STOFF, Helmut (Kreuzstr. 20, Otterfing, 83624, DE)
| Patentansprüche 1. Vorrichtung (1) zum Bereitstellen eines Versorgungsdruckes für einen Verbraucher (8) mit - einem Hauptluftsystem (2), das eine Druckluftversorgungsanlage (3) , eine Hauptluftbehälterleitung (5) und einen Hauptluftbehälter (4) aufweist, und - einem Notfalldrucksystem (9) zur Erzeugung des Versorgungsdruckes unabhängig vom Hauptluftsystem (2), wobei das Haupt- luftsystem (2) und das Notfalldrucksystem (9) unabhängig voneinander mit dem Verbraucher (8) verbindbar sind, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Vorratsbehälter (18), der über ein Absperrventil (20) mit dem Hauptluftsystem (2) oder dem Verbraucher (8) verbun- den ist, wobei das Notfalldrucksystem (9) ausgangsseitig mit einem Dosierbehälter (17) verbunden ist. 2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Hauptluftsystem (2) und/oder Notfalldrucksystem (9) jeweils über ein Rückschlagventil (6,21) mit dem Verbraucher (8) und dem Vorratsbehälter (18) verbunden sind. 3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Vorratsbehälter (18) hinsichtlich seines Aufnahmevolumens so bemessen ist, dass er ein für eine zuverlässige Bereit¬ stellung des Versorgungsdruckes ausreichendes Gesamtvolumen aufweist . 4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Absperrventil (20) ein ansteuerbares Leckage freies Ab¬ sperrventil ist. 5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Leckage freie Absperrventil (20) ein Magnetventil in Sitzbauweise mit Zwangsanhebung ist. 6. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Notfalldrucksystem (9) eine Druckgasflasche (10) auf¬ weist. 7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Druckgasflasche (16) mit einem Druck beaufschlagt ist, der größer als der Versorgungsdruck ist. 8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Druckgasflasche (10) eine von Hand betätigbare Druckgas¬ flasche ist. 9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Notfalldrucksystem (9) einen Energiespeicher und eine Notfalldrucklufterzeugungsanlage aufweist, die von einem Energiespeicher angetrieben ist. 10. Schienenfahrzeug mit einer Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9. |
Vorrichtung zum Bereitstellen eines Versorgungsdruckes Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Versorgungsdruckes für einen Verbraucher mit einem Haupt ¬ luftsystem, das eine Druckluftversorgungsanlage, eine Haupt- luftbehälterleitung und einen Hauptluftbehälter aufweist, und einem Notfalldrucksystem zur Erzeugung des Versorgungsdruckes unabhängig vom Hauptluftsystem, wobei das Hauptluftsystem und das Notfalldrucksystem unabhängig voneinander mit dem
Verbraucher verbindbar sind.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 103 36 058 B3 bereits bekannt. Die dort beschriebene Vorrichtung umfasst ein Haupt ¬ luftsystem mit einer Druckluftversorgungsanlage zum Erzeugen eines Versorgungsdruckes. Das Hauptluftsystem dient u. a. da ¬ zu, einen Verbraucher, beispielsweise die Steuerung eines Stromabnehmers eines Schienenfahrzeugs, mit Druckluft zu ver- sorgen. Die Stromabnehmersteuerung ist zum fortwährenden Andrücken eines Stromabnehmers an einen Fahrdraht eingerichtet. Darüber hinaus ist ein Hilfsdrucksystem beschrieben, das den Versorgungsdruck für die Stromabnehmersteuerung bei Ausfall des Hauptluftsystems bereitstellt.
Aus der DE 10 2004 038 705 B3 ist eine Druckluftanlage mit einem Kompressor bekannt, der zwei voneinander durch Ventile abgeschottete Druckluftbehälter mit Druckluft versorgt. Jeder der besagten Druckluftbehälter ist über ein Steuerventil mit einem Verbraucher verbunden.
Unter einem Fahrdraht fahrende schienengebundene Fahrzeuge weisen in der Regel einen auch als Wippe bezeichneten Stromabnehmer auf, der von einer pneumatischen Stromabnehmersteue- rung dynamisch gegen den Fahrdraht gedrückt wird. Hierzu muss die Stromabnehmersteuerung mit einem Versorgungsdruck beaufschlagt werden. Die über den Fahrdraht bereitgestellte elekt ¬ rische Versorgungsenergie ist unter anderem zum Antrieb einer Druckluftversorgungsanlage des Hauptluftsystems vorgesehen, das bei Normalbetrieb des Schienenfahrzeugs den Versorgungs ¬ druck für den Stromabnehmer bereitstellt.
Bei längeren Standzeiten des abgerüsteten Schienenfahrzeugs kann der Druck des Hauptluftsystems aufgrund von Undichtig ¬ keiten unter den für das Anheben des Stromabnehmers erforderlichen Versorgungsdruck abfallen, so dass der Stromabnehmer nicht mehr gehoben werden kann. Da der Kompressor des Hauptluftsystems vom Fahrdraht mit der zur Drucklufterzeugung not ¬ wendigen Energie versorgt wird, ist das Hauptluftsystem bei abgefallenem Stromabnehmer nicht mehr in der Lage, den zum Wiederandrücken des Stromabnehmers an den Fahrdraht notwendi ¬ gen Versorgungsdruck bereitzustellen. Zum Aufrüsten des schienengebundenen Fahrzeugs ist daher ein Hilfsdrucksystem vorgesehen, dessen Antrieb von der Energieversorgung über den Fahrdraht unabhängig ist. Hierzu dient beispielsweise ein Batterie betriebener Hilfskompressor oder eine zusätzliche Druckgasflasche .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine einfache, kostengünstige und noch zuverlässigere Erzeugung des Versorgungsdruckes ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Vorratsbehälter, der über ein Absperrventil mit dem Hauptluftsystem oder dem Verbraucher verbunden ist, wobei das Notfalldrucksystem aus- gangsseitig mit einem Dosierbehälter verbunden ist. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass durch das Vorsehen eines Vorratsbehäl ¬ ters, der über ein einziges Absperrventil mit dem Verbraucher verbunden ist, ein Gasvolumen vorgehalten wird, das zuverläs- sig einen ausreichenden Versorgungsdruck für den Verbraucher bereitstellt. Der Vorratsbehälter kann daher auch nach längeren Standzeiten noch dazu verwendet werden, zuverlässig den Versorgungsdruck bereitzustellen, so dass ein Aufrüsten eines Schienenfahrzeugs ermöglicht ist. Dabei ist der zusätzlich zum primär genutzten Vorratsbehälter, der quasi ein erstes Hilfsluftsystem darstellt, ein zweites Hilfsluftsystem, das als Notfalldrucksystem bezeichnet ist, als Zusatzsicherung vorgesehen, so dass die Sicherheit, mit der ein Aufrüsten des Schienenfahrzeugs durchgeführt werden kann, noch weiter er- höht ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe ferner durch ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung. Der Vorratsbehälter verfügt über einen einzigen Zugang, der mit dem besagten Absperrventil dicht verschlossen werden kann. Über das besagte Absperrventil, das dem Vorratsbehälter vorteilhafterweise unmittelbar nachgeordnet ist, ist der Vor ¬ ratsbehälter somit sowohl mit dem Hauptluftsystem als auch mit dem Verbraucher verbindbar. Dabei sorgen zweckmäßige Ventile dafür, dass bei ausreichend Druck im Hauptluftsystem der Verbraucher allein vom Hauptluftsystem mit Druckluft versorgt wird. Bei geöffnetem Absperrventil ist darüber hinaus der Vorratsbehälter durch das Hauptluftsystem befüllbar. Bei Aus- fall des Hauptluftsystems sorgen die zweckmäßigen Ventile hingegen dafür, dass das Hauptluftsystem von dem Vorratsbehälter und dem Verbraucher abgeschottet ist. Darüber hinaus ist auch das Notfalldrucksystem durch entsprechende Ventile von dem Vorratsbehälter abtrennbar. Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung sind das Hauptluftsystem und/oder das Notfalldrucksystem jeweils über ein Rückschlagventil mit dem Verbraucher und dem Vorratsbehälter verbunden. Das Rückschlagventil sorgt für eine besonders einfache und kostengünstige Abschottung des Haupt ¬ luftsystems beziehungsweise Notfalldrucksystems vom Verbrau ¬ cher und vom Vorratsbehälter bei Ausfall des Hauptluftsystems beziehungsweise bei nicht betätigtem Notfalldrucksystem. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Vor ¬ ratsbehälter hinsichtlich seines Aufnahmevolumens so bemessen ist, dass er ein für eine zuverlässige Bereitstellung des Versorgungsdruckes ausreichendes Gesamtvolumen aufweist.
Durch eine solche Ausgestaltung des Behälters lässt sich bei Ausfall des Hauptluftsystems ein erfolgreiches Aufrüsten ei ¬ nes schienengebundenen Fahrzeugs erreichen.
Vorteilhafterweise ist das Absperrventil ein ansteuerbares Leckage freies Absperrventil. Leckage freie Absperrventile sind beispielsweise Magnetventile in Sitzbauweise mit Zwangs ¬ anhebung. Sowohl solche Magnetventile in Sitzbauweise mit Zwangsanhebung als auch sonstige Leckage freien Absperrventi ¬ le, wie Leckage freie Absperrhähne und dergleichen, sind seit Längerem bekannt, jedoch ist ihr Einsatz bei der erfindungs- gemäßen Vorrichtung besonders vorteilhaft. Mit Hilfe der Le ¬ ckage freien Ventile kann ein Vorratsdruck, der beispielsweise einem Druckluftvolumen aufgeprägt ist, mit dem der Vorratsbehälter befüllt ist, auch über längere Stillstandszeiten hinweg aufrecht erhalten werden.
Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit leckagefrei abgesperrtem, großzügig dimensioniertem Vorratsbe ¬ hälter als erstes Hilfsluftsystem und mit Notfalldrucksystem, beispielsweise mit Druckgas-Energiespeicher, liegt darin be- gründet, dass keinerlei zusätzliche Gastrocknung erforderlich ist. Der Vorratsbehälter wird mit bereits getrockneter Luft aus dem Hauptluftsystem befüllt. Das Notfalldrucksystem arbeitet bevorzugt mit Druckgas ohne Wasseranteil. Hierdurch werden Systemausfälle durch ausfallendes Wasser mit Vereisung und Korrosion im Gefolge sicher vermieden.
Zweckmäßigerweise weist das Notfalldrucksystem eine Druckgas ¬ flasche auf. Die Verwendung eines solchen Notfalldrucksystems erübrigt das Bereithalten eines Energiespeichers, beispiels ¬ weise in Form einer Batterie oder eines Akkumulators, mit dem dann eine Drucklufterzeugungsanlage, beispielsweise ein Kom ¬ pressor, angetrieben werden könnte. Ein solches Notfalldrucksystem ist in der eingangs genannten DE 103 36 058 bereits beschrieben.
Hierzu ist es zweckmäßig, dass die Druckgasflasche mit einem Druck beaufschlagt ist, der größer ist als der Versorgungs ¬ druck, der an dem Verbraucher anliegt. Als zweckmäßige Gase bieten sich insbesondere trockene Gase, wie beispielsweise
Stickstoff, getrocknete Druckluft oder dergleichen, an, da es ansonsten zu unerwünschten Effekten, wie beispielsweise Wasserausfall und in Folge davon zu Vereisung, Funktionsausfall oder Korrosion kommen kann.
Zweckmäßigerweise ist die Druckgasflasche eine mit Hand betä ¬ tigbare Druckgasflasche. Hierzu ist die Druckgasflasche aus- gangsseitig mit zweckmäßigen handbetätigbaren Ventilen bestückt .
Abweichend von der oben genannten Variante weist das Notfall ¬ drucksystem einen Energiespeicher und eine von dem Energiespeicher antreibbare Notfalldrucklufterzeugungsanlage auf. In jedem Falle ist erfindungsgemäß ein dem Notfalldrucksystem nachgeschalteter Dosierbehälter vorgesehen. Mit Hilfe des Dosierbehälters kann der Lokführer beispielsweise das Notfall ¬ drucksystem so lange betätigen, bis der Dosierbehälter aus- reichend mit Fluid befüllt ist. Anschließend kann das Not ¬ falldrucksystem, beispielsweise eine Druckgasflasche, wieder vom Dosierbehälter abgetrennt werden. Auf diese Weise ist die Gefahr herabgesetzt, dass das in Betrieb genommene Notfall ¬ drucksystem im Anschluss an das Aufrüsten vergessen wird und ein Abstellen des Notfalldrucksystems unterbleibt. In diesem Falle würde beispielsweise eine Druckgasflasche in Folge von Undichtigkeiten so weit entleert, dass diese nicht mehr den notwendigen Versorgungsdruck für den Verbraucher, z.B. eine Stromabnehmersteuerung, bereitstellen kann.
Gemäß der zweiten Variante, bei der das Notfalldrucksystem einen Energiespeicher aufweist, könnte sich, wenn der Zugführer das Abstellen des Notfalldrucksystems vergisst, der Ener ¬ giespeicher, Batterie oder Akkumulator ebenfalls vollständig entladen, so dass auch in diesem Fall das Notfalldrucksystem ausfällt. Mit Hilfe des Dosierbehälters ist jedoch ein kurz ¬ zeitiges Betätigen des Notfalldrucksystems ermöglicht. Ist der Dosierbehälter mit einem ausreichenden Gasvolumen befüllt, das mit ausreichend hohem Druck beaufschlagt ist, kann das Notfalldrucksystem wieder abgetrennt beziehungsweise ab ¬ geschaltet werden. Die Zeitdauer zum Befüllen liegt im Bereich weniger Sekunden, so dass die Gefahr des Vergessens des Abschaltens des Notfalldrucksystems gering ist. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin ¬ dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei die Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt. Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung. Die Vorrichtung 1 weist ein Hauptluftsystem 2 mit einer Druckluftversorgungsanlage 3, einem Hauptluftbehälter 4 sowie einer Haupt- luftbehälterleitung 5 auf. Die Hauptluftbehälterleitung 5 ist über ein Rückschlagventil 6 und ein Schlüsselschalterventil 7 mit einer Stromabnehmersteuerung 8 als Verbraucher verbunden. Die Stromabnehmersteuerung 8 kann auch als Pantograph- Steuerung bezeichnet werden. Mit Hilfe der Pantograph- Steuerung 8 ist es möglich, einen Stromabnehmer, der auf ei- nem Dach eines Schienenfahrzeugs angeordnet ist, dynamisch gegen einen Fahrdraht zu pressen, unter dem das Schienenfahrzeug fährt. Hierzu wird ein Fluid, beispielsweise Druckluft, benötigt, das mit einem ausreichend hohen Druck beaufschlagt ist, der hier Versorgungsdruck genannt wird und eingangssei- tig der Stromabnehmersteuerung 8 anliegt.
Neben dem Hauptluftsystem 2 weist die Vorrichtung 1 auch ein Notfalldrucksystem 9 auf. Das Notfalldrucksystem 9 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Druckgasflasche 10, die mit trockener Druckluft, Stickstoff oder dergleichen be ¬ füllt und mit einem Druck von 200 bar beaufschlagt ist. Über ein erstes Hand betätigbares Ventil 11, ein Druckminderventil 12 und über ein weiteres Hand betätigbares Ventil 13 kann ausgangsseitig des Notfalldrucksystems 9 trockene Druckluft oder ein sonstiges getrocknetes Gas bereitgestellt werden, das mit dem gewünschten Versorgungsdruck beaufschlagt ist. Die genaue Druckauswahl wird von zwei Manometern 14 und 15, die eingangs- beziehungsweise ausgangsseitig des Druckminder ¬ ventils 12 mit diesem verbunden sind, erleichtert. Darüber hinaus ist ein Sicherheitsventil 16 vorgesehen, das eine Ver ¬ bindung mit der Außenatmosphäre bei einem zu großen Überdruck ermöglicht . Ausgangsseitig des Notfalldrucksystems 9 ist ein Dosierbehäl ¬ ter 17 angeordnet, der nach dem Öffnen der Druckgasflasche 10 durch die Handventile 11 und 12 mit Druckluft befüllt wird. Der Dosierbehälter 17 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Volumen von 10 Litern auf. Nachdem Befüllen des Do- sierbehälters 17 kann, beispielsweise ein Lokomotivführer, die Handventile 13 beziehungsweise 11 wieder schließen, so dass die Gefahr eines unbeabsichtigten Offenstehenlassen des Notfalldrucksystems 9 vermindert ist. Das in dem Dosierbehäl ¬ ter 17 gespeicherte Gasvolumen, das mit dem Versorgungsdruck beaufschlagt ist, ist ausreichend, um den Stromabnehmer zum Aufrüsten des Schienenfahrzeugs gegen den Fahrdraht zu pres ¬ sen und den Anpressdruck für eine genügend lange Zeit auf ¬ recht zu erhalten. Nach dem Kontakt zwischen Stromabnehmer und Fahrdraht ist die Drucklufterzeugungsanlage 3 des Haupt- luftsystems 2 mit Elektroenergie versorgt. Sobald ein ausrei ¬ chender Druck aufgebaut ist, ist das Hauptluftsystem 2 betriebsbereit .
Als primäres Hilfsluftsystem zum Anheben des Stromabnehmers unabhängig vom Haupt- 2 und Notfalldrucksystem 9 dient ein
Vorratsbehälter 18, der einen einzigen Zugang aufweist, über den dieser mit der Hauptluftbehälterleitung 5 und somit mit dem Hauptluftsystem 2 verbunden ist. Zum Trennen des Vorratsbehälters 18 von dem Hauptluftsystem 2 ist dem Vorratsbehäl- ter 18 ein Leckage freies Absperrventil 20, das als Magnet ¬ ventil mit Zwangsanhebung ausgestaltet ist, vorgeschaltet.
Über das Absperrventil 20 ist der Vorratsbehälter 18 ferner mit dem Schlüsselschalterventil 17 und bei dessen entspre- chender Betätigung mit der Stromabnehmersteuerung 8 verbunden. Bei Ausfall der Hauptluftsystems 2, beispielsweise bei abgerüstetem Schienenfahrzeug, verhindern Rückschlagventile 6 und 21 ein Strömen des Gases des Vorratsbehälters 18 in uner- wünschte Richtungen, also in Richtungen, die nicht zur Stromabnehmersteuerung 8 führen.
Beim Abstellen eines Schienenfahrzeugs wird das Leckage freie Absperrventil 20 geschlossen, so dass der Vorratsbehälter 18, der bei geöffnetem Absperrventil 20 zuvor vom Hauptluftsystem 2 mit Druckluft befüllt wurde, sowohl von dem Hauptluftsystem als auch von der Stromabnehmersteuerung 8 Leckage frei abgetrennt ist. In dieser Stellung des Absperrventils 20 hält sich der Druck im Vorratsbehälter 18 auch bei längeren Stand- zeiten des Schienenfahrzeugs. Zum Aufrüsten des Schienenfahrzeugs, also zum Anpressen des Stromabnehmers unter den Fahr ¬ draht, wird das Leckage freie Absperrventil 20 geöffnet, so dass über das Schlüsselschalterventil 7 für die Stromabneh ¬ mersteuerung 8 ein ausreichendes Druckluftvolumen mit ausrei- chendem Druck, also dem Versorgungsdruck, bereitgestellt ist. Das Aufrüsten des Schienenfahrzeugs ist also sowohl mittels des Vorratsbehälters 18 als auch mit Hilfe des Notfalldruck ¬ systems 9 ermöglicht wobei das Aufrüsten zunächst über den Vorratsbehälter 18 erfolgt. Das Notfalldrucksystem 9 dient als Backup-System für den Fall, dass sich der Vorratsbehäl ¬ ters unzeitig entleert hat.
Der Vollständigkeit halber sei ausgeführt, dass dem Leckage freien Absperrventil 20 ein Manometer 22 zum Ablesen des vom Vorratsbehälter 18 bereitgestellten Druckes nachgeordnet ist. Ein Wandler 23 dient der Rückmeldung eines ausreichenden Versorgungsdruckes an die zentrale Steuerung. Ferner ist ein Si ¬ cherheitsventil 24 bereitgestellt, das zwischen dem Dosierbe- hälter 7 und einem Rückschlagventil 21 angeordnet ist. Ein Messstutzen 25 dient Testzwecken.
Next Patent: TECHNIQUE OF SCHEDULING TASKS IN A SYSTEM