DE2659845B2 - Hydrodynamische Bremse für ein elektrisch angetriebenes Höchstgeschwindigkeits-Fahrzeug - Google Patents

Description

40

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Bremse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bekannte hydrodynamische Bremse (DE-OS 24 08 676) derart zu gestalten, daß sie in einem Höchstgeschv/indigkeits-Fahrzeug in jedem Falle, insbesondere jedoch in Notfällen als einzige dynamische Bremse einsetzbar ist. Das bedeutet, die hydrodynamische Bremse soll dem bei Höchstgeschwindigkeits-Fahrzeugen notwendigen Sicherheitsbedürfnis Rechnung tragen, so daß neben der hydrodynamischen Bremse keine weitere dynamische Bremse erforderlich ist. Es soll also im Falle eines elektrischen Schienentriebfahrzeugs auf das generatorische Bremsen mit Hilfe des elektrischen Antriebsmotors verzichtet werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch I angegebene hydrodynamische Bremse gelöst.

Die erfindungsgemäße hydrodynamische Bremse kann in rein elektrischen Schienenfahrzeugen angewendet werden, also in solchen mit einer rein mechanischen bo Kraftübertragung zwischen Elektromotor und Treibachse. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Anwendung der erfindungsgemäßen hydrodynamischen Bremse in elektrischen Schienentriebfahrzeugen mit hydrodynamisch-mechanischer Kraftübertragung.

Gegen die Verwendung der erfindungsgemäOen hydrodynamischen Bremse in elektrischen Schienentriebfahrzeugen könnte zwar eingewendet werden, rlas bekannte generatorische Bremsen biete immer noch eine höhere Sicherheit als das Bremsen mit einer hydrodynamischen Bremse. Es könnte nämlich entgegengehalten werden, daß in einer rein elektrischen Lokomotive aufgrund der bekannten Anordnung der Elektromotoren im Drehgestell (ETR, 1975, Seite 251) in unmittelbarer Nähe der Treibachsen die Kraftübertragung einfacher sei, weil dort lediglich ein einfaches Stirnradgetriebe zwischen Elektromotor und Treibachse erforderlich sei, wogegen bei Verwendung einer hydrodynamischen Bremse in der Regel zusätzlich noch Gelenkwellen erforderlich seien. Ein solcher Einwand ist aber zumindest dann nicht gerechtfertigt, wenn es sich um ein Höchstgeschwindigkeits-Fahrzeug handelt, für das die erfindungsg-imäße hydrodynamische Bremse vorzugsweise bestimmt ist Bei einem solchen Fahrzeug muß nicht nur eine geringe nominelle Achslast, sondern auch — aus fahrdynamischen Gründen — eine möglichst kleine Drehgestell-Masse angestrebt werden. Deshalb müßte — auch bei rein mechanischer Kraftübertragung — die Anordnung in jedem Falle so getroffen werden, daß die Elektromotoren im Fahrzeugkasten ruhen und über Gelenkwellen mit den Triebachsen verbunden sind. Mit einer solchen Anordnung würde dann aber beim generatorischen Bremsen keine höhere Sicherheit erzielt werden als mit einer erfindungsgemäßen hydrodynamischen Bremse; dies selbst dann, weca die hydrodynamische Bremse im Fahrzeugkasten und nicht im Drehgestell angeordnet wird. Es muß nämlich berücksichtigt werden, daß die mechanischen Bauteile der hydrodynamischen Bremse mit der gleicher/ Sicherheit gegen Bruch dimensioniert werden können wie die Räder, Achsen und Achsgetriebe der Lokomotiven.

Aus der Zeitschrift »Eisenbahntechnische Praxis, 1963, Heft 5, Seiten 4—10« ist eine mechanische Bremsanlage mit Druckluftsteuerung bekannt, worin neben einem Führerbremsventil ein Notbremsventil vorgesehen ist. Mit Hilfe des letzteren kann — im Falle des Versagens des Führerbremsventils — eine Zwangsbremsung ausgelöst werden, indem dort einfach die Hauptluftleitung vollständig enllüftet wird, d. h., es werden mit Hilfe von zwei unterschiedlichen Auslöseeinrichtungen die gleichen Steuerventile betätigt.

Soll nun bei einer hydrodynamischen Bremse in ähnlicher Weise zur Erhöhung ihrer Funktionssicherheit eine Möglichkeil für Zwangsbremsungen vorgesehen werden, so steht dem entgegen, daß die Bremswirkung einer hydrodynamischen Bremse in starkem Maße von ihrer Rohrdrehzshl, also der Fahrgeschwindigkeit, und von ihrem Füllungsgrad abhängt. Würde eine hydrodynamische Bremse bei hoher Fahrgeschwindigkeit einfach voll beaufschlagt, so würde ein viel zu hohes Bremsmoment erzeugt werden, und es bestünde die Gefahr des Versagens mechanischer Bauteile. Es schien daher zunächst erforderlich, die Stcuerungseinrichtungen. insbesondere das Füllungssteuerventil, in mehrfacher Anzahl vorzusehen. Es wurde jedoch erkannt, daß ein solch hoher Aufwand nicht erforderlich ist. Bei einer Zwangsbremsung kann nämlich das von der hydrodynamischen Bremse erzeugte Bremsmoment durch ein ohnehin vorhandenes und als Sichcrheilsvenlil dienendes Überströmventil begrenzt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung nach Anspruch 1 sind lediglich zusätzliche Stelleinrichtungen vorgesehen, die im Falle einer Störung, /.. B. bei einem Klemmen des Füllungssteuervcntils oder des Einschaltventils, auf ein Notsignal das betreffende Ventil, gewissermaßen

gewaltsam, in die Stellung für den maximalen Füllungsgrad verstellen. Das Überströmventil sorgt dann dafür, daß der tatsächliche Füllungsgrad der hydrodynamischen Bremse auf das jeweils zulässige MaQ begrenzt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung nach Anspruch 2 ist lediglich ein einziges zusätzliches Einschaltventil vorgesehen, das sowohl bei einem Ausfall des Einschaltventils als auch bei einem Ausfall des Füllungssteuerventils eine diese Ventile umgehende Fülleitung öffnet, um hierdurch wiederum die hydrodynamische Bremse zu füllen. Auch in diesem Falle wird der tatsächliche Füllungsgrad der hydrodynamischen Bremse durch das Überströmventil begrenzt.

Die Erfindung ist iinhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Schema einer Steuerung für die hydrodynamische Bremse

F i g. 2 ein gegenüber F i g. 1 abgewandeltes Schema einer Bremssteuerung.

Eine über eine Welle 27 angeschlossene hydrodynamische Bremse 28 kann Teil eines in der Zeichnung .licht dargestellten hydrodynamischen Getriebes sein, das in der Stammanmeldung (DE-OS 26 18 073) beschrieben ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Steuereinrichtung für die hydrodynamische Bremse 28 ist ähnlich wie diejenige gemäß DE-OS 24 08 876 ausgebildet. Ein Kühlkreislauf für die Arbeitsflüssigkeit der Bremse umfallt eine jo Auslaßleitung 50, ein Einschaltventil 51, eine Leitung 52, einen Kühler 53, eine Leitung 54 und eine Einlaßleitung 55.

Das Einschallventil 51 hat zwei Stellungen, nämlich eine durch Federkraft bewirkte »Aus«-S'«ellung, die in der Zeichnung dargestellt ist, und eine »Ein«-Stellung. Das Umsteuern des Ventils 51 in die »Ein«-Stellung erfolgt auf einen Bremsbefehl, /.. B. durch Druckluft (Steuerleitung 61). In der »Aus«-Slellung ist die Auslaßleitung 50 mit einem Flüssigkeitsbehälter (Sumpf 49) verbunden; hierbei ist die Verbindung zwischen den Leitungen 54 und 55 unterbrochen. Ferner ist hierbei die gemeinsame Druckleitung 56 einer von der Eingangswelle des Getriebes angetriebenen Füllpumpe 57 und einer von der Ausgangswelle des Getriebes angetrieLenen weiteren Füllpumpe 57a mit der zum Kühler führenden Leitung 52 verbunden. Somit kann die Füllpumpe 57 bei ausgeschalteter Bremse über eine an die Leitung 54 angeschlossene Abzweigleitung 58 den Wandler oder die Kupplung des hydrodynamischen Getriebes mit gekühlter Arbeitsflüssigkeit versorgen. In der »Ein«-Stellung ist der Kühlkreislauf 50 bis 55 geschlossen, d. h. die Arb^itflüssigkcit kreist ständig von der Bremse 28 zum Kühler 53 und wieder zurück. Ferner ist die Druckleitung 56 der Füllpumpcn 57 und 57,·; mit v> einer Fülleitung S2a, 62£> verbunden. Die letztere ist an die Einlaßleitung 55 angeschlossen oder direkt in den Arbeitsraum der Bremse 28 hineingeführt. An die Auslaßleitung 50 ist eine Entleerleitung 63a, 63Λ angeschlossen, die ebenfalls in den Sumpf 49 einmündet.

Die Fülleitung 62a,62bund die Entleerleitung 62a, 63b sind beide durch ein Regelventil 69 hindurchgeführt, mit dem der Füllungsgrad im Arbeitsraum der Bremse 28 und damit das von der Bremse erzeugte Bremsmoment geregelt werden kann. Der in der Zeichnung symbolisch dargestellte Regelkolben 64 des Regelventils 60 wird im Ruhezustand durch eine Feder 65 in die dargestellte Endlage gedrückt. Hierbei ist der zur Fülleitung 622,626 gehörende Ventilquerschnitt voll geöffnet und der zur Entleerleitung 63a, 63Z> gehörende Ventilquerschniti geschlossen. Die von der Feder 65 beaufschlagte Stirnfläche des Regelkolbens 64 ist auch über eine Steuerleitung 66 durch einen willkürlich veränderbaren Steuerluftdruck (Sollwert) beaufschlagbar. Ferner ist die gegenüberliegende Stirnfläche des Regelkolbens 64 über eine Meßleitung 67 durch einen Regeldruck (Meßwert) beaufschlagbar. Zur Bildung des vorgenannten Regeldruckes ist an den Arbeit* aum der Bremse 28 eine Überströmleitung 70 mit zwei Drussein 73 und 74 angeschlossen, zwischen denen der Regeldruck abgegriffen wird.

Um das von der Bremse 28 erzeugte Moment auf einen bestimmten Höchstwert zu begrenzen, ist an die Auslaßleitung 50 ein Überströmventil 71 angeschlossen.

Für den Fall, daß das Einschaltventil 51 oder das Regelventil 60 aus irgendeinem Grunde nicht mehr in der ordnungsgemäßen Weise die für das Einschalten der Bremse erforderlichen Stellungen einnehmen, sind die folgenden besonderen Maßnahmen vorgesehen:

Jedes der beiden Ventile 51 und 60 weist einen Druckmittel-Stellzylinder 75 bzw. 76 auf, der auf ein Notsignal (Druck in einer Leitung 72) das Einschaltventil 51 in die »Ein«-Stellung bzw. das Regelventil 60 in die Stellung für den maximalen Füllungsgrad der Bremse verstellt. Auf das Notsignal wird also stets das höchstmögliche, durch das Überströmventil 71 begrenzte Bremsmoment eingestellt.

Eine andere Methode zum Einschalten der Bremse im Notfall, z. B. beim Klemmen eines der Ventile 51 oder 60, ist in Fig.2 dargestellt. Hier sind zusätzliche, das Einschaltventil 51 umgehende Kühlkreisir'jfleitungen 80, 81 und 82, 83 vorgesehen sowie ein^ zusätz'iche, das Regelventil 60 umgellende Fülleitung 84, 85. Zusätzlich ist ferner ein weiteres Einschalt ventil 86 angeordnet, das auf ein Notsignal (Druck in der Leitung 72) die Füllpumpen 57 und 57a über die Leitungen 84 und 85 direkt mit dem Arbeitsraum der Bremse 28 verbindet, so daß sich die Bremse rnsch füllt. Außerdem werden die Verbindungen hergestellt zwischen den Leitungen 80 und 81 sowie 82 ur.d 83. so daß ein zusätzlicher Kühlkreislauf gebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydrodynamische Bremse für ein elektrisch angetriebenes Höchstgeschwindigkeits-Schienenfahrzeug, mit einem in einem äußeren Kühlkreislauf für die Arbeitsflüssigkeit angeordneten Einschaltventil und mit einem in einer Fülleitung angeordneten und zum Einstellen des Füllungsgrades der Bremse dienenden Füllungssteuerventil sowie mit einem den Flüssigkeitsdruck im Bremsenarbeits- "> raum begrenzenden Oberströmventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschaltventil (51) und/oder das Füllungssteuerventil (60) eine zusätzliche Stelleinrichtung (Druckmittel-Stellzylinder 75 bzw. 76, Elektromagnet od. dgl.) aufweist bzw. '⁵ fü aufweisen, die auf ein Notsignal das Einschaltventil

(51) in diejenige Stellung bringt, bei der die Bremse (28) eingeschaltet ist bzw. das Füllungssteuerventil (60) in die Stellung für maximalen Füllungsgrad verstellt.

2. Hydrodynamische Bremse für ein elektrisch angetriebenes Höchstgeschwindigkeits-Schienenfahrzeug, mit einem in einem äußeren Kühlkreislauf für die Arbeitsflüssigkeit angeordneten Einschaltventil und mit einem in einer Fülleitung angeordneten und zum Einstellen des Füllungsgrades der Bremse dienenden Füllungssteuerventil sowie mit einem den Flüssigkeitsdruck im Bremsenarbeitsraum begrenzenden Überströmventil, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche, das Einschaltventil >° (51) umgehende Kühlkreislaufleitungen (80 bis 83) eine zusätzliche, das Füllungssteuerventil (60) umgehende Fülleitung (84, 85) und ein weiteres Einschaltventil (86) vorge; ',hen sind, das auf ein Notsignal die zusätz'ichen Kühlkreislaufleitungen J5 und die zusätzliche Fülle'rlung'" eigibt.