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Schleuderschutzvorrichtung für Schienentriebfahrzeuge Die Erfindung
betrifft eine Schleuderschutzvorrichtung für Schienentriebfahrzeuge. Derartige Vorrichtungen
sind! bereits bekannt. Sie beruhen auf einem Drehzahlvergleich zwischen nicht miteinander
gekuppelten Schienenfahrzeugrädern oder auf dem Abtasten von Massenträgheitskräften,
die bei den während Schleudervorgängen auftretenden, hohen Winkelbeschleunigungen
an den Fahrzeugrädern wirksam werden und dann ein Einfallen der und gegebenenfalls
auch eine Verringerung der an die Fahrzeugräder gelangenden Antriebsleistung bewirken.
Zum Ansprechen dieser Vorrichtungen ist also immer Voraussetzung, daß bereits ein
Schleudervorgang eingetreten ist.
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Man hat nun festgestellt, daß bei Schienentriebfahrzeugen kurz vor
und: zu Beginn des eigentlichem Schleuderns Schwingungen auftreten, die beispielsweise
als Drehschwingungen, an den Antriebsorganen der Fahrzeugräder oder als Longitudinalschwingangen
in Fahrzeuglängsrichtung an den Radlagerungen abgreifbar sind. Bisher war es nicht
möglich, diese Schwingungen zum Schleuderschutz auszunutzen, da an Schienenfahrzeugen
während schneller Fahrt mit nur schwacher Antriebsleistung ähnliche Schwingungen
auftreten, die dann in unerwünschter Weise ein Ansprechen der Schleuderschutzvorrichtung
verursachen würden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Schleuderschutzvorrichtung,
welche spätestens zu Beginn. eines Schleudervorganges. mit Sicherheit anspricht,
während einer schleuderfreien Fahrt dies Schienentriebfahrzeuges aber immer in Ruhe
verbleibt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein auf zu
Beginn der Schleudervorgänge auftretende Schwingungen ansprechendes bekanntes Organ,
das in an sich bekannter Weise bei seinem Ansprechen eine Verminderung der auf die
Antriebsräder gelangenden Antriebsleistung und gegebenenfalls ein Einfallen der
Fahrzeugbremse bewirkt, mit einer überwadhungseinrichtung gekoppelt ist, die das
Organ bei Unterschreiten einer bestimmten, festgelegten Antriebsleistung außer Funktion
setzt.
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Bei der Anwendung an einem Schienentriebfahrzeug mit einer pneumatisch
druckabhängig gesteuorten Antriebsleistwngsregelung ist es gemäß einem weiteren
Merkmal der Erfindung vorteilhaft, wenn das bei seinem Ansprechen einen Stromdurchfluß
erlaubende Organ .in Serie mit einem Schalter, der von einem durch den der Antriebsleistungsregelung
zuge-.lührten Druck beaufschlagten Druckwächter gesteuert ist, in einen Stromkreis
eingeschaltet ist, der über ein bei seiner Erregung Eine Druckabsenkung bewirkendes
Magnetventil den der Antriebsleistungsregelung zugeführten Druck mitüberwacht.
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Weiterhin hat es sich zum sicheren und anhaltenden Abbau der Schleudergefahr
erfindungsgemäß als vorteilhaft erwiesen, wenn Mittel vorgesehen sind, welche bei
einem Ansprechen und Wiederabfallen des Organs die Fahrzeugbremse so lange betätigen,
bis die nach dem Abfallen des Organs langsam wieder ansteigende Antriebsleistung
des Fahrzeuges ihren ursprünglichen Wert zumindest nahezu wieder erreicht hat.
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Dies läßt sich am einfachsten bei einem Schienentnebfahrzeug der angegebenen
Art dadurch erzielen, daß die Fahrzeugbremse über einen Stromkreis gesteuert ist,
in welchen ein vom Diiferenzdruckwächter überwachter Schalter eingegliedert ist,
wobei der Diferenzdruckwächter in Abhängigkeit vom der Antriebsleistungsregelung
tatsächlich zugeführten Druck und von deren Solldruck beaufschlagt wird.
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Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung wiedergegebenen
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In Fig. 1 ist dieses Ausführungsbeispiel in. den wesentlichen Teilen
schematisch dargestellt.
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Fig. 2 verdeutlicht in einem Diagramm die Schaltvorgänge und dien
Druckverlauf des der Antriebsleistungsregelung zugeführten Druckes bei einem Ansprechen
der Vorrichtung.
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Gemäß Fig. 1 führt von einem Pol einer nicht dargestellten Stromquelle
eine Drahtleitung 1 zur Spule eines Relais A, zu je einem Schaltkontakt zweier dem
Relais A zugehörender Schalter a1 und a2 und zu einem Schaltkontakt eines Schalters
b eines Relais B. Der zweite Pol der Spule des Relais A ist über einen
Schalter
2, der von einem Druckwächter 3 betätigt wird, mit einem Pol eines Schalters 4 verbunden,
der zu einem Organ 5 gehört, das beispielsweise mit den Antriebsrädern des Schienentriebfahrzeuges
gekoppelt ist und bei Auftreten von Drehschwingungen den Schalter 4 während der
einen. bestimmten Wert überschreitenden Amplitudenspitzen schließt. Das Organ 5
kann also beispielsweise als ein allerdings sehr empfindlich eingestellter, eine
Träghzitsmasse aufweisender Gleitschutzregler üblicher $äuart ausgebildet sein.
Es kann jedoch auch ein bekanntes, mit einer Radlagerung gekoppeltes, in Fahrzeuglängsrichtung
schwingendes Pendel sein. Zwischen dem genannten Pol des Schalters 4 und der Drahtleitung
1 ist ein aus einem Widerstand 6 und einem Kondensator 7 bestehendes Siebglied eingeschaltet.
Der zweite Pol des Schalters 4 ist über die Masse mit dem zweiten Pol der Stromquelle
verbunden. Vom zweiten. Pol des Schaltgers a1 führt eine Drahtleitung B über die
Spule des Relais B zur Masse und zu einem Pol eines Schalters 9, der von einem Differenzdruckwächter
10 betätigt wird. An dem genannten Pol des Schalters 9 ist über eine nur eine Stromflußrichtung
zulassende Diode 11 eine zur .nicht gezeigten Fahrzeugbremse führende Drahtleitung
12 angeschlossen, über die die Fahrzeugbremse überwacht wird. Die zweiten Pole der
Schalter b und 9 sind miteinander verbunden. Vom zweiten Pol des Schalters a2 führt
eine Drahtleitung 13 über die Spule eines Magnetventils 14 zur Masse. Von einer
nicht gezeigten, vom Fahrzeugführer einzustellenden Druckregeleinrichtung führt
eine Rohrleitung 15 zum Differenzdruckwäahter 10 und beaufschlagt dessen Kolben
16 in Schließrichtung des Schalters 9. Weiterhin ist die Rohrleitung 15 über eine
Düse 17 mit dem einen Eingangsraum 18 des ein Wechselventil 19 beinhaltenden Magnetventils
14 verbunden. Während der zweite Eingangsraum 20 des Magnetventils 14 ständig mit
Atmosphärendruck beaufschlagt ist, steht der Ausgangsraum 21 mit einer Rohrleitung
22 in Verbindung, die zur nicht gezeigten, druckabhängig gesteuerten Antriebsleistungsregelung
des Fahrzeuges führt, einen andererseits von einer Feder 23 belasteten Kolben 24
des Druckwächters 3 in Schließrichtung des Schalters 2 und außerdem den Kolben
16 des Differenzdruckwächters 10 gemeinsam mit einer Feder 25 in Öffnungsrichtung
des Schalters 9 beaufschlagt.
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Im Ruhezustand bei hoher Antriebsleistung nehmen alle Teile der Vorrichtung
die aus Fig. 1 ersichtlichen und in Fig. 2, in welcher im unteren Teil die Schaltstellungen
des Schalters 4 und der beiden Relais A und B, im oberen Teil der Druck P in der
Rohrleitung 22 jeweils über der Zeit t aufgetragen sind, in der Zeitspanne U bis
t1 dargestellten Zustände ein. Sämtliche Schalter mit Ausnahme des Schalters 2 sind
geöffnet, das Magnetventil 14 ist stromlos, und das Wechselventil 19 gibt den Durchgang
vom Eingangsraum 18 zum Ausgangsraum 21 frei, während es den zweiten Eingangsraum
20 absperrt. In den Rohrleitungen 15 und 22 herrscht der gleiche, der eingestellten
hohen Antriebsleistung entsprechende Druck P1.
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Zum Zeitpunkt t1 treten an den Antriebsrädern Schwingungen auf, die
den Beginn eines Schleuderns der Antriebsräder anzeigen. Das Organ 5 spricht daher
an und schließt den Schalter 4 periodisch für kurze Zeitspannen. Über das Siebglied
6, 7 und den geschlossenen Schalter 2 wird das Relais A kontinuierlich erregt und
schließt seine Schalter a1 und a2. Von der Stromquelle fließt nunmehr ein Strom
über den Schalter a1 zur Spule des Relais B und über die Diode 11 zur Drahtleitung
12, wodurch die Fahrzeugbremse betätigt und der Schalter b geschlossen wird. Zugleich
wird über den Schalter a2 das Magnetventil 14 erregt, so .daß das Wechselventil
19 umschaltet und die nunmehr von der Rohrleitung 15 abgetrennte Rohrleitung 22
entlüftet.
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In der Rohrleitung 22 sinkt also der Druck schnell ab und bewirkt
ein rasches Absinken der Antriebsleistung, bis zu einem Zeitpunkt t2 ein Druck P2
erreicht ist, der .einer bestimmten, niederen Antriebsleistung entspricht. Zu Beginn
der Druckabsenkung in der Rohrleitung 22 schließt sich der Schalter 9. Die Feder
23 im Druckwächter 3 drückt dann den Kolben 24 nach unten, und der Schalter 2 öffnet
smch. Etwa zu dem Zeitpunkt t2 sollen auch die Schwingungen an den Antriebsrädern
abgeklungen sein; so daß der Schalter 4 geöffnet bleibt. Das Relais A fallt ab und
öffnet die Schalter a1 und a2. Das Magnat`-ventil14 schaltet daher in seine Ausgangslage
zurück, während das Relais B weiterhin über die geschlossenen Schalter b und 9 erregt
bleibt und die Drahtleitung 12 unter Spannung hält. Die Fahrzeugbremse behält damit
ihre Bremsstellung bei. Über die Düse 17 wird nunmehr der Druck in der Rohrleitung
22 und damit auch die auf die Fahrzeugräder plangcnde Antriebsleistung langsam gesteigert,
bis zum Zeitpunkt t3 der vor dem Ansprechen des Organs 5 vorhandene Wert zumindest
nahezu wieder erreicht ist. Der Differenzdruckwächter 10 öffnet dann den Schalter
9, so daß das Relais B abfällt und den Schalter b öffnet, wodurch auch die Drahtleitung
12 stromlos wird. Die Fahrzeugbremse löst sich sodann, und der Ausgangszustand ist
wieder erreicht.
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Falls in Sonderfällen die Schwingung an den Antriebsrädem nach dem
Ansprechen des Organs 5 bereits abklingt, bevor der Druck in der Rohrleitung 22
auf den am Druckwächter 3 eingestellten Druck P2 abgesunken ist, so liegt lediglich
der Knickpunkt der Kurve P gemäß Fig. 2 zwischen den Drücken P1 und P2.
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Falls die, Schwingungen in einem anderen Sonderfall zum Zeitpunkt
t2 noch anhalten, so ergibt sich zu diesem Zeitpunkt ein Schalten der Vorrichtung,
wie es vorstehend beschrieben ist. Der Druck in der Rohrleitung 22 steigt etwas
über den, Druck P2 an, woraufhin der Druckwächter 3 den Schalter 2 wieder schließt
und über das Magnetventil 14 erneut ein Absenken des genannten Druckes auf den Wert
P2 bewirkt. Diese Schaltvorgänge wiederholen sich, bis dt"e Schwingungen abgeklungen
sind. Die sonstige Funktion der Vorrichtung verläuft in den beiden Sonderfällen
wie beschrieben.
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Bei niedriger Antriebsleistung des Fahrzeuges ist der Druck in den
Rohrleitungen 15 und 22 unter den Druck P2 gemäß Fig. 2 abgesenkt. Der Schalter
2 ist daher geöffnet. Falls während eines derartigen Fahrzustandes an den Antriebsrädern
Schwingungen auftreten, wie es während einer schnellen Fahrt vorkomkommen kann,
so spricht zwar das Organ 5 an und schließt den Schalter 4, doch bleibt dies infolge
der Stromunterbrechung am Schalter 2 ohne Auswirkungen.
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Bei einer Betätigung der Fahrzeugbremse durch nicht zur Erfindung
gehörende Steuerorgane kann
zwar die Drahtleitung 12 unter
Spannung gesetzt werden, die Diode 11 sperrt jedoch einen Stromfiuß durch die Spule
des Relais B, und die Vorrichtung verbleibt in Ruhe.
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Bei Veränderungen des in der Rohrleitung 15 herrschenden Druckes
schließt der Differenzdruckw'ächter 10 den Schalter 9. Da jedoch der Schalter b
geöffnet ist, kann hieraus kein Stromfluß resultieren.
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An die Drahtleitung 12 kann außer oder an Stelle der Fahrzeugbremse
auch eine Sandstreueinrichtung angeschlossen sein.