Die vorliegende Erfindung betrifft ein lösbar an einem Güterwaggon
befestigbares elektrisches Gerät mit einer Stromverbrauchseinrichtung.
Aus Signal + Draht (89) 11/97, Seiten 22 bis 25 ist ein elektrisches
Gerät mit einer Stromverbrauchseinrichtung bekannt,
das - insbesondere als Zugschlußmelder - bei Güterwaggons
eingesetzt werden soll. Das elektrische Gerät wird dabei
über eine Batterie gespeist.
Um einen sicheren Betrieb der Stromverbrauchseinrichtung zu
gewährleisten, müssen logistische Maßnahmen der Eisenbahnunternehmen
getroffen werden, um sicherzustellen, daß zu Fahrtbeginn
jeder entsprechende Güterwaggon mit einer geladenen
Batterie versehen ist. Da eine Batterie aber stets nur eine
begrenzte Kapazität aufweist, kann sie - z. B. während einer
langen Fahrt - leer werden.
Es ist zwar denkbar, eine elektrische Leitung durch alle Güterwaggons
zu schleifen und die Stromverbrauchseinrichtung an
die elektrische Leitung anzuschließen. Dies ist aber umständlich
und teuer.
Es ist auch denkbar, einen Achsdynamo vorzusehen. Dies ist
aber ebenfalls umständlich. Insbesondere muß ein solcher Dynamo
stets am Güterwaggon vorhanden sein, unabhängig davon,
ob das elektrische Gerät an den Dynamo angeschlossen ist oder
nicht.
Weiterhin ist denkbar, das elektrische Gerät mit Solarzellen
zu versehen. Solarzellen sind aber relativ teuer und wartungsintensiv.
Ferner würde das elektrische Gerät auch dann
noch zwangsweise eine Batterie benötigen, um Nachtfahrten,
Tunneldurchfahrten und Ausfall von Solarstrom bei schlechtem
Wetter zu überbrücken.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin,
ein lösbar an einem Güterwaggon befestigbares elektrisches
Gerät mit einer Stromverbrauchseinrichtung zu schaffen, das
kostengünstig herstellbar ist, mit einfachen Komponenten auskommt
und zuverlässig arbeitet.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Stromverbrauchseinrichtung
von einem Grund-Generator mit elektrischer Energie
versorgbar ist, der von einer Grund-Druckluftturbine antreibbar
ist, die über eine Anschlußeinrichtung mit einem Kupplungsstück
lösbar an eine Hauptluftleitung eines Zuges anschließbar
ist.
Denn jeder Zug weist eine Hauptluftleitung auf, die im Betrieb
mit Druckluft beaufschlagt sein muß, um die Bremsen des
Zuges lösen zu können. Die zur Energieversorgung des elektrischen
Geräts erforderliche Druckluft ist somit systembedingt
vorhanden.
Aus der DE 41 26 624 A1 ist zwar ein elektrisches Gerät mit
einer Stromverbrauchseinrichtung bekannt, die von einem
Grund-Generator mit elektrischer Energie versorgbar ist, der
von einer Grund-Druckluftturbine antreibbar ist, die an eine
Luftleitung eines Zuges angeschlossen ist. Bei dem dort beschriebenen
elektrischen Gerät handelt es sich um eine elektropneumatische
Bremssteuereinrichtung. Diese ist zwansgweise
fest mit dem Schienenfahrzeug verbunden. Auch ist die Grund-Druckluftturbine
nicht über eine Anschlußeinrichtung mit einem
Kupplungsstück lösbar mit der Hauptluftleitung des Zuge
verbunden, sondern über eine Stichleitung mit einem Druckluft-Vorratsbehälter,
der fest auf dem Schienenfahrzeug angeordnet
ist.
Das Kupplungsstück kann als T-Stück zum Einschleifen in die
Hauptluftleitung ausgebildet sein. Es ist aber aus Sicherheitsgründen
besser als Abschlußstück zum Abschließen der
Hauptluftleitung ausgebildet. Dies gilt insbesondere dann,
wenn die Stromverbrauchseinrichtung eine Zugvollständigkeitsüberwachungseinrichtung
und/oder eine Zugschlußbeleuchtung
umfaßt.
Das elektrische Gerät kann akkumulatorlos ausgebildet sein.
Wenn dem elektrischen Gerät ein Akkumulator mit einem Ladezustand
zugeordnet ist, ist das elektrische Gerät aber kurzzeitig
auch ohne Druckluft betreibbar.
Die Betriebssicherheit wird noch weiter erhöht, wenn dem
Akkumulator eine Ladungsüberwachungsschaltung zum Überwachen
des Ladezustands zugeordnet ist.
Wenn die Ladungsüberwachungsschaltung eine Anzeigeeinrichtung
zum Anzeigen und/oder eine Meldeeinrichtung zum Melden des
Ladezustands aufweist, ist der Ladezustand direkt erfaßbar.
Wenn die Anschlußeinrichtung ein Ventil aufweist, das von der
Ladungsüberwachungsschaltung ansteuerbar ist und mittels dessen
die Grund-Druckluftturbine von der Hauptluftleitung abkoppelbar
ist, wird der Generator nur bei Spitzenlast und/oder
leerem Akkumulator betrieben.
Wenn das elektrische Gerät eine Befestigungseinrichtung zum
Befestigen an einem Güterwaggon aufweist, ist es besonders
einfach an dem Güterwaggon anbringbar. Die Befestigungseinrichtung
kann z. B. als Magnetsystem zum Aufsetzen des elektrischen
Geräts auf den Güterwaggon ausgebildet sein.
Wenn das elektrische Gerät werkzeuglos am Güterwaggon befestigbar
ist und/oder das Kupplungsstück werkzeuglos betätigbar
ist, ist das elektrische Gerät besonders flexibel einsetzbar.
Das elektrische Gerät ist zumeist direkt dem Wetter ausgesetzt.
Insbesondere ist es zumeist außerhalb des Güterwaggons
angeordnet. Die Betriebssicherheit des elektrischen Geräts
kann daher dadurch erhöht werden, die Stromverbrauchseinrichtung
eine Eigenheizung umfaßt. Insbesondere die Eigenheizung
ist nur mit einer dauernden Energieversorgung von der Lokomotive
aus möglich, die den Güterwaggon zieht oder schiebt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen
in Prinzipdarstellung
- FIG 1 und 2
- je ein elektrisches Gerät.
Gemäß FIG 1 weist ein elektrisches Gerät eine Stromverbrauchseinrichtung
1 auf. Die Stromverbrauchseinrichtung 1
ist von einem Grund-Generator 2 mit elektrischer Energie versorgbar.
Der Grund-Generator 2 ist von einer Grund-Druckluftturbine
3 antreibbar. Die Grund-Druckluftturbine 3 ist über
eine Anschlußeinrichtung 4 an eine Hauptluftleitung 5 eines
Zuges anschließbar. Die Anschlußeinrichtung 4 ist in der Regel
als flexibler Schlauch mit einem Kupplungsstück ausgebildet.
Im Einzelfall kann die Anschlußeinrichtung 4 statt des
flexiblen Schlauches eine starre Rohrverbindung aufweisen. In
jedem Fall aber ist die Grund-Druckluftturbine 3 über das
Kupplungsstück 4 lösbar direkt mit der Hauptluftleitung 5
verbunden. Vorzugsweise ist das Kupplungsstück 4 rein manuell,
also ohne Werkzeug, mit der Hauptluftleitung 5 verbindbar
bzw. von ihr lösbar.
Gemäß FIG 1 kann der Stromverbrauchseinrichtung 1 ein Akkumulator
6 zugeordnet sein. Der Akkumulator 6 weist einen Ladezustand
auf, der mittels einer dem Akkumulator 6 zugeordneten
Ladungsüberwachungsschaltung 7 überwachbar ist. Die Ladungsüberwachungsschaltung
7 weist eine Anzeigeeinrichtung 8 auf,
z. B. eine Leuchtdiode 8. Mittels der Anzeigeeinrichtung 8
kann eine Überwachungsperson, die vor dem elektrischen Gerät
steht, mit bloßem Auge den Ladezustand des Akkumulators 6 erkennen.
Die Ladungsüberwachungsschaltung 7 weist ferner eine
Meldeeinrichtung 9 auf, z. B. einen Ultraschallsender. Mittels
der Meldeeinrichtung 9 kann der Ladezustand des Akkumulators
6 über die Hauptluftleitung 5 in den Führerstand der
Lokomotive gemeldet werden, mittels derer die Hauptluftleitung
5 mit Druckluft beaufschlagt wird.
Die Anschlußeinrichtung 4 weist ein Ventil 10 auf, das von
der Ladungsüberwachungsschaltung 7 ansteuerbar ist. Das Ventil
10 kann z. B. ein Magnetventil 10 sein. Mittels des Ventils
10 ist die Grund-Druckluftturbine 3 von der Hauptluftleitung
5 abkoppelbar. Die Grund-Druckluftturbine 3 und der
Grund-Generator 2 werden nur dann an die Hauptluftleitung 5
angeschaltet, wenn der Ladezustand des Akkumulators 6 eine
untere Ladungsgrenze unterschreitet und/oder eine Belastungsspitze
der Stromverbrauchseinrichtung 1 auftritt.
Das Ventil 10 ist im ansteuerungsfreien Zustand geschlossen.
Der Energieverbrauch des elektrischen Geräts ist daher bei
geschlossenem Ventil 10 minimiert. Um dennoch auch bei vollständig
entladenem Akkumulator 6 zu gewährleisten, daß der
Ladezustand des Akkumulators 6 erfaßt und das Ventil 10 dann
geöffnet wird, ist die Ladungsüberwachungsschaltung 7 über
einen Zusatz-Generator 11 und eine Zusatz-Druckluftturbine 12
permanent an die Hauptluftleitung 5 anschließbar und so mit
elektrischer Energie versorgbar.
In der Hauptluftleitung 5 herrscht in der Regel ein Betriebsdruck
von nur wenigen Bar, typisch 5 bis 10 Bar. Die Grund-Druckluftturbine
3 und die Zusatz-Druckluftturbine 12 sind
daher als Niederdruck-Druckluftturbinen 3, 12 ausgebildet, d.
h. als Druckluftturbinen 3, 12 für einen Arbeitsdruck unter
10 bar, typisch 4 bis 6 bar.
Gemäß FIG 1 umfaßt die Stromverbrauchseinrichtung 1 eine Zugvollständigkeitsüberwachungseinrichtung
13 und/oder eine
Zugschlußbeleuchtung 14. Aus Sicherheitsgründen ist daher die
Anschlußeinrichtung 4 als Abschlußstück 4 zum Abschließen der
Hauptluftleitung 5 ausgebildet. Wenn also das elektrische Gerät
nicht am letzten Güterwaggon eines Zuges angeordnet ist,
sind entweder das elektrische Gerät oder die nachfolgenden
Güterwaggons nicht mit Druckluft versorgbar.
Wenn die nachfolgenden Güterwaggons nicht mit Druckluft versorgt
werden, können deren Bremsen nicht gelöst werden. Der
Zug kann daher nicht fahren. Wenn hingegen das elektrische
Gerät nicht mit Druckluft versorgt wird, führt dies - insbesondere
bei einem elektrischen Gerät ohne Akkumulator 6 - zu
einem Ausbleiben einer Zugvollständigkeitsmeldung. Denn dann
muß ein Permanentbetrieb der Grund-Druckluftturbine 3 erfolgen.
In jedem Fall ist der Fehler sofort von der Lokomotive
aus erkennbar. Ein sicherheitsgefährdendes Fahren mit unvollständigem
bzw. unzureichend überwachtem Zug wird verhindert.
Die Zugvollständigkeitsüberwachungseinrichtung 13 kann auf
beliebige Art ausgebildet sein, z. B. als Funksender. Bevorzugt
ist sie aber als Ultraschallsender ausgebildet, der sein
Signal in die Hauptluftleitung 5 einspeist.
Gemäß FIG 1 umfaßt die Stromverbrauchseinrichtung 1 auch eine
Eigenheizung 15. Mittels der Eigenheizung 15 ist insbesondere
im Winter ein sicherer Betrieb des elektrischen Geräts in einem
zulässigen Temperaturbereich gewährleistet. Dies gilt
auch dann, wenn das elektrische Gerät außerhalb des Güterwaggons
angeordnet ist.
Gemäß FIG 1 weist das elektrische Gerät ferner eine Befestigungseinrichtung
16 zum Befestigen an einem Güterwaggon auf.
Die Befestigungseinrichtung 16 ist gemaß FIG 1 z. B. als Magnetsystem
16 ausgebildet. Damit ist das elektrische Gerät
einfach an dem Güterwaggon anbringbar und auch wieder von ihm
lösbar. Es ist also als separates Gerät ausgebildet. Auch das
Anbringen des elektrischen Gerätes am Güterwaggon bzw. das
Lösen des elektrischen Gerätes vom Güterwaggon kann vorzugsweise
rein manuell, also ohne Werkzeug, erfolgen.
Das elektrische Gerät gemäß FIG 2 entspricht im wesentlichen
dem gemäß FIG 1. Im Unterschied zu FIG 1 ist die Anschlußeinrichtung
4' aber als T-Stück 4' ausgebildet. Damit ist die
Anschlußeinrichtung 4' in die Hauptluftleitung 5 einschleifbar.
Ferner kann die Anschlußeinrichtung 4 einen mechanisch
betätigbaren Absperrhahn 17 aufweisen. Mit ihm ist das elektrische
Gerät ggf. durch einfaches, manuelles Schließen von
der Hauptluftleitung 5 abkoppelbar, ohne das T-Stück 4' aus
der Hauptluftleitung 5 herauslösen zu müssen.
Diese Art des Anschlusses an die Hauptluftleitung 5 - eingeschleiftes
T-Stück 4' und Absperrhahn 17 - ist aber nur dann
sinnvoll, wenn das elektrische Gerät nicht am Schlußwaggon
eines Zuges angebracht werden soll. Insbesondere sollte das
elektrische Gerät in diesem Fall keine Zugschlußfunktionen
(Zugschlußbeleuchtung, Zugvollständigkeitsüberwachung) wahrnehmen.