EP0253979B2 - Motorisch betätigbares Druckventil für Kabinen von Eisenbahnwagen oder dgl. - Google Patents
Motorisch betätigbares Druckventil für Kabinen von Eisenbahnwagen oder dgl. Download PDFInfo
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- EP0253979B2 EP0253979B2 EP87107113A EP87107113A EP0253979B2 EP 0253979 B2 EP0253979 B2 EP 0253979B2 EP 87107113 A EP87107113 A EP 87107113A EP 87107113 A EP87107113 A EP 87107113A EP 0253979 B2 EP0253979 B2 EP 0253979B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
- B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning
- B61D27/0009—Means for controlling or equalizing air pressure shocks in trains, e.g. when passing or crossing in tunnels
Definitions
- the invention relates to a motor-operated pressure valve for cabins of railroad cars or the like, in particular for passenger cabins of passenger cars.
- DE-B 1 680 792 describes a device for air conditioning rail vehicles, in which a mixture of fresh air and recirculated air can be controlled by a valve which has a slotted valve plate which is movably supported on a guide plate.
- An electric hole slide control for air conditioning systems of this type is known from DE-B 2 038 912, the sensors causing the hole slide position react to the outside temperature and the desired inside temperature.
- Plate valves of a general type are known from EP-A 147 562.
- the invention is therefore based on the object of providing a device of the type mentioned which reliably avoids such disturbing pressure fluctuations in the cabin, even at high pressure differences.
- the invention solves this problem by training features of claim 1.
- a pressure valve with these training features enables extremely large opening cross-sections for the air flow and can be tightly closed and fully opened in a very short time using a motorized adjustment drive.
- good rigidity can be achieved because the guide plates stiffen or support the valve plate from both sides.
- the use of the valve plate and its arrangement between two guide plates also enables relatively wide overlap areas at the edges for sealing, so that high tightness can be achieved over long periods of time when the pressure valve is closed and can also be maintained in the event of wavy pressure fluctuations with high overpressure and high vacuum. This enables the corresponding requirements for air-conditioned cabins for passenger coaches to be met with low leakage coefficients. The correct functioning of the pressure valve is maintained even if the high pressure fluctuations occur during the closing process.
- the small play transverse to the plane of the plate leads to a practically frictionless movement of the valve plate with balanced pressure between the inside and the outside of the cabin, so that low driving forces are sufficient, and on the other hand this play is used practically, so that the valve plate is closed by both when the pressure valve is closed internal overpressure as well as an external overpressure with this sealing material is pressed firmly against the respective supporting guide plate. Nevertheless, the valve plate remains able to move even at high pressure differences due to the low coefficient of friction of this coating material.
- the valve plate has one or more pins which extend transversely to the plane of the valve plate and engage in slots in a guide plate, the length of which limits the path of movement of the valve plate relative to the guide plates.
- the motor drive which advantageously consists of a pneumatically actuated piston-cylinder unit, can be articulatedly connected to one of these pins or also to several of the pins.
- This piston-cylinder unit can be controlled in known manner by known sensors which convert the pressure differences into switching pulses for the motor drive.
- the pressure differences at which switching impulses turned out are to be solved, can be predetermined in a known manner.
- the pressure valve which can be built into the wall of a passenger cabin of a passenger car or the like consists of the inner valve plate 1 and the two outer guide plates 2 and 3, which support the valve plate 1 from both sides.
- the valve plate 1 In the valve plate 1 there are slots 4 running parallel to one another, and likewise the guide plates 2 and 3 have slots 5 and 6 running parallel to one another at overlapping locations, the width of which corresponds approximately to the width of the slots 4.
- the width of the webs between the slots 4 of the valve plate 1 is, however, considerably larger than the width of the slots 5 and 6 in the guide plates 2 and 3, so that when the pressure valve is closed, which corresponds to the illustration in the drawing figures, a considerable material coverage is achieved good tightness of the pressure valve arises.
- the valve plate 1 is arranged to be movable between the guide plates 2 in its plane transverse to the longitudinal direction of the slots 4, 5 and 6, with a pin 7 or even several pins limiting this movement of the valve plate 1 with respect to the guide plates 2 and 3.
- the pin 7 is fixed on the valve plate 1 and extends transversely to the plane of the cover plate 1 in an elongated hole 8, the ends of which form stops for the pin 7.
- this pin 7 or several such pins are points of attack for the motor drive for closing and opening the pressure valve.
- this motor drive consists of a piston-cylinder unit, the piston rod 9 of which is articulated to the pin 7 and the cylinder 10 of which is fixed relative to the guide plate 3.
- the sensor control for this motor drive 9, 10 was not shown in the drawing and does not form the subject of the invention.
- valve plate 1 is shown with a slight play transversely to the plane of the plate between the two guide plates 2 and 3 results from the drawing figures 2 and 3.
- These coatings 11 are designated in FIG. 3 and can be recognized in FIG. 2 by the somewhat thicker lines.
- the described construction of the pressure valve can also be duplicated, so that a plurality of valve plates 1 are arranged in parallel next to each other between two guide plates 2. This creates a multiple seal with a labyrinth at each individual through slot 4 of the valve plates when the pressure valve is closed.
Landscapes
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Description
- Die Erfindung betrifft ein motorisch betätigbares Druckventil für Kabinen von Eisenbahnwagen oder dergleichen, insbesondere für Fahrgastkabinen von Reisezugwagen.
- In DE-B 1 680 792 wird eine Einrichtung zur Klimatisierung von Schienenfahrzeugen beschrieben, bei der eine Mischung aus Frischluft und Umluft durch ein Ventil steuerbar ist, welches eine geschlitzte Ventilplatte aufweist, die beweglich auf einer Führungsplatte abgestützt ist. Eine elektrische Lochschiebersteuerung für Klimaanlagen dieser Art ist aus der DE-B 2 038 912 bekannt, deren die Lochschieberstellung bewirkende Sensoren auf die Außentemperatur und die gewünschte Innentemperatur reagieren. Plattenventile allgemeiner Bauart sind aus der EP-A 147 562 bekannt. Mit den der nachfolgend beschriebenen Erfindung zugrundeliegenden Problemen befassen diese Druckschriften sich nicht.
- Zugbegegnungen auf der Strecke ganz allgemein und Zugdurchfahrten in. Tunneln führen besonders an den Tunnelein- bzw. Tunnelausfahrten und bei Zugbegegnungen im Tunnel zu hohen Schwankungen des Luftdrucks in der Umgebung der Kabine der Wagen des Zuges, so daß gegenüber dem Innendruck der Kabine ein erheblicher Überdruck oder auch ein entsprechend großer Unterdruck entsteht. Diese wellenförmig auftretende Druckschwankung setzt sich durch die relativ groß zu bemessenden Öffnungen für die Zuluft und Fortluft der Belüftung in den Innenraum der Kabine fort und führt dementsprechend auch in der Kabine zu einem plötzlichen Druckanstieg und/oder Druckabfall mit Wellencharakteristik. Solche Druckschwankungen in der Kabine stören die Insassen erheblich und beeinträchtigen die Steuerungen der Klimaanlagen von klimatisierten Kabinen für die Aufnahme von Personen und Frachtgut. Der Komfort moderner Reisezugwagen mit Klimaanlagen wird dadurch erheblich nachteilig beeinflußt. Diese Nachteile wachsen mit zunehmender Reisegeschwindigkeit moderner Züge oder zwingen zur Verringerung der Reisegeschwindigkeit bei Tunneldurchfahrten oder Zugbegegnungen, insbesondere Zugbegegnungen im Tunnel.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, die derartige störende Druckschwankungen in der Kabine auch bei hohen Druckdifferenzen mit Sicherheit vermeidet.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Ausbildungsmerkmale des Patentanspruches 1.
- Ein Druckventil mit diesen Ausbildungsmerkmalen ermöglicht extrem große Öffnungsquerschnitte für den Luftstrom und kann mittels eines motorischen Verstellantriebes in ganz kurzer Zeit dicht geschlossen und voll geöffnet werden. Trotz der für die Erreichung großer freier Strömungsquerschnitte bei geöffnetem Ventil erforderlichen Flächenausdehnung des Ventils läßt sich eine gute Steifigkeit erzielen, da die Führungsplatten die Ventilplatte von beiden Seiten aussteifen bzw. abstützen. Die Verwendung der Ventilplatte und deren Anordnung zwischen zwei Führungsplatten ermöglicht außerdem relativ breite Überdeckungsflächen an den Rändern zur Abdichtung, so daß bei geschlossenem Druckventil hohe Dichtigkeit über längere Zeiträume erreicht und auch bei wellenförmigen Druckschwankungen mit hohem Überdruck und hohem Unterdruck aufrechterhalten werden können. Dadurch lassen sich entsprechende Anforderungen für klimatisierte Kabinen von Reisezugwagen an geringe Leckagebeiwerte erfüllen. Die einwandfreie Funktion des Druckventils bleibt selbst dann erhalten, wenn die hohen Druckschwankungen schon während des Schließvorganges auftreten.
- Durch die Beschichtung der relativ aufeinander beweglichen Flächen der Ventilplatte und der beiden Führungsplatten mit einem begrenzt elastischen Werkstoff mit geringem Reibungsbeiwert wird einerseits eine leichtgängige Beweglichkeit der Ventilplatte zwischen den beiden Führungsplatten und außerdem ein hohes Maß an Dichtigkeit erreicht. Für die Beschichtung eignet sich besonders Kunststoffmaterial, welches unter der Kurzbezeichnung PTFE handelsüblich ist. Dieser Werkstoff hat einen äußerst geringen Reibungsbeiwert und ist begrenzt elastisch, so daß er als Dichtungswerkstoff geeignet ist. Das geringe Spiel quer zur Plattenebene führt bei ausgeglichenem Druck zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Kabine zu einer praktisch reibungsfreien Bewegung der Ventilplatte, so daß geringe Antriebskräfte ausreichen, und andererseits wird dieses Spiel praktisch genutzt, so daß die Ventilplatte bei geschlossenem Druckventil sowohl durch einen inneren Uberdruck als auch durch einen äußeren Überdruck mit diesem dichtenden Werkstoff fest gegen die jeweils stützende Führungsplatte gepreßt wird. Trotzdem bleibt eine Bewegungsmöglichkeit derVentilplatte selbst bei hohen Druckdifferenzen infolge des geringen Reibungsbeiwertes dieses Beschichtungswerkstoffes erhalten.
- Für die konstruktive Ausbildung des Druckventils ist vorgesehen, daß die Ventilplatte einen oder auch mehrere Zapfen aufweist, die sich quer zur Ebene der Ventilplatte erstrecken und in Schlitze einer Führungsplatte eingreifen, deren Länge den Weg der Bewegung derVentilplatte gegenüber den Führungsplatten begrenzt. Mit einem dieser Zapfen oder auch mit mehreren derZapfen kann der motorische Antrieb gelenkig verbunden sein, welcher vorteilhaft aus einer pneumatisch beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheit besteht. Diese Kolben-Zylinder-Einheit läßt sich in an sich bekannterweise durch bekannte Sensoren steuern, die die Druckdifferenzen in Schaltimpulse für den motorischen Antrieb umsetzen. Die Druckdifferenzen, bei denen Schaltimpulse ausgelöst werden sollen, sind in bekannter Weise vorbestimmbar.
- Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- Figur 1 eine Seitenansicht eines Druckventils,
- Figur 2 einen Teilschnitt nach der Linie A - B der Figur 1 und
- Figur 3 in einem gegenüber den Figuren 1 und 2 vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch das eine Ende des Druckventils.
- Das in die Wand einer Fahrgastkabine eines Reisezugwagens oder dergleichen einbaubare Druckventil besteht aus der inneren Ventilplatte 1 und den beiden äußeren Führungsplatten 2 und 3, die die Ventilplatte 1 von beiden Seiten abstützen. In der Ventilplatte 1 sind in Abständen parallel zueinander verlaufende Schlitze 4 vorgesehen, und ebenso weisen die Führungsplatten 2 und 3 an sich überdeckenden Stellen zueinander parallel verlaufende Schlitze 5 und 6 auf, deren Breite etwa der Breite der Schlitze 4 entspricht. Die Breite der Stege zwischen den Schlitzen 4 derVentilplatte 1 ist jedoch erheblich größer als die Breite der Schlitze 5 und 6 in den Führungsplatten 2 und 3, so daß bei geschlossenem Druckventil, welches der Darstellung in den Zeichnungsfiguren entspricht, eine erhebliche Material- überdeckung zur Erzielung einer guten Dichtigkeit des Druckventils entsteht. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Ventilplatte 1 zwischen den Führungsplatten 2 in ihrer Ebene quer zur Längsrichtung der Schlitze 4,5 und 6 beweglich angeordnet, wobei ein Zapfen 7 oder auch mehrere Zapfen diese Bewegung der Ventilplatte 1 gegenüber den Führungsplatten 2 und 3 begrenzt. Der Zapfen 7 ist auf der Ventilplatte 1 befestigt und erstreckt sich quer zur Ebene der Abdeckplatte 1 in ein Langloch 8, dessen Enden Anschläge für den Zapfen 7 bilden. Gleichzeitig ist dieser Zapfen 7 oder sind mehrere solcher Zapfen Angriffspunkte für den motorischen Antrieb zum Schließen und Offnen des Druckventils. Im Beispiel besteht dieser motorische Antrieb aus einer Kolben-Zylinder-Einheit, deren Kolbenstange 9 gelenkig mit dem Zapfen 7 verbunden ist und deren Zylinder 10 gegenüber der Führungsplatte 3 festgelegt ist. Die Sensorsteuerung für diesen motorischen Antrieb 9,10 wurde auf der Zeichnung nicht dargestellt und bildet auch nicht den Gegenstand der Erfindung.
- Die Besonderheit der Erfindung, daß die Ventilplatte 1 mit einem geringen Spiel quer zur Plattenebene zwischen den beiden Führungsplatten 2 und 3 dargestellt ist, ergibt sich aus den Zeichnungsfiguren 2 und 3. Zur Erzielung hoher Dichtigkeitswerte und einer leichten Verstellmöglichkeit der Ventilplatte 1 auch bei Druckdifferenzen sind die Anlageflächen der Führungsplatten 2 und 3 für die Ventiipiatte 1 mit einem Kunststoff beschichtet, der einen geringen Reibungsbeiwert aufweist und begrenzt materialelastisch ist. Diese Beschichtungen 11 sind in der Figur 3 bezeichnet und in der Figur 2 an den etwas dickeren Linien zu erkennen.
- Zur Sicherung der Einhaltung äußerst geringer Leckagebeiwerte, wie sie weiter oben bereits erwähnt wurden, kann die beschriebene Konstruktion des Druckventils auch dupliziert werden, so daß mehrere Ventilplatten 1 parallel nebeneinander zwischen je zwei Führungsplatten 2 beweglich angeordnet sind. Dadurch entsteht bei geschlossenem Druckventil eine Mehrfachdichtung mit einem Labyrinth an jedem einzelnen Durchgangsschlitz 4 der Ventilplatten.
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