-
Regelvorrichtung für die Bremseinrichtung, insbesondere von Schienenfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung zur Beeinflussung der pneumatischen
Bremseinrichtung sowie der pneumatischen Steuerung des Antriebsaggregates, insbesondere
von Schienenfahrzeugen, welche auf die Relativbewegung einer rotierenden Masse gegenüber
der sich drehenden Achse eines Fahrzeugrades anspricht und dadurch sowohl eine Einrichtung
zum Verhindern des Schleuderns als auch eine Einrichtung zum Vermeiden des Gleitens
der Räder steuert, wobei die Relativbewegung der rotierenden Masse in eine Axialbewegung
umgewandelt wird.
-
Es ist bereits eine Regelvorrichtung dieser Art bekanntgeworden, bei
welcher ein mit einer Masse verbundener Regler über ein Schaltgerät entweder eine
Gleitschutzeinrichtungen oder eine Schleuderschutzeinrichtung steuert. Dabei betätigt
ein Schaltventil entsprechend den vorliegenden Verhältnissen entweder die Sandstreuanlage
oder nimmt in an sich bekannter Weise die Antriebskraft weg. Nachteilig ist bei
dieser an sich bekannten Einrichtung, daß durch das plötzliche Wiedergreifen der
Räder Getriebeschäden auftreten. Auch ist die Trägheit der Einrichtung insofern
vergleichsweise groß, als zur Steuerung ausschließlich Druckluft verwendet wird.
Bei Einrichtungen dieser Art ist aber eine hohe Ansprechempfindlichkeit eine unabdingbare
Forderung.
-
Gegenstand eines älteren, nicht vorveröffentlichten Patents ist eine
pneumatisch betätigte Schleuder- und Gleitschutzeinrichtung, bei welcher eine Trägheitsmasse
bei Überschreiten einer zulässigen Beschleunigung des Treibrades mit Hilfe eines
Ventiles überwachungseinrichtungen zum Be- und Entlüften des Bremszylinders steuert.
Dabei ist eine vom Druck in der Hauptluftleitung gesteuerte Ventileinrichtung vorgesehen,
durch die bei gelösten Bremsen die Überwachungseinrichtung zum Belüften oder im
Bremszustand die überwachungseinrichtung zum Entlüften des Bremszylinders an das
Ventil anschließt. Die ausschließliche Verwendung von Druckluft zur Steuerung führt
zu einer geringeren Ansprechempfindlichkeit als bei elektrischer Impulsübertragung.
Es ist ferner eine Gleitschutzeinrichtung mit elektrischer Impulsübertragung bekannt.
Diese Einrichtung eignet sich jedoch nicht zum Verhindern des Schleuderns der Räder
und zur Steuerung des Antriebsaggregates.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich durch hohe Ansprechempfindlichkeit
kennzeichnet und auch die weiteren Nachteile der bekannten Einrichtungen vermeidet.
Als Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß durch die Axialbewegung beim Schleudern
und beim Gleiten mittels Stößeln ein elektrischer Schalter umschaltbar ist, durch
dessen zwei Kontaktpaare zwei Stromkreise schließbar sind, von denen der eine ein
die Leistung des Antriebsaggregates über eine Druckluftleitung steuerndes elektropneumatisches
Ventil einschließt, das bei Stromlosigkeit eine Minderung oder Abschaltung der Leistung
bewirkt und der zweite Stromkreis über das andere Kontaktpaar mittels eines elektropneumatischen
Schalters in zwei Abzweigstromkreise umschaltbar ist, von denen der erste eine schwache
Abbremsung der Treibräder, der zweite die Entlüftung des Bremszylinders mittels
eines elektropneumatischen Ventils bewirkt.
-
Zweckmäßig ist ein elektropneumatischer Umschalter für die Abzweigstromkreise
vorgesehen, dessen Steuerkolben vom Bremsleitungsdruck beaufschlagbar ist.
-
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist der Steuerkolben
des elektropneumatischen Umschalters einerseits von der das Antriebsaggregat steuernden
Druckluft über Leitungen und über ein mit einer verstellbaren Rückflaßdrossel versehenes
Rückschlagventil entgegen der Kraft einer vorgespannten Feder beaufschlagbar, wobei
eine nach Art einer Schleppkupplung mit dem Kolben verbundene Federkammer vorgesehen
ist, durch welchen der elektrische Schalter über einen Stößel bei durch die Rückflußdrossel
des Rückschlagventiles verzögerter Entlüftung der Kolbenkammer rückschaltbar ist.
-
Bei der erfindungsgemäßeri-Einrichtung werden beim Schleudern und
beim Gleiten sowohl die Antriebskraft des Motors herunteräeregelt als auch die Bremsen
belüftet bzw. entlüftet. Hierdurch ist eine schnelle Wirksamkeit bei vergleichsweise
geringer
Abnahme des Steuerdruckes sichergestellt, so daß die Motorleistung
infolge der geringen Abnahme des Steuerdruckes sehr bald wiederhergestellt ist.
Wegen der Zurücknahme der Leistung und gleichzeitigen Bremsung im Falle des Schleuderns
ist ein sanftes Greifen der Räder gewährleistet. Die Gefahr von Getriebeschädigungen
ist dadurch so gut wie ausgeschlossen. überdies sorgt die Anwendung des elektrischen
Stromes für die Steuervorgänge für eine hohe Ansprechempfindlichkeit der Anlage.
-
Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind nachstehend
an Hand der Zeichnung ausführlich erläutert. In dieser zeigt in rein schematischer
Weise Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
F i g. 1 a eine Draufsicht auf die Masse in der Regelvorrichtung mit dem
der übertragung der Relativbewegung dienenden Hebel und F i g. 2 eine schematische
Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
Eine Masse 1 vollführt im Falle des Gleitens bzw. Schleuderns
des Fahrzeugrades gegenüber der Radachse 2 eine Relativbewegung. Dadurch wird eine
mit einem Hebel 5 fest verbundene Rolle 3 aus einer in der Masse
1 befindlichen Aussparung 4 herausbewegt derart, daß hierbei der Hebel
5 entgegen der Kraft einer Feder 6 im Sinne des Uhrzeigers herausschwenkt
(F i g. 1 a). Der Hebel 5 ist in einem Lager 7
schwenkbar gelagert,
welches mit einem mit der Radachse 2 fest verbundenen Führungsteil 8 verbunden
ist.
-
Beim Verschwenken des Hebels 5 im Sinne des Uhrzeigers werden
Stößel 9 a, 9 b nach rechts bewegt, wodurch ein gewölbtes
elastisches Kontaktstück 10
eines Schalters 11 aus der Schaltstellung
12, 13 in in eine Schaltstellung 14, 15 bewegt wird. Die Umschaltung
erfolgt hierbei durch die Elastizität des gewölbten Kontaktstückes 10, welches
nach überschreiten eines bestimmten mechanischen Impulses, der von den Stößeln
9 a, 9 b bewirkt wird, nach der entgegengesetzten Seite
ausbaucht. Diese Schaltvorgänge sind sowohl beim Einsetzen des Gleitens als auch
des Schleuderns gleich.
-
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Falle des Schleuderns
der Räder des Fahrzeuges ist wie folgt: Wenn die vorstehend näher erläuterte Schaltung
durchgeführt ist, dann ist die Verbindung 12, 13 des Schalters
11 unterbrochen, was zur Folge hat, daß eine mit dem Kontakt 13 in
Verbindung stehende Leitung 16 stromlos ist. Dadurch sperrt ein Magnetventil
17 eine pneumatische Steuerleitung 18 zur Motorregulierung ab und
entlüftet sie. Auf diese Weise wird der in der Zeichnung nicht weiter dargestellte
Antriebsmotor gegebenenfalls bis auf »Leerlauf« heruntergeregelt.
-
Nachdem die Verbindung 14, 15 des Schalters 11
hergestellt
ist, wird über Leitungen 19, 20 und 21 sowie einen Umschalter 23 eine
an sich bekannte, jedoch zeichnerisch nicht dargestellte Schleuderschutzeinrichtung
betätigt, wodurch Druckluft von etwa 1 atü in den Bremszylinder 22 eingesteuert
wird.
-
Beim »Greifen« des Rades auf der Schiene wird die eingeleitete Schleuderschutzschaltung
zurückgenommen, und alle Teile befinden sich wieder in der normalen Fahrstellung.
Die Wirkungsweise der erflndungsgemäßen Vorrichtung im Falle des Gleitens der Räder
des Fahrzeuges ist wie folgt: Da ein Gleiten des Rades nur auftreten kann, wenn
eine Vollbremsung eingeleitet worden ist, ist auch der Umschalter 23 durch
den eingespeisten Druck in den Bremszylinder 22 bei etwa 1,5 atü umgeschaltet
worden, weil der Steuerkolben dieses Schalters vom Bremszylinderdruck beaufschlagbar
ist. Dadurch stehen die beiden Leitungen 20 und 24 miteinander in Verbindung, so
daß ein Bremszylinder-Magnetenlüftungsventil 25 betätigt wird. Dieses schließt
die Zuleitung zum Bremszylinder ab und bewirkt im Bremszylinder 22 durch Entlüftung
eine kurzzeitige Druckabsenkung, bis sich das blockierte Rad des Fahrzeuges wieder
dreht. Als zusätzliche Sicherung ist das Magnetventil 17 stromlos geworden,
so daß die Leitung 18 für die Motorregulierung auf jeden Fall entlüftet ist.
-
Das in F i g. 2 der Zeichnung dargestellte weitere Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist bezüglich ihrer wesentlichen Elemente mit
der in F i g. 1 gezeigten Anordnung identisch. Ein Unterschied besteht darüber
hinaus vor allem darin, daß der vom Druck des Bremszylinders beaufschlagbare Umschalter
23 durch einen Umschalter 26 ersetzt ist, welcher von einem mit dem
Motorregulierungsdruck in der Leitung 28 beaufschlagten Membrankolben 26a
betätigbar ist.
-
Nach einem weiteren Merkmal dieses Ausführungsbeispiels ist zwischen
den Leitungen 18 und 28 ein Rückschlagventil 27 mit einer einstellbaren
Drossel 27a angeordnet, welche die Aufgabe hat, beim Entlüften der Leitung
18 eine verzögerte Entlüftung der Leitung 28 zu bewirken.
-
Die verzögerte Entlüftung bewirkt hierbei folgendes: Zunächst sei
angenommen, die pneumatische Motorregulierung arbeite in dem Druckbereich von 2,2
bis 4 atü, die Regulierung eines vorgesehenen Turbogetriebes hingegen in dem Bereich
von 0,2 bis 2 atü. Wird nun beim Schleudern durch Einschalten der erfindungsgemäßen
Vorrichtung das Magnetventil 17 kurzzeitig zum Entlüften der Leitung
18
gezwungen, so wird der Druck in der Leitung 28
nicht unter 2,2 atü
abgesenkt werden. Dies bedeutet, daß beim Einschalten der Schleuderbremse der Antriebsmotor
bis auf seinen Leerlauf heruntergeregelt werden kann, eine Entleerung des Turbogetriebes
aber auf jeden Fall vermieden wird.
-
Es wird ferner auch eine Kammer 31 vor dem Membrankolben
26 a verzögert entlüftet, so daß bei einem angenommenen Druck von beispielsweise
2,0 atü, die Kraft einer den Membrankolben 26a belastenden Feder 36 und damit
auch eine Federkammer 35 nach links bewegt. Der Schalter 11 wird dabei
so umgeschaltet, daß die Verbindung 12, 13
verzögert wiederhergestellt wird.
Dadurch ist gewährleistet, daß der Schleuderschutz unabhängig von der mechanischen
Betätigung genügend langsam wirkt.
-
Die Wirkungsweise der in F i g. 2 der Zeichnung dargestellten
Ausführungsforin der Erfindung ist im Falle des Schleuderns der Räder des Fahrzeuges
wie folgt: Durch Unterbrechen der Verbindung 12, 13 wird über das Magnetventil
17 die Leitung 18 entlüftet. Ober die Leitungen 19, 20, 21
sowie die Anschlüsse 14, 15 bzw. 29, 30 in dem Umschalter
26 wird die
Schleuderschutzeinrichtung in der bereits beschriebenen
Weise beaufschlagt und speist einen Druck bis 1,0 atü in den Bremszylinder
22 ein.
-
Die Wirkungsweise im Falle des Gleitens der Räder des Fahrzeuges ist
wie folgt: Beim Einleiten einer Vollbremsung wird durch den Lokomotivführer der
Antriebsmotor auf »Leerlauf« heruntergeregelt, wobei das Turbogetriebe nicht entleert
ist. Damit ist auch die Kammer 31 der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf beispielsweise
2 atü entlüftet. Eine Feder 32 im Umschalter 26 bewirkt eine Unterbrechung
der Verbindung 29, 30 unter gleichzeitiger Herstellung der Verbindung
33, 34. Die kurzzeitige Druckabsenkung im Bremszylinder 22 beim Gleiten erfolgt
nunmehr durch Betätigung des Bremszylinder-Magnetentlüftungsventils 25 über
die Leitungen 24, 20, 19 sowie die Anschlüsse 33, 34 und
14, 15.
-
Die Federkammer 35 hat die Aufgabe, die Bewegung bei der Gleitschutzbetätigung
über die Stößel 9 a, 9 b, 9 c aufzunehmen und von dem Umschalter
26 fernzuhalten.