zu verhindern, dass sich das PCV 10 zu der Auslösungsposition bewegt. In diesem Fall würde der tatsächliche Leitungsdruck der BC 19 zu dem Dosierventil-Bereich 42 geführt werden und das Umschaltventil 44 muss auch eine Verbindung mit dem Auffüll-Absperrventil 77 des Hilfs-Reservoirs unterbinden, wenn sich der Druck der BC 19 auf ungefähr 12 psi verringert. Dies würde dann das PCV 10 dazu bringen, mit irgendeiner weiteren Erhöhung des Drucks im BP 13 auszulösen. Es wird derzeit angenommen, dass ein Zulassen, dass sich der Service-Bereich freisetzt bzw. auslöst, die einfachere und zuverlässigere Wahl sein wird.
Dort, wo sie verwendet wird, kann die Verteilung von mehreren, entfernten BPCUs 38 über den Zug eine schnelle, vollständige Auslösung der Bremsen ermöglichen, gerade dann, wenn die PCV's 10 so eingestellt sind, um in einer abgestuften Auslösung zu arbeiten. Die BPCUs können durch einen Druck der AP 37 unterstützt werden. Ein Testen ist erforderlich, um die spezifischen, vollständigen Auslösungs-Zeiten zu bestimmen, allerdings ist dies kein kritischer Faktor, da sich alle Bremsen im Wesentlichen gleichzeitig lösen würden, was beseitigt, dass eine nicht erwünschte Verzögerungs-Wirkung hervorgerufen wird.
Wiederbefüllungs-Chokes bzw. -Drosseln, vorgesehen zwischen dem Haupt-Reservoir und der BP 13 und zwischen der BP 13 und dem Reservoir AUX 15, würden so eingestellt werden, um ein schnelles Ansprechverhalten zu erzielen, allerdings ohne ein Ziehen des Haupt-Reservoir-Drucks an dem hinteren Ende eines langen Zugs unterhalb von 105 psi eines abgestuften Auslösungs-Schwellwert-Drucks. Die Verwendung einer Rohrleitung mit 1-1/2 Inch für die AP 37 würde die Strömungskapazität maximieren und würde die Druckgradienten während Perioden, in denen ein hoher Fluss gefordert wird, minimieren. Falls es als notwendig erachtet wird, könnte der abgestufte Auslösungs-Schwellwert auf 95 psi, im Gegensatz zu 105 psi, verringert werden, was den Druck der BP 13 auf 90 psi begrenzt, wenn in einer direkten Auslösung gearbeitet wird. Alternativ könnte eine große Hysterese in dem Umschaltventil-Bereich 44 eingebaut werden, so dass es dann, wenn einmal der Druck der AP 37 den Umschaltdruck übersteigt, notwendig sein würde, wesentlich unterhalb des Drucks verringert zu werden, um zu ermöglichen, dass der Umschaltventil-Bereich 44 zu einer direkten Auslösung zurückgesetzt wird.
Nichtablassbarkeit
Da der Druck der BP 13 verringert werden wird, um die Bremsen anzuwenden, kann die vollständige Befüllung des Reservoirs nicht allgemein beibehalten werden, wie dies mit direkt wirkenden ECP-Bremsen vorgenommen wird, d.h. ein System vom BCC Typ. Die Nichtablassbarkeit des Systems wird allerdings noch etwas dadurch erhöht, dass das Reservoir AUX 15 graduell, und relativ schnell, erneut zusammen mit der BP 13 während einer abgestuften Auslösung wieder aufgefüllt wird.
GRV-Schnittstelle für ein ABDX pneumatisches Steuerventil
Wie die 14 zeigt, ist das RGV 40, das in diesem Beispiel das RGV 43 sein kann, vorzugsweise an einer Zwischenflächen-Platte 132 zwischen dem Rohrleitungs-Träger 122 und dem Service-Bereich 126 eines ABDX Ventils 120 befestigt, was die RET 23 und die Reservoir-Öffnung EMER 17 unterbricht, und mit anderen, entsprechenden Öffnungen kommuniziert. Der Umschaltventil-Bereich 44 wird durch den Druck der AP 37, der auf die Umschaltspule 47 einwirkt, betätigt. Wenn der Druck der AP 37 unterhalb von ungefähr 105 psi liegt, verbleibt der Umschaltventil-Bereich 44 in einem direkten Auslösungs-Modus, was alle normalen, pneumatischen Verbindungen mit dem Service-Bereich 126 beibehält, einschließlich der Verbindung des Ausgangs der BC 19 zu der Atmosphäre hin, oder einer RET 23. Wenn der Druck der AP 37 105 psi übersteigt, wodurch die Kraft der Umschaltfeder 48 überwunden wird, wird die Umschaltspule 47 zu der abgestuften Auslösungsposition bewegt, wo der Dosier-Bereich 42 den Auslass des Drucks der BC 19 in einer abgestuften Weise als eine Funktion des Drucks der BP 13 steuert.
In der abgestuften Auslösung werden verschiedene Öffnungs-Verbindungen geändert. Das Reservoir EMER 17 wird von dem Service-Bereich 126 abgetrennt, um eine Rückführung des Reservoirs EMER zu der BP 13, einer Auslösung folgend, zu verhindern. Dies unterbindet auch eine beschleunigte Service-Auslösung. Auch wird der Druck der BP 13 zu sowohl dem Notfall- als auch den Hilfs-Befüllungs-Absperrventilen 75, 77 eingelassen. Dies ermöglicht, dass das Reservoir EMER 17 wieder aufgefüllt wird, ohne durch das PCV 10 zu gehen, und das Reservoir AUX 15 kann schneller als normal beladen werden, nachdem der Service-Bereich 126 freigesetzt ist. Schließlich wird die Bremszylinder-Auslassöffnung 72 von dem Service-Bereich 126 zu dem Dosierventil-Bereich 42 geführt. Das Dosierventil 42 hält den Druck der BC 19 und gibt ihn ab, und zwar proportional zu inkrementalen Erhöhungen im Druck der BP 13.
Falls notwendig, wäre es möglich, ein kleines Volumen von ungefähr 90 Kubikinch, wie dies in 6 dargestellt ist, mit der Reservoir-Öffnung 73 der EMER 17 in dem Service-Bereich 126 des ABDX Ventils 120 zu verbinden. Insbesondere kann dies dann erwünscht sein, wenn ein permanentes RGV 45 eingesetzt wird. Dieses Volumen würde dann in die BP 13 geführt werden, falls eine beschleunigte Auslösung in dem Service-Bereich 126 getriggert wurde, was den Druck der BP 13 durch zusätzliche 1 oder 2 psi lokal erhöht und als ein die Auslösung sicherstellendes Merkmal dient.
Bremszylinder-Drücke
Die Bremszylinder-Druckliste, Tabelle 1, stellt einige typische Bremszylinder-Drücke für verschiedene Bremsleitungs-Druckverringerungen, von sowohl 90 psi als auch 110 psi, dar.
TABELLE 1 BALANCE DES ABGESTUFTEN Auslösungs-VENTILS Durch einen differenziellen Druck gesteuertes Ventil
Umfasst für einen Vergleich sind die abgestuften Auslösungs-Proportional-Ventildrücke und die nominalen Bremszylinder-Drücke, normalerweise erzielt durch das Steuerventil, und zwar für dieselben Bremsleitungs-Druckreduktionen. Diese Drücke passen gut zusammen, was bedeutet, dass der Bremszylinderdruck durch das abgestufte FreigabAuslösungs-Ventil auf derselben Spur abgelassen wird, wie er durch das Steuerventil für irgendeine Druckreduktion der BP 13, ohne wesentliche Hysterese, aufgebracht wird. Dies ermöglicht unterschiedslose, inkrementale Erhöhungen oder Verringerungen des Bremszylinderdrucks, ohne irgendwelche unterbrechende, große Schritte während Umkehrungen aufzuerlegen. Da verschiedene andere Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, werden andere Ventile in Abhängigkeit von spezifischen Design-Anordnungen verwendet werden.
Einer pneumatischen Notbefüllung folgend wird das Notreservoir einen niedrigeren Referenzdruck für eine abgestufte Auslösung liefern, was vollständig den Bremszylinderdruck bei einem niedrigeren Druck der BP 13 (mit einer geringen Erhöhung) als normal ablässt. Die Reservoire müssen dann vollständig erneut befüllt werden, um das normale, abgestufte Auslösungs-Muster wiederherzustellen. Es wird erwartet, dass dies keine wesentlichen Probleme verursacht, da der Zug definitiv während einem Notfall gestoppt wird, und das System muss in jedem Fall wieder befüllt werden.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben worden sind, wird es für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich werden, dass verschiedene Modifikationen in Bezug auf solche Details im Hinblick auf die gesamte Lehre der Offenbarung entwickelt werden könnten. Dementsprechend sind die bestimmten Ausführungsformen, die hier offenbart sind, dazu vorgesehen, nur erläuternd, und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung begrenzend, zu sein, die in der vollen Breite der nachfolgenden Ansprüche und jeder Ausführungsform davon ausgelegt werden sollte.

Claims

Abstufungsventil (40) für ein Schienenfahrzeug mit einem Druckluft-Steuerventil (10), einer Bremsleitung (13), wenigstens einem Behälter, der über die Bremsleitung gefüllt wird, und einem Bremszylinder (19), wobei das Abstufungsventil umfasst: ein Dosierventil (42), das das Ablassen von Druck aus dem Bremszylinder (19) im Allgemeinen in Reaktion auf Änderungen des Bremsleitungsdrucks steuert, und ein Umschaltventil (44), das selektiv zwischen einer Primär-Auslösungsposition und einer Abstufungs-Auslösungsposition umgeschaltet werden kann, wobei: das Dosierventil (42) zwischengeschaltet ist, um in der Abstufungs-Auslösungsposition das Ablassen von Druck aus der Bremszylindervorrichtung (19) auf abgestufte Weise zu steuern, und das Dosierventil (42) in der Primär-Auslösungsposition gegenüber den Bremszylindern (19) isoliert ist, so dass das Druckluft-Steuerventil (10) das Ablassen von Druck aus dem Bremszylinder (19) steuert, gekennzeichnet durch: ein Bremsleitungs-Sensorventil (90), das mit dem Umschaltventil (44) und der Bremsleitung (13) in Verbindung steht, wobei das Sensorventil (90) das selektiv umschaltbare Umschaltventil (44) zwischen der Primär-Auslösungsposition und der Abstufungs-Auslösungsposition steuert.
Abstufungsventil (40) nach Anspruch 1, wobei das Sensorventil (90) auf Druck in der Bremsleitung (13) anspricht.
Abstufungsventil (40) nach Anspruch 2, wobei das Sensorventil (90) auf einen ersten Bremsleitungsdruck so anspricht, dass es das Umschaltventil (40) in die Abstu fungs-Auslösungsposition schaltet, und auf einen zweiten Bremsleitungsdruck so, dass es das Umschaltventil (44) in die Primär-Auslösungsposition schaltet.
Abstufungsventil (40) nach Anspruch 3, wobei der erste Bremsleitungsdruck höher ist als der normale Güterzug-Bremsleitungsdruck, und der zweite Bremsleitungsdruck niedriger ist als der normale Bremsleitungsdruck für eine typische Güterzug-Betriebsbremsung.
Abstufungsventil (40) für ein Schienenfahrzeug mit einem Druckluft-Steuerventil (10), einer Bremsleitung (13), wenigstens einem Behälter, der über die Bremsleitung (13) gefüllt wird, und einem Bremszylinder (19) nach Anspruch 1, wobei das Schienenfahrzeug des Weiteren eine durchgehende Luftleitung (37) mit einer Fluiddruckzufuhr und dem Umschaltventil (44) enthält, das in Reaktion auf Druck in der Luftleitung (37) selektiv zwischen der Primär-Auslösungs- und der Abstufungs-Auslösungsposition umschaltet.
Abstufungsventil (40) für ein Schienenfahrzeug mit einem Druckluft-Steuerventil (10), einer Bremsleitung (13), wenigstens einem Behälter, der über die Bremsleitung gefüllt wird, und einem Bremszylinder (19) nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Behälter des Weiteren einen Notbremsbehälter (17) und einen Zusatzbehälter (15) enthält, und wobei das Dosierventil (42) Bremszylinderdruck im Allgemeinen in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen der Bremsleitung (13) und dem Notbremsbehälter (17) ablässt.
Abstufungsventil (40) nach Anspruch 6, wobei das Dosierventil (42) des Weiteren einen Abstufungskolben (60) enthält und wenigstens Bremsleitungsdruck auf eine Bremsleitungsseite (68) des Abstufungskolbens (60) übertragen wird und wenigstens Notbremsbehälterdruck auf eine Notbremsbehälterseite (66) des Abstufungskolbens (60) übertragen wird.
Abstufungsventil (40) nach Anspruch 7, wobei Bremszylinderdruck auf die Bremsleitungsseite (68) des Abstufungskolbens (60) über einen Bremszylinder-Ablassanschluss (72) in dem Druckluft-Steuerventil (10) übertragen wird.
Abstufungsventil (40) nach Anspruch 8, das des Weiteren enthält: a) eine Abstufungsfeder (62), die auf die Bremsleitungsseite (68) des Abstufungskolbens (60) wirkt, und wobei der Notbremsbehälter (17) und die Bremsleitungsseite (68) des Abstufungskolbens (60) entsprechende Oberflächen haben, auf die der Druck übertragen wird, b) wobei jede Kraft der entsprechenden Oberflächen und der Abstufungsfeder (62) so ausgelegt ist, dass sie einander im Allgemeinen ausgleichen, so dass der Abstufungskolben (60) in einer geschlossenen Position verbleibt, wenn kein Druck aus der Bremszylindervorrichtung (19) in Reaktion auf eine Druckverringerung in der Bremsleitung (13) abgelassen wird, und c) wobei der Dosierventilabschnitt (42) Bremszylinderdruck in Reaktion auf einen Druckanstieg in der Bremsleitung (13) abgestuft ablässt.
Abstufungsventil (40) für ein Schienenfahrzeug mit einem Druckluft-Steuerventil (10), einer Bremsleitung (13), wenigstens einem Behälter, der über die Bremsleitung gefüllt wird, und einem Bremszylinder (19) nach Anspruch 1, wobei das Umschaltventil (44) ein Kolbenventil mit einem Kolbenelement (47) und einer Umschaltfeder (48) enthält, die auf ein erstes Ende desselben wirkt, und Bremsleitungsdruck selektiv auf ein gegenüberliegendes Ende desselben über das Bremsleitungs-Sensorventil (90) übertragen wird, um das Umschaltventil (44) selektiv zwischen der Abstufungs- und der Primär-Auslösungsposition umzuschalten.
Abstufungsventil (40) nach Anspruch 4, wobei das Umschaltventil (44) ein Kolbenventil mit einem Kolbenelement (47) und einer Umschaltfeder (48) enthält, die auf ein erstes Ende desselben wirkt, und Luftleitungsdruck auf ein gegenüberliegendes Ende desselben übertragen wird, um das Umschaltventil selektiv zwischen der Abstufungs- und der Primär-Auslösungsposition umzuschalten.
Abstufungsventil (40) für ein Schienenfahrzeug mit einem Druckluft-Steuerventil (10), einer Bremsleitung (13), wenigstens einem Behälter, der über die Bremslei tung gefüllt wird, und einem Bremszylinder (19) nach Anspruch 1, das des Weiteren einschließt: a) dass das Druckluft-Steuerventil (10) ein ABD-Druckluft-Steuerventil (120) ist, das eine Bremskupplung (123), einen Notbremsabschnitt (129) und einen Betriebsbremsabschnitt (126) hat, und wobei der Abstufungsventilabschnitt funktionell mit einer Zwischenplatte (132) verbunden ist, die zwischen dem Betriebsbremsabschnitt (126) und der Bremskupplung (123) angeordnet ist, und b) ein Bremsleitungs-Sensorventil (90), das funktionell mit dem Umschaltventilabschnitt (44) verbunden ist, um die Position desselben zu steuern.
Abstufungsventil (40) für ein Schienenfahrzeug mit einem Druckluft-Steuerventil (10), einer Bremsleitung (13), wenigstens einem Behälter, der über die Bremsleitung gefüllt wird, und einem Bremszylinder (19) nach Anspruch 1, das des Weiteren enthält: a) ein Notbremsbehälter-Füll-Rückschlagventil (75), das Füllen des Notbremsbehälters (17) zulässt, wobei der Druck in dem Notbremsbehälter (17) niedriger ist als der Druck in der Bremsleitung (13), und b) ein Bremsleitungs-Sensorventil (90), das mit dem Umschaltventil (44) und der Bremsleitung (13) in Verbindung steht, wobei das Sensorventil (90) das selektiv umschaltbare Umschaltventil (44) zwischen der Primär-Auslösungsposition und der Abstufungs-Auslösungsposition steuert.
Abstufungsventil (40) für ein Schienenfahrzeug mit einem Druckluft-Steuerventil (10) einer Bremsleitung (13), wenigstens einem Behälter, der über die Bremsleitung gefüllt wird, und einem Bremszylinder (19) nach Anspruch 1, das des Weiteren enthält: a) ein Notbremsbehälter-Füll-Rückschlagventil (75), das Füllen des Notbremsbehälters (17) zulässt, wobei der Druck in dem Notbremsbehälter (17) niedriger ist als der Druck in der Bremsleitung (13), und b) wobei das Schienenfahrzeug des Weiteren eine durchgehende Luftleitung (37) mit einer Fluiddruckzufuhr und dem Umschaltventil (44) hat, das in Reaktion auf Druck in der Luftleitung (37) selektiv zwischen der Primär-Auslösungs- und der Abstufungs-Auslösungsposition umschaltet.
Abstufungsventil (40) für ein Schienenfahrzeug mit einem Druckluft-Steuerventil (10), einer Bremsleitung (13), wenigstens einem Behälter, der über die Bremsleitung gefüllt wird, und einem Bremszylinder (19) nach Anspruch 1, das des Weiteren enthält: a) ein Notbremsbehälter-Füll-Rückschlagventil (75), das Füllen des Notbremsbehälters (17) zulässt, wobei der Druck in dem Notbremsbehälter (17) niedriger ist als der Druck in der Bremsleitung (13); und b) wobei das Dosierventil (42) des Weiteren einen Abstufungskolben (60) umfasst, und wenigstens Bremsleitungsdruck auf eine Bremsleitungsseite (68) des Abstufungskolbens (60) übertragen wird und wenigstens Notbremsbehälterdruck auf eine Notbremsbehälterseite (66) des Abstufungskolbens (60) übertragen wird.