AT520634B1

AT520634B1 - Luftfedersteuerungseinrichtung

Info

Publication number: AT520634B1
Application number: ATA50117/2018A
Authority: AT
Inventors: Hörmann Christoph; Wernert Harald
Original assignee: Siemens Ag Oesterreich
Priority date: 2018-02-08
Filing date: 2018-02-08
Publication date: 2019-06-15
Also published as: CN214001655U; ES2904640T3; WO2019154726A1; PL3749563T3; AT520634A4; EP3749563A1; EP3749563B1

Abstract

Luftfedersteuerungseinrichtung (1) für ein Schienenfahrzeugfahrwerk mit zwei Luftfedern, wobei die Luftfedersteuerungseinrichtung (1) ein Differenzdruckausgleichsventil (2), ein Mitteldruckventil (3) und ein Rückstellventil (4) umfasst, wobei zwei Druckluftanschlüsse (7, 8) vorgesehen sind welche zum Anschluß von je einer Luftfeder (9, 10) eingerichtet sind und den jeweiligen Luftfederdruck an einen je einen Anschluß des Differenzdruckausgleichsventils (2) und des Mitteldruckventils (3) leiten und wobei ein durch das Mitteldruckventil (3) erzeugbarer Mitteldruck an einen Mitteldruckanschluß (6) geleitet ist und wobei einer der Luftfederdrücke an ein Rückstellventil (4) geleitet ist, welches an seinem Ausgang mit einem Rückstellventilanschluß (5) verbunden ist.

Description

Beschreibung

LUFTFEDERSTEUERUNGSEINRICHTUNG

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die Erfindung betrifft eine Luftfedersteuerungseinrichtung für ein Schienenfahrzeugfahrwerk mit Luftfederung.

STAND DER TECHNIK

[0002] Passagierschienenfahrzeuge sind häufig mit einer Luftfederung ausgestattet, da diese einen hohen Fahrkomfort bietet und eine Niveauregulierung einfach realisierbar ist. Insbesondere bei U-Bahnen ist eine Niveauregulierung häufig eingesetzt, da dadurch Höhenunterschiede zwischen einem Bahnsteig und dem Passagierraumboden bei unterschiedlicher Beladung des Fahrzeugs vermieden werden können. Dabei ist ein Steuerventil (Luftfederventil) so im Fahrwerk angeordnet, dass es das Absinken des Wagenkastens bei Beladung erfasst und daraufhin den Druck in den Luftfedern soweit erhöhen kann, dass ein bestimmtes Niveau des Wagenkastens wiederhergestellt wird. Eine Luftfederung eines Schienenfahrzeugs umfasst weitere Bauteile, neben den Luftfederbälgen selbst und dem genannten Steuerventil sind meist auch ein Differenzdruckausgleichsventil, Anschlüsse für Sensoren, Rückstellventile und oft weitere pneumatische Einrichtungen erforderlich. All diese Komponenten sind mittels Rohren untereinander geeignet zu verbinden, wozu meist weitere Bauteile wie T-Stücke, Reduzierstücke, Einschraubstücke und ähnliche erforderlich sind. Da flexible Pneumatikleitungen möglichst vermieden werden, ist ein beträchtlicher Aufwand für die Konstruktion dieser Luftfederanlage erforderlich, da der Bauraum auch von weiteren mechanischen und elektrischen Komponenten beansprucht wird und auch eine Zugänglichkeit, Wart- und Austauschbarkeit gefordert ist ohne viele weitere Baugruppen abmontieren zu müssen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Luftfedersteuerungseinrichtung anzugeben, für deren Installation ein wesentlich geringerer Aufwand erforderlich ist, und welche weniger zusätzliche Bauteile bedarf als Luftfederinstallationen gemäß des Standes der Technik.

[0004] Die Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.

[0005] Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird eine Luftfedersteuerungseinrichtung für ein Schienenfahrzeugfahrwerk mit zwei Luftfedern beschrieben, welche ein Differenzdruckausgleichsventil, ein Mitteldruckventil und ein Rückstellventil umfasst, wobei zwei Druckluftanschlüsse vorgesehen sind, welche zum Anschluss von je einer Luftfeder eingerichtet sind und den jeweiligen Luftfederdruck an einen je einen Anschluss des Differenzdruckausgleichsventils und des Mitteldruckventils leiten und wobei ein durch das Mitteldruckventil erzeugbarer Mitteldruck an einen Mitteldruckanschluss geleitet ist und wobei einer der Luftfederdrücke an ein Rückstellventil geleitet ist, welches an seinem Ausgang mit einem Rückstellventilanschluss verbunden ist.

[0006] Dadurch ist der Vorteil erzielbar, alle wesentlichen Bauteile einer Luftfedersteuerung in einem einzelnen Gerät vorsehen zu können, wodurch der Aufwand an Verrohrung und weiteren Bauteilen, wie T-Stücken, Reduzierstücken, Leitungen, Befestigungsmittel, etc. wesentlich reduziert ist. Solcherart kann eine Pneumatikverrohrung schneller ausgeführt werden, wobei auch aufgrund der reduzierten Anzahl an Dichtstellen eine vereinfachte Prüfung der Installation ermöglicht wird. Des Weiteren bietet eine erfindungsgemäße Luftfedersteuerungseinrichtung den Vorteil niedrigen Gewichts gegenüber herkömmlich aufgebauten Luftfedersteuerungen und sie weist geringeren Bauraumbedarf auf. Die genannten Vorteile bewirken einen kostengünstigeren Aufbau da bisher erforderliche Bauteile entfallen können und der Einbau schneller aus- führbar ist.

[0007] Erfindungsgemäß werden drei Ventile zu einer Einheit zusammengefasst, welche für Luftfederungen an Schienenfahrzeugen allgemein eingesetzt werden. Ein erstes Ventil ist ein Differenzdruckausgleichsventil, welches den möglichen Druckunterschied zwischen den Luftfedern eines Fahrwerks begrenzt. Dieses Ventil verhindert eine übermäßige Schrägstellung des Wagenkastens, beispielsweise durch einen einseitigen Fehler eines Luftfederventils oder einer einseitigen Undichtigkeit. Wird beispielsweise eine der beiden Luftfedern undicht, so entlüftet das Differenzdruckausgleichsventil auch die zweite Luftfeder desselben Fahrwerks bis auf einen bestimmten Restdifferenzdruck vollständig, sodass eine Weiterfahrt des Fahrzeugs auf der Notfederung und ohne starke Schrägstellung des Wagenkastens erfolgen kann.

[0008] Ein zweites Ventil ist ein Mitteldruckventil, welches aus den Luftdrücken in den Luftfedern einen Druckmittelwert bildet, welcher dem Beladungszustand des Fahrzeugs proportional ist und welcher der Bremssteuerung zur Verfügung gestellt wird. Als drittes Ventil ist ein Rückstellventil vorgesehen, welches den Druck in den Luftfedern auf den vorhandenen Versorgungsdruck limitiert. Dadurch kann auch bei druckloser Versorgungsleitung, beispielsweise im Wartungsfall, der Druck in den Luftfedern abgelassen werden, ohne das dafür Auslassventile vorzusehen sind, bzw. die Zuleitungen zu den Luftfedern geöffnet werden müssen.

[0009] Alleine die Luftfederventile sind getrennt anzuordnen, da diese zur Bestimmung der momentanen Einfederung eine mechanische Verbindung zu dem Fahrwerk aufweisen müssen und typischerweise an der Unterseite des Wagenkastens angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Luftfedersteuerungseinrichtung kann an der Unterseite des Wagenkastens befestigt werden und engt den zur Verfügung stehenden Bauraum für weitere Installationen nicht übermäßig ein.

[0010] In weiterer Fortbildung der Erfindung ist es empfehlenswert, die Luftfedersteuerungseinrichtung mit Anschlüssen auszustatten, über welche ein Zugriff auf bestimmte Druckleitungen im Inneren der Luftfedersteuerungseinrichtung ermöglicht wird. Besonders empfehlenswert ist es dabei, Meßanschlüsse für die Luftfederdrücke bzw. Anschlüsse für Sensoren zur Bestimmung der Luftfederdrücke vorzusehen. Solcherart können komplizierte Verrohrungen und T-Stücke zu den Luftfedern sowie Dichtstellen entfallen.

[0011] Die erfindungsgemäße Luftfedersteuerungseinrichtung ist vorzugsweise als integriertes Bauteil auszuführen, bei welchem in einem Gehäuse die erforderlichen Teile angeordnet sind. Die Luftfedersteuerungseinrichtung ist dabei mit Befestigungsmitteln auszustatten, beispielsweise Bohrungen für eine Schraubbefestigung, mittels welcher sie lösbar an einem Schienenfahrzeug, vorzugsweise einem Wagenkasten befestigbar ist.

[0012] In weiterer Fortbildung der Erfindung kann die Luftfedersteuerungseinrichtung mit unterschiedlichen Anschlüssen konfiguriert werden. Dazu sind die Druckluftanschlüsse der Einrichtung zur Aufnahme von Adaptoren auszuführen, mittels welcher der Anschluss von Leitungen gemäß der bei Druckluftleitungen gebräuchlichen Schnittstellen erfolgen kann. Beispielsweise können dadurch Leitungen mit Gewindeanschlüssen ebenso wie Leitungen mit Dichtkegelverschraubungen oder ähnlichen angebunden werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0013] Es zeigen beispielhaft: [0014] Fig.1 Druckluftplan einer Luftfederung.

[0015] Fig.2 Luftfedersteuerungseinrichtung.

[0016] Fig.3 Druckluftplan einer Luftfederung mit einer Luftfedersteuerungseinrichtung.

AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0017] Fig.1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Druckluftplan einer Luftfederung. Es ist ein Druckluftplan einer Luftfederung gemäß dem Stand der Technik dargestellt, welche eine linke 9 und eine rechte Luftfeder 10 umfasst. Diese Luftfedern 9, 10 werden aus der Pneumatikdruckleitung 13 der wagenkastenseitigen Druckluftanlage 15 gespeist, wobei in der Zuleitung zu den Luftfedern 9, 10 jeweils ein Luftfederventil 11, 12 geschaltet ist. Die Luftfederventile 11, 12 ermitteln mechanisch die jeweilige momentane vertikale Lage des Wagenkastens zu dem Fahrgestell und steuern den Druck in den Luftfedern so, dass ein bestimmtes Niveau des Wagenkasten unabhängig von der Beladung erzielt wird. Ein Differenzdruckausgleichsventil 2 ist zwischen den Zuleitungen zu den Luftfedern 9, 10 geschaltet und reduziert den zulässigen Differenzdruck zwischen diesen Zuleitungen und in weiterer Folge zwischen den Luftfedern 9, 10. Dadurch wird eine Schiefstellung des Wagenkastens verhindert. Weiters ist die dargestellte Luftfederung mit einem Mitteldruckventil 3 ausgestattet, welches mit dem Druck in den beiden Zuleitungen zu den Luftfedern 9, 10 beaufschlagt wird und aus diesen Drücken den mittleren Druck bildet und diesen über eine Mitteldruckleitung 14 an die wagenkastenseitige Druckluftanlage 15 übermittelt. Dieser mittlere Druck ist zu der aktuellen Fahrzeugmasse proportional und kann zur Regelung der erforderlichen Bremskraft herangezogen werden. Ein Rückstellventil 4 ist dem linken Luftfederventil 11 parallelgeschaltet und verhindert einen Anstieg des Drucks in den Luftfedern 9, 10 über den Druck in der Pneumatikdruckleitung 13. Zusätzlich sind in den Zuleitungen zu den Luftfedern 9, 10 jeweils ein Messanschluss 16 und ein Druckgeber 17 angeordnet.

[0018] Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch eine Luftfedersteuerungseinrichtung. Es ist eine Luftfedersteuerungseinrichtung 1 dargestellt, welche die wesentlichen Steuerfunktionen einer Luftfederung mit Ausnahme der Luftfederventile umfasst. Dabei sind ein Differenzdruckausgleichsventil 2 und ein Mitteldruckventil 3 in einer Einheit angeordnet, welche einen Anschluss 7 für eine linke Luftfeder und einen Anschluss 8 für eine rechte Luftfeder umfasst, wobei die an diesen Anschlüssen 7, 8 anliegenden Luftdrücke an die Ventile 2, 3 geleitet werden.

[0019] Der Ausgang des Mitteldruckventils 3 ist mit dem Mitteldruckanschluss 6 der Luftfedersteuerungseinrichtung 1 verbunden, sodass der Mitteldruck an diesem Anschluss 6 zugänglich ist. Ein Rückstellventil 4 ist zwischen einem Rückstellventilanschluss 5 und dem Anschluss 7 der linken Luftfeder angeordnet. Die gezeigte Konfiguration einer Luftfedersteuerungseinrichtung 1 bildet das Minimum an Funktionalität und kann beispielsweise um Messanschlüsse erweitert werden.

[0020] Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Druckluftplan einer Luftfederung mit einer Luftfedersteuerungseinrichtung. Es ist eine Luftfederung mit zwei Luftfedern 9, 10 gezeigt, welche eine erfindungsgemäße Luftfedersteuerungseinrichtung 1 umfasst. Dadurch ist der Aufwand an Verrohrungen wesentlich reduziert. Die Pneumatikdruckleitung 13 der wagenkastenseitigen Druckluftanlage 15 ist dabei über Luftfederventile 11, 12 mit den Luftfedern 9, 10 verbunden, die weiteren pneumatischen Steuervorgänge werden durch die in der Luftfedersteuerungseinrichtung 1 integrierten Ventile durchgeführt. Dazu ist die Luftfedersteuerungseinrichtung 1 mit den Zuleitungen zu den Luftfedern 9, 10, der Mitteldruckleitung 14 und der Pneumatikdruckleitung 13 verbunden. Des Weiteren weist die gezeigte Luftfedersteuerungseinrichtung 1 Anschlüsse für jeweils zwei Meßanschlüsse und Druckgeber auf, ihre Funktionalität entspricht somit exakt der Luftfederung aus Fig.1, jedoch mit deutlicher geringerer Komplexität der Verrohrung.

LISTE DER BEZEICHNUNGEN 1 Luftfedersteuerungseinrichtung 2 Differenzdruckausgleichsventil 3 Mitteldruckventil 4 Rückstellventil 5 Anschluss Rückstellventil 6 Anschluss Mitteldruck 7 Anschluss linke Luftfeder 8 Anschluss rechte Luftfeder 9 Linke Luftfeder 10 Rechte Luftfeder 11 Linkes Luftfederventil 12 Rechtes Luftfederventil 13 Pneumatikdruckleitung 14 Mitteldruckleitung 15 Wagenkastenseitige Druckluftanlage 16 Messanschluss 17 Druckgeber

Claims

Patentansprüche

1. Luftfedersteuerungseinrichtung (1) für ein Schienenfahrzeugfahrwerk mit zwei Luftfedern, wobei die Luftfedersteuerungseinrichtung (1) ein Differenzdruckausgleichsventil (2) und ein Rückstellventil (4) umfasst, wobei zwei Druckluftanschlüsse (7, 8) vorgesehen sind welche zum Anschluss von je einer Luftfeder (9, 10) eingerichtet sind und den jeweiligen Luftfederdruck an je einen Anschluss des Differenzdruckausgleichsventils (2) leiten, und wobei einer der Luftfederdrücke an ein Rückstellventil (4) geleitet ist, welches an seinem Ausgang mit einem Rückstellventilanschluss (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mitteldruckventil (3) vorgesehen ist, wobei die Druckluftanschlüsse (7, 8) an je einen Anschluss des Mitteldruckventils (3) geführt sind und wobei ein durch das Mitteldruckventil (3) erzeugbarer Mitteldruck an einen Mitteldruckanschluss (6) geleitet ist.
2. Luftfedersteuerungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Luftfederdrücke an je mindestens einen weiteren Anschluss geführt sind.
3. Luftfedersteuerungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (5, 6, 7, 8) zur Aufnahme eines Adapters zur Anbindung von Druckluftleitungen ausgebildet sind. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen