DE3827363C2 - - Google Patents
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- DE3827363C2 DE3827363C2 DE19883827363 DE3827363A DE3827363C2 DE 3827363 C2 DE3827363 C2 DE 3827363C2 DE 19883827363 DE19883827363 DE 19883827363 DE 3827363 A DE3827363 A DE 3827363A DE 3827363 C2 DE3827363 C2 DE 3827363C2
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- B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
- B60T8/24—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to vehicle inclination or change of direction, e.g. negotiating bends
- B60T8/245—Longitudinal vehicle inclination
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Notbremse für zwangs
geführte Sonderfördermittel gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1. Sonderfördermittel dieser Art
sind außer Einschienenhängebahnen Standbahnen, deren
Fahrgleis aus einer oder aus mehreren Schienen oder
Seilen besteht und auf der Streckensohle verlegt ist
oder an Befestigungen aufgehängt sind. Die Notbremse
solcher Bahnen dient hauptsächlich dem Zweck, den Zug
zum Stehen zu bringen, wenn die Betriebsbremse versagt
und der Zug eine höchstzulässige Geschwindigkeit über
schreitet, bei der die Notbremse einfällt. Die Notbremse
selbst ist unabhängig von den jeweils unterschiedlich
zusammengestellten Zügen ausgebildet und fährt im
Zugverbund mit.
Die Bremskräfte werden als Hakenzugkraft der Notbremse
ausgedrückt und sind den Vortriebskräften des Zuges
entgegengesetzt; sie werden in der Regel von Reibungs
belägen auf Bremsbacken erzeugt, welche bei den
Schienenbremsen unmittelbar auf die Bahnschiene wirken.
In der Regel geschieht das mit der Kraft einer Feder
durch Entsperrung der Bremsbackenhalterung. Die Ent
sperrung erfolgt bei einer vorgegebenen Bahngeschwin
digkeit, welche mit einem Tachometer gemessen wird.
Hierbei handelt es sich in der Regel um eine Flieh
gewichtsanordnung, welche beim Ansprechen der Gewichte
die Entsperrung bewirkt und so als Bremsauslöse
vorrichtung wirkt.
Notbremsen dieser Art sind bekannt. Sie sind aus
Sicherheitsgründen vorgeschrieben und müssen bestimmten
Anforderungen genügen. Dazu gehört die Einhaltung vor
geschriebener Verzögerungswerte, die mit der Bremskraft
erreicht werden. Diese dürfen zwischen einer Maximal
verzögerung von derzeit 9,81 m/s² und 1,0 m/s² liegen.
Dabei ergeben sich diese Grenzwerte einerseits aus
Sicherheitsüberlegungen und andererseits aus Rücksicht
auf die Belastbarkeit der mitfahrenden Personen mit den
maximalen Verzögerungswerten.
Außerdem verlangen die bergbehördlichen Vorschriften,
daß die selbsttätige Auslösevorrichtung der Notbrems
einrichtung bei Bahnanlagen mit Neigungen größer 20 gon
mit einer reduzierten Auslösegeschwindigkeit von 2,4 m/s
(3,2 m/s bis 20 gon) auszustatten ist.
Die meisten Bremssysteme der hier in Rede stehenden Art
werden mit unterschiedlich zusammengestellten Zügen
gefahren. Während bei einem Materialtransport maximale
Zuggewichte erreicht werden, gehen die Zuggewichte bei
Leerfahrt auf Minimalwerte zurück. Zwischenwerte ergeben
sich bei gemischten Transporten, bei denen z. B. die
Personenförderung mit der Materialförderung verbunden
wird. Diese Probleme vermehren sich noch beträchtlich
durch die Betriebsbedingungen, unter denen die
Transporte durchgeführt werden müssen. Diese werden von
den Steilstrecken verursacht, welche die Bahn
durchfahren muß. Ihre Neigungen liegen häufig in der
Größenordnung von 20 bis 30 gon und verlangen bei Ab
wärtsfahrt der Bahn mit großem Zuggewicht die Vernich
tung erheblicher Energien an der Notbremse, wo sie
letztlich in Wärme umgesetzt werden müssen.
Es sind Notbremsen für Einschienenhängebahnen bekannt,
deren Bremse auf eine vorgegebene Bremskraft fest ein
gestellt ist. Das hat zur Folge, daß unabhängig von den
äußeren Bedingungen, insbesondere dem Gesamtgewicht des
Zuges und der Bahnneigung stets die gleiche Bremskraft
aufgebracht wird, was je nach Zuggewicht zu unterschied
lichen Verzögerungen führt. Daher muß das Zuggewicht so
gewählt werden, daß die vorgeschriebenen Grenzen, inner
halb der die praktischen Verzögerungen schwanken dürfen,
nicht überschritten werden. Wenn die Neigung des Fahr
gleises in Fahrtrichtung des Zuges zunimmt, kann mit der
fest eingestellten Bremskraft nur ein geringeres Zuggewicht
als bei söhliger Fahrt abgebremst werden, da die
Hangabtriebskräfte zusätzlich berücksichtigt werden
müssen.
Die bekannte Notbremse hat daher den Nachteil, daß sie
ein ungünstiges Verhältnis zwischen der zulässigen
Höchstlast des Zuges an der unteren Grenze der zuläs
sigen Verzögerung und der Mindestlast an der oberen
Grenze der Verzögerung beim Bremsen erzwingt. In der
Praxis führt das dazu, daß die mit einem Haspel oder
einer Zuglaufkatze mit Eigenantrieb aufgebrachte
maximale Hakenzugkraft nicht in eine entsprechende
Zuglast umgesetzt werden kann, sondern reduziert werden
muß, während beim Fahren des Zuges mit leeren Wagen bzw.
Transportbehältern Totlasten mitgeführt werden müssen,
um die maximal zulässige Bremsverzögerung nicht über
schreiten zu müssen, bei der die Gefahr von Überbean
spruchungen entsteht. In der Regel können Personen
transporte deshalb nur bei gleichzeitigem Mitführen von
Material oder nur mit maximaler Personenzahl durchgeführt
werden. Materialtransport ist in vielen Fällen mit den
rückgeführten leeren Behältern nicht möglich.
Aus der DE-PS 22 54 287 ist eine Notbremse für eine
Bremskatze einer Schienenhängebahn bekannt. Dort wird die
Bremskraftverstellung dazu verwendet, den Bremsvorgang zweistufig
ablaufen zu lassen. In einer ersten Stufe soll die
Bremse eine weich anlaufende Bremsung des Fahrgestells der
Bremskatze herbeiführen. Der nicht gebremste Restzug läuft
dann auf die Bremskatze auf und schaltet dabei die Bremse
auf die zweite Stufe mit der größeren Bremskraft um. In der
zweiten Stufe entspricht die Bremskraft der Last. Eine Anpassung
der Bremskraft erfolgt jedoch nicht. Die einzige
Verstellmöglichkeit bei dieser Notbremse besteht darin, daß
die Federn der Bremse ausgewechselt werden. Hierdurch ist
die Notbremse jedoch nur auf eine vorgegebene Bremskraft
fest eingestellt.
Aus der DE-PS 20 59 340 ist lediglich eine Betriebsbremse
für Kraftfahrzeuge mit einer Blockierschutz-Steueranlage
bekannt, die zur Vermeidung des Blockierens eines Rades
beim Bremsen die Bremskraft entsprechend verändert und unabhängig
von einer bestimmten Bahngeschwindigkeit einfällt.
Über einen Fühler wird die Fahrbahnneigung abgetastet
und in ein Signal zum Anpassen des Blockierschutzes
an ein Fahrbahngefälle verwendet.
Eine Notbremse für ein zwangsgeführtes Sonderfördermittel
unterscheidet sich jedoch hiervon grundlegend, da sie den
Beginn der Bremskraft bestimmt, diese aber während des
Bremsvorganges im wesentlichen unverändert läßt.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einer
Notbremse der eingangs bezeichneten Art auf einfache
Weise bei Bahnkörpern mit unterschiedlicher Neigung und
für Bahnen mit unterschiedlichen Zuglasten das Verhältnis
von zulässiger Höchstlast und Mindestlast zu verbessern.
Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des
Patentanspruches 1. Zweckmäßige Ausführungsformen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung werden mit dem Neigungsmesser
Steigungen der Steilstrecken abgegriffen und in unter
schiedliche Zuggeschwindigkeiten, bei denen die Not
bremse einfällt, umgesetzt. Dadurch kann während der
Fahrt des Zuges der Schaltpunkt der Notbremse an die
wechselnden Neigungen optimal angepaßt werden, wobei
entsprechend der Antriebsleistung in starken Neigungen
langsam, dagegen in flachen Neigungen schneller gefahren
werden kann. Bei starken Neigungen, die eine große
Beschleunigung des Zuges bei freiem Ablauf zur Folge
haben, kann die Auslösegeschwindigkeit unmittelbar
oberhalb einer geringen Fahrgeschwindigkeit eingestellt
werden, so daß hohe Bremsgeschwindigkeiten und somit
hohe spezifische Beanspruchungen für die Bremsbeläge
vermieden werden. Die Fahrgeschwindigkeit wird damit
zwangsläufig in Abhängigkeit von der Neigung angepaßt.
Da mit dem Neigungsmesser aber nicht nur diese Anpas
sung, sondern darüber hinaus auch die Bremskraft ver
stellt wird, vermindert sich die Bremskraft von einem
auf das höchst zulässige Bahngewicht, die stärkste
Neigung in Fahrtrichtung des Zuges und die geringste
zulässige Bremsverzögerung abgestellten Wert bei
abnehmender Bahnneigung entsprechend. Dadurch ist es
möglich, die maximale, d. h. die von der zur Verfügung
stehenden Antriebsenergie bewältigbare Zuglast voll aus
zunutzen. Während der Fahrt eines Zuges wird die Brems
kraft der Neigung derart angepaßt, daß bei abnehmender
Bahnneigung die maximal zulässige Bremsverzögerung
nicht überschritten wird. Andererseits kann bei unter
schiedlichen Bahngewichten bzw. Zuglasten die Bremskraft
so stark vermindert werden, daß die zulässige Mindest
last herabgesetzt werden kann. Die Erfindung hat daher
den Vorteil, daß sie ein zuverlässiges Notbremssystem
ermöglicht, das die Zuglasten trotz Einhaltung der vor
geschriebenen Bremsverzögerungen praktisch nicht
beschränkt.
Die erfindungsgemäße Notbremse ist unabhängig von den
Eigenbewegungen der Gewichtskräfte, welche insbesondere
bei Hubbalken von den angehängten Lasten durch deren
Pendelbewegung bedingt sind. Die Erfindung beschränkt
sich auch nicht auf die Steuerung der Bremse mit der
jeweiligen Hangabtriebskraft, bei der dann die jeweili
ge Bremskraft von der Größe der Reibung der Schienen
bremse, d. h. ihrer Bremsbacken auf der Bahnschiene
abhängt. Außerdem vermeidet die Erfindung die Fehler,
welche dann auftreten, wenn versucht wird, die Not
bremse zeitverzögert einfallen zu lassen, um so beim
Abbremsen eines leichten Zuges auf flach geneigtem
Bahnkörper mit der zunächst wirkenden geringen Brems
kraft den Bereich hoher Bremskräfte auszusparen. Bei
einem solchen Bremssystem, das z. B. über eine Endlagen
dämpfung des Kolbens im Bremszylinder funktionieren
müßte, verursachen unterschiedliche Einflüsse des
Untertagebetriebes zu starke Schwankungen der Schließ
zeiten der Bremse.
Vorzugsweise und mit den Merkmalen des Patentanspru
ches 2 wird die erfindungsgemäße Notbremse weiter
durch einen Sensor verbessert, welcher das jeweilige
Zuggewicht ermittelt und es dadurch ermöglicht, den
Verstellbereich der Bremskraft auf unterschiedliche
Zuglasten einzustellen. Dadurch kann die Obergrenze des
Verstellbereiches von der auf die Höchstlast des Zuges
und die zulässige Minimalverzögerung abgestellten
Bremskraft einmal oder mehrfach über das Zuglast
spektrum nach unten verschoben werden. Das wirkt sich
in einer weitergehenden Verminderung der Mindestlast
des Zuges und einer Vergrößerung der Maximallast des
Zuges aus, für die die Verzögerungen der Notbremse
ausgelegt sind. In der Praxis braucht allerdings
meistens nur eine Umschaltung des Regelbereiches vorge
nommen zu werden, bei der die verminderte Höchstlast
etwa symmetrisch in dem Spektrum der zulässigen Zug
lasten liegt.
Für die praktische Durchführung der Erfindung benötigt
man eine Neigungsmeßeinrichtung, welche hinreichend
genau die Neigung des Fahrzeuges wiedergibt, an dem sie
gemessen werden soll und natürlich der Neigung der
Bahn entspricht, welche das Fahrzeug gerade durchfährt,
die von dem Fahrgleis bestimmt wird. Solche Neigungen
lassen sich bislang nur mit einer Masse feststellen,
welche gegenüber der von dem Fahrzeug gebildeten Ver
gleichsmasse beweglich ist. Dabei kann es sich um eine
feste oder eine flüssige Masse handeln, wie sie in
einem mechanischen oder in einem elektrischen bzw.
elektronischen Pendel Verwendung findet. Solche
Neigungsmesser sind allerdings dann problematisch,
wenn die Vergleichsmasse ihrerseits beschleunigt
wird. Das ist beispielsweise bei Fahrzeugen die Regel,
schon wenn diese aus dem Stand bewegt werden, erst
recht aber dann, wenn die Fahrzeuge eine vorgegebene
Bahn mit wechselnden Neigungen durchfahren, wie das bei
der geschilderten Notbremse beispielsweise der Fall ist,
aber auch bei anderen Fahrzeugen vorkommt. In diesen
Fällen stellt sich die Masse nicht mehr auf den Erd
schwerpunkt ein, solange die Beschleunigung andauert,
wodurch Meßfehler entstehen. Diese können so erhebliche
Größenordnungen annehmen, daß ein verwertbares Neigungs
signal nicht mehr zustandekommt.
Die Erfindung schafft daher für die vorge
schlagene Notbremse eine Neigungsmeßeinrichtung, welche
auch unter äußeren Umständen, die einem Neigungsmesser
nicht günstig sind, ein Ausgangssignal liefert, das die
jeweilige Neigung des Fahrzeuges und damit seiner Stand
ebene, insbesondere seiner Bewegungsbahn hinreichend
genau wiedergibt. Diese Aufgabe löst die Erfindung mit
den Merkmalen des Anspruches 4.
Hierbei wird das durch die jeweilige Auslenkung der
Masse, mit der die Neigung abgebildet wird, gelieferte
Neigungssignal nicht als Ausgangssignal benutzt, sondern
um die jeweilige Beschleunigung der Vergleichsmasse
korrigiert, bevor es als Ausgangssignal von der Meß
einrichtung abgegeben wird. Das geschieht vorzeichen
richtig. Wird also das Fahrzeug abgebremst, wobei die
Masse aufgrund ihrer Trägheit aus einer durch die
Neigung gegebenen Winkellage ausgelenkt wird, so wird
deren Ausgangssignal je nach Vorzeichen der Neigung
(steigend oder fallend) um eben diese zusätzliche Aus
lenkung vermindert oder vergrößert, d. h. es entsteht ein
um die Funktion der Beschleunigung korrigiertes Aus
gangssignal. Diese Korrektur erfolgt praktisch zeit
gleich.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß man insbesondere für
den Untertagebetrieb geeignete, relativ grobe Neigungs
messer verwenden kann, ohne daß die solchen Geräten
eigene Ungenauigkeit bei auftretenden Beschleunigungen
unberücksichtigt bleiben. Andererseits ist diese Aus
führung der Erfindung auch auf andere Einrichtungen als
auf Notbremsen anwendbar. Beispielsweise funktioniert
sie auch für Neigungsmesser, welche durch
Erschütterungen der Vergleichsmasse ein verfälschtes
Ausgangssignal liefern, weil Erschütterungen sich als
Beschleunigungen der Vergleichsmasse darstellen, wenn
sie hinreichende Größenordnungen annehmen. Es geht dann
nicht um die Feststellung der Größenordnung der Er
schütterungen, sondern um die Korrektur ihres Einflusses
auf die Messung der Neigung der Vergleichsmasse, was
z. B. bei Neigungsmeßwagen für Bahnanlagen oder bei
Diebstahlsicherungen von Fahrzeugen notwendig ist, die
unberechtigt abgeschleppt oder aufgeladen werden.
Weiterhin wird die Genauigkeit des
Ausgangssignal von den Fehlern unabhängig, die
durch den Tachogenerator in die Neigungsmessung gelan
gen. Dadurch ist man weitgehend von der Art des
Tachometers unabhängig.
Schließlich läßt sich die neue Neigungsmeßeinrichtung
so einzurichten, daß sie sich nach Bedarf justieren
läßt, ohne daß in die eigentlichen Meßgeräte eingegrif
fen werden muß.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Aus
führungsbeispieles näher erläutert; es zeigt
Fig. 1 schematisch den Bahnverlauf einer angenommenen
Einschienenhängebahn des Untertagebetriebes mit
darunter angegebenen Zugzusammenstellungen,
Fig. 2 ein Blockdiagramm der für zehn angenommene
Lastfälle erforderlichen Bremskräfte,
Fig. 3 die für die in Fig. 2 angegebenen Lastfälle
erforderlichen Bremskräfte bei unterschiedli
cher Bahnneigung in Fahrtrichtung des Zuges
und vorgeschriebener Minimalverzögerung,
Fig. 4 ein Diagramm zur Wiedergabe der Bremskraft
kennlinien, d.h. des Zusammenhanges zwischen
Gesamtgewicht und Neigung,
Fig. 5 den Bereich des Neigungsmessers für die
Regelung der Bremskraft;
Fig. 6 die Auswirkungen der Regelung der Bremskraft
mit Hilfe eines Neigungsmessers,
Fig. 7 die Auswirkung eines Neigungsmessers in Verbindung
mit einer Lastumschaltung durch einen Zugkraft
sensor in der Fig. 5 entsprechender Darstel
lung,
Fig. 8 ein für die Ausführungsform nach Fig. 7 der
Fig. 6 entsprechendes Diagramm,
Fig. 9 ein für die Ausführungsform nach Fig. 7 der
Fig. 2 entsprechendes Diagramm,
Fig. 10 eine schematische Darstellung der Ausführungs
form nach Fig. 7 und
Fig. 11 ein Schema der Schaltung zur Erfassung von
Fahrgeschwindigkeit, Verzögerung und Be
schleunigung und beschleunigungskompensierter
Fahrschienenneigung gemäß der Erfindung.
Gemäß der Darstellung der Fig. 1 ist als zwangsgeführtes
Sonderfördermittel in einer Strecke des Untertage
betriebes eine Einschienenhängebahn für schwere Lasten
mit einer Haspel-Nennzugkraft von 2×30 kN (Doppel
traktion) angenommen. Dementsprechend sind zwei mit
ZK bezeichnete Zuglaufkatzen vorgesehen. Am Anfang und
Ende des Zuges fährt je eine mit BK bezeichnete Brems
laufkatze. Die Wageneinheiten sind mit MT für Material
transport und mit PB für Personentransport bezeichnet.
Der Bahnverlauf ist mit 0,5 bzw. 10 gon Neigung überwie
gend flach geneigt, lediglich auf einem kurzen Bahn
bereich tritt ein Steilstück mit maximal 20 gon auf, das
die hohe Nennzugkraft veranlaßt. Aus Gründen der
Humanisierung des Arbeitsablaufes und der Erhöhung der
Sicherheit der unter Tage Beschäftigten ist der vorgese
hene Zugverband gleichzeitig für die Personenbeförderung
auch bei Materialtransport eingerichtet (unter
"kombinierter Transport").
Hieraus ergibt sich nach Fig. 2 ein Lastspektrum, in dem
das Gesamtgewicht des Zuges zwischen 3,2 bis maximal
16,7 t, d.h. um ca. 80% schwankt.
Der Seilbahnantrieb enthält eine Leistungsregelung. Da
durch ergeben sich auch bei den stark unterschiedlichen
Lasten keine Probleme, vielmehr ist die angenommene
Maximalzugkraft für den extremsten Lastfall ebenso aus
reichend wie bei der reinen Personenbeförderung. Der
Zugverband kann demnach antriebsmäßig ohne irgend eine
Einschränkung beim Materialtransport mit der Höchst
gesamtlast und bei der Personenbeförderung mit der
kleinsten Last im vorgegebenen Neigungsbereich einge
setzt werden.
Wenn die Notbremse des Zuges, die als Schienenbremse
ausgebildet ist, den angestrebten Einsatzbereich nicht
einschränken soll, werden unterschiedliche Bremskräfte
je nach dem anzunehmenden Lastfall - in der Anlage 2
sind zehn Lastfälle vermerkt - bei Einhaltung der
behördlich festgelegten Mindestverzögerung von
1,00 m/s2 bzw. Höchstverzögerung von 9,81 m/s2
erforderlich. Das ist in Fig. 3 dargestellt. Die Not
bremseinrichtung muß dann einen Regelbereich der
Bremskräfte aufweisen, so daß diese zwischen 5,0 und
63,0 kN liegen.
Nimmt man an, daß die Bremskraft der Bremskatzen unge
regelt ist, dann ergibt sich eine Bremskennlinie nach
Fig. 4, die den Anforderungen des beschriebenen
Transportfalles am nächsten kommt. Wie hieraus ersicht
lich ist, wird dann unabhängig vom Gesamtgewicht des
Zuges die Bremskraft gleich stark aufgebracht und mit
Zunahme der Neigung kann nur ein geringeres Gesamt
gewicht abgebremst werden.
Gemäß der Darstellung der Fig. 4 wird erfindungsgemäß
die Bremskraft geregelt. Das erfolgt mit einem Neigungs
messer, welcher die jeweils durchfahrene Steilstrecke
vermißt. Aus dem Gesamtgewicht des Zuges ergibt sich
danach die jeweilige Bremskraft bei Mindestverzögerung
(1,00 m/s2). Die Auswirkung der Regelung der Bremskraft
ist in Fig. 6 dargestellt. Für den mit (1) bezeichneten
Transportfall ergeben sich die in das Diagramm für die
jeweiligen Neigungen eingetragenen Verzögerungswerte.
Da mit dem Neigungsmesser nicht das jeweilige Gesamt
gewicht des Zuges feststellbar ist, muß der Verstell
bereich der Bremskraft auf jeden Fall die Höchstbe
lastung, also das maximale Gesamtgewicht berücksichti
gen. In das Diagramm nach Fig. 6 ist die höchste
Belastung beim Materialtransport mit 16,7 t Gesamt
gewicht, das ist der Lastfall 2 nach Fig. 2, einge
tragen. In Abhängigkeit von der Neigung des Bahnkörpers
ergibt sich daraus eine minimale Bremskraft von 24,5 kN
für Neigungen von 5 gon und 62,6 kN für Neigungen von
20 gon. Dieser Regelbereich des Neigungsmessers gilt
gleichzeitig auch für alle geringeren Gesamtlasten.
Vergleicht man diese Werte mit ungeregelten Bremslauf
katzen, dann ergeben sich dort für 20 gon Neigung des
Bahnkörpers nur 12,7 t Gesamtgewicht, was bei Einhal
tung der vorgeschriebenen Verzögerungen eine Mindest
gesamtlast von 5,5 t erforderlich macht. Daraus ist
ersichtlich, daß die bloße Regelung der Bremskraft über
einen Neigungsmesser bereits eine deutliche Steigerung
des Nutzlastspielraumes und eine deutliche Erhöhung der
Sicherheit ergibt. Das läßt sich mit Hilfe einfacher
mechanischer Einrichtungen an der Notbremse erzielen.
Außerdem ist der Neigungsmesser für sich allein geeig
net, eine Umschaltung der Auslösegeschwindigkeit beim
Überschreiten des Neigungsgrenzwertes von 20 gon zu
bewerkstelligen, auch wenn eine Bremskraftumstellung
nicht installiert wird. Mit dieser Maßnahme ergibt sich
keine Einschränkung der Fahrgeschwindigkeit für Neigungen
bis 20 gon, wenn gleichzeitig Fahrbereiche mit
Neigungen größer 20 gon vorliegen.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 ist zusätzlich zur
Regelung der Bremskraft nach dem Neigungsmesser noch
eine Lastumschaltung für die besprochenen Neigungen und
Belastungsfälle vorgesehen. Dabei wird zusätzlich zu dem
Neigungsmesser ein Sensor eingesetzt, welcher die Brems
wirkung an das Gesamtgewicht des Zuges anpaßt. Die
Fig. 8 und 9 zeigen das Ergebnis dieser Ausführungsform
der Erfindung. In dem beschriebenen Transportfall
reicht für den gesamten Lastbereich von 16,7 t
(Materialtransport) bis zu 3,2 t (Leergewicht des
Zuges) lediglich eine Umschaltung der Bremse aus, die
symmetrisch im Gesamtspektrum der Zuglasten angeordnet
ist, nämlich bei 10 t liegt. Dies wird ohne eine Ver
größerung des Bremssystems erreicht. Von 3,2 bis 10,0 t
erfolgt die Regelung zwischen den Bremskräften 15,0 kN
in 5 gon Neigung und 38,0 kN in 20 gon Neigung, was in
den Diagrammen nach Fig. 8 und 9 mit Steuerprofil A
bezeichnet ist. Oberhalb von 10,0 t bis zum Maximal
gewicht liegen die Bremskräfte zwischen 24,5 kN in
5 gon Neigung und 62,6 kN in 20 gon Neigung -
Steuerprofil B. Diese zweistufige Regelung gewähr
leistet, daß unabhängig von der Last und der Neigung
dennoch der zulässige Verzögerungsspielraum von 1,00 bis
9,81 m/s2 eingehalten wird.
In der Fig. 10 ist das zuvor besprochene Bremssystem
schematisch dargestellt. Eine am Ende des Zugverbandes
fahrende Bremskatze (1) weist einen Neigungsmesser (2)
auf. Zwischen der Zuglaufkatze (3) und dem mit dieser
gekuppelten Personenbeförderungsmittel (4) befindet sich
eine Meßkuppelstange (5), deren Sensor über eine
Steuerleitung (6) mit einem Regler in der Bremslaufkatze
(1) verbunden ist. Diese weist ein Tachometer (7) auf,
mit dem die Bahngeschwindigkeit gemessen wird. Die
Bremslaufkatze ist mit einer Materialtransporteinheit
(8) gekuppelt, welche das Ende des Zuges bildet.
Der die Bahnneigung (α) ermittelnde Neigungsmesser
steuert die nicht dargestellte Bremsauslösevorrichtung
nach der Bahngeschwindigkeit. Diese Steuerung erfolgt
so, daß die auslösende Bahngeschwindigkeit bei Auf- und
Abwärtsfahrt vermindert und bei söhliger bis ansteigender
Fahrt vergrößert wird. Außerdem wird mit dem Neigungsmesser
(2) die Bremskraft, wie anhand der Diagramme nach den
Fig. 8 und 9 dargestellt, geregelt.
Gemäß der Darstellung der Fig. 11 wird dem bei Be
schleunigung des Fahrzeuges abfallenden bzw. zunehmenden
Meßsignal des oben wiedergegebenen Neigungsmessers eine
Umkehrfunktion überlagert. Diese Umkehrfunktion verhält
sich hinsichtlich ihrer Steigung genau entgegengesetzt
zu dem abfallenden Meßsignal des Neigungsmessers. Die
Umkehrfunktion wird von einem Tachogenerator geliefert,
dessen Signal mit V bezeichnet ist. Das Signal und die
Umkehrfunktion liefern zusammen ein stabiles Ausgangs
signal.
Das V-Signal wird zu diesem Zweck, nachdem es einen
Filter passiert hat und auf einen Vorverstärker gelangt
ist, von dem mit D bezeichneten Differenzierer mit
Vorzeichen versehen, kann daher als Signal zur
beschleunigungs- bzw. verzögerungsabhängigen Auslösung
der Notbremse benutzt werden. Primär dient das mit a
bezeichnete Korrektursignal zur Bereinigung des
Einflusses der Geschwindigkeitsänderungen in Schienen
längsrichtung auf den Neigungsmesser.
Das Signal des Neigungsmessers wird über ein Filter dem
Summierverstärker S zugeführt, dem auch das a-Signal
anliegt.
Die Filter nach dem Neigungsmesser und dem Tacho
generator sind auf gleiche Phasenlagen der beiden
Signale abzugleichen, wobei die passende Amplitude
durch die Verstärkung von V 1 eingestellt wird.
Bei optimalem Abgleich steht am Ausgang des Summier
verstärkers S ein weitgehend stabiles Neigungssignal
zur Verfügung. Gemäß dem in Fig. 11 dargestellten
Ausführungsbeispiel wird dieses Signal über ein Filter
auf einen Ausgangsverstärker V 2 geschickt, an dem auch
ein Nullabgleich, wie dargestellt, vorgenommen werden
kann.
Claims (4)
1. Notbremse für zwangsgeführte Sonderfördermittel in
Strecken des Untertagebetriebes, insbesondere Reibungsbremse
für Bremslaufkatzen von Einschienenhängebahnen
bei der eine Tachometereinrichtung,
die Bahngeschwindigkeit ermittelt und den
Schaltpunkt einer Bremsauslösevorrichtung vorgibt,
welche die Bremse einfallen läßt, die eine Bremskraft
erzeugt, welche eine vorgegebene Mindestverzögerung
bei unterschiedlich zusammengestellten Zügen ergibt,
sowie eine Bremskraftverstellung vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Neigungsmesser (2) vorgesehen
ist, welcher die Bahnneigung (α) ermittelt
und während der Fahrt den Schaltpunkt der
Bremsauslösevorrichtung derart verändert, daß sich
die Bahngeschwindigkeit bei Abwärtsfahrt vermindert
und bei söhliger bis ansteigender Fahrt vergrößert,
und daß außerdem die Bremskraftverstellung die
Bremskraft von einem auf das höchstzulässige Bahngewicht,
die stärkste Neigung in Fahrtrichtung des
Zuges und die geringste zulässige Bremsverzögerung
abgestellten Wert bei abnehmender Bahnneigung vermindert.
2. Notbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Lastumschaltvorrichtung (5, 6) vorgesehen
ist, welche das Gesamtgewicht des Zuges ermittelt
und danach bei einem oder mehreren diskreten Zuggewichten
die zwischen dem maximalen und dem minimalen
Zuggewicht liegen, den Höchstwert der Bremskraft
für maximales Zuggewicht und größte Bahnneigung
bei Auf- und Abwärtsfahrt vermindert.
3. Notbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lastumschaltvorrichtung aus
einer Meßkuppelstange (5) zwischen dem Zugantrieb (3)
und dem an der Spitze des Zuges fahrenden Fördermittel
(3) besteht, die über eine Steuerleitung mit der
Bremse (1) verbunden ist.
4. Notbremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung einer
Neigungsmeßeinrichtung, bei der das Neigungssignal am
Ausgang eines Summierverstärkers (S) ansteht, welcher
dem von einer neigungabhängigen ausgelenkten Masse
gelieferten Anfangssignal die Funktion der aus den
von einem Tachogenerator (G) gemessenen Geschwindigkeitsänderungen
gebildeten Beschleunigungen
zeitsynchron derart überlagert, daß je nach Vorzeichen
der Beschleunigungswerte (V1) die Anfangssignale
um den Einfluß der Geschwindigkeitsänderungen auf die
Auslenkung der Masse vergrößert oder vermindert
werden, wobei das von dem Tachogenerator (G) gelieferte
Signal (V) über einen Filter und Vorverstärker
(V1) auf einen Differenzierer (D) gelangt, bevor es
dem Summierverstärker (S) aufgegeben wird, dem das
Anfangssignal aus einem dem Neigungsmesser nachgeschalteten
Filter anliegt und wobei ferner mit Hilfe
des Vorverstärkers (V1) die Phasenlage von Anfangssignal
und Tachogeneratorsignal einstellbar ist, und
das Signal des Summierverstärkers über einen
Filter in einen Ausgangsverstärker (V2) gelangt, an
dem ein Nullabgleich vorgesehen ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883844616 DE3844616C2 (de) | 1987-12-30 | 1988-08-12 | Neigungsmeßeinrichtung für Fahrzeuge |
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