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Gleitschutzeinrichtung für Treibradsätze von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Lokomotiven
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleitschutzeinrichtung für Treibradsätze von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Lokomotiven mit einem die Schleuderschutzvorrichtung steuernden Impulsgeber, der aus mindestens einem mit dem oder einem von mehreren gekuppelten zu überwachenden Treibradsätzen verbundenen Gleichstromgenerator und einem dessen Ankerklem. verbindenden Stromkreis besteht, in'" eI- chem ein Kondensatorund einauf unstetige Spannungsänderungen ansprechendes und den Steuerimpuls verstarkendes Gerät angeordnet sind.
Bei diesen bekannten Gleitschutzeinrichtungen wirkt das auf unstetige Spannungsänderungen ansprechende und den Steuerimpuls verstärkende Gerät unmittelbar auf einen Servomotor für die Regelung des Betriebsmittels der Antriebsmaschine und einen Servomotor für die Sandstreueinrichtung ein und steuert beide. Das verstärkende Gerät ist zufolge des beträchtlichen zu steuernden Stromes für dif beiden Ser- vomotoren als Schaltschütz ausgebildet. Da ein Schaltschütz zwar hochverstärkend, jedoch verhältnismä- ssig unempfindlich ist, muss zu seinem Ansprechen der Gleichstromgenerator einen erheblichen Strom liefern, d. h., es muss eine grössere Spannungsdifferenz an den Klemmen des Generators auftreten, um das Schaltschütz zum Ansprechen zu bringen.
Diese Gleitschutzeinrichtung wird deshalb erst dann ansprechen, wenn der oder die Treibradsätze bereits schleudern bzw. wenn der Schleudervorgang voll ausgebildet ist, da nur in diesem Fall der Strom ausreichend ist, um das Schaltschütz zum Ansprechen zu bringen. Sie wird daher nicht wesentlich anders wirken als die üblichen Gleitschutzeinrichtungen mit einer auf einer durch einen Treibradsatz angetriebenen Welle lose drehbar angeordneten trägen Schwungmasse. Bei einer raschen Beschleunigungsänderung des Treibrades, d. h., bei dessen Schleudern vermag die Schwungmasse
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Beschleunigungsänderung nicht so rasch zu folgen, so dassmasse und Treibradsatz auftritt.
Diese Winkelabweichung wird zum Steuern der Schlouderschutzvorrich- tung benutzt mit dem Ziel, den oder die schleudernden Treibradsätze zu beruhigen. Da jedoch Reibungwiderstände in dieser Vorrichtung nicht zu vermeiden und zu deren Funktionieren auch notwendig sind, ist deren Empfindlichkeit viel zu gering, um die Schleuderschutzvorrichtung vor einem ausgeprägten Schleudern zum Ansprechen zu bringen. Unter Schleuderschutzvorrichtung sind dabei eine Sandstreuvorrichtung und/oder eine Schleuderschutzbremse und/oder eine Leistungsdrosselung zu verstehen.
Auch andere bekannte Gleitschutzeinrichtungen, die einen Treibradsatz mit einem nicht angetriebe- nen und/oder gebremsten Laufradsatz oder Laufrad vergleichen und bei einer Winkelabweichung zwischen diesen beiden die Gleitschutzeinrichtung zum Ansprechen bringen, sind, ganz abgesehen von der Notwendigkeit eines heute nicht mehr üblichen Laufrades oder Laufradsatzes, nicht in der Lage, günstigere Ergebnisse zu liefern. Es müssen nämlich Zwischenglieder vorgesehen werden, die den sich im Betrieb ergebenden Unterschied in den Laufkreisdurchmessem ausgleichen und die Nullstellung nach einem Schleudervorgang wieder herstellen, damit wieder ein Vergleich zwischen dem Treibradsatz und dem Laufradradsatz bzw. dem Laufrad möglich ist.
Demgegenüber ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, eine Gleitschutzeinrichtung gemä3 der
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eingangs genannten Gattung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau dem Schleudern der Treibradsätze noch während des Beginns (in statu nascendi) des Schleuderns entgegenwirkt und so die Ausbildung des
Schleudervorganges verhindert.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass zur Verstärkung des Steuerimpulses mindestens zwei hintereinandergeschaltete Verstärkerstufen vorgesehen sind, von denen die erste im Stromkreis des Gleichstromgenerators befindliche Verstärkerstufe hochempfindlich und schwachverstärkend und die zwei- te Verstärkerstufe schwachempfindlich und hochverstärkend ist.
Durch diese Massnahmen wird jedoch nicht nur eine vorteilhafte Lösung der Erfindungsaufgabe ge- währleistet. Ein wesentlicher Vorteil der Einrichtung nach der Erfindung ist nämlich auch noch darin zu sehen, dass man nur mehr mit einer Sandstreuvorrichtung als Schleuderschutzvorrichtung das Auslangenfin- den und auf eine Einwirkung auf die Motorregelung und die Bremseinrichtung als Schleuderschutzbremse verzichten kann, obwohl auch eine Steuerung der Motorregelung und der Schleuderschutzbremse ohne ir- gendwelche Schwierigkeiten möglich ist. Durch die alleinige Verbindung mit der Sandstreuvorrichtung er- gibt sich der Vorteil, dass die Leistung d. h., Zugkraft nicht gemindert wird und somit auch auf Steigungen kein die Schleuderneigung noch vergrössernder Geschwindigkeitsabfall eintritt.
Allerdings kann bei alleiniger Verwendung einer Sandstreuvorrichtung als Schleuderschutzvorrichtung der Fall eintreten, dass der Sand bei mangelhafter Wartung, beispielsweise wenn er nass oder gefroren ist, nicht sofort auf die Schienen gelangt, so dass die Treibradsätze zum Schleudern kommen. Kommt nun in diesem Zustand die Sandstreuanlage zur Wirkung, d. h., wird beispielsweise durch die beim Schleudern der
Treibradsätze auftretenden Erschütterungen der zuerst festsitzende Sand gelockert, so tritt durch die plötz- liche Erhöhung des Reibungskoeffizienten zwischen den Treibradsätzen und den Schienen eine erhebliche
Steigerung der Drehmomente im Triebwerk auf, so dass an diesem Schäden entstehen können.
Um auch diese mögliche Unzulänglichkeit auszuschalten, kann die Gleitschutzeinrichtung gemäss der
Erfindung derart weiter ausgestaltet werden, dass ohne Beeinträchtigung ihrer vorteilhaften Wirkungsweise eine Überlastung des Triebwerkes durch Sanden bei ausgeprägtem Schleudern verhindert wird.
Eine Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass jedem zu überwachenden Treibradsatz bzw. jeder Treib- radsatzgruppe eine lediglich bei ausgeprägtem Schleudern ansprechende Steuereinrichtung zum Abschal- ten der Sandstreuvorrichtung während des Schleuderns zugeordnet ist.
Durch diese sowie die unten angeführten weiteren Massnahmen wird insofern eine vorteilhafte Lösung der Erfindungsaufgabe gewährleistet, als der zusätzliche bauliche Aufwand sehr gering ist. Insbesondere bei Lokomotiven mit zwei voneinander unabhängig angetriebenen Treibradsätzen bzw. Treibradsatzgrup- pen, d. h.. mit zwei Impulsgebern, kann lediglich unter Verwendung handelsüblicher Relais sowie der bei- den ohnehin vorhandenen Gleichstromgeneratoren, eine allen Ansprüchen gerecht werdende Lösung erzielt werden. Beide Antriebsanlagen und ihre Treibradsatzgruppen können voneinander völlig unabhängig besandet und gesteuert werden, so dass selbst bei Störungen in der Sandzufuhr mit einem Minimum an Zugkraftverlust gefahren werden kann.
Bei allen Ausführungsformen der erfindungsgemäss ausgebildeten Einrichtung ist der Sandverbrauch sehr gering, da der Sand sicher zwischen Rad und Schiene gelangt, ohne dass ein wesentlicher Teil durch das schleudernde Rad neben die Schiene geleitet wird, weil ein Schleudern erst gar nicht eintritt. Die Emp- findlichkeitder erfindungsgemäss ausgebildeten Gleitschutzeinrichtung kann auf einfache Weise gemäss den Erfordernissen eingestellt werden, so dass auch lose gekuppelte Züge ohne häufiges Ansprechen der Sandstreuvorrichtung befördert werden können. Der Aufbau der Gleitschutzeinrichtung ist einfach und robust, so dass ein sicheres Funktionieren gegeben ist.
Schliesslich wird durch die Gleitschutzeinrichtung gemäss der Erfindung auch ohne Motordrosselung eine weitgehende Schonung des Triebwerkes gewährleistet, da ein Schleudern der Treibräder von vornherein verhindert und damit die durch Sanden bei schleudernden Treibrädern auftretende Stossbelastung des Trieb- werkes überhaupt nicht auftreten kann. Die erfindungsgemäss ausgebildete Gleitschutzvorrichtung kann ohne Einschränkung für alle Arten von Schienentriebfahrzeugen verwendet werden.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt u. zw. zeigen Fig. 1 eine Ausführungsform mit elektrisch gesteuerter Sandstreueinrichtung und einem Impulsgeber mit einem polarisierten Relais, Fig. 2 eine Ausführungsform mit pneumatisch gesteuerter Sandstreueinrichtung und einem Impulsgeber mit einem Transformator und Fig. 3 eine weitere Ausführungsform mit elektrisch gesteuerter Sandstreueinrichtung und einem Impulsgeber mit einem Widerstand und einem elektronischen Verstärker.
Die Fig. 4-6 stellen eine Lokomotive mit zwei voneinander unab- hängigen Antriebseinheiten und einer Gleitschutzeinrichtung für jede Treibradsatzgruppe zum Steuern der Sandstreueinrichtung (Fig. 4), der Antriebsanlagen (Fig. 5) und der Bremsanlage (Fig. 6) und Fig. 7 eine wei-
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tere Lokomotive mit zwei Antriebsaiilagen und einer vereinfachten Gleitschutzeinrichtung dar.
Die Gleitschutzeinrichtung gemäss den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 - 3 ist insbesondere für Lokomotiven vorgesehen. Die Art des Antriebes der Lokomotive, z. B. elektrisch, dieselelektrisch, die- selhydraulisch oder mechanisch, ist ohne Einfluss auf die Gleitschutzeinrichtung. Für jeden unabhängig an- getriebenen Treibradsatz oder für jede gekuppelte Treibradsatzgruppe, ist eine erfindungsgemäss ausgebil-
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sind vier, für eine dieselhydraulische Lokomotive der Achsanordnung BB oder CC mit zwei unabhängigen Antriebsanlagen sind zwei und für solche mit nur einer Antriebsanlage, nur eine Gleitschutzeinrichtung vorzusehen.
In den Fig. 1 - 3 sind jeweils zwei miteinander gekuppelte Treibradsätze 1 und 2 einer Lo- komotive, z. B. einer dieselhydraulischen Lokomotive, dargestellt. Der Einfachheit halber sind der Fahr- stufenschalter 3, der Fahrtrichtungsschalter 4 und der Schalter 5 für die Sandstreueinrichtung nur einfach dargestellt, obwohl üblicherweise entsprechend der Anzahl der Fuirerstande stets zwei entsprechende par- allelgeschaltete Schalter 3 - 5 vorgesehen sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. l ist die Sandstreueinrichtung in bekannter Weise elektropneu- matisch ausgebildet. Der Schalter 5 für die Sandstreueinrichtung ist ein einfacher Drucktastenschalter, des- sen Drucktaste an den einen Pol einer Stromquelle 6, meist den Pluspol einer Gleichstromquelle, z. B. der
Fahrzeugbatterie bzw. einem elektrischen Generator angeschlossen ist. Der feste Kontakt des Drucktasten- schalters ist über eine Verbindungsleitung 7 mit dem Kontaktarm 8 eines Wechselschalters 9 verbunden, der seinerseits mit dem Fahrtrichtungsschalter 4 gekuppelt ist, derart, dass bei der Stellung V "Vorwärts" und bei der Stellung R"Rückwärts"der Kontaktarm 8 jeweils auf einem Kontakt 10 oder 11 liegt.
Jeder
Kontakt 10 und 11 ist mit der Wicklung je eines bekannten Druckluftmagnetventils 12 bzw. 13 verbun- den. Bei Erregung der Wicklung wird das Drucklufttnagnetvfntil 12 bzw. 13 geöffnet. Beide Druckluftma- gnetventile 12 und 13 sind mit einer Anschlussöffnung an der Hauptluftbehälterleitung 14 bzw. dem Haupt- luftbehälter 15 angeschlossen, der seinerseits durch eine nicht mehr dargestellte bekannte Drucklufterzeu- gungsanlage aufgeladen wird. Die Ausgangsöffnung des mit dem bei Vorwärtsfahrt geschlossenen Kontakt 11 verbundenen Druckluftmagnetventils 13 ist an eine Sandleítung 16 "vorwarts" und die des andern Druckluftmagnetventils 12 ist an eine Sandleitung 17 "rückwärts" angeschlossen. Mit jeder Sandleitung 16 bzw.
17 sind in üblicher Weise bekannte Sandstreuventile 18 mit Sandbehältern 19 verbunden, wobei die Sand- rohre 20 der mit der Sandleitung 16 "vorwärts" verbundenen Sandstreuventile 18 bei Vorwärtsfahrt und die
Sandrohre 20 der mit der Sandleitung 17"rückwärts"verbundenen Sandstreuventile 18 bei Rückwärtsfahrt der Lokomotive vor den Rädern der Treibradsätze 1 und 2 in der Nähe der Schienen 21 und der Räder münden.
Mit dieser Sandstreueinrichtung kann der Lokomotivführer nach Belieben sanden, indem er den Schalter 5 der Sandstreuvorrichtung schliesst.
Gamma der Erfindung ist jedoch zum Steuern der Sandstreueinrichtung als Gleitschutzeinrichtung zum Verhinderndes Schleuderns der Treibradsätze 1 und 2 ein auf den Übergang von rollender (statischer) Reibung zu gleitender Reibung zwischen den Rädern der Treibradsätze 1 und 2 und den Schienen 21 ansprechender Impulsgeber 22 vorgesehen, der auf die Unstetigkeit in der Beschleunigung der Treibradsätze 1 und 2 beim Entstehen des Schleuderns anspricht. Er besteht aus einem mit einem Treibradsatz, z. B. l, verbundenen Gleichstromgenerator 23, in dessen Ankerstromkreis mindestens ein Kondensator 24 und die Wicklung 25 eines Relais, vorzugsweise eines polarisierten Relais 26, vorgesehen sind. Zur Regelung der Empfindlichkeit des Impulsgebers 22 ist im Stromkreis des Gleichstromgenerators 23 noch ein regelbarer Widerstand 27 angeordnet.
Die beiden Kontakte 28 und 29 des polarisierten Relais 26 sind miteinander leitend verbunden, während der Kontaktanker 30 mit dem Pluspol der Stromquelle 6 in Verbindung steht.
Die beiden miteinander verbundenen Kontakte 28 und 29 des polarisierten Relais 26 sind an die Erregerwicklung 31 eines weiteren Relais bzw. Schaltschützes 32 mit zwei Wechselkontaktpaaren 33, 34 wld 35, 36 angeschlossen. Das andere Ende der Erregerwicklung 31 liegt am Minuspol (Masse) der Stromquelle 6. Ein Kontaktfinger 37 des Schaltschützes 32 liegt am Pluspol der Stromquelle 6, wogegen der andere Kontaktfinger 38 über einen Kondensator 39 an den Minuspol der Stromquelle 6 angeschlossen ist. Der. Wechselkontakt 35 des am Pluspol liegenden Kontaktfingers 37 ist über eine Zwischenleitung 40 an die Verbindungsleitung 7 zwischen dem Schalter 5 der Sandstreueinrichtung und dem mit dem Fahrtrichtungsschalter 4 gekuppelten Wechselschalter 9 angeschlossen, so dass der Impulsgeber 22 mit dem Schaltschütz 32 parallel zum Schalter 5 angeordnet ist.
Von dem andern Wechselkontaktpaar 33, 34 des Schaltschützes 32 ist der Ausschaltkontakt 34 mit dem Pluspol der Stromquelle 6 und der Einschaltkontakt 33 mit der Eingangsseite der Erregerwicklung 31 des Schaltschützes 32 verbunden.
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In der Zwischenleitung 40 istein Schalter 41 vorgesehen, der mit dsm Fahrstufenschalter 3 der Lokomotive gekuppelt ist. Dem Kontaktarm 42 des Schalters 41 ist ein Schleifstück 43 zugeordnet, dessen Länge von der Zugkraftkurve der Lokomotive und der Reibungsgrenze abhängt, derart, dass ein Stromdurch- gangerstvonjenerSchaltstufe (z. B. VII) ab möglich ist, deren entsprechende Zugkraftkurve die Reibungsgrenze überschreitet.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende : Wenn bei Stillstand der Lokomotive oder Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit der Fahrstufenschalter in Richtung zur Vollaststufe VL aufwärtsgeschaltet wird, so wird die Leistung des Antriebsmotors vergrössert, so dass sich die Lokomotive in Gang setzt oder schnel- lerfährt. d. h., in beiden Fällen wird die Lokomotive beschleunigt, u. zw. mit einer Beschleunigung, deren Wert etwa bis 0, 7 m/sec beträgt. Der mit den Treibradsätzen 1 und 2 gekuppelte Gleichstromgenerator 23 liefert dabei eine der Fahrgeschwindigkeit entsprechende Spannung, der Kondensator 24 wird langsam aufgeladen, so dass nur ein sehr geringer Strom fliesst, wobei das polarisierte Relais 26 bzw. sein Kontaktanker 30 in Ruhestellung bleiben.
Versuchennun die Treibradsätze l und 2 wegen Überschreitens der Reibungsgrenze bzw. des Reibungskoeffizienten zwischen Rad und Schiene auf den Schienen 21 zu gleiten, so dass die Treibradsätze 1 und 2 zu schleudern beginnen, so ändert sich die stetige Beschleunigung, d. h., die Beschleunigungskurve weist eine Unstetigkeitsstelle auf. Diese Unstetigkeit ruft im Stromkreis des Gleichstromgenerators 23 einen kurzen Stromstoss hervor, der das polarisierte Relais 26 zum Ansprechen bringt, so dass die Erregerwicklung 31 des mit ihm verbundenen Schaltschützes 32 erregt wird und den Schalter 5 der Sandstreuvorrichtung überbrückt.
Da der Stromstoss des Impulsgebers 22 nur ganz kurz ist. wäre dies für eine wirksame Besandung etwas zu kurz. Gleichzeitig wird jedoch durch das Schaltschütz 32 auch der schon aufgeladene Kondensator 39 auf die Erregerspule 31 des Schaltschützes 32 geschaltet. Dadurch wird die Schaltzeit des Schalt- schützes 32 entsprechend der gewählten Kapazität des Kondensators 39 verlängert, d. h., das Schaltschütz 32 wirkt als Verzögerungsrelais.
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zu den entsprechenden Sandleitungen 16 oder 17 mit den Sandstreuventilen 18 gelangt und den Sand aus den Sandbehältern 19 durch die Sandrohre 20 vor die Räder der Treibradsätze 1 und 2 auf die Schienen 21 befördert.
Die Empfindlichkeit der Einrichtung bzw. ihres Impulsgebers 22 kann mittels des im Stromkreis des Gleichstromgenerators 23 vorgesehenen Regelwiderstandes 27 leicht verändert werden, so dass auch lose gekuppelte Züge durch Lokomotiven mit d-n arfindungsgemäss ausgebildeten Gleitschutzeinrichtungen ge- fördert werden können.
Beim Rangieren, wobei lediglich die unteren Fahrstufen z. B. I -VII benützt werden müssen, kai'i die Gleitschutzeinrichtung durch den mit dem Fah ; stufenschalter 3 gekuppelten Schalter 41 für die unteren Fahrstufen (z. B. 0 - VII) ausser Kraft gesetzt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist an Stelle der elektropneumatischen Sandstreueinrichtung gemäS dem Ausführungsbeispiel nach Fig. l eine bekannte, rein pneumatisch wirkende Sandstreuvorrichtung vorgesehen. Diese besteht aus einem am Hauptluftbehälter 15 oder an der Hauptluftbehälterleitung 14 angeschlossenen Drucktastenventil 44, dessen Ausgangsseite mit der Eingangsseite eines Zweiwegeventils 45 verbunden ist. Dieses ist sinngemäss den beiden Stellungen des Fahrtrichtungsschalters 4 mit einer Ausgangs- öffnung an der Sandleitung 16 "vorwärts" und mit der andern Ausgangsöffnung an der Sandleitung 17 "rück- wärts"angeschlossen.
Der Impulsgeber 22 wird wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 von einem mit einem Treibradsatz z. B. 1 gekuppelten Gleichstromgenerator 23 gebildet, in dessen Ankerstromkreis ein Kondensator 24 angeordnet ist. An Stelle des polarisierten Relais 26 nach Fig. l ist jedoch die Primärwicklung 46 eines Transformators -47 inden Stromkreis eingeschaltet. Die Sekundärwicklung 48 des Transformators 47 ist an einen Verstärker 49, z. B. einem elektronischen Verstärker, angeschlossen, der seinerseits mit der Erregerwicklung 31 des Schaltschützes 32 verbunden ist. Das Schaltschütz 32 ist in gleicher Weise wie beim vorhergehenden Beispiel geschaltet, d. h., es ist als Verzögerungsrelais ausgebildet und an der Zwischenleitung 40 angeschlossen.
Die Zwischenleitung 40 führt zur Wicklung eines Druckluftmag\1etventils 50. das in einer Umgehungsleitung 51 des Drucktastenventils 44 angeordnet und bei nicht erregter Wicklung geschlossen ist.
Die Sandstreuvorrichtung kann wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 durch den Lokomotivführer willkürlich betätigt werden, indem er die Taste des Drucktastenventils 44 drückt und damit den Druck-
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luftdurchgang zu den Sandstreuventilen 18 freigibt.
Diese Gleitschutzeinrichtung arbeitet bei Steuerung durch die Treibradsätze 1 und 2 wie folgt : Die Lokomotive beschleunigt entsprechend der Stellung des in Fig. 2 nicht dargestellten Fahrstufenscnalters und damit dem Leistungsanstieg des Antriebsmotors gleichmässig aus dem Stillstand oder einer konstanten Geschwindigkeit, d. h., die Beschleunigungskurve verläuft stetig, z. B. geradlinig, progressiv oder degressiv. Entsprechend dieser Beschleunigung liefert der Gleichstromgenerator 23 Strom, so dass der Kondensator 24 aufgeladen wird.
Da es sich um einen Gleichstrom handelt, fliesst der geringe Strom lediglich durch die Primärwicklung 46 des Transformators 47, ohne in der Sekundärwicklung 48 einen Strom zu induzieren, Falls jedoch die Treibradsätze 1 und 2 infolge Überschreitens der Reibungsgrenze mit dsm Schleudern beginnen, tritt in dem bisher stetigen Stromfluss des Impulsgebers ein Knick ein, der über die Primärwick- lung 46 in der Sekundärwicklung 48 des Transformators 47 einen Stromstoss Induziert. Der Stromstoss wird im Verstärker 49 verstärkt und der Erregerwicklung 31 des Schaltschützes 32 zugeführt, das nun wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispielreagiert und die Zwischenleitung 40 und damit die Wicklung des Druckluftmagnetventils 50 unter Spannung setzt.
Damit wird der Durchfluss der Druckluft aus dem Hauptluftbehälter 15 über die der Fahrtrichtung entsprechende Sandleitung 16 oder 17 zu den Sandstreuventilen 18 freigegeben und die Schienen 21 werden dementsprechend gesandet.
Das dritte Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 entspricht im grundsätzlichen Aufbau dem Ausführung- beispiel nach Fig. 1. Der Unterschied besteht lediglich im Aufbau des Impulsgebers 22. Dabei ist im Strom-
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24 an Stelle des polarisierten Relais 26 (Fig. l) bzw. des Transformators 47 (Fig. 2) ein Widerstand 52 vorgesehen. Der Eingang und der Ausgang des Widerstandes 52 sind mit einem Verstärker 53 verbunden, der seinerseits an der Erregerwicklung 31 des Schaltschützes 32 angeschlossen ist.
Als Verstärker 53 kann beispielsweise ein bekannter elektronischer Impulsformer od3r ein Transduktorverstärker vorgesehen sein.
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h.,eine Unstetigkeit auf, so dass die zuerst stetig verlaufende Spannungskurve eine Unstetigkeit aufweist oder mit andern Worten der Stromkreis einen schwachen Impuls abgibt, der mittels des als Verstärker 53 vor-
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sprechen bringt.
Die Erfindung ist nicht auf Sandstreuanlagen als Gleitschutzeinrichtungen beschränkt. In gleicher Weise wie das Ingangsetzen der Sandstreuanlage, kann sowohl zusätzlich wie auch für sich die Bremsanlage der Lokomotive als Schleuderschutzbremse mit reduziertem Bemsdruck sowie eine Drosselung der Motorleistung durch Einwirken auf den Motorregler bewirkt werden, wie in Fig. l beispielsweise strichliert dargestellt ist. Dazu ist sowohl für die Schleuderschutzbremse, als auch für die Motorregulierung ein Druck- luftmagnstventil 54 bzw. 55 vorgesehen, dessen Wicklung an der Zwischenleitung 40 angeschlossen ist.
Die Anschlussöffnung jedes Druckluftmagnetventils 54 und 55 ist mit dem Hauptluftbehälter 15 oder der Hauptluftbehälterleitung 14 und die Ausgangsöffnung mit den zugeordneten Geräten an Bremse u. 1d Motorregelung verbunden. Die erfindungsgemäss ausgebildete Einrichtung kann auch für Strassenfahrzeuge und andere Maschinen verwendet werden, bei denen bei Abweichen von einer stetigen Beschleunigung ein Vorgang ausgelöst werden soll. Die Einrichtung kann sowohl für positive als auch negative Beschleunigungen verwendet werden, so dass sie auch als Blockierungsüberwacher, allgemein für Schienenfahrzeuge, verwendet werden kann.
Da die Einrichtung, d. h.. deren Impulsgeber 22, sowohl auf positive Beschleunigungen als auch auf Verzögerungen anspricht, kann letztere Eigenschaft zusätzlich zum Steuern eines weiteren Vorganges verwendet werden. So kann beispielsweise an Stelle des in den Ausführungsbeispielen verwendeten Schalt- schützes 32 mit verzögertem Abfall ein bekanntes Stromstossrelais vorgesehen werden, worunter ein Schaltschütz zu verstehen ist, das bei emem Stromstoss den Stromdurctigang schliesst und beim nächsten Impuls diesen wieder unterbricht.
Damit ist es möglich, das Sanden auf das unbedingt erforderliche Mindestmass zu beschränken, da der Impuls bei Entstehen der Gleitbewegung zwischen Rad und Schiene die Sandstreueinrichtung einschaltet, während der bei Wiederfassen der Räder entstehende Impuls diese wieder ausschaltet.
Die Ausführungsform der Gleitschutzeinrichtung ge mä'"3 d"m Flg. 4 - 6 ist zur Verwendung bei einer dieselhydraulischenDrehgestellokomotive der Achsanordnung BB mit zwei Antriebsanlagen bestimmt. Jede Antriebsanlage besteht aus einem im nicht dargestellten Hauptrahmen gelagerten Dieselmotor 56 bzw.
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über eine Gelenkwelleradcatzgruppen sind dabei voneinander völlig unabhängig.
Lediglich bei nicht ordnungsgemässer Wartung oder nassem bzw. gefrorenem Sand ka'n damit ein Schleudern und eine Überlastung des Triebwerkes beim Schleudern und plötzlicher Sandzufuhr nicht vermieden worden. Um d0 : es zu verhindern, ist gemäss der Er- findung jedem zu überwachenden Treibradsatz 1, 2 bzw. jeder zu überwachenden Treibradsatzgruppe eine lediglich bei ausgeprägtem Schleudern ansprechende Steuereinrichtung zum Abschalten der Sandstreueinrichtung und zum Vermindern der Leistung d oder der Antriebsmoloren uld/oder zum Anlegen der Schleuderschutzbremse während des Schleuderns zugeordnet. Als Steuereinrichtung können hiebei die bekannen, träge ansprechenden Beschleunigungs-oder Blockierungsüberwachungsgeräte vorgesehen werden.
Vorteilhaft werden jedoch hiezu die beiden vorhandenen Impulsgeber 23 herangezogen. Dazu sind zwei gleichartige Pole der Gleichstromgeneratoren 23 dCI beiden Im ? ulsgeber 22, beispielsweise deren Pluspole, über eine Verbindungsleitung 88 unmittelbar zusammengeschaltet. Die beiden andern gleichartigen Pole - die Minuspole - der beiden Gleichstromgeneratoren 23 sind mit einem Vergleichsgerät 89 verbunden, das die Stromzufuhr zu den Schaltschützen 32 der Sandstreuvorrichtung und die Leistungsregelung der Antriebsmotoren (Dieselmotoren 56 und 57) und/oder die Schleuderschutzbremse steuert.
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denen jeweils ein Ende mit einem Gleichstromgenerator 23 verbunden ist.
Die beiden andern Enden der beiden Wicklungen 91 und 92 sind an einen einstellbaren Spannungsteiler 93 angeschlossen, dessen Abgrei- fer über eine Leitung 94 mit der Verbindungsleitung 88 der Pluspole der Gleichstromgeneratoren 23 ver- bundenist. Damit lässt sich die Ruhelage des polarisierten Relais 90 auch bei unterschiedlichenSpannungs- charakteristiken der beiden Gleichstromgeneratoren 23, z. B. bei Treibradsatzgruppen mit nicht genau übereinstimmenden Laufkreisdurchmessern genau einstellen. In der Leitung 94 kann noch ein regelbarer
Widerstand 95 vorgesehen sein, um die Empfindlichkeit der Vorrichtung den Bedürfnissen anpassen zu können.
Der Anker 96 des polarisierten Relais 90 ist an den Pluspol der Stromquelle 6 angeschlossen. Das polarisierte Relais 90 weist zwei Kontakte 97 und 98 auf, die jeweils mit der Wicklung 99 eines Schaltschützes 100 bzw. 101 mit zwei Kontaktpaaren 102,103 und 104,105 verbunden sind. Ein Kontaktpaar 102,103 jedes Schaltschützes 100 und 101 ist dabei als Ruhekontaktpaar und das andere Kontaktpaar 104,105 als Ar- beitskontaktpaar ausgebildet, d. h., das Ruhekontaktpaar 102, 103 ist bei nicht erregter und das Arbeitskon- taktpaar 104,105 bei erregter Wicklung 99 des Schaltschützes 100 bzw. 101 geschlossen. Von sämtlichen Kontaktpaaren 102 - 105 jedes Schaltschützes 100 und 101 ist jeweils ein Kontakt 103 und 105 an den Pluspol der Stromquelle 6 angeschlossen.
Jeder Treibradsatzgruppe bzw. jedem Impulsgeber 22 ist ein Schaltschütz 100 bzw. 101 zugeordnet, derart, dass der zweite Kontakt 102 des Ruhekontaktpaares 102,103 mit dem Ende der Stromzuführungsleitung 86 bzw. 87 zum Kontaktanker 30 des polarisierten Relais 26 des zugeordneten Impulsgebers 22 in Verbindung steht, während der zweite Kontakt 104 des Arbeitskontaktpaares 104,105 an eine Steuerleitung 106 bzw. 107 angeschlossen ist.
Die Steuerleitung 106 oder 107 jedes Schaltschützes 100 oder 101 führt zum Steuerorgan 71 des Zweiwegrelaisventils 70 (Fig. 5) und/oder Magnetventils 75 (Fig. 6) der zugeordneten Treibradsatzgruppe bzw. der Treibradsätze 1 und 2 des zugeordneten Drehgestells 64 oder 65.
Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform der erfindungsgemäss ausgebildeten Gleitschutzeinrichtung ist wie folgt :
Wird beim Anfahren oder Beschleunigen der Lokomotive das Drehmoment am Rads-anfang der Treibradsätze 1 und 2 einergekuppelten Treibradsatzgruppe eines Drengestells 64 oder 65 so gross, dass ein Gleiten zwischen den Treibradsätzen 1 und 2 und den Schienen 21 eintritt, so wird zunächst durch den zugeordneten Impulsgeber 22 die Sandstreueinrichtung in Wirkung gesetzt. Bleibt nun aus den bereits genannten oder andern Gründen der Sand aus, so beginnen die Treibradsätze 1 und 2 zu schleudern. Der mit den schleudernden Treibradsätzen 1 und 2, z.
B. des Drehgestells 64 gekuppelte Gleichstromgenerator 23 steigert dabei seine Spannung entsprechend, während der andere mit den nicht schleudernden Treibradsätzen 1 und 2 des andern Drehgestells 65 gekuppelte Gleichstromgenerator 23 seine Spannung nicht ändert. Solange beide Gleichstromgeneratoren 23 etwa gleiche Spannung aufweisen, bleibt das als Vergleichsgerät 89 vorgesehene polarisierte Relais 90 in Ruhelage, da durch beide Wicklungen 91 und 92 der gleiche Strom fliesst. Da nun infolge des Schleuderns der Treibradsatze 1 und 2 des Drehgestells 64 der eine Gleichstromgenerator 23 eine höhere Spannung aufweist, fliesst durch die mit ihm verbundene Wicklung 92 des polarisierten Relais 90 ein grösserer Strom, so dass der Anker 96 des Relais ausgelenkt wird und den zugeordneten Kontakt 98 schliesst.
Damit wird auch der Pluspol der Stromquelle 6 mit der Wicklung 99 des beigeordneten Schaltschützes 101 verbunden und diese dadurch erregt. Damit wird einmal das Ruhekontaktpaar 102, 103 geöffnet und das polarisierte Relais 26 des angeschlossenen Impulsgebers 22 von der Stromquelle
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6 getrennt, so dass die Sandstreueinrichtung der schleudernden Treibradsätze 1 und 2 des Drehgestells 64 ausser Wirkung gesetzt wird. Zum andern wird jedoch das Arbeitskontaktpaar 104,105 geschlossen, so dass nunmehr die über die Steuerleitung 106 angeschlossenen Ventile 70 und 75 bzw. deren Wicklungen erregt werden.
Durch die Erregung des Steuerorgans 71 des Zweiwegrelaisventils 70 werden dessen Anschlüsse A und B miteinander verbunden, so dass das Stellgerät 68 der Einspritzpumpe 69 vom Fahrstufenschalter 3 getrennt und über das Druckminderventil 72 auf einen vorbestimmten Druck entlüftet wird. Durch diese Druckminderung im Stellgerät 68 wird die Einspritzmenge an Brennstoff und damit die Leistung des Dieselmotors 56 der schleudernden Treibradsätze 1 und 2 des Drehgestells 64 vermindert. Die Leistungsminderung ist dabei vom Druck im Stellgerät 68 abhängig, der durch das Druckminderventil 72, je nach den Bedürfnissen eingestellt werden kann. Im allgemeinen wird die Druckminderung nur so gross gewählt werden, dass mit Sicherheit ein Schleudern vermieden wird bzw. die schleudernden Treibradsätze 1 und 2 wieder fassen können.
An Stelle einer Leistungsminderung des oder der Antriebsmotoren bzw. Dieselmotoren 56 und/oder 57 der schleudernden Treibradsätze 1 und 2 oder zusätzlich zu dieser, kann auch die Bremsanlage als Schleuderschutzbremse betrieben werden, indem das Magnetventil 75 für die Bremszylinder 73 des Drehgestells (z. B. 64) mit den schleudernden Treibradsätzen 1 und 2 erregt wird, so dass es den Durchgang der Druckluft aus dem Hauptluftbehälter 15 zu den Bremszylindern 73 freigibt. Infolge der Anordnung des Druckminderventils 76 geschieht dies in der üblichen Weise mit vermindertem Druck, u. zw. so lange, bis das Schleudern aufhört.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 - 6 sieht für jede gekuppelte Treibradsatzgruppe, deren Antriebsanlage und/oder deren Bremsanlage eine vollkommenselbständige Steuerung vor, ohne dass dabei andere Treibradsatzgruppen beeinflusst werden.
Für Lokomotiven, deren Sandstreuanlage für sämtliche Treibradsätze 1 und 2 beider Drehgestelle 64 bzw. 65 von einem einzigen Magnetventilpaar 12,13 gesteuert wird, vereinfacht sich die Gleitschutzeinrichtung gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7, bei dem es sich ebenfalls um eine Lokomotive mit zwei Treibradsatzgruppen handelt.
Dabei sind die beiden Impulsgeber 22 derart vereinigt, dass die Stromkreise ihrer Gleichstromgerleratoren 23 über die Wicklung 25 eines einzigen polarisierten Relais 26 verbunden sind. Damit ist nur noch ein einziges polarisiertes Relais 26 für beide Impulsgeber 22 notwendig, so dass auch zur Steuerung der Sandstreuanlage nur noch ein einziges Schaltschütz 32 erforderlich ist. Die grundsätzliche Schaltung dieses Schaltschützes 32 entspricht dem vorhergehenden Beispiel. Infolge der Anordnung nur eines Druckluft-
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Schalter 5 der Sandstreuanlage für die willkürliche Sandung durch den Lokomotivführer und einen einfachen Wechselschalter 9 für die fahrtrichtungsabhängige Steuerung der Sandstreuanlage vorzusehen.
An Stelle des polarisierten Relais 26 können ohne weiteres auch zwei einfache, gegenläufig geschaltete Relais vorgesehen werden, von denen jedes über einen in einer Stromrichtung sperrenden Gleichrichter angeschlossen ist.
Die beiden Gleichstromgeneratoren 23 sind an ihren Polen in gleicher Weise wie beim Ausführungs- beispiel nach den Fig. 4 - 6 verbunden. Die beiden Kontakte 97 und 98 des als Vergleichsgerät 89 dienenden polarisierten Relais 90 sind miteinander verbunden und an ein Ende der Wicklung 99 eines einzigen
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103sen, so dass bei Ausschlag des Ankers 96 des polarisierten Relais 90 die Wicklung 99 des Schaltschützes 100 erregt wird.
Die Stromzuführung zum polarisierten Relais 26 des Impulsgebers 22 ist wieder über das Ruhekontaktpaar 102,103 des Schaltschützes 100 geführt, während die Steuerorgane 71 der Zweiwegrelaisventile 70 für die Leistungsminderung des oder der Antriebsmotoren (Dieselmotoren 56 und 57) und/oder die Magnetventile 75 für die Schleuderschutzbremse an dem freien Kontakt 104 des Arbeitskontaktpaares 104, 105 angeschlossen sind. Selbstverständlich lässt sich die Zahl der Zweiwegrelaisventile 70 und Magnetventile 75 zur Steuerung der Antriebsmotoren und/oder der Schleuderschutzbremse der Bremsanlage auf die Hälfte der im vorhergehenden Ausführungsbeispiel vorgesehenen verringern.
Die Wirkungsweise der Gleitschutzeinrichtung gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 entspricht grundsätzlich der Wirkungsweise der Einrichtung gemäss dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4-6. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass die Sandstreueinrichtung, die Leistungsminderung der Antriebsmotoren und/oder die Bremsanlage als Schleuderschutzbremse stets für sämtliche Treibradsatzgruppen oder Treibradsätze 1 und 2 in Wirkung gesetzt wird. Dies ergibt zwar einen höheren Sandverbrauch und eine
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stärkere Leistungsverminderung als bei der Einrichtung nach den Fig. 4-6, dafür ist jedoch der Aufwand an Geräten für die Gleitschutzeinrichtung, die Sandstreueinrichtung, die Motorregulierung und die Schleu- derschutzbremse wesentlich geringer.
An Stelle einer Einwirkung der Gleitschutzeinrichtung auf die Motorregulierung kann bei Triebfahr- zeugen mit hydraulischer Kraftübertragung auch diese im Sinne einer Minderung des Sekundärdrehmoments beeinflusst werden, z. B. durch Minderung des Überlagerungsdruckes oder der Füllung des arbeitenden Wand- lers oder der Kupplung.
Die Erfindung ist nicht an eine bestimmte, beispielsweise die in den Ausführungsbeispielen dargestell- te Sandstreueinrichtung und/oder Motorregelung und/oder Bremsanlage gebunden. Es können hiefür belie- bige bekannte Ausführungen mechanischer, pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Art verwen- det werden, wobei auch Kombinationen dieser Arten vorgesehen sein können. Desgleichen kann die Er- findung für jede beliebige Antriebsart des Schienentriebfahrzeuges verwendet werden, also beispielswei- se auch iür elektrische und dieselelektrische Lokomotiven wie auch für Lokomotiven mit Gasturbinen- oder
Dampfantrieb.
PATENTANSPRÜCHE ?
1. Gleitschutzeinrichtung für Treibradsätze von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Lokomotiven mit einem die Schleuderschutzvorrichtung steuernden Impulsgeber, der aus einem mit dem oder einem von mehreren gekuppelten zu überwachenden Treibradsätzen verbundenen Gleichstromgenerator und ei- nem dessen Ankerklemmen verbindenden Stromkreis besteht, in welchem ein Kondensator und ein auf un- stetige Spannungsänderungen ansprechendes und den Steuerimpuls verstärkendes Gerät angeordnet sind, da- durch gekennzeichnet, dass zur Verstärkung des Steuerimpulses mindestens zwei hintereinandergeschaltete Verstärkerstufen vorgesehen sind, von denen die erste im Stromkreis des Gleichstromgenerators (23)
befindliche Verstärkerstufe hochempfindlich und schwachverstärkend und die zweite Verstärkerstufe schwachempfindlich und hochverstärkend ist.