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Einrichtung zur selbsttätigen Verringerung der Fahrgeschwindigkeit von Bahnen, insbesondere Seilbahnen
Die hohe Fahrgeschwindigkeit bei modernen Bahnen und Seilbahnen erfordert eine weitgehende
Automatisierung des Fahrbetriebes und eine Verbesserung und Verschärfung der Überwachungseinrichtun- gen. Für den Fahrbetrieb ist konstante Verzögerung am günstigsten, da sie bei schonendster Beanspru- chung eine bestmöglichste Ausnützung des Fahrdiagramms erlaubt.
Es ist bei Seilbahnen üblich, das Einsetzen der Verzögerung durch einen Kontakt am Kopierwerk oder der Fahrstrecke selbst einzuleiten. Für Seilbahnen mit verschiedenen einstellbaren Fahrgeschwindigkeiten müsste eine entsprechende Anzahl von Kontakten vorgesehen werden, da das Einsetzen der konstanten Ver- zögerung bei jeder Geschwindigkeit bei einem andern Abstand zur Station erfolgen muss, wenn man nicht eine übermässig lange, mit niedriger Geschwindigkeit durchfahrene Sicherheitsstrecke vorsehen will.
Die üblichen Überwachung ; vorrichtungen, die Kontrollen bei 70,45 und 2070 der Fahrgeschwindigkeit vorsehen, sind gleichfalls nachteilig, da beispielsweise die 70%-Kontrolleso weit vor der Station erfolgen muss, dass bei Versagen der Einfahrtsteuerung und Passieren der 70%-Kontrolle mit 100% Fahrgeschwindigkeit die Bahn durch Notbremsung noch rechtzeitig zum Stillstand kommt. Das bedeutet aber, dass entweder die betriebsmässige Verzögerung nur halb so gross sein darf wie die bei Notbremsung oder aber eine beträchtliche Sicherheitsstrecke mit kleiner Geschwindigkeit durchfahren werden muss.
Ein bekanntes Verfahren zur Überwachung von Seilbahnen, bei dem die Geschwindigkeit vor wichtigen Streckenstellen automatisch verringert und nach diesen Stellen wieder erhöht wird, verwendet einen Fühler, der ein vorgeschriebenes Geschwindigkeitsdiagramm abtastet und bei Abweichung des Istwertes vom Sollwert Steuerbefehle auslöst. Bei einer bekannten Retardiereinrichtung wird eine mit Annäherung an den Haltepunkt kleinerwerdende Sollspannung, die vorzugsweise mittels einer vom Teufenzeiger betätigten Schleifbürste über einen Stufenwiderstand nichtlinear verändert wird, mit einer dem Motorstrom proportionalen Istspannung verglichen. Nachteilig ist hier die mangelnde Proportionalität von Motorstrom und Fahrgeschwindigkeit.
Eine bekannte Aufzugsteuerung weist eine Vergleichsspannungsquelle auf, der ein Tachometerdyna- 1110 und ein Spannungsgeber gegengeschaltet sind, wobei ein polarisiertes Relais als Vergleichseinrichtung bei Stromrichtungsumkehr die Bremsung des Aufzugmotors vorzugsweise über einen Servomotor einleitet. Der Spannungsgeber liefert nach seiner Einschaltung durch einen Schachtkontakt eine nichtlineare zeitabhängige Spannung und bewirkt dadurch eine Verschiebung des Bremsbeginnes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit. Die Genauigkeit ist jedoch von der Kurvenform des Spannungsgebers abhängig.
Weiters ist eine automatische Regelung für Fördervorgänge bekannt, bei der unter anderem zur Erzielung einer konstanten Verzögerung eine der Geschwindigkeit proportionale Spannung mit einer der Wurzel des Abstandes proportionalen Grösse verglichen wird. Zur Bildung der letztgenannten Grösse dient ein über ein Kurvenscheibengetriebe verstelltes Potentiometer. Ein derartiges mechanisches Radizieren ist äusserst ungünstig, da zufolge des Spieles im für die Einleitung der Bremsung massgeblichen Bereich von 0 bis 10% des Gesamtabstandes keine Garantie für die Genauigkeit gegeben werden kann und überdies ein Abgleich der Kurvenscheiben praktisch nicht möglich ist.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur selbsttätigen Verringerung der Fahrgeschwindigkeit von Bahnen, insbesondere Seilbahnen, bei der eine von der Fahrgeschwindigkeit und eine vom Abstand
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des Fahrzeuges zu einem Haltepunkt bzw. zu einer Langsamfahrtstelle abhängige Grösse einer Vergleichseinrichtung zugeführt sind, die bei Gleichheit beider Grössen oder bei Überwiegen der geschwindigkeitsabhängigen Grösse die Auslösung und bzw. oder die Durchführung eines Steuer- bzw. Regelvorganges bewirkt. Die oben genannten Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass eine dem Quadrat der Fahrgeschwindigkeit und eine dem Abstand proportionale Grösse der Vergleichseinrichtung zugeführt sind. Beide Grössen sind in besonders einfacher Weise herstellbar.
Bei einer konstanten Verzögerung b
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steht vor allem darin, dass die Bahn unabhängig von der vorhergehenden Fahrgeschwindigkeit v immer in gleicher Entfernung von der Station eine kleine Endgeschwindigkeit vo erreicht, mit der dann die Einfahrt in die Station erfolgt. Die hohe Fahrgeschwindigkeit kann also bis zu einem dem Bremsweg entsprechenden Abstand aufrecht erhalten werden. Vorteilhaft wird eine gleichartige Einrichtung zur Überwachung verwendet, so dass die Sicherheitsstrecke sehr klein wird und überdies diebetriebsmässige Verzögerung und die Mindestverzögerung bei Notbremsung einander stark angenähert werden können. Die erfindungsgemä- sse Einrichtung kann auch zur Geschwindigkeitsverringerung bei Langsamfahrstellen, z. B. beim Überfahren von Stützen bei Seilbahnen, verwendet werden.
Zur Bildung der dem Quadrat der Fahrgeschwindigkeit proportionalen elektrischen Grösse dient vorteilhaft ein Wechsel- oder Drehstromtachometerdynamo mit in Serie geschalteten Kondensatoren, da der Strom dieser Anordnung infolge der linearen Abhängigkeit von Spannung und Frequenz von der Drehzahl des Tachometerdynamos dem Quadrat dieser Drehzahl proportional ist. Vorteilhaft erfolgt die Abbildung des Abstandes s auf einfachste Weise durch ein von einem Kopierwerk, Fahrbildanzeiger od. dgl. mitgedrehtes linear geteiltes Potentiometer oder kontaktlos unter Verwendung eines Induktionsgebers. Die elektrischen Grössen werden vorzugsweise in Gleichströme umgeformt und in Differenzschaltung einer empfindlichen Kippstufe zugeführt, die bei Gleichheit beider Grössen anspricht.
Insbesondere ist die Verwendung einer Transistorkippstufe günstig, doch wären auch Kippstufen mit Röhren oder magnetischen Verstärkern denkbar. Vorteilhaft ist an die Kippstufe ein Verstärker angeschlossen. Als Vergleichseinrichtung kämen selbstverständlich auch Messbrücken od. dgl. in Frage.
Die Vergleichseinrichtung kann direkt zu einer Regelung auf konstante Verzögerung b herangezogen
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als Sollwert eines Drehzahlregelkreises auffasst, da die Gleichung während des ganzen Verzögerungsvorganges aufrecht bleibt. Vorteilhaft wird jedoch durch die Vergleichseinrichtung nur ein mit konstanter Drehzahl laufender Sollwertverstellmotor einer Drehzahlregelung eingeschaltet, so dass die Drehzahlverringerung von der erfindungsgemässen Einrichtung zwar eingeleitet, nach der Einleitung jedoch von dieser nicht mehr beeinflusst wird.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Steuer-und Überwachungseinrichtung für eine Seilbahn mit vorgegebenem Fahrdiagramm ist in der Zeichnung dargestellt. Fig. 1 zeigt das Fahrdiagramm, wobei A und B je eine Station und C eine Stütze bedeuten. Die Ansprechkurven der Steuerung für die Geschwindigkeitsverminderung für die Fahrtrichtung von A nach B sind mit D und E, für die umgekehrte Fahrtrichtung mit F und G bezeichnet, Die Ansprechkurven für die Überwachungseinrichtung in den Stationen sind mit H und K bezeichnet. Im Diagramm ist das Quadrat der Geschwindigkeit v über dem Weg s aufgetragen.
Fig. 2 zeigt das Prinzipschaltbild der Steuer- und Überwachungseinrichtung für das obige Fahrdiagramm. Die dem Quadrat der Fahrgeschwindigkeit vF proportionale elektrische Grösse wird in einem Drehstromtachometerdynamo 1 mit in Serie geschalteten Kondensatoren 2 bzw. 2'gebildet und über Gleichrichter 3 bzw. 3'in einen Gleichstrom umgeformt. Für die Überwachungseinrichtung ist zur Bildung der dem Abstand proportionalen elektrischen Grösse ein linear geteiltes und von einem Kopierwerk od. dgl. angetriebenes Potentiometer 4 vorgesehen. Diese elektrische Grösse wird gleichfalls in Form eines Gleichstromes mit dem vorgenannten, dem Quadrat der Geschwindigkeit proportionalen Gleichstrom in Differenzschaltung einem Kippverstärker 5 zugeführt, der bei Gleichheit beider Ströme eine Notbremsung einleitet.
Für die Steuereinrichtung erfolgt die Nachbildung der dem Abstand proportionalen elektrischen Grö- sse vorteilhaft mit Hilfe eines Induktionsgebers 6, der gleichfalls vom Kopierwerk od. dgl. angetrieben wird und eine kontaktlose Wegmessung gestattet. Die Phasenverschiebung seiner Sekundärspannung, die mit Hilfe von Widerständen 7 einstellbar ist, wodurch eine Verschiebung der Ansprechkurven und damit eine Änderung der Sicherheitsstrecken erzielt werden kann, wird in einem Messwertumformer 8 in bekann-
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ter Weise in einen Gleichstrom umgewandelt, der in Differenzschaltung mit dem dem Geschwindigkeits- quadrat proportionalen Gleichstrom einem Kippverstärker 9 zugeführt ist, der bei Gleichheit beider Strö- me die betriebsmässige Verzögerung der Bahn einleitet.
Die Bereiche der Ansprechkurven sind beispiels- weise durch Kontakte 10 des Kopierwerkes gegeben, die jedoch nur in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrtrichtungsschalters 11 zur Wirkung kommen können. Die Anspeisung aller Geräte erfolgt aus dem
Netz. 12.
Bei einer Fahrt von A nach B sei eine Fahrgeschwindigkeit vp (Fig. l) eingestellt. Bei Annäherung an die Stütze C schliesst der Kopierwerkskontakt 10D (Fig. 2), die dem Abstand zur Stütze C proportionale
Grösse verringert sich, bis bei Gleichheit des ihr entsprechenden Gleichstromes mit dem dem Geschwin- digkeitsquadrat proportionalen Gleichstrom der Kippverstärker 9 anspricht, und beispielsweise einen mit konstanter Drehzahl laufenden Sollwert-Verstellmotor einer Drehzahlregelung einschaltet, so dass die
Fahrgeschwindigkeit bis zur Stütze C absinkt. Die gewünschte Lage der AnsprechkurvenD (Fig. 1) kann durch Verstellung des Widerstandes 7D gewählt werden. Bei einer Erhöhung der zulässigen Geschwindig- keit bei der Stütze C könnte damit z. B. die Ansprechkurve D'eingestellt werden.
Bei Passieren der Stilt- ze C wird der Kopierwerkskontakt 10C umgestellt und der Kippverstärker zurückgekippt, worauf der Antriebsmotor die Fahrgeschwindigkeit wieder auf den ursprünglichen Wert erhöht. Bei Annäherung an die Station B wird die Geschwindigkeit auf die gleiche Art verringert ; bei einem allfälligen Versagen spricht die Überwachungseinrichtung mit der Ansprechkurve K an. Allfällige gewünschte Änderungen der End- geschwindigkeit Vo in der Station B oder der konstanten Verzögerung können durch die Verstellung von Abgleichwiderständen in den Kippverstärkern 5 bzw. 9 berücksichtigt werden.
Bei Seilbahnen ohne Kopierwerk oder Fahrbildanzeiger kann beispielsweise die dem Abstand entsprechende Grösse mit Hilfe eines Potentiometers oder eines Induktionsgebers gebildet werden, dessen Antrieb durch eine Seilscheibe allenfalls unter Verwendung eines Übersetzungsgetriebes erfolgt, wobei z. B. in bekannter Weise mit Hilfe eines Isotopes, das in entsprechender Entfernung von der Kabine im Zugseil angeordnet ist, der Antrieb einschaltbar sein kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur selbsttätigen Verringerung der Fahrgeschwindigkeit von Bahnen, insbesondere Seilbahnen, bei der eine von der Fahrgeschwindigkeit und eine vom Abstand des Fahrzeuges zu einem Haltepunkt bzw. zu einer Langsamfahrtstelle abhängige Grösse einer Vergleichseinrichtung zugeführt sind, die bei Gleichheit beider Grössen oder bei Überwiegen der geschwindigkeitsabhängigen Grösse die Auslösung und bzw. oder die Durchführung eines Steuer- bzw. Regelvorganges bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Quadrat der Fahrgeschwindigkeit und eine dem Abstand proportionale Grösse der Vergleichseinrichtung zugeführt sind.