EP4608690A1 - HAUPTLUFTLEITUNGSABSPERRVORRICHTUNG FÜR EIN SCHIENENFAHRZEUG, KUPPELVORRICHTUNG ZUM MECHANISCHEN UND PNEUMATISCHEN KUPPELN EINES SCHIENENFAHRZEUGS, SCHIENENFAHRZEUG, SCHIENENFAHRZEUGVERBUND UND VERFAHREN ZUM SCHLIEßEN EINES HAUPTSTEUERVENTILS AN EINEM SCHIENENFAHRZEUGVERBUNDENDE - Google Patents

HAUPTLUFTLEITUNGSABSPERRVORRICHTUNG FÜR EIN SCHIENENFAHRZEUG, KUPPELVORRICHTUNG ZUM MECHANISCHEN UND PNEUMATISCHEN KUPPELN EINES SCHIENENFAHRZEUGS, SCHIENENFAHRZEUG, SCHIENENFAHRZEUGVERBUND UND VERFAHREN ZUM SCHLIEßEN EINES HAUPTSTEUERVENTILS AN EINEM SCHIENENFAHRZEUGVERBUNDENDE

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Publication number
EP4608690A1
EP4608690A1 EP23789987.7A EP23789987A EP4608690A1 EP 4608690 A1 EP4608690 A1 EP 4608690A1 EP 23789987 A EP23789987 A EP 23789987A EP 4608690 A1 EP4608690 A1 EP 4608690A1
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EP
European Patent Office
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rail vehicle
coupling
air line
main
main control
Prior art date
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Pending
Application number
EP23789987.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Schwab
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B60T13/24—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release the fluid being gaseous
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    • B60T13/665—Electrical control in fluid-pressure brake systems the systems being specially adapted for transferring two or more command signals, e.g. railway systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61G5/06—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables
    • B61G5/08—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables for fluid conduits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
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    • B61G5/10—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables for electric cables

Definitions

  • Main air line shut-off device for a rail vehicle coupling device for mechanically and pneumatically coupling a rail vehicle, rail vehicle, rail vehicle assembly and method for closing a main control valve at a rail vehicle assembly end
  • the present invention relates to a main air line shut-off device for a rail vehicle, furthermore to a coupling device for mechanically and pneumatically, and in particular also electrically, coupling a rail vehicle with an opposite coupling device, a rail vehicle with two coupling devices, a rail vehicle assembly and a method for closing a main control valve at a rail vehicle assembly end of a rail vehicle assembly.
  • the present invention relates in particular to corresponding devices and a method for a freight train rail vehicle or a freight train rail vehicle and a freight train rail vehicle combination.
  • valves in the form of a manual valve at each end of each freight wagon to close the main air line Accordingly, there is also a valve of this kind at each end of a locomotive to close the main air line.
  • These valves are also known as air shut-off valves.
  • the valves are used to seal the main air line at each end of the rail vehicle assembly so that the appropriate air pressure can be built up in the main air line in the entire rail vehicle assembly in order to control the braking process of the rail vehicle assembly.
  • the actual braking effect is exerted, for example, by pressing brake blocks onto the running surfaces of the wheels or onto brake discs.
  • the compressed air from the main air line and from auxiliary air tanks in the individual rail vehicles acts on the brake cylinders via the main control valves. the wheel sets.
  • further locking and switching devices are provided, for example to release the compressed air brakes manually and to variably adjust the release time of the brakes.
  • the present invention is based on the object of specifying a main air line shut-off device for a rail vehicle, in particular a freight train rail vehicle, and of specifying a method for closing a main control valve at a rail vehicle connection end of a rail vehicle connection, in particular a freight train rail vehicle connection, with which an automation of the conventionally manually carried out process for closing the main air line at the rail vehicle connection end is possible, wherein a diverse redundant safety is maintained.
  • the dependent claims describe advantageous and particularly expedient developments of the invention and further specify a coupling device for mechanical and pneumatic coupling, in particular also electrical coupling, of a rail vehicle with an opposite coupling device, wherein the coupling device comprises a corresponding main air line shut-off device, as well as a Rail vehicle with two such coupling devices and a rail vehicle combination with a large number of such rail vehicles.
  • the solution according to the invention enables the manual closing of the valve at the end of the rail vehicle combination to be automated, which makes automated rail vehicle combination assembly possible. Furthermore, at least part of the brake test can be automated.
  • a main air line shut-off device for a rail vehicle comprises a main air line, a main control valve arranged in the main air line, an electromechanical actuator and a pilot valve.
  • the main control valve is arranged in the main air line in such a way that it can shut off the main air line in a pressure-tight manner.
  • the electric actuator is connected to the main control valve in such a way that it can move the main control valve into an open or closed position as desired.
  • the pilot valve can be switched or actuated by a mechanical traction coupling, whereby this mechanical traction coupling is assigned to one end of the rail vehicle in accordance with the main air line shut-off device.
  • the pilot valve can be moved, in particular moved, from a venting state to a state in which the main control valve is subjected to compressed air by the mechanical traction coupling.
  • the main control valve is thus either subjected to compressed air or the corresponding venting by means of the pilot valve ends the compressed air supply to the main control valve.
  • the main control valve is connected to the pilot valve in such a way that, in a state in which the pilot valve is pressurized with an air pressure above a predetermined limit value, it is brought into its open position if it was in the closed position and/or is held in this closed position if it was already in the closed position.
  • the main control valve can only be brought into its open position when the pilot valve is in a venting state, i.e. it has not been brought into the state in which the main control valve is pressurized with compressed air by the mechanical traction coupling, because the mechanical traction coupling is not coupled.
  • main control valve If the main control valve is already in its closed position, it will be returned to the open position by pressurizing it using the pilot valve.
  • the main control valve, the pilot valve and the electromechanical actuator thus together form an automated air shut-off valve which can be operated remotely, for example by a locomotive driver (or train conductor), in order to pressure-tightly close the main air line in a rail vehicle combination at the end of the rail vehicle combination, while at the same time all other corresponding automated air shut-off valves within the rail vehicle combination on the coupled mechanical train couplings are kept open.
  • a locomotive driver or train conductor
  • the main control valve with the electromechanical actuator can be moved from the open to the closed position against a spring force and the pilot valve is arranged in a compressed air connection from the main air line, in particular from a free end of the main air line associated with the mechanical pull coupling, to the main control valve, can be brought into a state that releases the compressed air connection by closing the mechanical pull coupling and can be brought into a state that vents the compressed air connection by opening the mechanical pull coupling.
  • the pilot valve establishes a compressed air connection between the main air line, in particular the free end of the main air line, and the main control valve, so that the main control valve is pressurized with the air pressure from the main air line.
  • the main control valve is preferably designed as a pressure compensator and/or force compensator, so that it has at least one piston, which is acted upon on a first side by the spring force and the air pressure supplied from the compressed air connection via the pilot valve and is acted upon in the opposite direction by the force of the electromechanical actuator.
  • the piston can also be acted upon exclusively and permanently by the air pressure in the main air line on a second side facing away from the first side.
  • the main control valve is designed with two pistons or a piston and a valve body, which have surfaces facing one another that are at least substantially the same size and which are acted upon by the air pressure in the main air line in such a way that these pressurization forces at least substantially cancel each other out.
  • an electronic control device for controlling the main control valve, which has a control output connected to the electromechanical actuator and a control input and/or an interface for a central control unit.
  • This allows a higher-level central control unit in a rail vehicle or in a rail vehicle network to control various electronic control devices that are assigned to individual electromechanical actuators and correspondingly individual main control valves or groups of electromechanical actuators and groups of main control valves.
  • a central control unit is provided for each rail vehicle in a rail vehicle network, which controls two electronic control devices, namely one electronic control device per electromechanical actuator or main control valve at each end of the rail vehicle, wherein the central control devices of the individual rail vehicles are preferably in turn controlled by a main control device in the rail vehicle network, for example in a locomotive.
  • a control unit can be provided in a wagon in which the control functionality of the central control unit shown here and the control functionality of the electronic control devices are combined.
  • a pressure sensor is arranged in the main air line between the main control valve and a free end of the main air line associated with the mechanical traction coupling, i.e. the free end shown above, which is connected to the electronic control device in order to transmit the current air pressure in the main air line to the electronic control device.
  • the pressure sensor is part of the automated air shut-off valve.
  • the electronic control device is designed to move the main control valve from the open to the closed position only when the pressure value detected by the pressure sensor is below a predetermined minimum pressure value, correspondingly via a control of the electromechanical actuator. Inadvertent closing can thus be avoided.
  • the electronic control device can comprise an output and/or an interface for forwarding the pressure value recorded in the main air line.
  • the recorded pressure value can be transmitted to the central control unit via the interface with which the electronic control device is connected to the central control unit and, if necessary, also from the central control unit to a main control unit in the rail vehicle network.
  • the pilot valve is designed as a 4/2-way valve in order to reliably achieve the functionality described above.
  • the mechanical train coupling, optionally the electrical coupling, and the air coupling are preferably designed for automated remote actuation.
  • the mechanical train coupling is designed in particular with a rotary lock, which for example comprises a frog, wherein the rotary lock is moved into an opposite position by moving the mechanical train coupling.
  • mechanical train coupling is lockable and is designed to bring the pilot valve from the state that vents the compressed air connection between the main air line and the main control valve into the state that pressurizes the main control valve with compressed air.
  • a train coupling with a rotary lock which includes a core, also called a hook plate, is the so-called Scharfenberg coupling, which can be used particularly preferably as a central buffer coupling in the present invention.
  • a rail vehicle according to the invention has two coupling devices of the type shown, wherein one of the two coupling devices is arranged in the region of a front end of the rail vehicle and the main air lines of the coupling devices form a common main air line.
  • the common main air lines of the coupling devices of the individual rail vehicles together form a main air line that extends from the first rail vehicle combination end to the second opposite rail vehicle combination end.
  • a central control unit is provided which is connected to the control devices of both coupling devices in order to control them and, as explained, has a central interface for a higher-level main control unit.
  • a plurality of rail vehicles are provided, wherein a main control device is provided in particular in a locomotive driving the rail vehicle combination, which is connected to the central control devices of the individual rail vehicles in order to control them.
  • a method according to the invention for closing a main control valve at a rail vehicle assembly end of a rail vehicle assembly with a variety of rail vehicles, as shown here, includes the following steps:
  • the identification of the main control valve at the end of the rail vehicle connection by detecting an open state of the associated mechanical train coupling can be carried out, for example, via a corresponding sensor, in particular a position sensor, on the mechanical train coupling.
  • steps are carried out to carry out an automated brake test.
  • the steps are the following:
  • the electronic control unit for an electromechanical actuator can check whether the main control valve at the end of the rail vehicle combination has been closed properly.
  • the main control unit particularly in the locomotive, preferably causes the main air line to be filled with compressed air. At the same time, it can be checked that no other main control valve in the rail vehicle combination has been closed by mistake.
  • the main air line is filled with compressed air to a predetermined upper set value, for example 5 bar. All pressure sensors in the rail vehicle connection can then be queried to see whether they are detecting the upper set value, for example 5 bar.
  • the main control unit particularly in the locomotive, then sends a command to the electronic control unit assigned to the rear end of the rail vehicle connection to reopen the main control valve at this rear end of the rail vehicle connection. As a result, the pressure in the main air line begins to drop all the way into the locomotive.
  • the main control unit sends another control command to the electronic control unit at the rear end of the rail vehicle connection to close the main control valve at the rear end of the rail vehicle connection again.
  • All pressure sensors in the rail vehicle system can then be checked to see whether they are detecting the lower specified value, for example 3 bar.
  • the air pressure in the main air line can now be reset to the upper preset value, for example 5 bar.
  • All pressure sensors in the rail vehicle network can then be queried again to see whether they are all recording the upper preset value, for example 5 bar.
  • main control valves in the rail vehicle assembly are checked to see whether they are in the open position, i.e. the main air line is continuous from the rear end of the rail vehicle assembly to the front end of the rail vehicle assembly, i.e. to the locomotive.
  • An alternative testing procedure includes the following steps:
  • a main control valve can be activated. However, the main control valve can only shut off the main air line if the pressure has fallen below the specified limit, for example 3 bar. In such a state, however, the rail vehicle is preferably braked with maximum braking force. This fault state therefore does not pose any danger.
  • the communication connection between the main control unit and the central control units or the electronic control units can also advantageously be monitored and, in the event of a loss of this connection, an emergency stop can be initiated.
  • the central control units in the individual rail vehicles can preferably be connected to one another via a train bus to conduct control signals.
  • the central control units in the rail vehicles can in turn be connected to a rail vehicle bus with the electronic control units assigned to them, which control the individual electromechanical actuators, in order to transmit control signals.
  • the main control unit can also be referred to as the train bus master, and the central control units in this design are referred to as rail vehicle control units.
  • Figure 1 shows an embodiment of a part of a rail vehicle combination
  • Figure 2 shows the rail vehicle combination with other rail vehicles, in which the main air line shut-off device according to the invention can be provided on the individual rail vehicles;
  • Figure 3 shows a wagon as an embodiment of a rail vehicle according to the invention from Figure 1;
  • Figure 4 shows a main air line shut-off device according to the invention with the main control valve in the closed position
  • Figure 5 shows the main air line shut-off device from Figure 4 with the main control valve in the open position
  • Figure 6 shows the main air line shut-off device from Figures 4 and 5 with the main control valve in the open position when the pilot valve is actuated by the mechanical pull coupling;
  • Figure 7 shows the main air line shut-off device from Figure 6 in the state of the pilot valve actuated by the mechanical pull coupling with a reduced air pressure in the main air line compared to Figure 6.
  • Figure 1 shows a rail vehicle combination with a locomotive 9 and a wagon 13 as exemplary embodiments of rail vehicles.
  • the locomotive 9 and the wagon 13 are coupled to one another by means of mechanical train couplings 1, which are designed, for example, as Scharfenberg couplings.
  • mechanical train couplings 1 which are designed, for example, as Scharfenberg couplings.
  • each rail vehicle, i.e. the locomotive 9 and the wagon 13 therefore has a corresponding Scharfenberg coupling 1, which could thus also be referred to as a coupling half.
  • the rail vehicles are further coupled to one another with their main air lines HL or corresponding sections of the main air line HL via air couplings 7, one air coupling 7 at each end of each rail vehicle in accordance with the previous definition of the mechanical train coupling 1.
  • the main air lines HL of the individual rail vehicles in their interconnected state are referred to as the main air line HL of the rail vehicle combination, with the main air line HL from the first rail vehicle combination end to the opposite second Rail vehicle connection ends, as shown in Figure 2.
  • the rail vehicles of the rail vehicle network are also electrically or electronically connected to one another via a train bus 14, which extends through all rail vehicles in sections.
  • the electrical or electronic connection can be achieved, for example, via an electrical coupling 21 on each rail vehicle.
  • Other or additional electrical couplings 21 can also be provided.
  • the air coupling 7 and/or an electrical coupling 21, in particular for the train bus 14, can each be integrated into the associated mechanical train coupling 1.
  • a main control valve MCV is provided at each end of the rail vehicle, with which the corresponding end of the main air line HL in the rail vehicle can be shut off pressure-tight.
  • Each main control valve MCV is controlled by an electronic control device HLC via an electromechanical actuator EA, as described below with reference to Figures 3 to 7.
  • the main control valve MCV is moved to the open or closed position depending on the coupling state of the associated mechanical train coupling 1 at the same end of the rail vehicle.
  • the locomotive 9 comprises a so-called train bus master as the main control unit 8, which is connected via the train bus 14 to a central control unit 3 in each wagon 13, of which only one is shown in Figure 1.
  • Each central control unit 3 is in turn connected via a wagon bus 15, which can also be referred to as a rail vehicle bus, to an electronic control device HLC for each main control valve MCV.
  • the train bus master or the main control unit 8 in the locomotive 9 can also be connected to the main control valve MCV in the locomotive 9 via a corresponding rail vehicle bus.
  • two main control valves MCV can also be provided in the locomotive 9 as in the wagons 13 and can be controlled accordingly via an electronic control device HLC.
  • the air pressure in the main air line HL can be used to fill auxiliary air tanks provided on each rail vehicle, and the corresponding brake cylinders of rail vehicle brakes can be pressurized with compressed air from the auxiliary air tanks and/or from the main air line HL to brake the rail vehicle. If the air pressure in the main air line HL falls below a predetermined value, the brakes are applied to brake the rail vehicle.
  • the brakes can be designed as single-release brakes or multi-release brakes, so that with multi-release brakes, the brakes can preferably be released in stages, depending on the pressure in the main air line HL.
  • All brakes on the rail vehicle assembly are released, i.e. inactive, when all auxiliary air tanks are full and the specified standard operating pressure prevails in the main air line HL. If the pressure in the main air line HL is reduced, the compressed air from the auxiliary air tanks is fed via control valves into the brake cylinders, which in turn press brake pads onto the wheels or brake discs and/or actuate brake calipers on disc brakes.
  • the braking system is dimensioned in such a way that if the air pressure in the main air line HL drops to 3.5 bar, or even 3 bar, or less, full braking is initiated, and if the air pressure in the main air line HL drops to 0 bar, rapid, emergency or forced braking is initiated, with a maximum pressure of 3.8 bar in particular being present in the brake cylinders.
  • the brakes are released by refilling the main air line HL to a specified standard operating pressure, for example 5 bar.
  • the control valves return to their initial position and the auxiliary air tanks are filled with Compressed air from the main air line HL is filled, the air from the brake cylinders escapes into the open air and the brake pads come loose.
  • a train driver can usually operate the driver's brake valve on the locomotive to initiate the braking process. It is also possible to initiate the braking process by operating emergency brake valves.
  • each main control valve MCV with which the main air line HL can be shut off pressure-tight, is assigned a pilot valve PCV that can be mechanically actuated with the mechanical train coupling 1, as can be seen in particular from Figures 3 to 7.
  • the combination of main control valve MCV and pilot valve PCV together with the electromechanical actuator EA and, if necessary, a pressure sensor 5 in the main air line HL between the free end 4 of the main air line and the main control valve MCV is also referred to as an automated air shut-off valve AL.
  • Such an automated air shut-off valve AL is provided at each free end 4 of the main air line HL in each rail vehicle.
  • Figure 3 shows the uncoupled state of a rail vehicle.
  • the pilot valve PCV is in a vented state, from which it can be brought into a state in which the main control valve MVC is supplied with compressed air by coupling the associated mechanical train coupling 1.
  • the pilot valve PCV vents the compressed air connection 2 between the main air line HL at the free end 4 on the one hand and a control air connection 16 on the main control valve MCV on the other.
  • a piston 17 of the main control valve MCV which is designed as a pressure compensator, is subjected to force in the same direction of displacement as by a spring accumulator 18 of the main control valve MCV.
  • the spring accumulator 18 is formed, for example, by a compression spring.
  • the piston 17 of the main control valve MCV is acted upon exclusively by the air pressure in the main air line HL.
  • this air pressure in the main air line HL also acts in the opposite direction on an equally large area of the valve body 20, with which the main air line HL can be shut off pressure-tight, these forces acting from the air pressure in the main air line HL cancel each other out.
  • the valve body 20 or the piston 17 is moved in the opposite direction to the force of the spring accumulator. 18 and the pressure force from the compressed air connection 2 with the force of the electromechanical actuator EA.
  • the electromechanical actuator EA is only activated when commanded to do so by the main control unit 8.
  • the electromechanical actuator EA is not activated, i.e. is not supplied with electrical voltage, the piston 17 of the main control valve MCV and thus also the valve body 20 are moved by the force of the spring accumulator 18, so that the main control valve MCV is moved into the open position. As a result, the main control valve MCV releases the main air line HL. The electromechanical actuator EA is then switched off when this is commanded by the main control unit 8. The associated state is shown in Figure 5. Here too, the mechanical traction coupling 1 is not coupled, so that the pilot control valve PCV is in the venting position.
  • the mechanical traction coupling 1 is in the coupled position.
  • the rotary closure 10 is rotated relative to the uncoupled position and has mechanically brought the pilot valve PCV into the state in which the main control valve MCV is pressurized with compressed air.
  • the level of the air pressure of the compressed air supply depends on the connection of the compressed air connection 2 to the main air line HL depends on the air pressure at the free end 4 in the main air line.
  • the main control valve MCV prevents the main air line HL from being shut off if the air pressure in the main air line HL is equal to or greater than the lower specified value, as shown in Figure 6. If the air pressure in the main air line HL is less than the lower specified value, as shown in Figure 7, the main air line HL can also be prevented from being shut off by the main control valve MCV depending on the pressure force of the spring accumulator 18 and the control force of the electromechanical actuator EA. However, even if the main control valve MCV does not prevent the main air line HL from being shut off in this case, the shutting off of the main air line HL is not critical because braking with maximum force occurs anyway at such a low air pressure. For example, the lower specified value is 3 bar.
  • the main control device 8 can thus close each individual main control valve MCV in the rail vehicle combination, provided that the associated mechanical train coupling 1 is in the uncoupled state. If necessary, as explained, the main control valve MCV can also close when the mechanical train coupling 1 is coupled if the air pressure in the main air line HL is less than the lower specified value, namely if the adjusting force of the electromechanical actuator EA is greater than the sum of the forces of the spring accumulator 18 and the air pressure in the main air line HL, supplied via the compressed air connection 2 to the spring side of the piston 17.
  • Each electronic control device HLC comprises, in addition to the control output 11 connected to the electromechanical actuator EA and the sensor input 19 to which the respective pressure sensor 5 is connected, an interface 6 for forwarding the recorded air pressure to the central control unit 3 and/or the main control unit 8.
  • the wagon bus 15 can be connected to the interface 6, for example.
  • the central control unit 3 has a central interface 12 via which it is connected to the main control unit 8.
  • the train bus 14, for example, is connected to the central interface 12.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung für ein Schienenfahrzeug; mit einer Hauptluftleitung; mit einem in der Hauptluftleitung angeordneten Hauptsteuerventil, mit dem die Hauptluftleitung druckdicht absperrbar ist. Die erfindungsgemäße Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: mit einem elektromechanischen Aktuator, mit dem das Hauptsteuerventil wahlweise in eine geöffnete oder geschlossene Stellung verbringbar ist; mit einem mechanisch durch eine der Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung zugeordneten mechanischen Zugkupplung betätigbaren Vorsteuerventil, wobei das Vorsteuerventil mit der mechanischen Zugkupplung aus einem entlüftenden Zustand in einen das Hauptsteuerventil mit Druckluft beaufschlagenden Zustand verbringbar ist und das Hauptsteuerventil derart am Vorsteuerventil angeschlossen ist, dass es in einem durch das Vorsteuerventil mit einem Luftdruck oberhalb eines vorgegebenen Grenzwerts beaufschlagten Zustand in seine geöffnete Stellung verbracht wird und/oder in der geöffneten Stellung gehalten wird.

Description

Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung für ein Schienenfahrzeug, Kuppelvorrichtung zum mechanischen und pneumatischen Kuppeln eines Schienenfahrzeugs, Schienenfahrzeug, Schienenfahrzeugverbund und Verfahren zum Schließen eines Hauptsteuerventils an einem Schienenfahrzeugverbundende
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung für ein Schienenfahrzeug, ferner eine Kuppelvorrichtung zum mechanischen und pneumatischen, und insbesondere auch elektrischen Kuppeln eines Schienenfahrzeugs mit einer gegengleichen Kuppelvorrichtung, ein Schienenfahrzeug mit zwei Kuppelvorrichtungen, einen Schienenfahrzeugverbund und ein Verfahren zum Schließen eines Hauptsteuerventils an einem Schienenfahrzeugverbundende eines Schienenfahrzeugverbundes.
Die vorliegende Erfindung betrifft dabei insbesondere entsprechende Vorrichtungen und ein Verfahren für ein Güterzugschienenfahrzeug beziehungsweise ein Güterzugschienenfahrzeug und einen Güterzugschienenfahrzeugverbund.
Gemäß dem allgemeinen Stand der Technik gibt es an jedem Güterwaggon an den beiden Waggonenden ein Ventil in Form eines Handventils, um die Hauptluftleitung zu schließen. Entsprechend gibt es auch an den beiden Enden einer Lokomotive jeweils ein solches Ventil, um die Hauptluftleitung zu schließen. Diese Ventile werden auch als Luftabsperrhahn bezeichnet. Die Ventile dienen dazu, an jedem Schienenfahrzeugverbundende die Hauptluftleitung druckdicht zu verschließen, sodass in der Hauptluftleitung im gesamten Schienenfahrzeugverbund ein entsprechender Luftdruck aufgebaut werden kann, um einen Bremsvorgang des Schienenfahrzeugverbundes zu steuern. Die eigentliche Bremswirkung wird beispielsweise durch das Anpressen von Bremsklötzen auf die Laufflächen der Räder oder auf Bremsscheiben ausgeübt. Die Druckluft aus der Hauptluftleitung und aus Hilfsluftbehältern in den einzelnen Schienenfahrzeugen wirkt über die Hauptsteuerventile auf die Bremszylinder an den Radsätzen. Daneben sind weitere Absperr- und Umstelleinrichtungen vorgesehen, beispielsweise um die Druckluftbremsen von Hand zu lösen und die Lösezeit der Bremsen variabel einzustellen.
Herkömmlich muss bei einem Güterzug (Güterzugschienenfahrzeugverbund) der Bremsprobenberechtigte an jedem Schienenfahrzeugende das Ventil von Hand kontrollieren beziehungsweise betätigen, sodass bei allen über mechanische Kupplungen miteinander gekuppelten Schienenfahrzeugen die Ventile in der geöffneten Stellung sind, mit Ausnahme der Ventile an den Schienenfahrzeugverbundenden, welche geschlossen sein müssen. Dieser Vorgang ist entsprechend aufwändig und zeitintensiv.
Der vorliegende Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung für ein Schienenfahrzeug, insbesondere Güterzugschienenfahrzeug, anzugeben, sowie ein Verfahren zum Schließen eines Hauptsteuerventils an einem Schienenfahrzeugverbundende eines Schienenfahrzeugverbundes, insbesondere Güterzugschienenfahrzeugverbundes, anzugeben, mit denen eine Automatisierung des herkömmlich manuell durchgeführten Vorgangs zum Verschließen der Hauptluftleitung am Schienenfahrzeugverbundende möglich ist, wobei eine diversitär redundante Sicherheit eingehalten wird.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung für ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Schließen eines Hauptsteuerventils an einem Schienenfahrzeugverbundende eines Schienenfahrzeugverbundes mit den Schritten von Anspruch 14 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung und geben ferner eine Kuppelvorrichtung zum mechanischen und pneumatischen Kuppeln, insbesondere auch elektrischen Kuppeln, eines Schienenfahrzeugs mit einer gegengleichen Kuppelvorrichtung an, wobei die Kuppelvorrichtung eine entsprechende Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung umfasst, sowie ein Schienenfahrzeug mit zwei solchen Kuppelvorrichtungen und einen Schienenfahrzeugverbund mit einer Vielzahl solcher Schienenfahrzeuge.
Durch die erfindungsgemäße Lösung kann das manuelle Schließen des Ventils am Schienenfahrzeugverbundende automatisiert werden, wodurch eine automatisierte Schienenfahrzeugverbundzusammenstellung möglich ist. Ferner kann zumindest ein Teil der Bremsprobe automatisiert werden.
Eine erfindungsgemäße Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung für ein Schienenfahrzeug umfasst eine Hauptluftleitung, ein in der Hauptluftleitung angeordnetes Hauptsteuerventil, einen elektromechanischen Aktuator und ein Vorsteuerventil. Das Hauptsteuerventil ist derart in der Hauptluftleitung angeordnet, dass es die Hauptluftleitung druckdicht absperren kann. Der elektrische Aktuator ist derart am Hauptsteuerventil angeschlossen, dass er das Hauptsteuerventil wahlweise in eine geöffnete oder geschlossene Stellung verbringen kann. Das Vorsteuerventil kann durch eine mechanische Zugkupplung geschaltet beziehungsweise betätigt werden, wobei diese mechanische Zugkupplung entsprechend der Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung an einem Schienenfahrzeugende zugeordnet ist. Dabei kann das Vorsteuerventil mit der mechanischen Zugkupplung aus einem entlüftenden Zustand in einen das Hauptsteuerventil mit Druckluft beaufschlagenden Zustand verbracht werden, insbesondere verschoben werden. Somit wird das Hauptsteuerventil entweder mit Druckluft beaufschlagt oder durch die entsprechende Entlüftung mittels des Vorsteuerventils wird die Druckluftbeaufschlagung des Hauptsteuerventils beendet.
Das Hauptsteuerventil ist erfindungsgemäß derart am Vorsteuerventil angeschlossen, dass es in einem durch das Vorsteuerventil mit einem Luftdruck oberhalb eines vorgegebenen Grenzwerts beaufschlagten Zustand in seine geöffnete Stellung verbracht wird, wenn es sich in der geschlossenen Stellung befunden hat, und/oder in dieser geschlossenen Stellung gehalten wird, wenn es sich bereits in der geschlossenen Stellung befunden hat. Durch die erfindungsgemäße Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung kann das Hauptsteuerventil nur dann in seine geöffnete Stellung verbracht werden, wenn sich das Vorsteuerventil in einem entlüftenden Zustand befindet, das heißt entsprechend von der mechanischen Zugkupplung nicht in den das Hauptsteuerventil mit Druckluft beaufschlagenden Zustand verbracht wurde, weil nämlich die mechanische Zugkupplung nicht gekuppelt ist.
Sollte das Hauptsteuerventil sich bereits in seiner geschlossenen Stellung befinden, dann wird es durch die Druckbeaufschlagung mittels des Vorsteuerventils wieder in die geöffnete Stellung verbracht.
Da somit zwei diversitär redundante Pfade zur Verfügung gestellt werden, nämlich einmal durch die mechanisch pneumatische Freigabe mittels der mechanischen Zugkupplung und dem Vorsteuerventil, damit das Hauptsteuerventil überhaupt in seine geschlossene Stellung verbracht werden kann, und andererseits durch ein elektrisch und/oder elektronisch initiiertes Verbringen des Hauptsteuerventils in seine geschlossene Stellung über die elektrische und/oder elektronische Betätigung des elektromechanischen Aktuators, kann eine hohe Sicherheit erreicht werden und ein versehentliches Schließen eines Hauptsteuerventils vermieden werden.
Das Hauptsteuerventil, das Vorsteuerventil und der elektromechanische Aktuator bilden somit zusammen einen automatisierten Luftabsperrhahn aus, der ferngesteuert, beispielsweise von einem Lokführer (oder Zugführer) betätigt werden kann, um die Hauptluftleitung in einem Schienenfahrzeugverbund am Schienenfahrzeugverbundende druckdicht zu verschließen, wobei gleichzeitig alle anderen entsprechenden automatisierten Luftabsperrhähne innerhalb der Schienenfahrzeugverbundes an den gekuppelten mechanischen Zugkupplungen offen gehalten werden. Bevorzugt ist das Hauptsteuerventil mit dem elektromechanischen Aktuator entgegen einer Federkraft aus der geöffneten in die geschlossene Stellung verbringbar und das Vorsteuerventil ist in einer Druckluftverbindung von der Hauptluftleitung, insbesondere von einem der mechanischen Zugkupplung zugeordneten freien Ende der Hauptluftleitung, zum Hauptsteuerventil angeordnet, durch Schließen der mechanischen Zugkupplung in einen die Druckluftverbindung freigebenden Zustand verbringbar und durch Öffnen der mechanischen Zugkupplung in einen die Druckluftverbindung entlüftenden Zustand verbringbar. In dem die Druckluftverbindung freigebenden Zustand stellt das Vorsteuerventil eine druckluftleitende Verbindung zwischen der Hauptluftleitung, insbesondere dem freien Ende der Hauptluftleitung, und dem Hauptsteuerventil her, sodass das Hauptsteuerventil mit dem Luftdruck aus der Hauptluftleitung beaufschlagt wird. Im entlüftenden Zustand des Vorsteuerventils wird hingegen diese druckluftleitende Verbindung zwischen dem Hauptsteuerventil und der Hauptluftleitung unterbrochen und entlüftet, sodass die Beaufschlagung des Hauptsteuerventils mit der Druckluft aus der Hauptluftleitung im Sinne eines Verbringens des Hauptsteuerventils in seine geöffnete Stellung beendet wird.
Bevorzugt ist das Hauptsteuerventil als Druckwaage und/oder Kraftwaage ausgeführt, sodass es zumindest einen Kolben aufweist, der auf einer ersten Seite mit der Federkraft und dem über das Vorsteuerventil aus der Druckluftverbindung zugeführten Luftdruck beaufschlagt wird und in entgegengesetzter Kraftrichtung mit der Kraft des elektromechanischen Aktuators beaufschlagt wird. Der Kolben kann zudem auf einer zweiten, von der ersten Seite abgewandten Seite ausschließlich und permanent mit dem Luftdruck in der Hauptluftleitung beaufschlagt werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Hauptsteuerventil jedoch mit zwei Kolben oder einem Kolben und einem Ventilkörper ausgeführt, die aneinander zugwandte, zumindest im Wesentlichen gleich große Flächen aufweisen, die mit dem Luftdruck in der Hauptluftleitung derart beaufschlagt werden, dass sich diese Druckbeaufschlagungskräfte gegeneinander zumindest im Wesentlichen aufheben. Durch diese Ausgestaltung kann eine besonders sichere mechanisch pneumatische Freigabe erreicht werden. Besonders bevorzugt ist eine elektronische Steuervorrichtung zum Ansteuern des Hauptsteuerventils vorgesehen, die einen mit dem elektromechanischen Aktuator verbundenen Steuerausgang und einen Steuereingang und/oder eine Schnittstelle für ein zentrales Steuergerät aufweist. Damit kann ein übergeordnetes zentrales Steuergerät in einem Schienenfahrzeug oder in einem Schienenfahrzeugverbund verschiedene elektronische Steuervorrichtungen ansteuern, die einzelnen elektromechanischen Aktuatoren und entsprechend einzelnen Hauptsteuerventilen oder auch Gruppen von elektromechanischen Aktuatoren und Gruppen von Hauptsteuerventilen zugeordnet sind. Insbesondere ist je Schienenfahrzeug in einem Schienenfahrzeugverbund ein zentrales Steuergerät vorgesehen, das jeweils zwei elektronische Steuervorrichtungen ansteuert, nämlich je eine elektronische Steuervorrichtung pro elektromechanischem Aktuator beziehungsweise Hauptsteuerventil an jedem Schienenfahrzeugende, wobei bevorzugt die zentralen Steuergeräte der einzelnen Schienenfahrzeuge wiederum durch ein Hauptsteuergerät im Schienenfahrzeugverbund, beispielsweise in einer Lok, angesteuert werden. Es sind jedoch auch andere Steuergeräte-Architekturen möglich. Beispielsweise kann ein Steuergerät in einem Waggon vorgesehen sein, in dem die Steuerfunktionalität des hier dargestellten zentralen Steuergeräts und die Steuerfunktionalität der elektronischen Steuervorrichtungen kombiniert sind.
Besonders bevorzugt ist in der Hauptluftleitung zwischen dem Hauptsteuerventil und einem der mechanischen Zugkupplung zugeordneten freien Ende der Hauptluftleitung, das heißt dem zuvor dargestellten freien Ende, ein Drucksensor angeordnet, der an der elektronischen Steuervorrichtung angeschlossen ist, um den aktuellen Luftdruck in der Hauptluftleitung an die elektronische Steuervorrichtung zu übermitteln. Damit kann auch eine elektronische Überwachung des ordnungsgemäßen Schließens und Öffnens des Hauptsteuerventils erreicht werden. Der Drucksensor ist Bestandteil des automatisierten Luftabsperrhahns. Bevorzugt ist die elektronische Steuervorrichtung eingerichtet, das Hauptsteuerventil nur bei einem mit dem Drucksensor erfassten Druckwert unterhalb eines vorgegebenen Mindestdruckwertes aus der geöffneten in die geschlossene Stellung zu verbringen, entsprechend über eine Ansteuerung des elektromechanischen Aktuators. Damit kann ein versehentliches Schließen vermieden werden.
Die elektronische Steuervorrichtung kann einen Ausgang und/oder eine Schnittstelle zum Weiterleiten des in der Hauptluftleitung erfassten Druckwerts umfassen. Somit kann beispielsweise über die Schnittstelle, mit welcher die elektronische Steuervorrichtung mit dem zentralen Steuergerät verbunden ist, der erfasste Druckwert an das zentrale Steuergerät übermittelt werden und gegebenenfalls auch entsprechend vom zentralen Steuergerät an ein Hauptsteuergerät im Schienenfahrzeugverbund.
Besonders bevorzugt ist das Vorsteuerventil als 4/2-Wegeventil ausgeführt, um die zuvor dargestellte Funktionalität sicher zu erreichen.
Eine erfindungsgemäße Kuppelvorrichtung zum mechanischen, insbesondere auch elektrischen, und zum pneumatischen Kuppeln eines Schienenfahrzeugs mit einer gegengleichen Kuppelvorrichtung umfasst eine Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung der hier dargestellten Art, ferner eine mechanische Zugkupplung, insbesondere eine elektrische Kupplung, und ferner eine Luftkupplung, die beispielsweise in die mechanische Zugkupplung integriert sein kann, mit welcher die Hauptluftleitung des Schienenfahrzeugs druckdicht mit einer gegengleichen Luftkupplung koppelbar ist. Bevorzugt sind die mechanische Zugkupplung, gegebenenfalls die elektrische Kupplung, und die Luftkupplung zur automatisierten Fernbetätigung ausgeführt.
Die mechanische Zugkupplung ist insbesondere mit einem Drehverschluss ausgeführt, der beispielsweise ein Herzstück umfasst, wobei der Drehverschluss durch Anfahren der mechanischen Zugkupplung in eine gegengleiche mechanische Zugkupplung verriegelbar ist und eingerichtet ist, dabei das Vorsteuerventil, aus dem die Druckluftverbindung zwischen der Hauptluftleitung und dem Hauptsteuerventil entlüftenden Zustand in den das Hauptsteuerventil mit Druckluft beaufschlagenden Zustand zu verbringen. Eine solche Zugkupplung mit Drehverschluss, der ein Herzstück, auch Hakenplatte genannt, umfasst, ist die sogenannte Scharfenbergkupplung, die besonders bevorzugt als Mittelpufferkupplung bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug weist zwei Kuppelvorrichtungen der dargestellten Art auf, wobei je eine der beiden Kuppelvorrichtungen im Bereich eines stirnseitigen Endes des Schienenfahrzeugs angeordnet ist und die Hauptluftleitungen der Kuppelvorrichtungen eine gemeinsame Hauptluftleitung ausbilden. In einem Schienenfahrzeugverbund bilden entsprechend die gemeinsamen Hauptluftleitungen der Kuppelvorrichtungen der einzelnen Schienenfahrzeuge zusammen eine Hauptluftleitung aus, die sich vom ersten Schienenfahrzeugverbundende bis zum zweiten entgegengesetzten Schienenfahrzeugverbundende erstreckt.
Bevorzugt ist ein zentrales Steuergerät vorgesehen, das an den Steuervorrichtungen beider Kuppelvorrichtungen angeschlossen ist, um diese anzusteuern und, wie dargelegt, eine Zentralschnittstelle für ein übergeordnetes Hauptsteuergerät aufweist.
Bei einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugverbunds ist entsprechend eine Vielzahl von Schienenfahrzeugen vorgesehen, wobei ein Hauptsteuergerät insbesondere in einer den Schienenfahrzeugverbund antreibenden Lok vorgesehen ist, das an den zentralen Steuergeräten der einzelnen Schienenfahrzeuge angeschlossen ist, um diese anzusteuern.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Schließen eines Hauptsteuerventils an einem Schienenfahrzeugverbundende eines Schienenfahrzeugverbundes mit einer Vielzahl von Schienenfahrzeugen, wie hier dargestellt, umfasst die folgenden Schritte:
- elektronisches Identifizieren des Hauptsteuerventils an dem Schienenfahrzeugverbundende durch Erfassen eines geöffneten Zustands der zugeordneten mechanischen Zugkupplung;
- Senden eines Steuersignals an die elektronische Steuervorrichtung, die dem Hauptsteuerventil an dem Schienenfahrzeugverbundende zugeordnet ist, um den elektromechanischen Aktuator zum Verbringen dieses Hauptsteuerventils in die geschlossene Stellung anzusteuern.
Das Identifizieren des Hauptsteuerventils an dem Schienenfahrzeugverbundende durch Erfassen eines geöffneten Zustands der zugeordneten mechanischen Zugkupplung kann beispielsweise über einen entsprechenden Sensor, insbesondere Positionssensor, an der mechanischen Zugkupplung erfolgen.
Besonders bevorzugt werden nach dem Ansteuern des elektromechanischen Aktuators zum Verbringen des Hauptsteuerventils in die geschlossene Stellung weitere Schritte zur Durchführung einer automatisierten Bremsprobe ausgeführt. Insbesondere sind die Schritte die folgenden:
- Befüllen der Hauptluftleitung mit Druckluft;
- elektronische Abfrage aller Drucksensoren im Schienenfahrzeugverbund und Vergleich der erfassten Druckwerte mit einem oberen Vorgabewert;
- erneutes Verbringen des Hauptsteuerventils am Schienenfahrzeugverbundende in die geöffnete Stellung;
- erneutes Verbringen des Hauptsteuerventils am Schienenfahrzeugverbundende in die geschlossene Stellung, nachdem aufgrund des zuvor geöffneten Hauptsteuerventils ein Druckabfall in der Hauptluftleitung auf einen vorbestimmten Druck erfolgt ist;
- erneute Abfrage aller Drucksensoren im Schienenfahrzeugverbund und Vergleich der erfassten Druckwerte mit einem unteren Vorgabewert; - gegebenenfalls kann nun, wie nachfolgend beschrieben wird, der Luftdruck in der Hauptluftleitung wieder auf den oberen Vorgabewert erhöht werden und nochmals alle Drucksensoren im Schienenfahrzeugverbund abgefragt werden und der erfasste Druckwert mit dem oberen Vorgabewert verglichen werden.
Mit diesen Schritten kann beispielsweise das elektronische Steuergerät für einen elektromechanischen Aktuator prüfen, ob das Hauptsteuerventil am Schienenfahrzeugverbundende ordnungsgemäß geschlossen wurde. Hierfür veranlasst bevorzugt das Hauptsteuergerät, insbesondere in der Lok, dass die Hauptluftleitung mit Druckluft befüllt wird. Zugleich kann so überprüft werden, dass kein anderes Hauptsteuerventil im Schienenfahrzeugverbund fälschlicherweise geschlossen wurde.
Insbesondere wird zunächst, wenn das Hauptsteuerventil am Schienenfahrzeugverbundende, das heißt am letzten Wagen oder Waggon, geschlossen ist und entsprechend auch das Hauptsteuerventil am Frontende der Lok geschlossen ist, das heißt am vorderen Schienenfahrzeugverbundende, die Hauptluftleitung auf einen vorgegebenen oberen Vorgabewert mit Druckluft befüllt, beispielsweise mit 5 bar. Dann können alle Drucksensoren im Schienenfahrzeugverbund abgefragt werden, ob diese den oberen Vorgabewert, beispielsweise 5 bar, erfassen. Anschließend sendet das Hauptsteuergerät, insbesondere in der Lok, einen Befehl an das elektronische Steuergerät, das dem hinteren Schienenfahrzeugverbundende zugeordnet ist, das Hauptsteuerventil an diesem hinteren Schienenfahrzeugverbundende wieder zu öffnen. Als Folge beginnt der Druck in der Hauptluftleitung bis in die Lok zu sinken. Wenn dann der untere Vorgebwert erreicht wird, beispielsweise 3 bar, sendet das Hauptsteuergerät wieder einen Steuerbefehl an das elektronische Steuergerät am hinteren Schienenfahrzeugverbundende, um das Hauptsteuerventil am hinteren Schienenfahrzeugverbundende wieder zu schließen. Anschließend können alle Drucksensoren im Schienenfahrzeugverbund abgefragt werden, ob diese den unteren Vorgabewert, beispielsweise 3 bar, erfassen. Der Luftdruck in der Hauptluftleitung kann nun ausgelöst durch das Hauptsteuergerät wieder auf den oberen Vorgabewert erhöht werden, beispielsweise 5 bar. Anschließend können nochmals alle Drucksensoren im Schienenfahrzeugverbund abgefragt werden, ob diese alle den oberen Vorgabewert, beispielsweise 5 bar, erfassen.
Bei einem solchen Ablauf finden die folgenden Prüfungen zusätzlich statt:
- Die Funktion des Hauptsteuerventils an der letzten mechanischen Zugkupplung im Schienenfahrzeugverbund, das heißt am hinteren Schienenfahrzeugverbundende wird auf eine ordnungsgemäße Funktion überprüft;
- alle Hauptsteuerventile im Schienenfahrzeugverbund werden überprüft, ob sie sich in der geöffneten Stellung befinden, das heißt die Hauptluftleitung durchgängig vom hinteren Schienenfahrzeugverbundende bis zum vorderen Schienenfahrzeugverbundende, das heißt bis zur Lok, sind.
Folgende Sicherheitsmerkmale können verwirklicht werden:
- Wird an einem Schienenfahrzeug im Schienenfahrzeugverbund das der Lok zugewandte Hauptsteuerventil ungewollt geschlossen, so wird dieses beim Aufbau eines Luftdruckes in der Hauptluftleitung von mehr als dem vorgegebenen Grenzwert, beispielsweise 3 bar, wieder geöffnet. Ein sicherer Zustand im Fehlerfall wird erreicht.
- Wird in einem Schienenfahrzeug des Schienenfahrzeugverbunds das Hauptsteuerventil an einem der Lok abgewandten Ende des Schienenfahrzeugs versehentlich geschlossen, so kann sich der Luftdruck in der Hauptluftleitung bis zu diesem Schienenfahrzeug aufbauen. Im restlichen Schienenfahrzeugverbund bleibt der Luftdruck in der Hauptluftleitung auf 0 bar beziehungsweise unterhalb des vorgegebenen Grenzwerts. Diese Fehlfunktion wird durch die entsprechenden elektronischen Steuergeräte an den Hauptluftleitungsabsperrvorrichtungen erkannt, weil die zugeordneten Drucksensoren des restlichen Schienenfahrzeugverbundes keinen Druckaufbau erfassen.
Ein alternatives Testverfahren umfasst die folgenden Schritte:
- Es werden der Reihe nach beginnend mit dem ersten Schienenfahrzeug hinter der Lok die der Lok abgewandten Hauptsteuerventile der Schienenfahrzeuge geschlossen und nach erfolgtem Luftdruckaufbau in der Hauptluftleitung anschließend wieder geöffnet, bis das letzte Fahrzeug im Schienenfahrzeugverbund erreicht wird. Mit dieser Vorgehensweise kann die Funktion aller Hauptsteuerventile getestet werden.
Bei ungewollt abgekuppelten Schienenfahrzeugen wird die Hauptluftleitung aufgerissen und der Luftdruck sinkt in der Hauptluftleitung in allen abgetrennten Schienenfahrzeugen ab. Dadurch wird eine Bremsung eingeleitet.
Bei einer Fehlfunktion eines elektronischen Steuergeräts in einem Schienenfahrzeug kann ein Hauptsteuerventil angesteuert werden. Das Hauptsteuerventil kann aber nur die Hauptluftleitung absperren, wenn der Druck unter den vorgegebenen Grenzwert, beispielsweise von 3 bar, gefallen ist. In einem solchen Zustand wird das Schienenfahrzeug jedoch bevorzugt mit maximaler Bremskraft gebremst. Somit geht von diesem Fehlerzustand keine Gefährdung aus.
Um einen Verlust von Schienenfahrzeugen im Schienenfahrzeugverbund zu erfassen, kann vorteilhaft auch die Kommunikationsverbindung zwischen dem Hauptsteuergerät und den zentralen Steuergeräten oder den elektronischen Steuergeräten überwacht werden, und im Falle eines Verlusts dieser Verbindung ein Nothalt eingeleitet werden.
Die zentralen Steuergeräte in den einzelnen Schienenfahrzeugen können bevorzugt durch einen Zugbus steuersignalleitend miteinander verbunden sein. Die zentralen Steuergeräte in den Schienenfahrzeugen können wiederum mit den ihnen zugeordneten elektronischen Steuergeräten, die die einzelnen elektromechanischen Aktuatoren ansteuern, mit einem Schienenfahrzeugbus verbunden sein, um Steuersignale zu übertragen.
Das Hauptsteuergerät kann auch als Zugbus-Master bezeichnet werden, die zentralen Steuergeräte entsprechend bei dieser Ausgestaltung als Schienenfahrzeugsteuergeräte.
Wenn unzulässige Luftdruckwerte durch die Drucksensoren oder einzelne Drucksensoren in der Hauptluftleitung erfasst werden, kann bevorzugt ein Nothalt des Schienenfahrzeugverbunds eingeleitet werden.
Die vorliegende Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Teils eines Schienenfahrzeugverbunds mit
Hauptluftleitungsabsperrvorrichtungen an beiden Enden eines Waggons;
Figur 2 den Schienenfahrzeugverbund mit weiteren Schienenfahrzeugen, bei dem die erfindungsgemäße Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung an den einzelnen Schienenfahrzeugen vorgesehen werden kann;
Figur 3 einen Waggon als Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug aus der Figur 1 ;
Figur 4 eine erfindungsgemäße Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung mit dem Hauptsteuerventil in der geschlossenen Stellung; Figur 5 die Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung aus der Figur 4 mit dem Hauptsteuerventil in der geöffneten Stellung;
Figur 6 die Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung aus den Figuren 4 und 5 mit dem Hauptsteuerventil in der geöffneten Stellung bei Betätigung des Vorsteuerventils durch die mechanische Zugkupplung;
Figur 7 die Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung aus der Figur 6 im durch die mechanische Zugkupplung betätigten Zustand des Vorsteuerventils mit einem gegenüber der Figur 6 reduzierten Luftdruck in der Hauptluftleitung.
In der Figur 1 ist ein Schienenfahrzeugverbund mit einer Lok 9 und einem Waggon 13 als Ausführungsbeispiele für Schienenfahrzeuge gezeigt. Die Lok 9 und der Waggon 13 sind mittels mechanischen Zugkupplungen 1 , die beispielsweise als Scharfenbergkupplungen ausgeführt sind, aneinander gekuppelt. Im Sinne der Definition der vorliegenden Beschreibung weist demnach jedes Schienenfahrzeug, das heißt die Lok 9 und der Waggon 13, eine entsprechende Scharfenbergkupplung 1 auf, die somit jeweils auch als Kupplungshälfte bezeichnet werden könnte.
Die Schienenfahrzeuge sind ferner mit ihren Hauptluftleitungen HL beziehungsweise entsprechenden Abschnitten der Hauptluftleitung HL über Luftkupplungen 7, entsprechend der vorherigen Definition der mechanischen Zugkupplung 1 jeweils eine Luftkupplung 7 an jedem Ende jedes Schienenfahrzeugs, aneinander gekoppelt. Im Allgemeinen werden dabei die Hauptluftleitungen HL der einzelnen Schienenfahrzeuge in ihrem miteinander verbundenen Zustand als Hauptluftleitung HL des Schienenfahrzeugverbunds bezeichnet, wobei die Hauptluftleitung HL vom ersten Schienenfahrzeugverbundende zum entgegengesetzten zweiten Schienenfahrzeugverbundende reicht, wie exemplarisch in der Figur 2 dargestellt ist.
Die Schienenfahrzeuge des Schienenfahrzeugverbunds sind ferner über einen Zugbus 14, der sich durch alle Schienenfahrzeuge abschnittsweise erstreckt, elektrisch beziehungsweise elektronisch miteinander verbunden. Die elektrische beziehungsweise elektronische Verbindung kann zum Beispiel über eine elektrische Kupplung 21 an jedem Schienenfahrzeug erreicht werden. Es können auch andere oder zusätzliche elektrische Kupplungen 21 vorgesehen sein.
Die Luftkupplung 7 und/oder eine elektrische Kupplung 21 , insbesondere für den Zugbus 14, kann jeweils in die zugehörige mechanische Zugkupplung 1 integriert werden.
An jedem Schienenfahrzeugende ist ein Hauptsteuerventil MCV vorgesehen, mit welchem das entsprechende Ende der Hauptluftleitung HL in dem Schienenfahrzeug druckdicht abgesperrt werden kann. Jedes Hauptsteuerventil MCV wird über einen elektromechanischen Aktuator EA von einer elektronischen Steuervorrichtung HLC angesteuert, wie nachfolgend anhand der Figuren 3 bis 7 beschrieben wird. Dabei erfolgt ein Verbringen des Hauptsteuerventils MCV in die geöffnete oder geschlossene Stellung in Abhängigkeit des Kuppelzustands der zugeordneten mechanischen Zugkupplung 1 am selben Schienenfahrzeugende.
Wie sich aus der Figur 1 ergibt, umfasst die Lok 9 einen sogenannten Zugbus- Master als Hauptsteuergerät 8, das über den Zugbus 14 mit jeweils einem zentralen Steuergerät 3 in jedem Waggon 13, von denen in der Figur 1 nur einer dargestellt ist, verbunden ist. Jedes zentrale Steuergerät 3 ist wiederum über einen Waggonbus 15, der auch als Schienenfahrzeugbus bezeichnet werden kann, mit jeweils einer elektronischen Steuervorrichtung HLC für jedes Hauptsteuerventil MCV verbunden. Auch der Zugbus-Master beziehungsweise das Hauptsteuergerät 8 in der Lok 9 kann über einen entsprechenden Schienenfahrzeugbus mit dem Hauptsteuerventil MCV in der Lok 9 verbunden sein, wobei, obwohl dies nicht dargestellt ist, entsprechend auch in der Lok 9 zwei Hauptsteuerventile MCV wie in den Waggons 13 vorgesehen sein können und entsprechend über jeweils eine elektronische Steuervorrichtung HLC angesteuert werden können.
Mit dem Luftdruck in der Hauptluftleitung HL können insbesondere an jedem Schienenfahrzeug vorgesehene Hilfsluftbehälter befüllt werden und entsprechende Bremszylinder von Schienenfahrzeugbremsen können mit Druckluft aus den Hilfsluftbehältern und/oder aus der Hauptluftleitung HL zum Abbremsen des Schienenfahrzeugs beaufschlagt werden. Wenn der Luftdruck in der Hauptluftleitung HL unter einen vorbestimmten Wert abfällt, werden die Bremsen betätigt, um das Schienenfahrzeug abzubremsen. Dabei können die Bremsen als einlösige Bremsen oder mehrlösige Bremsen ausgeführt sein, sodass entsprechend bei mehrlösigen Bremsen bevorzugt die Bremsen stufenweise lösbar sind, in Abhängigkeit des Druckes in der Hauptluftleitung HL.
Alle Bremsen des Schienenfahrzeugverbunds sind gelöst, das heißt inaktiv, wenn alle Hilfsluftbehälter gefüllt sind und in der Hauptluftleitung HL der vorgegebene Regelbetriebsdruck herrscht. Wird der Druck in der Hauptluftleitung HL abgesenkt, so wird über Steuerventile die Druckluft aus den H ilfsluftbehältern in die Bremszylinder geleitet, die in Folge Bremsklötze an die Räder oder Bremsscheiben drücken und/oder Bremszangen von Scheibenbremsen betätigen. Insbesondere ist die Bremsanlage derart dimensioniert, dass bei einer Absenkung des Luftdruckes in der Hauptluftleitung HL auf 3,5 bar, oder auch 3 bar, oder weniger eine Vollbremsung eingeleitet wird und bei einer Absenkung des Luftdruckes in der Hauptluftleitung HL auf 0 bar eine Schnell-, Not- oder Zwangsbremsung eingeleitet wird, wobei in den Bremszylindern insbesondere ein Druck von maximal 3,8 bar ansteht. Nach dem Bremsvorgang erfolgt das Lösen der Bremsen durch das Wiederauffüllen der Hauptluftleitung HL auf einen vorgegebenen Regelbetriebsdruck, beispielsweise von 5 bar. Die Steuerventile gehen dadurch in ihre Ausgangsstellung zurück, die Hilfsluftbehälter werden mit Druckluft aus der Hauptluftleitung HL befüllt, die Luft aus den Bremszylindern entweicht ins Freie und die Bremsklötze lösen sich.
Ein Lokführer kann in der Regel das Führerbremsventil auf der Lok betätigen, um den Bremsvorgang auszulösen. Ferner sind Auslösemöglichkeiten über das Betätigen von Notbremsventilen möglich.
Somit ist entscheidend, dass in der Hauptluftleitung HL stets der gewünschte Luftdruck herrscht und dass beispielsweise bei einer ungewollten Trennung des Schienenfahrzeugverbunds die abgetrennten Schienenfahrzeuge automatisch gebremst werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist hierfür jedem Hauptsteuerventil MCV, mit dem die Hauptluftleitung HL druckdicht absperrbar ist, ein mechanisch mit der mechanischen Zugkupplung 1 betätigbares Vorsteuerventil PCV zugeordnet, wie sich insbesondere aus den Figuren 3 bis 7 ergibt. Die Kombination aus Hauptsteuerventil MCV und Vorsteuerventil PCV zusammen mit dem elektromechanischen Aktuator EA und gegebenenfalls einem Drucksensor 5 in der Hauptluftleitung HL zwischen dem freien Ende 4 der Hauptluftleitung und dem Hauptsteuerventil MCV wird auch als automatisierter Luftabsperrhahn AL bezeichnet. An jedem freien Ende 4 der Hauptluftleitung HL in jedem Schienenfahrzeug ist entsprechend ein solcher automatisierter Luftabsperrhahn AL vorgesehen.
In den Figuren 1 und 3 sind alle automatisierten Luftabsperrhähne AL, das heißt deren Hauptsteuerventile MCV in der geöffneten Stellung. Das Hauptsteuergerät 8 beziehungsweise der Zugbus-Master bestimmt, welche automatisierten Luftabsperrhähne AL beziehungsweise welche Hauptsteuerventile MCV geschlossen werden sollen. Ein entsprechendes Steuersignal wird vom Hauptsteuergerät 8 an den jeweiligen Waggon 13 mit Hilfe einer sicheren Datenübertragung über den Zugbus 14 gesendet. Das entsprechende zentrale Steuergerät 3 gibt den Ansteuerbefehl an die entsprechende elektronische Steuervorrichtung HLC weiter. Die elektronische Steuervorrichtung HLC steuert elektrisch oder elektronisch den automatisierten Luftabsperrhahn AL, das heißt dessen elektromechanischen Aktuator EA an. Der elektromechanische Aktuator EA versucht dann, das Hauptsteuerventil MCV in die geschlossene Stellung zu verbringen. Dies ist aber nur möglich, wenn kein Luftdruck beziehungsweise ein Luftdruck bis zu einem unteren Vorgabewert in der Hauptluftleitung HL herrscht, beispielsweise von bis zu 3 bar. Dies ist zumindest an der letzten Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung des Schienenfahrzeugverbunds, das heißt im Bereich von dessen letzten mechanischen Kupplung 1 gegeben, weil dort kein weiteres Schienenfahrzeug angekuppelt ist.
In der Figur 3 ist der ungekuppelte Zustand eines Schienenfahrzeugs gezeigt. In diesem Zustand befindet sich das Vorsteuerventil PCV in einem entlüfteten Zustand, aus welchem es durch Kuppeln der zugehörigen mechanischen Zugkupplung 1 in einen das Hauptsteuerventil MVC mit Druckluft beaufschlagenden Zustand verbringbar ist. In dem entlüfteten Zustand entlüftet das Vorsteuerventil PCV die Druckluftverbindung 2 zwischen der Hauptluftleitung HL am freien Ende 4 einerseits und einem Steuerluftanschluss 16 am Hauptsteuerventil MCV andererseits. Über den Steuerluftanschluss 16 wird ein Kolben 17 des als Druckwaage ausgeführten Hauptsteuerventils MCV in derselben Verschieberichtung kraftbeaufschlagt, wie durch einen Federspeicher 18 des Hauptsteuerventils MCV. Der Federspeicher 18 wird beispielsweise durch eine Druckfeder gebildet.
Auf der anderen Seite ist der Kolben 17 des Hauptsteuerventils MCV ausschließlich durch den Luftdruck in der Hauptluftleitung HL beaufschlagt. Da dieser Luftdruck in der Hauptluftleitung HL jedoch auch in entgegengesetzte Richtung auf eine gleich große Fläche des Ventilkörpers 20 wirkt, mit dem die Hauptluftleitung HL druckdicht absperrbar ist, heben sich diese aus dem Luftdruck in der Hauptluftleitung HL wirkenden Kräfte auf. Zusätzlich wird der Ventilkörper 20 beziehungsweise der Kolben 17 entgegengesetzt zur Kraft des Federspeichers 18 und der Druckkraft aus der Druckluftverbindung 2 mit der Kraft des elektromechanischen Aktuators EA beaufschlagt.
Wird nun der elektromechanische Aktuator EA durch die elektronische Steuervorrichtung HLC angesteuert oder aktiviert, so bewegen sich der Kolben 17 und der Ventilkörper 20 entgegen der Kraft des Federspeichers 18, wodurch der Ventilkörper 20 die Hauptluftleitung HL versperrt. Dieser Zustand ist in der Figur 4 gezeigt. Dies ist möglich, weil das entsprechende Vorsteuerventil PCV in der entlüftenden Stellung verbleibt, mangels Betätigung durch die mechanische Zugkupplung 1 , die beispielsweise mit einem Drehverschluss 10 ausgeführt ist, insbesondere als Scharfenbergkupplung.
Eine Betätigung des elektromechanischen Aktuators EA erfolgt nur, wenn dies durch das Hauptsteuergerät 8 befohlen wird.
Wenn hingegen der elektromechanische Aktuator EA nicht angesteuert wird, das heißt nicht mit elektrischer Spannung versorgt wird, so wird der Kolben 17 des Hauptsteuerventils MCV und damit auch der Ventilkörper 20 durch die Kraft des Federspeichers 18 verschoben, sodass das Hauptsteuerventil MCV in die geöffnete Stellung verbracht wird. Als Folge gibt das Hauptsteuerventil MCV die Hauptluftleitung HL frei. Der elektromechanische Aktuator EA wird dann ausgeschaltet, wenn dies durch das Hauptsteuergerät 8 befohlen wird. Der zugehörige Zustand ist in der Figur 5 gezeigt. Auch hier ist die mechanische Zugkupplung 1 nicht gekuppelt, sodass sich das Vorsteuerventil PCV in der entlüftenden Stellung befindet.
In den Figuren 6 und 7 befindet sich die mechanische Zugkupplung 1 hingegen in der gekuppelten Stellung. Der Drehverschluss 10 ist gegenüber der entkuppelten Stellung verdreht und hat das Vorsteuerventil PCV mechanisch in die das Hauptsteuerventil MCV mit Druckluft beaufschlagenden Zustand verbracht. Die Höhe des Luftdrucks der Druckluftbeaufschlagung hängt aufgrund des Anschlusses der Druckluftverbindung 2 an der Hauptluftleitung HL vom Luftdruck am freien Ende 4 in der Hauptluftleitung ab.
Im gekuppelten Zustand der mechanischen Zugkupplung 1 wird ein Absperren der Hauptluftleitung HL durch das Hauptsteuerventil MCV verhindert, wenn ein Luftdruck in der Hauptluftleitung HL herrscht, der gleich ist oder größer als der untere Vorgabewert, was in der Figur 6 dargestellt ist. Bei einem Luftdruck in der Hauptluftleitung HL von weniger als dem unteren Vorgabewert, was in der Figur 7 dargestellt ist, kann in Abhängigkeit der Druckkraft des Federspeichers 18 und der Ansteuerkraft des elektromechanischen Aktuators EA ein Absperren der Hauptluftleitung HL durch das Hauptsteuerventil MCV ebenfalls verhindert werden. Selbst wenn jedoch ein Absperren der Hauptluftleitung HL in diesem Fall durch Hauptsteuerventil MCV nicht verhindert wird, ist die Absperrung der Hauptluftleitung HL unkritisch, weil bei einem solch niedrigen Luftdruck ohnehin mit maximaler Kraft gebremst wird. Beispielsweise beträgt der untere Vorgabewert 3 bar.
Zum Verbringen des Hauptsteuerventils MCV in die geschlossene Stellung ist das Ansteuern über die elektronische Steuervorrichtung HLC und den elektromechanischen Aktuator EA notwendig. Das Hauptsteuergerät 8 kann dadurch jedes einzelne Hauptsteuerventil MCV im Schienenfahrzeugverbund schließen, vorausgesetzt, die zugehörige mechanische Zugkupplung 1 ist im entkuppelten Zustand. Gegebenenfalls kann, wie dargelegt, das Hauptsteuerventil MCV auch im gekuppelten Zustand der mechanischen Zugkupplung 1 schließen, wenn der Luftdruck in der Hauptluftleitung HL kleiner als der untere Vorgabewert ist, wenn nämlich die Verstellkraft des elektromechanischen Aktuators EA größer ist als die Summe der Kräfte des Federspeichers 18 und des Luftdruckes in der Hauptluftleitung HL, zugeführt über die Druckluftverbindung 2 auf die Federseite des Kolbens 17.
Durch die Drucksensoren 5 in der Hauptluftleitung HL, wobei je Hauptsteuerventil MCV ein Drucksensor 5 in der Hauptluftleitung HL vorgesehen ist, kann der aktuelle Luftdruck an dieser Stelle in der Hauptluftleitung HL erfasst werden. Jede elektronische Steuervorrichtung HLC umfasst neben dem mit dem elektromechanischen Aktuator EA verbundenen Steuerausgang 11 und dem Sensoreingang 19, an welchem der jeweilige Drucksensor 5 angeschlossen ist, eine Schnittstelle 6 zum Weiterleiten des erfassten Luftdruckes an das zentrale Steuergerät 3 und/oder das Hauptsteuergerät 8. An der Schnittstelle 6 kann beispielsweise der Waggonbus 15 angeschlossen sein.
Das zentrale Steuergerät 3 weist eine Zentralschnittstelle 12 auf, über welche es mit dem Hauptsteuergerät 8 verbunden ist. An der Zentralschnittstelle 12 ist beispielsweise der Zugbus 14 angeschlossen.
Bezugszeichenliste
HL Hauptluftleitung
MCV Hauptsteuerventil
EA elektromechanischer Aktuator
PCV Vorsteuerventil
HLC elektronische Steuervorrichtung
AL automatisierter Luftabsperrhahn
1 Zugkupplung
2 Druckluftverbindung
3 zentrales Steuergerät
4 fernes Ende der Hauptluftleitung
5 Drucksensor
6 Schnittstelle
7 Luftkupplung
8 Hauptsteuergerät
9 Lok
10 Drehverschluss
11 Steuerausgang
12 Zentralschnittstelle
13 Waggon
14 Zugbus
15 Waggonbus
16 Steuerluftanschluss
17 Kolben
18 Federspeicher
19 Sensoreingang
20 Ventilkörper
21 elektrische Kupplung

Claims

Patentansprüche Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung für ein Schienenfahrzeug; mit einer Hauptluftleitung (HL); mit einem in der Hauptluftleitung (HL) angeordneten Hauptsteuerventil (MCV), mit dem die Hauptluftleitung (HL) druckdicht absperrbar ist; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: mit einem elektromechanischen Aktuator (EA), mit dem das Hauptsteuerventil (MCV) wahlweise in eine geöffnete oder geschlossene Stellung verbringbar ist; mit einem mechanisch durch eine der Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung zugeordneten mechanischen Zugkupplung (1 ) betätigbaren Vorsteuerventil (PCV), wobei das Vorsteuerventil (PCV) mit der mechanischen Zugkupplung (1) aus einem entlüftenden Zustand in einen das Hauptsteuerventil (MCV) mit Druckluft beaufschlagenden Zustand verbringbar ist und das Hauptsteuerventil (MCV) derart am Vorsteuerventil (PCV) angeschlossen ist, dass es in einem durch das Vorsteuerventil (PCV) mit einem Luftdruck oberhalb eines vorgegebenen Grenzwerts beaufschlagten Zustand in seine geöffnete Stellung verbracht wird und/oder in der geöffneten Stellung gehalten wird. Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptsteuerventil (MCV) mit dem elektromechanischen Aktuator (EA) entgegen einer Federkraft aus der geöffneten in die geschlossene Stellung verbringbar ist, und das Vorsteuerventil (PCV) in einer Druckluftverbindung (2) von der Hauptluftleitung (HL), insbesondere von einem der mechanischen Zugkupplung (1 ) zugeordneten freien Ende (4) der Hauptluftleitung (HL), zum Hauptsteuerventil (MCV) angeordnet ist, durch Schließen der mechanischen Zugkupplung (1 ) in einen die Druckluftverbindung (2) freigebenden Zustand verbringbar ist und durch Öffnen der mechanischen Zugkupplung (1) in einen die Druckluftverbindung (2) entlüftenden Zustand verbringbar ist. Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuervorrichtung (HLC) zum Ansteuern des Hauptsteuerventils (MCV) vorgesehen ist, die einen mit dem elektromechanischen Aktuator (EA) verbundenen Steuerausgang (11) und einen Steuereingang und/oder eine Schnittstelle (6) für ein zentrales Steuergerät (3) aufweist. Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hauptluftleitung (HL) zwischen dem Hauptsteuerventil (MCV) und einem der mechanischen Zugkupplung (1) zugeordneten freien Ende (4) der Hauptluftleitung (HL) ein Drucksensor (5) angeordnet ist, der an der elektronischen Steuervorrichtung (HLC) angeschlossen ist, um den aktuellen Luftdruck in der Hauptluftleitung (HL) an die elektronische Steuervorrichtung (HLC) zu übermitteln. Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuervorrichtung (HLC) eingerichtet ist, das Hauptsteuerventil (MCV) nur bei einem mit dem Drucksensor (5) erfassten Druckwert unterhalb eines vorgegebenen Mindestdruckwerts aus der geöffneten in die geschlossene Stellung zu verbringen. Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuervorrichtung (HLC) einen Ausgang und/oder eine Schnittstelle (6) zum Weiterleiten des in der Hauptluftleitung (HL) erfassten Druckwerts umfasst. Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (PCV) als 4/2- Wegeventil ausgeführt ist und/oder das Hauptsteuerventil (MCV) als Druckwaage ausgeführt ist. Kuppelvorrichtung zum mechanischen und pneumatischen Kuppeln eines Schienenfahrzeugs mit einer gegengleichen Kuppelvorrichtung; mit einer Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7; mit einer mechanischen Zugkupplung (1 ); mit einer Luftkupplung (7), mit welcher die Hauptluftleitung (HL) des Schienenfahrzeugs druckdicht mit einer gegengleichen Luftkupplung koppelbar ist, wobei die mechanische Zugkupplung (1) und die Luftkupplung (7) zur automatisierten Fernbetätigung ausgeführt sind. Kuppelvorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kuppelvorrichtung auch zum elektrischen Kuppeln des Schienenfahrzeugs mit einer gegengleichen Kuppelvorrichtung ausgeführt ist und eine elektrische Kupplung (21 ) aufweist. Kuppelvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkupplung (7) und insbesondere die elektrische Kupplung (21 ) in die mechanische Zugkupplung (1) integriert ist/sind. Kuppelvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10 mit einer Hauptluftleitungsabsperrvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Zugkupplung (1) mit einem Drehverschluss (10) ausgeführt ist, der durch Anfahren der mechanischen Zugkupplung (1 ) an eine gegengleiche mechanische Zugkupplung (1) verriegelbar ist und eingerichtet ist, dabei das Vorsteuerventil (PCV) aus dem die Druckluftverbindung (2) entlüftenden Zustand in den die Druckluftverbindung (2) freigebenden Zustand zu verbringen. 12. Schienenfahrzeug mit zwei Kuppelvorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11 , wobei je eine der beiden Kuppelvorrichtungen im Bereich eines stirnseitigen Endes des Schienenfahrzeugs angeordnet ist und die Hauptluftleitungen (HL) der Kuppelvorrichtungen eine gemeinsame Hauptluftleitung (HL) ausbilden.
13. Schienenfahrzeug gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein zentrales Steuergerät (3) vorgesehen ist, das an den Steuervorrichtungen (HCL) beider Kuppelvorrichtungen angeschlossen ist, um diese Anzusteuern und eine Zentralschnittstelle (12) für ein übergeordnetes Hauptsteuergerät (8) aufweist.
14. Schienenfahrzeugverbund mit einer Vielzahl von Schienenfahrzeugen gemäß Anspruch 13, wobei ein Hauptsteuergerät (8), insbesondere in einer den Schienenfahrzeugverbund antreibenden Lok (9), vorgesehen ist, das an den zentralen Steuergeräten (3) der einzelnen Schienenfahrzeuge angeschlossen ist, um diese anzusteuern.
15. Verfahren zum Schließen eines Hauptsteuerventils (MCV) an einem Schienenfahrzeugverbundende eines Schienenfahrzeugverbundes mit einer Vielzahl von Schienenfahrzeugen gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, insbesondere eines Schienenfahrzeugverbundes gemäß Anspruch 14, mit den folgenden Schritten:
- elektronisches Identifizieren des Hauptsteuerventils (MCV) an dem Schienenfahrzeugverbundende durch Erfassen eines geöffneten Zustands der zugeordneten mechanischen Zugkupplung (1 );
- Senden eines Steuersignals an die elektronische Steuervorrichtung (HCL), die dem Hauptsteuerventil (MCV) an dem Schienenfahrzeugverbundende zugeordnet ist, um den elektromechanischen Aktuator (EA) zum Verbringen dieses Hauptsteuerventils (MCV) in die geschlossene Stellung anzusteuern. Verfahren gemäß Anspruch 15, gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Schritte nach dem Verbringen des Hauptsteuerventils (MCV) am Schienenfahrzeugverbundende in die geschlossene Stellung: - Befüllen der Hauptluftleitung (HL) mit Druckluft;
- elektronische Abfrage aller Drucksensoren (5) im Schienenfahrzeugverbund und Vergleich der erfassten Druckwerte mit einem oberen Vorgabewert;
- erneutes Verbringen des Hauptsteuerventils (MCV) am Schienenfahrzeugverbundende in die geöffnete Stellung;
- erneutes Verbringen des Hauptsteuerventils (MCV) am
Schienenfahrzeugverbundende in die geschlossene Stellung, nachdem ein Druckabfall in der Hauptluftleitung (HL) auf einen vorbestimmten Druck erfolgt ist; - erneute Abfrage aller Drucksensoren (5) im Schienenfahrzeugverbund und Vergleich der erfassten Druckwerte mit einem unteren Vorgabewert.
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