Schienenfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Schienen fahrzeugs

Es wird ein Schienenfahrzeug mit einem druckluftbetätigten Bremssystem angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Schienenfahrzeugs angegeben.

Die Druckschrift WO 2017/129317 Al betrifft ein Schienenfahr zeug. Aus der Druckschrift DE 102 03 972 Al sind ein Verfah ren und eine Vorrichtung zur Überprüfung von Bremsen eines Zugs bekannt. Eine Drucküberwachungseinrichtung für eine Hauptluftleitung eines Zugs findet sich in der Druckschrift DE 20 2006 015 627 Ul.

In modernen Triebzügen und lokbespannten Reisezügen wird ein Notbremswunsch eines Fahrgastes bzw. die Betätigung eines Notbremshebels oder -knopfes durch einen Fahrgast oder Zugbe gleiter dem Fahrzeugführer im Führerstand angezeigt. Dieser entscheidet anschließend abhängig von der aktuellen Fahrsitu ation darüber, eine Notbremsung einzuleiten oder nicht. Die Einleitung einer Notbremsung durch den Fahrzeugführer erfolgt üblicherweise durch eine schnelle Druckreduzierung in der Hauptluftleitung, welche im Vergleich zu einer normalen Be triebsbremse zu einer verstärkten Betätigung der druckluftge steuerten Reibungsbremsen an den Radachsen bzw. Rädern der Wagen des Zugs führt, um hierdurch einen kürzest möglichen Bremsweg zu erzielen. Die Reduzierung des Drucks in der

Hauptluftleitung erfolgt durch ein so genanntes Notbremsven til, welches von dem Fahrzeugführer mittels eines im Führer standpult angeordneten Tasters betätigt wird. Der Taster ist dabei für eine sichere und verlässliche Bedienung unmittelbar mit dem Ventil verbunden. Entsprechend wird das Ventil übli- cherweise unmittelbar unterhalb des Tasters bzw. im Inneren des Führerstandpults angeordnet, sodass die Hauptluftleitung aufwändig bis zum Ventil geführt werden muss. Da ein Entlüf ten der Hauptluftleitung im Führerstand üblicherweise nicht möglich ist, wird zudem eine weitere Luftleitung vorgesehen, mittels der die Abluft aus dem Führerstand an die Umgebung abgegeben werden kann.

Eine zu lösende Aufgabe liegt darin, ein Schienenfahrzeug an zugeben, in dem in einem Führerstand eine Hauptluftleitung zur Betätigung einer Bremse des Schienenfahrzeugs platzspa rend ansteuerbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Schienenfahrzeug sowie ein Ver fahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs gemäß den unab hängigen Patentansprüchen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Patentansprüche.

Erfindungsgemäß umfasst das Schienenfahrzeug eine Hauptluft leitung. Die Hauptluftleitung ist dazu eingerichtet, unter Druck zu stehen, beispielsweise unter einem Druck zwischen 3,5 bar und 10 bar, sprich, in der Hauptluftleitung herrscht ein Luftdruck zwischen 3,5 bar und 10 bar. Die Hauptluftlei tung ist pneumatisch mit einem Bremssystem des Schienenfahr zeugs verbunden. Das Bremssystem umfasst bevorzugt mehrere Bremsen, die insbesondere mechanisch auf Räder oder Radsätze des Schienenfahrzeugs einwirken können.

Erfindungsgemäß umfasst das Schienenfahrzeug ein Ventil. Das Ventil befindet sich an der Hauptluftleitung, bevorzugt di rekt an der Hauptluftleitung . Über das Ventil kann die Haupt luftleitung geöffnet und/oder geschlossen werden. Geöffnet bedeutet insbesondere, dass die Hauptluftleitung zur Umge- bungsluft hin offen ist, sodass an der Öffnung der Hauptluft leitung dann ein Druck von ungefähr 1 bar herrscht.

Erfindungsgemäß umfasst das Schienenfahrzeug einen Führer stand für einen Schienenfahrzeugbediener. Bei dem Schienen fahrzeugbediener handelt es sich insbesondere um einen Lok führer oder Triebfahrzeugführer. Der Führerstand ist zum Bei spiel in einer Lokomotive, in einem Triebfahrzeug oder in ei nem Steuerwagen untergebracht.

Erfindungsgemäß umfasst das Schienenfahrzeug in dem Führer stand einen Taster. Der Taster ist zum Öffnen und/oder

Schließen der Hauptluftleitung mittels des Ventils durch den Schienenfahrzeugbediener eingerichtet. Durch Betätigen des Tasters wird damit das Bremssystem angesteuert. Insbesondere wird durch den Taster die Hauptluftleitung geöffnet und etwa eine Notbremsung ausgelöst. Der Taster kann ähnlich einem Notausschalter gestaltet sein und insbesondere ein Druckknopf sein, bevorzugt ein Rückschlagtaster.

Erfindungsgemäß umfasst das Schienenfahrzeug eine Koppelvor richtung. Über die Koppelvorrichtung sind das Ventil und der Taster mechanisch direkt miteinander verbunden. Mechanisch bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass die Kop pelvorrichtung weder pneumatisch noch hydraulisch arbeitet, sondern vollständig aus Feststoffen gebildet ist.

Erfindungsgemäß sind der Taster und das Ventil voneinander beabstandet. Dies bedeutet insbesondere, dass sich das Ventil nicht unmittelbar an dem Taster befindet. Ein Abstand zwi schen dem Taster und dem Ventil beträgt bevorzugt mindestens 0,3 m oder 0,5 m oder 0,7 m und/oder höchstens 5 m oder 3 m oder 2 m. Der Abstand kann ein minimaler Abstand zwischen dem Taster und dem Ventil sein und/oder ein Abstand entlang der Koppelvorrichtung. Der Abstand entlang der Koppelvorrichtung kann größer sein als der minimale Abstand, speziell falls die Koppelvorrichtung nicht entlang einer Geraden verläuft.

Erfindungsgemäß umfasst das Schienenfahrzeug somit eine

Hauptluftleitung, die pneumatisch mit einem Bremssystem des Schienenfahrzeugs verbunden ist. Ein Ventil befindet sich an der Hauptluftleitung . Ein Führerstand ist für einen Schienen fahrzeugbediener vorgesehen. In dem Führerstand befindet sich ein Taster zum Öffnen und/oder Schließen der Hauptluftleitung mittels des Ventils durch den Schienenfahrzeugbediener zum Ansteuern des Bremssystems. Das Ventil und der Taster sind voneinander beabstandet und über eine Koppelvorrichtung me chanisch direkt miteinander verbunden.

Im Führerstand eines Zuges, insbesondere eines Hochgeschwin digkeitszuges, muss die Hauptluftleitung mit dem Taster, spe ziell dem Rückschlagtaster, in einem Führerstandpult mecha nisch fest und sicher verbunden sein. Eine elektronische Steuerleitung ist aufgrund von Sicherheitsanforderungen nicht zulässig. Üblicherweise ist hierzu die Hauptluftleitung durch den gesamten Führerstand und ein Führerstandpult gelegt und direkt unterhalb einer Bedienoberfläche mit dem Taster ver bunden. Dafür müssen üblicherweise zwei Rohre der Hauptluft leitung mit dem Taster verbunden werden. Da die Hauptluftlei tung einen vergleichsweise großen Durchmesser aufweisen muss, hat der Taster zusammen mit dem Ventil und den Rohren eine unhandliche Größe, die vergleichsweise viel Platz unterhalb des Führerstandpultes oder im Führerstandpult beansprucht.

Bei dem hier beschriebenen Schienenfahrzeug ist der Taster durch eine direkte mechanische Kopplung wie eine Stange oder einem Bowdenzug mit dem an einer anderen Stelle befindlichen Ventil an Hauptluftleitung verbunden. Dies erfüllt den An- Spruch einer direkten unfehlbaren Verbindung zwischen dem Taster und der Hauptluftleitung und ermöglicht eine Platzie rung des durch den Taster zu bedienenden Ventils zum Schlie ßen und/oder Öffnen der Hauptluftleitung an anderer Stelle, sodass die Hauptluftleitung nicht mehr durch den Führerstand geführt werden muss.

Dadurch sind kleinere Taster oder Tastermodule erreichbar. Hierdurch ist eine erhebliche Platzersparnis im Führerstand pult ermöglicht, sodass mehr Raum für andere Komponenten zur Verfügung steht. Dies ermöglicht konstruktive Freiheiten bei der Gestaltung des Führerstandpults und der Führung der

Hauptluftleitung, die nicht mehr durch das Führerstandpult gelegt werden muss.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird beim Betätigen des Tasters die Koppelvorrichtung direkt an dem Taster um mindes tens 10 mm oder 20 mm und/oder um höchstens 150 mm oder 100 mm oder 60 mm bewegt. Das heißt, beim Betätigen des Tasters überträgt sich eine Bewegung des Tasters bevorzugt direkt auf die Koppelvorrichtung.

Die Koppelvorrichtung kann sich um die gleiche Strecke bewe gen wie der Taster, insbesondere ohne Übersetzung oder Ge triebe. Beim Bedienen können der Taster und die Koppelvor richtung die gleiche Bewegungsrichtung aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Koppelvor richtung eine starre Stange oder besteht aus einer starren Stange. Starr bedeutet, dass sich die Stange im bestimmungs gemäßen Gebrauch nicht oder nicht signifikant verformt. Bei spielsweise ist die Stange eine Metallstange aus einem Stahl oder aus Aluminium. Alternativ zu einem Metall können auch andere starre Materialien wie faserverstärkte Kunststoffe für die Stange verwendet werden. Ein mittlerer Durchmesser der Stange liegt bevorzugt bei mindestens 1 mm oder 2 mm und/oder bei höchstens 5 mm oder 3 mm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Koppelvor richtung einen Seilzug oder besteht hieraus. Insbesondere ist die Koppelvorrichtung durch einen Bowdenzug gebildet oder um fasst einen solchen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Koppelvor richtung höchstens fünf oder zwei Gelenke oder ein Gelenk. Alternativ oder zusätzlich weist die Koppelvorrichtung min destens ein Gelenk oder mindestens zwei Gelenke auf. Über ein Gelenk lässt sich eine Bewegungsrichtung der Koppelvorrich tung effizient ändern. Es ist möglich, dass die Koppelvor richtung frei von Gelenken ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Koppelvor richtung eine oder mehrere Biegungen auf. An der zumindest einen Biegung, die auch als Knick gestaltet sein kann, er folgt bevorzugt eine Richtungsänderung von mindestens 15° o- der 30° oder 45° oder 60° oder 85°. Die Biegung oder der Knick können über ein Gelenk realisiert sein oder durch eine Biegung oder einen Knick in einem ansonsten durchgehenden, starren Material oder auch entlang eines Seilzugs.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Koppelvorrich tung durch eine starre und bevorzugt gerade Stange, insbeson dere eine Metallstange, gebildet, die einerseits mit dem Tas ter und andererseits mit dem Ventil starr verbunden ist. Die Stange ist somit bevorzugt an dem Taster und an dem Ventil unbeweglich befestigt und löst sich im bestimmungsgemäßen Ge brauch nicht von diesen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Hauptluftlei tung unter einem Boden des Führerstands und/oder unter einem Sitz für den Schienenfahrzeugbediener verlegt. Damit kann ein für den Schienenfahrzeugbediener vorgesehener Innenraum des Führerstands frei von der Hauptluftleitung sein. Insbesondere überschreitet die Hauptluftleitung in dem Führerstand ein Bo denniveau nicht in Richtung hin zu einem Raum für den Schie nenfahrzeugbediener. Ferner ist es möglich, dass auch ein Be reich unterhalb des Bodens des Führerstands komplett frei von der Hauptluftleitung ist. Über die Koppelvorrichtung wird dann eine mechanisch unmittelbare Verbindung zwischen Taster im Führerstand und Ventil an der Hauptluftleitung außerhalb des Führerstands geschaffen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Koppelvorrich tung in einem Schutzgehäuse untergebracht und/oder befindet sich zumindest eine mechanische Führung an der Koppelvorrich tung. Über eine mechanische Führung lässt sich ein Verlauf der Koppelvorrichtung exakt definieren und es lassen sich über die Koppelvorrichtung vergleichsweise große Strecken zu rücklegen .

Bei dem Schutzgehäuse handelt es sich beispielsweise um ein Gehäuse für ein Gestänge oder um einen Mantel um ein Seil ei nes Bowdenzuges. Im letztgenannten Fall kann das Schutzgehäu se mechanisch flexibel gestaltet sein. Alternativ ist das Schutzgehäuse mechanisch starr. Ein mittlerer Außendurchmes ser des Schutzgehäuses und/oder der mechanischen Führung und/oder der Koppelvorrichtung liegt bevorzugt bei höchstens 20 mmm oder 10 mm oder 5mm. Damit kann ein Außendurchmesser des Schutzgehäuses und/oder der mechanischen Führung und/oder der Koppelvorrichtung signifikant kleiner sein als ein Außen durchmesser der Hauptluftleitung, der üblicherweise bei min destens 27 mm und/oder bei höchstens 70 mm liegt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Schienenfahrzeug um einen Hochgeschwindigkeitszug. Eine be stimmungsgemäße Maximalgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs beträgt dann bevorzugt mindestens 200 km/h.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform befinden sich in dem Führerstand mehrere der Taster. Über jeden der Taster ist die Hauptluftleitung zu öffnen und/oder zu schließen. Jedem der Taster ist beispielsweise ein eigenes Ventil und/oder eine eigene Koppelvorrichtung zugeordnet. Beispielsweise besteht zwischen den Tastern, den Koppelvorrichtungen sowie den Ven tilen eine eineindeutige Zuordnung. Alternativ ist pro Taster genau eine Koppelvorrichtung und nur ein Ventil in der Haupt luftleitung vorgesehen, welches von jeder der Koppelvorrich tungen betätigt werden kann.

Darüber hinaus wird ein Betriebsverfahren für ein Schienen fahrzeug angegeben. Mit dem Verfahren wird ein Schienenfahr zeug betrieben, wie es in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen beschrieben ist. Merkma le des Verfahrens sind daher auch für das Schienenfahrzeug offenbart und umgekehrt.

In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Taster zum teilweisen oder vollständigen Öffnen der Haupt luftleitung verwendet. Durch ein Betätigen des Tasters und ein dadurch hervorgerufenes Öffnen des Ventils erfolgt in der Hauptluftleitung ein Druckabfall, der zur Betätigung des Bremssystems führt. Damit kann der Taster für eine Notbrem sung des Schienenfahrzeugs vorgesehen sein.

Insbesondere ist der Taster lediglich zu einem vollständigen Öffnen und/oder einem vollständigen Schließen der Hauptluft- leitung eingerichtet. Das heißt, über den Taster lässt sich bestimmungsgemäß die Hauptluftleitung nicht definiert teil weise öffnen oder schließen. Insofern handelt es sich bei dem Taster dann um eine An/Aus-Vorrichtung und nicht um eine wei tergehende, feiner unterteilte Stellvorrichtung, über die ei ne Bremskraft dosiert einstellbar ist.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein hier beschriebenes Schienenfahrzeug und ein hier beschriebe nes Verfahren näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den verschiedenen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge zwischen den einzelnen Elementen dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß darge stellt sein.

Es zeigen:

Figuren 1 und 2 schematische perspektivische Darstellungen einer Abwandlung eines Ausschnitts eines Schienen fahrzeugs ,

Figuren 3 und 4 schematische perspektivische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines Ausschnitts eines hier beschriebenen Schienenfahrzeugs,

Figuren 5 bis 8 ausschnittsweise schematische Schnittdarstel lungen in Längsrichtung von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Schienenfahrzeugen, und

Figur 9 eine ausschnittsweise schematische Schnittdarstel lung in Querrichtung eines Ausführungsbeispiels ei nes hier beschriebenen Schienenfahrzeugs. In Figur 1 ist ein Beispiel eines herkömmlichen Führerstandes eines Schienenfahrzeugs illustriert. Das Schienenfahrzeug 1" weist in einem Führerstand 2 einen Sitz 21 für einen Schie nenfahrzeugbediener auf. In Reichweite des Schienenfahrzeug bedieners von dem Sitz 21 aus befindet sich auf einem Führer standpult 22 ein Rückschlagtaster 5. Durch Betätigen des Rückschlagtasters 5 wird eine Bremsung, insbesondere eine Notbremsung des Schienenfahrzeugs 1', ausgelöst.

Dazu ist der Rückschlagtaster 5 unmittelbar mit einem Ventil 33 verbunden, siehe Figur 2. Das Ventil 33 befindet sich di rekt an einer Hauptluftleitung 3 des Schienenfahrzeugs 1 ' , welche zu einem Bremssystem des Schienenfahrzeugs führt.

Durch Betätigen des Rückschlagtasters 5 erfolgt eine unmit telbare mechanische Einwirkung auf das Ventil 33, sodass das Ventil 33 geöffnet und das Bremssystem des Schienenfahrzeugs 1" betätigt wird.

Da sich der Rückschlagtaster 5 samt dem Ventil 33 auf Ar beitshöhe in einem Führerstandpult 22 befindet, ist die

Hauptluftleitung 3 im Wesentlichen durch das gesamte Führer standpult 22 hindurchgeführt. Hierdurch ergibt sich ein sig nifikanter zusätzlicher Platzbedarf in dem Führerstandpult 22, da aufgrund gesetzlicher Vorschriften die Hauptluftlei tung 3 einen vergleichsweise großen Durchmesser aufweisen muss und nur relativ große Biegeradien zulässig sind. Auf grund dessen sind gemäß Figur 2 zu dem Rückschlagtaster 5 hin im Führerstandpult 22 massive Rohre verlegt.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist dagegen illustriert, dass der Rückschlagtaster 5 über eine Koppelvorrichtung 6 mit dem Ventil 33 an einer Hauptluftleitung 3 verbunden, welche sich unterhalb oder an einem Boden 20 des Führerstands 2 be findet. Die Koppelvorrichtung 6 ist beispielsweise durch eine starre Metallstange 61 gebildet. Das Ventil 33 befindet eben falls unterhalb oder an einem Boden 20 des Führerstands 2. Über die Metallstange 61 ist eine feste, unmittelbare mecha nische Kopplung zwischen dem Rückschlagtaster 5 und dem Ven til 33 erzielt. Entlang der Koppelvorrichtung 6 beträgt ein Abstand D zwischen dem Ventil 33 und dem Rückschlagtaster 5 ungefähr 1 m. Die Stange 61 nimmt erheblich weniger Platz in Anspruch als eine im Führerstandpult 22 verlegte Hauptluft leitung 3.

Die Platzersparnis im Führerstandpult ist ergänzend in Figur 4 veranschaulicht. Mit der hier beschriebenen Anordnung ist es möglich, das Ventil 33 sowie die Hauptluftleitung 3 aus dem Führerstandpult weg und beispielsweise unter den Boden 20 des Führerstands 2 zu verlegen. Dies ist in Figur 4 durch die Pfeile symbolisiert. Die Hauptluftleitung 3 und das Ventil 33 sind aufgrund der Koppelvorrichtung 6 in einen Bereich unter halb des Führerstandpults einbaubar, insbesondere in einen Unterflurbereich oder in einen Bugnasenbereich des Schienen fahrzeugs 1. Alternativ kann eine Positionierung des Ventils 33 auch nur in den Fußbereich des Führerstandpults noch ober halb des Bodens 20 erfolgen.

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 5, dargestellt in einer Schnittdarstellung längs einer Fahrtrichtung des Schienen fahrzeugs 1, ist die Koppelvorrichtung 6 durch zwei starre Stangen 61 gebildet, die über ein Gelenk 62 fest aneinander gekoppelt sind. Es ist möglich, dass ein Auflager 65 vorhan den ist, das sich an einer der Stangen 61 befindet.

Anders als in Figur 3 ist es somit nicht nötig, dass die Kop pelvorrichtung 6 entlang einer geraden Linie verläuft. Durch die Stangen 61, das Gelenk 62 und das optionale Auflager 65 ist jedoch immer noch eine feste, unmittelbare mechanische Kopplung zwischen dem Rückschlagtaster 5 und dem Ventil 33 gegeben .

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 6 ist die Koppelvorrich tung 6 durch einen Seilzug 63 zusammen mit einem Schutzgehäu se 4 gebildet. Es handelt sich dabei bei der Koppelvorrich tung 6 bevorzugt um einen sogenannten Bowdenzug. Die Koppel vorrichtung 6 kann damit auch gebogen in dem Führerstand 2 verlegt werden.

In Figur 7 ist dargestellt, dass die Koppelvorrichtung 6 durch den Seilzug 63 gebildet ist, der über Umlenkrollen 64 geführt ist. Auch hierdurch ist eine Koppelvorrichtung 6 er zielbar, die in mehreren geraden Abschnitten verlaufen kann.

In allen vorgenannten Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass das Ventil 33 oberhalb des Bodens 20 angebracht ist.

Dies ermöglicht beispielsweise eine vereinfachte Wartung und Zugänglichkeit des Ventils 33.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 8 ist dargestellt, dass sich an der Koppelvorrichtung 6, beispielsweise als abgewinkelte Stange 61 realisiert, mehrere mechanische Führungen 7 befin den. Es ist möglich, dass die Stange 61 lediglich an den Füh rungen 7 sowie am Ventil 33 und an dem Rückschlagtaster 5 de finiert mechanisch gelagert ist und ansonsten frei verläuft. Durch die Führungen 7 ist eine stabile und sichere Lagerung der Stange 61 der Koppelvorrichtung 6 erzielbar.

Wie in allen anderen Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass von einer Spitze des Schienenfahrzeugs 1 aus und in Sei tenansicht gesehen die Hauptluftleitung 3 unterhalb oder hin ter dem Sitz 21 endet. Damit lässt sich eine weitere Platzer sparnis erzielen, da die Hauptluftleitung 3 vergleichsweise weit von der Spitze des Schienenfahrzeugs 1 entfernt enden kann .

In Figur 9 ist illustriert, dass mehrere Rückschlagtaster 5 vorhanden sind. Jeder der Rückschlagtaster 5 ist bevorzugt über eine eigene Koppelvorrichtung 6 mit dem Ventil 33 ver bunden. Abweichend von der Darstellung in Figur 9 kann für jede Koppelvorrichtung 6 ein eigenes Ventil 33 an der Haupt luftleitung 3 vorhanden sein.

Weiter ist es abweichend von Figur 9 möglich, dass die Haupt luftleitung 3 im Querschnitt senkrecht zur Fahrtrichtung ge sehen nicht mittig in dem Schienenfahrzeug 1 angeordnet ist, sondern ausmittig. Entsprechend können die Koppelvorrichtun gen 6 asymmetrisch zu einer Mittelachse verlaufen, im Quer schnitt senkrecht zur Fahrrichtung des Schienenfahrzeugs 1 gesehen .