Einrichtung zum Herstellen der Ablaufbereitschaft und/oder Kuppelbereitschaft von spurgebundenen Fahrzeugen

Um Fahrzeuge beispielsweise eines Guterzuges aus ihrem bisherigen Verband in Einzelfahrzeuge oder Fahrzeuggruppen zu vereinzeln und diese anschließend unterschiedlichen Zugbildungsgleisen einer Rangieranlage zuzuführen, werden die Fahrzeuge mittels einer Abdrücklokomotive in entkoppeltem Zustand über einen Ablaufberg gedrückt. Die Fahrzeuge rollen dann im freien Lauf über eine Verteilzone in die einzelnen Richtungsgleise. Besonders problematisch ist dabei das üblicherweise manuelle - und damit außerordentlich kostenintensive und unfallträchtige - Entschlauchen, Langmachen und Entkuppeln der Fahrzeuge nach einer Zerlegeliste und das Kuppeln und Schlauchen der Fahrzeuge von Hand in den Zugbildungsgleisen.

Es sind daher streckenseitige Einrichtungen zum automatischen Entkuppeln zu trennender Eisenbahnfahrzeuge bekanntgeworden (DE-A1-38 19 388), bei denen ein gleisseitiger Auswerfer während des Vorüberlaufens zweier Fahrzeuge die Kupplungsöse der jeweils eingehängten Kupplung vom Kupplungshaken des Kupplungspartners abhebt. Dazu muß jedoch die Kupplung zuvor lö-sungsbereit gemacht werden (sog. Langmachen), was weiterhin manuell erfolgt. Auch das spätere Einhängen der Kupplungsösen und das anschließende Spannen der Kupplungen (Kurzmachen) muß weiterhin von Hand ausgeführt werden. Die bekannte Einrichtung muß beim Lösen der Kupplungen die Geschwindigkeit der Güterwagen haben und anschließend wieder in eine Ausgangsstellung zurückfahren. Dies erfordert hohen technischen Aufwand und begrenzt die zulässige Abdrückgeschwindigkeit.

Aus der DE-A1-24 29 365 ist eine streckenseitige ortsfeste Einrichtung zum Lösen automatischer Kupplungen bekannt, die mit Mittelpufferkupplungen versehene vorüberlaufende Fahrzeuge entkuppelt, indem sich die Einrichtung zunächst in eine Arbeitsstellung erhebt, einen kupplungsseitigen Entriegelungshebel verschwenkt und sich dann wieder absenkt. Auch hier ist ein hoher steuerungstechnischer und sensorischer Aufwand zu betreiben, damit Fahrzeugverwechslungen und daraus resultierende fehlerhafte Entkupplungen vermieden werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer fahrzeugseitigen Einrichtung zum Betätigen der fahrzeugeigenen Kupplungen, insbesondere zum Herstellen der Ablaufbereitschaft, mittels derer unabhängig von der Orientierung der individuellen Fahrzeuge zuverlässig die zu betätigende Kupplung auswählbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelost durch eine Einrichtung zum Herstellen der Ablaufbereitschaft und/oder Kuppelbereitschaft von spurgebundenen Fahrzeugen, mit je einer steuerbaren Kupplung an jedem Fahrzeugende, die über eine Identifizierungseinheit jeweils an eine fahrzeugeigene Signalleitung angeschlossen ist, und mit Kopplungselementen zum Koppeln der fahrzeugeigenen Signalleitungen mit Kopplungselementen und/oder Signalleitungen benachbarter Fahrzeuge unter Bildung von zwei durchgehenden Signalpfaden, in die für alle beteiligten Fahrzeuge Auswahlsignale zur Auswahl der anzusteuernden Kupplungen einspeisbar sind, wobei die Identifizierungseinheit diejenigen Auswahlsignale selektiert, die für das jeweilige Fahrzeug bestimmt sind, und wobei die Kopplungselemente derart angeordnet und koppelbar sind, daß unabhängig von der individuellen Orientierung der Fahrzeuge in einer Bezugsrichtung gesehen alle hinteren Kupplungen über den einen Signalpfad und alle vorderen Kupplungen über den anderen Signalpfad auswählbar oder ansteuerbar sind.

Bevorzugt sind in die Signalpfade auch Steuersignale zum Überführen der Kupplungen in eine gelöste und/oder kuppelreife Stellung einspeisbar. Die für die Schaltbewegungen der Kupplungen notwendige Energie kann einem fahrzeugseitigen, vorzugsweise pneumatischen, Energiespeicher entnommen werden, der im gekuppelten Zustand der Fahrzeuge an einer gemeinsamen Druckluftversorgungsleitung liegt. Die Fahrzeuge können vorzugsweise energetisch autark sein, indem die fahrzeugindividuelle Energieversorgung durch einen während der Fahrt über eine Fahrzeugachse angetriebenen Generator oder Kompressor mit einem angeschlossenen Energiespeicher erfolgt. Die Steuerung eines Stellorgans zum Schalten der Kupplung geschieht vorzugsweise auf elektrischem Wege, wobei die für das Stellorgan benötigte Energie aus einer fahrzeugseitigen Hilfsenergiequelle entnommen werden kann. Die Einrichtung kann nicht nur zum Herbeifuhren der Kupplungs-Stoßstellung während des Fahrzeugzulaufs, sondern durch verzögerte Steuersignalausfuhrung auch zur anschließenden Herstellung der Kuppelbereitschaft dienen, nachdem das Fahrzeug z.B. in den freien Ablauf in einer Rangieranlage übergegangen ist. Zur Feststellung des freien Fahrzeugslaufs kann eine Plausibilitätsprüfung dienen, die beispielsweise aus der Entlüftung des Bremsenergiespeichers auf eine gelöste Bremse schließt oder den Augenblick der Trennung der Steuerpfade signalisiert.

Wahrend bei den eingangs genannten bekannten streckenseitigen Einrichtungen eine zuverlässige Identifizierung der zu lösenden Kupplung mit hochwertigen und aufwendigen Sensoren oder durch die üblicherweise vorab vorzunehmenden manuellen Handlungen erfolgen muß, ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung durch die Anordnung und Ausbildung der Kopplungselemente eine korrekte Auswahl der anzusteuernden Kupplung - ohne Kenntnis und Übermittlung der individuellen Faurzeugorientierung - automatisch gewahrleistet. Dazu sind nach einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung die Kopplungselemente derart angeordnet und koppelbar, daß in einer Bezugsrichtung (z. B. in Fahrtrichtung) gesehen alle Kupplungen der gleichen (z. B. vorderen) Fahrzeugenden an einem gemeinsamen, von den fahrzeugeigenen Signalleitungen gebildeten Signalpfad angeschlossen sind. Deshalb kommt es nicht auf die individuelle Orientierung des Fahrzeugs an. Bei einer Drehung des Fahrzeugs um 180° (Kehrtwende) ist z. B. nunmehr die bisher dem Signalpfad für die bisherige hintere Kupplung zugeordnete Signalleitung Bestandteil des Signalpfads für die vorderen Kupplungen. Durch die vorgegebene geometrische Zuordnung der Kopplungselemente wird dadurch zwangsweise die Fahrzeugorientierung bei der Übermittlung der Auswahlsignale und ggf. auch der Steuersignale berücksichtigt. Die Signalpfade bilden je einen seriellen Datenbus, über den zumindest die Auswahlsignale übermittelt werden. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht damit in der Möglichkeit einer zentralen Einspeisung der Auswahlsignale für alle beteiligten Fahrzeuge. Diese Einspeisung kann vorzugsweise über Funk oder die Beidrücklok erfolgen. Bevorzugt können über die Signalpfade auch die eigentlichen fahrzeugindividuellen Steuersignale, die mittels der Identifizierungseinheit selektiert werden, der ausgewählten Kupplung bzw. deren Aktorik zugeführt werden. Vorzugsweise können den einzelnen Fahrzeugen über die gemeinsamen Signalpfade auch weitere Informationen, beispielsweise Frachtbriefinformationen, Störungsmeldungen oder Stoßsensorprotokolle zur Speicherung und/oder Weiterverarbeitung übermittelt werden.

Für ein vollautomatisches Herstellen der Ablaufbereitschaft und/oder Kuppelbereitschaft sind die Kopplungselemente jedes Fahrzeugendes symmetrisch zu einer die Fahrzeuglängsachse enthaltenden vertikalen Ebene (Längsschnittebene) angeordnet und kongruieren mit den jeweils am anderen Fahrzeugende angeordneten Kopplungselementen der jeweiligen Signalleitungen. Damit ergibt sich eine vollsymmetrische Anordnung der Kopplungselemente, so daß diese in beiden möglichen Fahrzeugorientierungen ohne zusätzliche Verbindungsmittel (z. B. Kabel) unmittelbar mit den Kopplungselementen der benachbarten Fahrzeuge zusammenwirken können.

Eine besonders robuste Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung sieht vor, daß die Kopplungselemente eines Fahrzeugendes in einem Kopplungsstecker enthalten sind, der vorzugsweise zusammen mit der steuerbaren Kupplung des jeweiligen Kupplungspartners koppelbar ist.

Für eine fehlerfreie Signalübertragung auf den Signalpfaden sieht eine besonders robuste und störungsunanfällige Ausbildung der Einrichtung vor, daß die Kopplungselemente elektrische oder optische Verbindungselemente sind. Bei einer gegen Verschmutzungen äußerst unempfindlichen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung sind die Kopplungselemente induktiv koppelbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung beispielhaft weiter erläutert; es zeigen:

• Figur 1 ein zweiachsiges Eisenbahnfahrzeug,
• Figur 2 mehrere gekuppelte Fahrzeuge und
• Figur 3 einen Kopplungsstecker.

Das in Figur 1 gezeigte Fahrzeug F ist über steuerbare automatische Kupplungen ZAK1 am ersten Fahrzeugende E1 und ZAK2 am zweiten Fahrzeugende E2 mit Kupplungen nicht näher dargestellter benachbarter Fahrzeuge gekuppelt. Die Kupplungen ZAK1, ZAK2 lassen sich durch eine Aktorik A1, A2 in Kuppelbereitschaft oder in Ablaufbereitschaft und Stoßstellung bewegen. Nachfolgend wird nur die Aktorik A1 detailliert erläutert, weil die Aktorik A2 entsprechend aufgebaut ist. Zur Energieversorgung der Aktorik A1, A2 dienen Energieversorgungsleitungen L1 bis L3, die im gekuppelten Zustand der Fahrzeuge durch alle Fahrzeuge bis hin zur Ahdrücklok geschleift sind und die dort mit Energie versorgt werden. Alternativ kann die notwendige Energie fahrzeugindividuell erzeugt werden, indem die Rollbewegung eines Rades R einen Generator und/oder Kompressor antreibt und von diesem erzeugte Energie in Energiespeichern ES1, ES2 gespeichert wird. Die zur Veränderung der Kupplungsstellung benötigte Stellenergie entnimmt die Aktorik A1 dem Energiespeicher ES1, der über eine Ventilsteuerung V1 und ein Rückschlagventil RV an die Druckluftleitung L1 angeschlossen ist. Die Betätigung der Kupplung ZAK1 geschieht mittels eines Stellorgans S1, das an den Kolben eines Stellzylinders Z1 angelenkt ist. Ein Relais R1 oder eine Ausgabeschaltung gibt ausgangsseitige Steuerbefehle eines Fahrzeugeräts FG an die Ventilsteuerung V1 weiter, um den Kolben im Zylinder Z1 bedarfsweise zu bewegen und damit die Kupplung ZAK1 zu betätigen. Die Ansteuerbefehle für die Kupplung ZAK1 werden über eine erste (nachfolgend näher beschriebene) fahrzeugeigene Signalleitung SL1 und für die Kupplung ZAK2 über eine zweite fahrzeugeigene Signalleitung SL2 übermittelt. In dem Fahrzeuggerät FG ist eine für sich bekannte (Technische Rundschau, CH, 15/91, Seiten 116 bis 119) Identifizierungseinheit ID vorgesehen, die nur diejenigen über die Signalleitungen SL1, SL2 anliegenden Signale zum Fahrzeuggerät FG oder an die Aktoren A1, A2 zur Steuerung der Kupplungen ZAK1, ZAK2 weiterleitet, die als für das Fahrzeug F bestimmt selektiert werden. Die Selektion kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß für das Fahrzeug F bestimmte Signale FSIG1, FSIG2 mit einer Identifizierungskennung versehen sind. Die Identifizierungseinheit vergleicht diese Kennung mit einer fahrzeugspezifischen Kennung (Referenz), beispielsweise der Wagennummer WN1. Grundsätzlich können die Signale FSIG1, FSIG2 nur zur Auswahl der anzusprechenden Kupplung eines Fahrzeugs (Auswahlsignale) über die Signalpfade dienen und Signale zur Steuerung der jeweiligen Aktorik über einen separaten durchgehenden Datenbus übertragen werden.

Figur 2 zeigt schematisch in Aufsicht drei Fahrzeuge F1, F2, F3 mit dem in Figur 1 erläuterten prinzipiellen Aufbau. Jedes Fahrzeug weist symmetrisch zu einer die Fahrzeuglängsachse LA enthaltenden vertikalen Ebene (Längsschnittebene) LSE angeordnete Kopplungselemente K12, K22 (F1), K11', K12', K21', K22' (F2); K11'', Kl2'', K2l'', K22'' (F3) auf. Die Kopplungselemente begrenzen zwischen ihnen verlaufende fahrzeugeigene Signalleitungen SL1, SL2; SL1', SL2'; SL1'', SL2''. Die einer fahrzeugeigenen Signalleitung (z. B. SL2') zugeordneten Kopplungselemente K21' und K22' sind bezüglich der Fahrzeugenden E1', E2' bzw. der Fahrzeugstirnflächen kongruent und damit fluchtend angeordnet. Die Kopplungselemente sind als elektrische Steckverbinder ausgebildet, so daß z.B. das Kopplungselement K22' mit dem korrespondierenden Kopplungselement K21'' des benachbarten Fahrzeugs F3 im gekoppelten Zustand elektrisch leitend verbunden ist. Dadurch bilden die fahrzeugindividuellen Signalleitungen SL1, SL1', SL1'' einen ersten Signalpfad STP1, der alle beteiligten und gekuppelten Fahrzeuge F1, F2, F3 durchzieht. Entsprechend bilden die Signalleitungen SL2, SL2', SL2'' einen zweiten Signalpfad STP2, der in entsprechender Weise die Fahrzeuge durchzieht. In die Signalpfade STP1, STP2 sind Signale SIG1, SIG2 für alle beteiligten Fahrzeuge F1, F2, F3 zentral eingespeist. Die zentrale Einspeisung STE kann beispielsweise von einer nicht gezeigten Beidrücklokomotive oder einem Funkempfänger erfolgen. Die Identifizierungseinheit der einzelnen Fahrzeuge (z. B. ID'; F2) selektiert dabei die in den Signalen SIG1, SIG2 enthaltenen Signale FSIG1, FSIG2, die z. B. für das Fahrzeug F2 bestimmt sind. Aufgrund fahrzeugspezifischer Steuersignale - die Bestandteile der Signale FSIG1, FSIG2 sein können - wird bedarfsweise die Aktorik A1, A2 in der eingangs beschriebenen Weise angesteuert. Es kann aber auch nur die Auswahl der hinteren oder vorderen Kupplung über die Auswahlsignale FSIG1, FSIG2 auf den Signalpfaden erfolgen und die Aktionsanweisungen an die vorab ausgewählte Aktorik über einen gemeinsamen (nicht dargestellten) Datenbus übermittelt werden.

Die in einer Bezugsrichtung A (beispielsweise Fahrtrichtung) gesehen hinteren Kupplungen ZAK1', ZAK1'' bzw. deren jeweilige Aktoren werden über den einen gemeinsamen Signalpfad STP1 angesteuert. Entsprechend werden die hinsichtlich der Bezugsrichtung A jeweils vorderen Kupplungen ZAK2, ZAK2', ZAK2'' über den anderen gemeinsamen Signalpfad STP2 ausgewählt oder angesteuert. Aufgrund der Anordnung der Kopplungselemente bleibt dies unabhängig von der Orientierung der einzelnen Fahrzeuge stets gewährleistet. Wie in Figur 2 angedeutet, würde nämlich eine in Pfeilrichtung B vorgenommene Drehung des Fahrzeugs F2 um 180° (Kehrtwende) dazu führen, daß nunmehr dessen Koppelelement K11' mit dem Koppelelement K21'' des Fahrzeugs F3, das Koppelelement K21' mit dem Koppelelement K11'' des Fahrzeugs F3, das Koppelelement K12' mit dem Koppelelement K22 des Fahrzeugs F1 und das Koppelelement K22' mit dem Koppelelement K12 des Fahrzeugs F1 gekoppelt ist. Gleichzeitig bildet nunmehr die ursprünglich in Fahrtrichtung A vordere Kupplung ZAK2' die hintere Kupplung des Fahrzeugs F2 und entsprechend die Kupplung ZAK1' nun die vordere Kupplung. Dadurch ist auch weiterhin gewährleistet, daß in Fahrtrichtung A alle hinteren Kupplungen (jetzt) ZAK2' und ZAK1'' weiterhin über den gemeinsamen ersten Signalpfad STP1 angesteuert werden. Entsprechend werden alle vorderen Kupplungen ZAK2, (jetzt) ZAK1', ZAK2'' über den gemeinsamen anderen Signalpfad STP2 angesteuert. Der gemeinsame Signalpfad STP1 enthält hinsichtlich des Fahrzeugs F2 nunmehr die fahrzeugeigene Signalleitung SL2'. Demgemäß wird über diese die in Fahrtrichtung nunmehr hintere Kupplung ZAK2' ausgewählt und bedarfsweise angesteuert. Der Signalpfad STP2 umfaßt entsprechend hinsichtlich des Fahrzeugs F2 nun die Signalleitung SL1'.

Figur 3 zeigt eine alternative Ausgestaltungsmöglichkeit der Kopplungselemente, wobei jeweils die beiden Kopplungselemente eines Fahrzeugendes (z. B. E1'' des Fahrzeugs F3) K21'' bzw. K11'' symmetrisch zur Längsschnittebene LSE des Fahrzeugs F3 bzw. eines Kopplungssteckers KS angeordnet sind. Die Kopplungsstecker benachbarter Fahrzeuge sind zusammen mit ihren korrespondierenden Fahrzeugkupplungen koppelbar. Der Kopplungsstecker KS kann zusätzlich Ausrichtelemente AE zur präzisen Ausrichtung bezüglich des korrespondierenden Kopplungssteckers KS des benachbarten Fahrzeugs aufweisen. Auch hier ist durch die symmetrische Anordnung der Koppelelemente K11'', K21'' die vorstehend beschriebene, von der individuellen Fahrzeugorientierung unabhängige Ansteuerbarkeit aller vorderen bzw. hinteren Kupplungen über jeweils einen gemeinsamen Signalpfad gewährleistet. Die Kopplungselemente können auch als optische oder induktive Verbindungselemente ausgestaltet sein.