WO2003006297A1 - Verfahren und anordnung zur dichtheitsprobe der hauptluftleitung an selbsttätigen druckluftbremsen von eisenbahnfahrzeugen - Google Patents

Verfahren und anordnung zur dichtheitsprobe der hauptluftleitung an selbsttätigen druckluftbremsen von eisenbahnfahrzeugen Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for leak testing of the main air line on automatic air brakes of railway vehicles. It is used to carry out the leak test regardless of disruptive influences according to criteria that allow a clear test result.
  • Stationary brake test devices are used to rationalize brake tests on railway vehicles after train formation. Since compressed air is supplied via separate external devices, there is no need for a compressed air supply from a motor vehicle connected to the main air line. In addition to actually filling the main air line to a prescribed pressure, braking and then releasing the brakes, performing a leak test is one of the essential and prescribed measures when carrying out brake tests.
  • the connection of the filling connection to the main air line of the train is interrupted via a valve, which is usually located on the brake test device.
  • any pressure drop that may occur over a prescribed period of time is measured by the brake test device.
  • a maximum permissible value for the pressure drop that has occurred is used, which is formulated in the corresponding regulations.
  • a constant outlet pressure is guaranteed in practice because the main air line must be filled to a precisely defined pressure before the leak test is carried out.
  • a constant volume cannot generally be assumed. This varies simply because of the different lengths of the trains to be put together. In the already mentioned regulations for the sequence of the leak test, however, no information is given regarding the train length for which the maximum permissible Pressure drop applies. Furthermore, the size of the volume is influenced by the length of the air line between the brake test device and the connection to the train under test.
  • the invention has for its object to provide a method and an arrangement for leak testing of the main air line on automatic air brakes, which allow a leak test to be carried out independently of disruptive influences according to criteria that allow a clear test result.
  • a bypass with a second solenoid valve of smaller cross-section is arranged in parallel with a solenoid valve with a larger cross-section for filling the main air line in the flow direction together with a volume flow sensor that the main air line is filled by opening of the solenoid valve with a larger cross-section takes place, while the solenoid valve with a smaller cross-section remains closed, and that for the leak test the solenoid valve with a larger cross-section is closed and the second solenoid valve with a smaller cross-section is opened, via which a volume flow is refilled, which is used for pressure maintenance in the Main air line is at least necessary, and that the refilling volume flow is measured and is a criterion for the tightness of the main air line.
  • the volume flow sensor then consists of a laminar tube on which there is a pressure difference between its inlet and its outlet. will measure and this pressure difference is proportional to the volume flow to be measured and is therefore a measure of this.
  • the volume flow for refilling the shut-off main air line via the second solenoid valve with a smaller cross section can only be as large as the volume flow lost through leakage flow due to an upstream pressure regulator for the filling process. If the pressure within the main air line remains at least above a predetermined value for a tolerance range during this refilling, the volume flow required for refilling is equal to the outflowing leakage flow and thus a measure of the tightness. The main air line can consequently be assessed as tight if this volume flow does not exceed a predetermined comparison value for a maximum leakage flow.
  • the detection of a pressure drop during refilling in the main air line to values below this tolerance range indicates that the maximum volume flow available for refilling is exhausted. If, in a special embodiment of the invention, this maximum available volume flow is dimensioned in such a way that it corresponds to the maximum permissible leakage flow, the detection of a pressure drop, regardless of its size, is equivalent to the detection of a leaky main air line and is also unnecessary in accordance with the Claim 2 the separate detection of the refilled volume flow.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of an arrangement according to the invention for carrying out the leak test.
  • a solenoid valve of larger cross section 1 is connected in parallel as a bypass in the flow direction to the main air line 2 of a train 3, a solenoid valve of smaller cross section 4 and a volume flow sensor in the form of a laminar tube 5.
  • a check valve 6 with flow direction in the direction of the main air line 2 of the train 3 is also connected in parallel to the laminar tube 5.
  • the check valve 6 has a defined opening pressure.
  • the cross section and the measuring range of the laminar tube 5 are coordinated in such a way that they correspond to the volume flows relevant for the measuring task.
  • a differential pressure sensor 7 is connected to the laminar tube 5 in such a way that it can record the pressure values at the inlet and the outlet of the laminar tube 5 and convert it into an electrical signal that is fed to a control device 8.
  • a pressure sensor 9 is connected to the main air line 2 and generates an electrical signal proportional to the pressure at its output, which is also connected to the control device 8.
  • a volume flow Qv is fed into the main air line 2 via a pressure regulator on the brake test device and via the open solenoid valve of larger cross section 1.
  • This enables rapid charging with a sufficiently large volume flow to a pressure that corresponds to the set value of the pressure regulator.
  • the solenoid valve of smaller cross section 4 remains closed.
  • the solenoid valve of larger cross section 1 is closed and then the solenoid valve of smaller cross section 4 is opened.
  • the brake system consisting of the main air line 2 and the supply line to the main air line 2 is largely separated from the volume flow Q v and is only refilled via the solenoid valve of smaller cross section 4 and the laminar tube 5.
  • the pressure sensor 9 monitors the pressure in the main air line 2. An occurring pressure drop in the main air line 2 below the limit of a tolerance range characterizes the exhaustion of the refilling volume flow and indicates a considerable leakage flow in the main air line. If the pressure maintenance determined by the pressure sensor 9 is correctly within the tolerance range, the pressure difference at the laminar tube 5 between its inlet and its outlet can be measured via the pressure difference sensor 7. This pressure difference is directly proportional to the volume flow flowing through the laminar tube 5 and is therefore a measure of this.
  • the check valve 6 serves as protection for the differential pressure sensor 7.
  • the measured value of the volume flow through the laminar tube 5 is sent to the control unit 8 and compared there with a maximum permissible value for the leakage current. As a result of this comparison, signals for identifying a leaky or leaky main air line 2 are output and displayed.

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Abstract

Die Erfindung dient dem Ziel, eine Dichtheitsprobe unabhängig von störenden Einflüssen nach Kriterien durchzuführen, die ein eindeutiges Prüfergebnis zulassen. Die Erfindung nutzt dazu einen parallel zu einem Magnetventil mit grösserem Querschnitt für das Füllen der Hauptluftleitung in Strömungsrichtung geschalteten Bypass mit einem zweiten Magnetventil kleineren Querschnittes zusammen mit einem Volumenstromsensor. Das Füllen der Hauptluftleitung erfolgt durch Öffnen des Magnetventils mit grösserem Querschnitt, während das Magnetventil kleineren Querschnittes geschlossen bleibt. Für die Dichtheitsprobe wird das Magnetventil grösseren Querschnittes geschlossen und dabei das zweite Magnetventil kleineren Querschnittes geöffnet, über das ein Volumenstrom nachgefüllt wird, der für die Druckerhaltung in der Hauptluftleitung mindestens erforderlich ist. Der nachfüllende Volumenstrom wird gemessen und ist ein Kriterium für die Dichtheit der Hauptluftleitung.

Description

Beschreibung
Verfahren und Anordnung zur Dichtheitsprobe der Hauptluftleitung an selbsttätigen Druckluftbremsen von Eisenbahnfahrzeugen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Dichtheitsprobe der Hauptluftleitung an selbsttätigen Druckluftbremsen von Eisenbahnfahrzeugen. Sie dient dazu, unabhängig von störenden Einflüssen die Dichtheitsprobe nach Kriterien durchzuführen, die ein eindeutiges Prüfergebnis zulassen. Um Bremsproben an Eisenbahnfahrzeugen nach der Zugbildung zu rationalisieren, werden stationäre Bremsprobegeräte eingesetzt. Da hierbei eine Zufuhr von Druckluft über gesonderte externe Einrichtungen erfolgt, kann auf eine Druckluftversorgung durch ein an die Hauptluftleitung angeschlossenes Triebfahrzeug verzichtet werden. Neben dem eigentlichen Füllen der Hauptluftleitung auf einen vorgeschriebenen Druck, einem Einbremsen und einem anschließenden Lösen der Bremsen gehört die Durchführung einer Dichtheitsprobe zu den wesentlichen wie auch vorgeschriebenen Maßnahmen bei der Durchführung von Bremsproben. Bei der Dichtheitsprobe wird über ein zumeist am Bremsprobegerät befindli- ches Ventil die Verbindung des Füllanschlusses zur Hauptluftleitung des Zuges unterbrochen. In dem nun abgeschlossenen Volumen, im Wesentlichen bestehend aus dem Leitungsvolumen der Zuleitung und der Hauptluftleitung, wird ein gegebenenfalls eintretender Druckabfall über eine vorgeschriebene Zeitspanne hinweg durch das Bremsprobegerät messtechnisch erfasst. Zur anschließenden Beurteilung eines dichten oder undichten Bremssystems wird ein maximal zulässiger Wert für den eingetretenen Druckabfall herangezogen, der in entsprechenden Vorschriften formuliert ist.
Naturgemäß ist die Quantifizierung eines eventuellen Leckstromes auf dem Wege der Bestimmung des Druckabfalls nur dann möglich, wenn dieser auf ei- nen bestimmten konstanten Ausgangsdruck sowie auf ein bestimmtes konstantes Volumen bezogen wird.
Ein konstanter Ausgangsdruck ist in der Praxis gewährleistet, da die Hauptluftleitung vor Ausführung der Dichtheitsprobe bereits auf einen genau festgelegten Druck aufzufüllen ist. Von einem konstanten Volumen dagegen kann in aller Regel nicht ausgegangen werden. Dieses variiert allein schon wegen der unterschiedlichen Längen der zusammenzustellenden Züge. In den schon erwähnten Vorschriften für den Ablauf der Dichtheitsprobe werden jedoch keine Angaben hinsichtlich der Zuglänge getroffen, für die der maximal zulässige Druckabfall gilt. Weiterhin wird die Größe des Volumen beeinflusst durch die Länge der Luftleitung zwischen dem Bremsprobegerät und dem Anschluss an den zu prüfenden Zug.
Inwieweit die Größe des eingeschlossenen Volumens ein Prüfergebnis aus- schlaggebend beeinflusst, ist bereits daraus erkennbar, dass die Dichtheit eines Zugverbandes praktisch herbeigeführt werden kann, indem diesem einzelne Wagen mit hinreichend dichten Bremskupplungen an den Hauptluftleitungen hinzugefügt werden.
Um die daraus entstehenden Fehler möglichst gering zu halten, müssen in der Praxis einige begleitende Maßnahmen bei der Durchführung der Dichtheitsprobe beachtet und eingehalten werden. Dies betrifft insbesondere eine Einschränkung der Leitungslänge zwischen dem Bremsprobegerät und dem Anschluss an die Hauptluftleitung des Zuges. Zweckmäßig ist außerdem, das absperrende Ventil samt Drucksensor von dem eigentlichen Bremsprobegerät weg und hin an den zu prüfenden Zug zu verlegen. Diese Maßnahmen schränken allerdings den Komfort ein, den Bremsprobegeräte und insbesondere automatisch arbeitende Anlagen normalerweise bieten. Eine eindeutige Bewertung des Prüfergebnisses lassen sie indessen nicht zu.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Dichtheitsprobe der Hauptluftleitung an selbsttätigen Druckluftbremsen zu schaffen, die es erlauben, eine Dichtheitsprobe unabhängig von störenden Einflüssen nach Kriterien durchzuführen, die ein eindeutiges Prüfergebnis zulassen.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Hauptanspruches erfindungsgemäß gelöst, indem parallel zu einem Magnetventil mit größerem Querschnitt für das Füllen der Hauptluftleitung in Strömungsrichtung ein Bypass mit einem zweiten Magnetventil kleineren Querschnittes zusammen mit einem Volumenstromsensor angeordnet ist, dass das Füllen der Hauptluftleitung durch Öffnen des Magnetventils mit größerem Querschnitt erfolgt, während das Mag- netventil kleineren Querschnittes geschlossen bleibt, und dass für die Dichtheitsprobe das Magnetventil größeren Querschnittes geschlossen und dabei das zweite Magnetventil kleineren Querschnittes geöffnet wird, über das ein Volumenstrom nachgefüllt wird, der für die Druckerhaltung in der Hauptluftleitung mindestens erforderlich ist, und dass der nachfüllende Volumenstrom ge- messen wird und ein Kriterium für die Dichtheit der Hauptluftleitung ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 4 angegeben. Danach besteht der Volumenstromsensor aus einem Laminarrohr, an dem eine Druckdifferenz zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang ge- messen wird und sich diese Druckdifferenz proportional zu dem zu messenden Volumenstrom verhält und somit ein Maß für diesen ist.
Der Volumenstrom zum Nachfüllen der abgesperrten Hauptluftleitung über das zweite Magnetventil kleineren Querschnittes kann wegen eines vorge- schalteten Druckreglers für den Füllvorgang nur maximal so groß werden wie derjenige Volumenstrom, der durch Leckfluss verloren geht. Bleibt während dieses Nachfüllens der Druck innerhalb der Hauptluftleitung mindestens oberhalb eines vorgegebenen Wertes für einen Toleranzbereich, so ist der für das Nachfüllen erforderliche Volumenstrom gleich groß dem abfließenden Leck- ström und somit ein Maß für die Dichtheit. Die Hauptluftleitung kann folglich dann als dicht beurteilt werden, wenn dieser Volumenstrom einen vorgegebenen Vergleichswert für einen maximalen Leckstrom nicht überschreitet.
Das Erkennen eines Druckabfalls während des Nachfüllens in der Hauptluftleitung auf Werte unterhalb dieses Toleranzbereiches weist dagegen auf eine Erschöpfung des zum Nachfüllen maximal verfügbaren Volumenstromes hin. Wenn dieser maximal verfügbare Volumenstrom in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung so dimensioniert ist, dass er dem maximal zulässigen Leckstrom entspricht, so ist auch das Erfassen eines Druckabfalls unabhängig von seiner Größe gleichzusetzen mit dem Erkennen einer undichten Hauptluft- leitung und erübrigt zudem in Übereinstimmung mit dem Anspruch 2 die gesonderte Erfassung des nachgefüllten Volumenstromes.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt Figur 1 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen An- Ordnung zur Durchführung der Dichtheitsprobe.
Einem Magnetventil größeren Querschnittes 1 ist als Bypass in Strömungsrichtung zur Hauptluftleitung 2 eines Zuges 3 ein Magnetventil kleineren Querschnittes 4 und ein Volumenstromsensor in der Form eines Laminarrohres 5 parallel geschaltet. Dem Laminarrohr 5 ist weiterhin ein Rückschlagventil 6 mit Durchströmrichtung in Richtung zur Hauptluftleitung 2 des Zuges 3 parallel geschaltet. Das Rückschlagventil 6 weist einen definierten Öffnungsdruck auf. Der Querschnitt und der Messbereich des Laminarrohres 5 sind so abgestimmt, dass sie den für die Messaufgabe relevanten Volumenströmen entsprechen. Ein Differenzdrucksensor 7 ist so mit dem Laminarrohr 5 verbunden, dass er die Druckwerte am Eingang und am Ausgang des Laminarrohres 5 aufnehmen und in ein elektrisches Signal wandeln kann, das einer Steuereinrichtung 8 zugeführt wird. An der Hauptluftleitung 2 ist ein Drucksensor 9 angeschlossen, der an seinem Ausgang ein dem Druck proportionales elektrisches Signal erzeugt, das ebenfalls mit der Steuereinrichtung 8 verbunden ist.
Für das Auffüllen der Hauptluftleitung 2 wird ein Volumenstrom Qv über ei- nen Druckregler am Bremsprobegerät und über das geöffnete Magnetventil größeren Querschnittes 1 in die Hauptluftleitung 2 geführt. Es wird so ein schnelles Aufladen mit einem hinreichend großen Volumenstrom auf einen Druck ermöglicht, der dem eingestellten Wert des Druckreglers entspricht. Das Magnetventil kleineren Querschnittes 4 bleibt dabei noch geschlossen. Zur Durchführung der Dichtheitsprobe wird das Magnetventil größeren Querschnittes 1 geschlossen und dann das Magnetventil kleineren Querschnittes 4 geöffnet. Jetzt ist das Bremssystem, bestehend aus Hauptluftleitung 2 und Zuleitung zur Hauptluftleitung 2, vom Volumenstrom Qv weitgehend abgetrennt und wird nur noch über das Magnetventil kleineren Querschnittes 4 und das Laminarrohr 5 weiter nachgefüllt. Während des Nachfüllens überwacht der Drucksensor 9 den Druck in der Hauptluftleitung 2. Ein auftretender Druckabfall in der Hauptluftleitung 2 unter die Grenze eines Toleranzbereiches kennzeichnet die Erschöpfung des nachfüllenden Volumenstromes und weist auf einen erheblichen Leckstrom in der Hauptluftleitung hin. Liegt die über den Drucksensor 9 ermittelte Druckeinhaltung korrekt innerhalb des Toleranzbereiches, so kann über den Druckdifferenzsensor 7 die Druckdifferenz an dem Laminarrohr 5 zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang gemessen werden. Diese Druckdifferenz verhält sich direkt proportional zu dem durch das Laminarrohr 5 strömenden Volumenstrom und ist somit ein Maß für diesen. Dabei dient das Rückschlagventil 6 als Schutz für den Differenzdrucksensor 7. Der Messwert über die Höhe des Volumenstromes durch das Laminarrohr 5 wird an die Steuereinheit 8 geleitet und dort mit einem maximal zulässigen Wert für den Leckstrom verglichen. Im Ergebnis dieses Vergleiches werden Signale zur Kennzeichnung einer dichten oder undichten Hauptluftleitung 2 ausgegeben und angezeigt.
Nach beendeter Dichtheitsprobe wird das Magnetventil kleineren Querschnittes 4 geschlossen und das Magnetventil größeren Querschnittes erneut 1 geöffnet. Bezugszeichen
1 Magnetventil größeren Querschnittes
2 Hauptluftleitung 3 Zug
4 Magnetventil kleineren Querschnittes
5 Laminarrohr
6 Rückschlagventil
7 Druckdifferenzsensor 8 Steuereinrichtung
9 Drucksensor

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Dichtheitsprobe der Hauptluftleitung an selbsttätigen Druckluftbremsen von Eisenbahnfahrzeugen mit Verwendung von Bremsprobege- raten, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Hauptluftleitung (2) durch Öffnen eines Magnetventils mit einem größeren Querschnitt (1 ) erfolgt, währenddessen ein parallel geschaltetes Magnetventil kleineren Querschnittes (4) geschlossen bleibt, dass für die Durchführung der Dichtheitsprobe das Magnetventil größeren Querschnittes (1 ) geschlossen und das Magnetventil kleineren Querschnittes (4) geöffnet wird, und über das Magnetventil kleineren Querschnittes (4) ein Volumenstrom nachgefüllt wird, der für die Druckerhaltung in der Hauptluftleitung (2) mindestens erforderlich ist, dass der für die Nachfüllung erforderliche Volumenstrom mit einem Volumenstromsensor gemessen wird, so dass der ermittelte Wert im Vergleich mit einem vorgegebenen Wert für einen maximal zulässigen Leckstrom als
Kriterium für die Dichtheit der Hauptluftleitung (2) verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zum Nachfüllen der Hauptluftleitung (2) maximal verfügbare Volumenstrom so dimensioniert wird, dass er dem maximal zulässigen Leckstrom entspricht, und dass somit das Erfassen eines Druckabfalls über einen Drucksensor (9) während des Nachfüllens in der Hauptluftleitung (2) gleichbedeutend ist mit dem Erkennen einer als undicht zu bewertenden Hauptluftleitung (2).
3. Anordnung zur Dichtheitsprobe der Hauptluftleitung an selbsttätigen Druckluftbremsen von Eisenbahnfahrzeugen mit Verwendung von Bremsprobegeräten, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu einem Magnetventil mit größerem Querschnitt (1 ) für das Füllen der Hauptluftleitung (2) in Strömungsrichtung ein Bypass mit einem zweiten Magnetventil kleineren Quer- Schnittes (4) zusammen mit einem Volumenstromsensor angeordnet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstromsensor aus einem Laminarrohr (5) besteht, an dessen Eingang und Ausgang ein Differenzdrucksensor (7) angeordnet ist oder Drucksensoren angeordnet sind, mit denen eine Druckdifferenz messbar ist, die sich proportional zu dem zu messenden Volumenstrom verhält und ein Maß für diesen ist.
5. Anordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Volumenstromsensor ein Rückschlagventil (6) parallel geschaltet ist, dessen Durchströmrichtung derjenigen des Volumenstromsensors während der Volumenstrommessung entspricht.
6. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstromsensor ausgangsseitig mit einer Steuereinrichtung (8) zur Auswertung verbunden ist.
7. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hauptluftleitung (2) ein Drucksensor (9) zur Messung des Druckes o- der zum Nachweis der Druckerhaltung in der Hauptluftleitung (2) angeordnet ist, und dass der Drucksensor (9) ausgangsseitig mit einer Steuereinrichtung (8) zur Auswertung verbunden ist.
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