DE1171461B

DE1171461B - Control device for the braking device, especially of rail vehicles

Info

Publication number: DE1171461B
Application number: DEW28065A
Authority: DE
Inventors: Karl Inderau
Original assignee: Westinghouse Bremsen GmbH
Current assignee: Westinghouse Bremsen GmbH
Priority date: 1960-06-24
Filing date: 1960-06-24
Publication date: 1964-06-04
Also published as: CH396078A

Description

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.Control device for the braking device, in particular for rail vehicles The invention relates to a control device for influencing the pneumatic Braking device and the pneumatic control of the drive unit, in particular of rail vehicles, which act on the relative movement of a rotating mass responsive to the rotating axle of a vehicle wheel and thereby both a device for preventing skidding as well as a means for preventing skidding controls the wheels, with the relative movement of the rotating mass in an axial movement is converted.

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.A control device of this type has already become known at which a controller connected to a ground via a switching device either a Anti-skid devices or an anti-skid device controls. Pressed thereby a switching valve according to the present conditions either the sand gritting system or takes away the driving force in a manner known per se. Is disadvantageous with this per se known device that by the sudden regression of the Wheels transmission damage occur. Also the inertia of the establishment is insofar comparatively large when only compressed air is used for control. In devices of this type, however, a high level of responsiveness is essential Advancement.

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.The subject of an older, unpublished patent is a pneumatically operated anti-skid and anti-skid device with an inertial mass when exceeding a permissible acceleration of the drive wheel with the help of a Controls valve monitoring devices for pressurizing and venting the brake cylinder. A valve device controlled by the pressure in the main air line is provided, by the monitoring device for ventilation or in the Braking status the monitoring device for venting the brake cylinder to the Valve connects. The exclusive use of compressed air for the control leads to a lower sensitivity than with electrical impulse transmission. Furthermore, an anti-skid device with electrical pulse transmission is known. However, this device is not suitable for preventing the wheels from skidding and to control the drive unit.

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.The invention is based on the object of a control device of To create the type mentioned above, which is characterized by high sensitivity characterizes and also avoids the other disadvantages of the known devices. As a solution to this problem it is provided that by the axial movement during spinning and when sliding, an electrical switch can be switched by means of plungers the two contact pairs of which two circuits can be closed, one of which is a The power of the drive unit is controlled by an electropneumatic via a compressed air line Includes valve that reduces or switches off the power when there is no current causes and the second circuit via the other pair of contacts by means of an electropneumatic Switch can be switched into two branch circuits, the first of which is a weak one Braking the drive wheels, the second by venting the brake cylinder an electropneumatic valve causes.

Zweckmäßig ist ein elektropneumatischer Umschalter für die Abzweigstromkreise vorgesehen, dessen Steuerkolben vom Bremsleitungsdruck beaufschlagbar ist.An electropneumatic switch for the branch circuits is useful provided, whose control piston can be acted upon by the brake line pressure.

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.The control piston is a further embodiment of the inventive concept of the electropneumatic switch on the one hand from the one controlling the drive unit Compressed air via lines and via an adjustable return flow throttle Check valve can be acted upon against the force of a pretensioned spring, wherein a spring chamber connected to the piston in the manner of a tow coupling is provided is, through which the electrical switch via a plunger at through the reflux throttle of the non-return valve delayed venting of the piston chamber can be switched back.

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.In the device according to the invention when spinning and when gliding, both the drive force of the motor and the brakes are downregulated ventilated or vented. This results in a quick effectiveness at comparatively less Decrease in the control pressure ensured, so that the engine power is restored very soon due to the slight decrease in control pressure. Because of the reduction in power and simultaneous braking in the event of skidding a gentle grip of the wheels is guaranteed. The risk of gear damage is as good as impossible. moreover ensures the application of the electrical Current for the control processes for a high sensitivity of the system.

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.Two embodiments of the device according to the invention are explained in detail below with reference to the drawing. In this, FIG. 1 shows, in a purely schematic manner, a schematic representation of the device according to the invention, FIG. 1 a shows a plan view of the mass in the control device with the lever used to transmit the relative movement, and FIG. 2 shows a schematic representation of a further exemplary embodiment of the device according to the invention.

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.A mass 1 performs a relative movement with respect to the wheel axle 2 in the event of the vehicle wheel sliding or skidding. As a result, a roller 3 firmly connected to a lever 5 is moved out of a recess 4 in the mass 1 in such a way that the lever 5 swings clockwise against the force of a spring 6 (FIG. 1 a). The lever 5 is pivotably mounted in a bearing 7 which is connected to a guide part 8 which is firmly connected to the wheel axle 2.

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.When the lever 5 is pivoted clockwise, the plungers 9 a, 9 b are moved to the right, whereby a curved elastic contact piece 10 of a switch 11 is moved from the switching position 12, 13 into a switching position 14, 15 . The switchover takes place here through the elasticity of the curved contact piece 10, which bulges towards the opposite side after a certain mechanical impulse, which is caused by the plungers 9 a, 9 b, is exceeded. These switching operations are the same both when sliding and slipping begin.

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.The mode of operation of the device according to the invention in the event of the wheels of the vehicle skidding is as follows: When the circuit explained in more detail above has been carried out, the connection 12, 13 of the switch 11 is interrupted, with the result that one with the contact 13 in Connected line 16 is de-energized. As a result, a solenoid valve 17 blocks a pneumatic control line 18 for motor regulation and vents it. In this way, the drive motor, not shown any further in the drawing, is regulated down to "idle" if necessary.

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.After the connection 14, 15 of the switch 11 is established, an anti-skid device known per se, but not shown in the drawing, is actuated via lines 19, 20 and 21 as well as a changeover switch 23 , whereby compressed air of about 1 atm is fed into the brake cylinder 22.

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.When the wheel "grips" on the rail, the anti-skid circuit that has been initiated is withdrawn and all parts are in the normal driving position again. The mode of operation of the device according to the invention in the case of the wheels of the vehicle sliding is as follows: Since the wheel can only slip when full braking has been initiated, the switch 23 is also at about 1 due to the pressure fed into the brake cylinder 22. 5 atü has been switched because the control piston of this switch can be acted upon by the brake cylinder pressure. As a result, the two lines 20 and 24 are connected to one another, so that a brake cylinder solenoid ventilation valve 25 is actuated. This closes the supply line to the brake cylinder and causes a brief pressure reduction in the brake cylinder 22 by venting until the locked wheel of the vehicle rotates again. As an additional safeguard, the solenoid valve 17 has become de-energized, so that the line 18 for motor regulation is in any case vented.

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.The in Fig. 2 of the drawing, another exemplary embodiment of the device according to the invention is, with regard to its essential elements, similar to that shown in FIG. 1 is identical to the arrangement shown. Another difference is that the changeover switch 23 , which can be acted upon by the pressure of the brake cylinder, is replaced by a changeover switch 26 , which can be actuated by a diaphragm piston 26a acted upon by the motor regulation pressure in the line 28.

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.According to a further feature of this exemplary embodiment, a check valve 27 with an adjustable throttle 27a is arranged between the lines 18 and 28 , which has the task of effecting a delayed venting of the line 28 when the line 18 is vented.

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.The delayed venting has the following effect: First of all, it is assumed that the pneumatic motor regulation works in the pressure range from 2.2 to 4 atmospheres, whereas the regulation of a turbo transmission that is provided works in the range from 0.2 to 2 atmospheres. If the solenoid valve 17 is now briefly forced to vent the line 18 during spinning by switching on the device according to the invention, the pressure in the line 28 will not be lowered below 2.2 atmospheres. This means that when the spin brake is switched on, the drive motor can be regulated down to its idle speed, but draining of the turbo transmission is avoided in any case.

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.It is further also a chamber 31 vented delayed before the diaphragm piston 26 a, so that atm assuming a pressure of for example 2.0, a moving force to the diaphragm piston 26 a spring loading 36 and thus also a spring chamber 35 to the left. The switch 11 is switched over so that the connection 12, 13 is restored with a delay. This ensures that the anti-skid protection works slowly enough regardless of the mechanical actuation.

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.The mode of operation of the in F i g. The embodiment of the invention shown in FIG. 2 of the drawing is as follows in the event of the wheels of the vehicle skidding: By interrupting the connection 12, 13 , the line 18 is vented via the solenoid valve 17. Via the lines 19, 20, 21 and the connections 14, 15 or 29, 30 in the switch 26 , the anti-skid device is acted upon in the manner already described and feeds a pressure of up to 1.0 atm into the brake cylinder 22.

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. The mode of operation in the case of the vehicle's wheels sliding is as follows: When the engine driver initiates full braking, the drive motor is turned down to "idle", whereby the turbo transmission is not emptied. The chamber 31 of the device according to the invention is thus also vented to, for example, 2 atmospheres. A spring 32 causes the changeover switch 26 is an interruption of the connection 29, 30 with simultaneous production of compound 33, 34. The short-term reduction in pressure in the brake cylinder 22 during sliding is now carried out by actuation of the brake cylinder solenoid vent valve 25 via the lines 24, 20, 19 and the Ports 33, 34 and 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.The task of the spring chamber 35 is to absorb the movement during the anti-skid actuation via the plungers 9 a, 9 b, 9 c and to keep it away from the switch 26.

Claims

Claims: 1. Control device for influencing the pneumatic braking device and the pneumatic control of the drive unit, in particular of rail vehicles, which responds to the relative movement of a rotating mass with respect to the rotating axle of a vehicle wheel and thereby both a device for preventing skidding and a device for avoid controls the sliding of the wheels, wherein the relative movement of the rotating mass is converted into an axial movement, d a d u rch g e -kennzeichnet that by the axial movement during spinning and during gliding by means of plungers (9a, 9b), an electric switch (11) can be switched over, by its two contact pairs (12, 13, 14, 15), two circuits can be closed, one of which (19, 12, 13, 16) the power of the engine through a compressed air line (18) controlling electro-pneumatic valve (17 ) includes a reduction or disconnection when there is no electricity g of the power and the second circuit via the other pair of contacts (14, 15) by means of an electropneumatic switch (23 or 26, 26a) in two branch circuits (19, 14, 15, 20, 21 or 19, 14, 15, 20, 24), of which the first causes a slight braking of the drive wheels, the second the venting of the brake cylinder (22) by means of an electropneumatic valve (25) .

2. Control device according to claim 1, characterized by an electropneumatic switch (23) for the branch circuits (19, 14, 15, 20, 21 or 19, 14, 15,20, 24), the control piston (37 or 26a) from Brake cylinder pressure can be applied. 3. Control device according to claim 1, characterized in that the control piston (26a) of the electropneumatic switch (26, 26a) on the one hand from the compressed air controlling the drive unit via lines (18, 28) and via a non-return valve provided with an adjustable return throttle (27a) (27) can be acted upon against the force of a pretensioned spring (36) and that a spring chamber (35) connected to the piston in the manner of a drag coupling is provided, through which the electrical switch (11) via a plunger (9c) through the return flow throttle (27a) of the check valve (27) delayed venting of the piston chamber (31) can be switched back. Considered publications: German Patent Nos. 682917, 702654, 878068, 878069, 932843; Swiss patent specification No. 293352. Earlier patents considered: German patent No. 1139 870.